电子教案-广电网络工程(张庆海) PPT5-6数字有线电视的信道编码技术

码流的随机化
差分编码
卷积交织 R-S编码
信道编码
基带成型滤波
字节到字符的映射
QAM调制
3
2.码流的随机化
➢ 码流的随机化两个目的：
一是防止在特殊情况下出现调制器输出未调制载波，对系统产生干扰； 二是把MPEG2码流中的连“0”、连“1”信号搅乱。因为连“0”、
连“1”会破坏传输系统的定时功能，而定时一旦被破坏，收、发双 方会失去同步，时分复用的数字传输就完全乱了。
通信技术专业教学资源库 南京工业职业技术学院
《广电网络工程综合实训》 课程
数字电视的信道编码技术
主讲： 张庆海
目录
01
什么是信道编码
02
码流的随机化
03
R-S编码
04
卷积交织
05
调制
2
1.什么是信道编码
➢ 复用后的节目流不适于在传输通道中传输。为了使信号适配于传输 信道，减少传输过程的差错，还需要对数据流进行必要的处理（再 编码），这种做法叫做信道适配，也称为信道编码，它的作用主要 是负责误码的检错和纠错。
11
5.调制 QAM调制与解调原理框图
12
5.调制
➢ mQAM同时利用了载波的幅度和相位来传递 信息比特，因此在最小距离相同的条件下可 实现更高的频带利用率
➢ 调制方式通常有二进制QAM（4QAM）、四 进制QAM（l6QAM）、八进制QAM（ 64QAM）…
➢ 对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图
➢ 随机化的方法：
采用伪随机码（PRBS）对输入的MPEG2码流进行随机化处理，就是 用较长的伪随机序列与MPEG2序列送入移位寄存器一个比特一个比特 地“模2加”，使原来的信号规律也具有了伪随机性质。这样连“0”、 连“1”的现象就被消灭了。
随机化处理也叫做能量扩散。
4
2.码流的随机化
n
k 数据
+5sinωct、+3sinωct、+1sinωct、-1sinωct、-3sinωct、-5sinωct
、-7sinωct；调制器Ⅱ（同相）输出的8个信号为：+7cosωct、
+5cosωct、+3cosωct、+1cosωct、-1cosωct、-3cosωct、-
5cosωct和-7cosωct。两路己调信号相加共有64个不同的组合，这样
在发送端，MPEG2码流中插入16个用于检验的冗余字节，使 MPEG2的传输包由188字节变成了188 + 16 = 204字节。
在接收端，靠检验该冗余字节的情况，来判断并纠正错误。 RS编码称为外层纠错编码，对突发干扰有较强的纠错能力。
6
4.卷积交织
➢ 交织编码的实质是将突发误码分散为随机误码，不增添附加的监 督码元而提高了抗突发误码的能力。
便形成64QAM的星座图。
14
总结
数字电视的信道编码，采用了一系列的技术，如随 机化处理、R-S编码、卷积交织、QAM调制等，这 些技术在理解上有一定的难度，希望大家课后好好 复习，搞清数字电视信道编码的基本原理，为下一 步进行系统调试打下基础。
15
通信技术专业教学资源库 南京工业职业技术学院
谢谢
r 校验码元
n为编码后一个分组的码元数 它等于信息码元数加上校验码元数，n=k+r，编码后的一个分组称为码字 包括k个信息码元和r个校验码元
5
3.R-S编码
➢ R-S编码的目的： 为了纠错，即解决误码问题 ➢ R-S编码的能力： 纠错能力相当强，在输入误码率为10E-4的情况
下，纠正错误码，达到10E-12。 ➢ R-S纠错的方法：
错码被分散
交织原理示意图
9
5.调制
➢ 所谓调制，就是按调制信号（基带信号）的变化规律去改变载波的 某些参数的过程。
➢ 解调则是相反的变换过程，即由载波参数的变化去恢复基带信号。 ➢ 数字信号的调制必须用数字信号对载波进行调制 ➢ 数字信号传输有三种基本方式，即幅度键控（ASK）频移键控（
FSK）和相位键控（PSK）。
13
5.调制
➢ 64QAM中采用的是8进制（或8电平），每个星座点由6比特（6位二进
制组成，从000000~111111），所有的信息（视频码流、音频码流、
和辅助数据码流）都在每一个星座点中的6比特中。
➢ 在64QAM中，经2~8电平转换后可得到-1、-3、-5、-7、+1、+3、
+5和+7共8个电平，则调制器I（正交）输出的8个信号为+7sinωct、
10
5.调制
➢ 正交调幅信号有两个相同频率的载波，但是相位相差90度。一 个信号叫I信号，另一个信号叫Q信号。从数学角度将一个信号 表示成正弦sinωCt，另一个表示成余弦cosωCt，两种被调制 的载波混和叠加成QAM调制信号。
➢ 到达目的地后，通过与参考载波的反向调制被分离，经低通滤 波、阈值判决，并/串变换，恢复出原始码流。
➢ 卷积码：卷积码（n,k,m) 主要用来纠随机错误，它的码元与前后 码元有一定的约束关系，编码复杂度可用编码约束长度m*n来表 示。一般地，最小距离d表明了卷积码在连续m段以内的距离特性 状态图。 n/n+1，输入n个比特，编码后输出n+1个编码比特。
7
4.卷积交织
交织的原理
以矩形交织为例，矩形交织是将分组码构成一个m行n列 的矩阵，通常每行是一个（n，k）分组码字，将分组码字按行 写入随机存储器（RAM），再按列读出发送出去，接收端按列 写入RAM，再按行读出，对每一行的一个码字进行纠错译码。 传输中的的突发错误（长度为b）只能以列的顺序出现，只要 m>b，则突发错误就分散到每一行的分组码中，而且每个分组 码最多只有一个分散了的误码，所以可以被分组码纠正。m越 大能纠正的突发长度b也越长。
8
4.卷积交织
交织的原理
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T…
原码序列

交织
A F K P U B G L Q V C H M R W D I N S X…
传输
A F K P U B G L Q V C H M R W D I N S X…
解交织 被扰码片
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T…
主讲： 张庆海