信息论与编码论文

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信息论基础与编码课程论文

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《信息论基础与编码》课程论文(设计)题目:信息论在图像信号压缩中的应用*名:***学院:电信分院专业:通信工程班级:2012.1学号:**************指导教师:***2014 年12 月27 日目录摘要: (1)引言 (1)1 概述 (1)1.1 信息与信息论 (1)1.2 图像处理 (2)1.2.1 数字图像处理的介绍 (2)1.2.2 数字图像处理的发展 (2)2 图像信号压缩 (4)2.1 图像信号压缩的概念与原理 (4)2.1.1 图像信号压缩的概念 (4)2.1.2 图像信号压缩的原理 (4)2.2 图像信号压缩的分类 (6)2.2.1 按照压缩前及解压后的信息保持程度分类 (6)2.2.2 按照图像压缩的方法原理分类 (7)2.3 压缩技术的性能指标 (8)3 信息论在图像信号压缩中的应用 (9)3.1 无失真图像压缩编码 (10)3.1.2 Huffman编码 (10)3.1.3 算术编码 (12)3.2 有限失真图像压缩编码 (14)3.2.1 基于DCT的图像压缩编码 (14)3.2.2 变换编码 (16)4 总结 (17)参考文献 (19)附录 (20)信息论在图像信号压缩中的应用信息与计算科学专业郑耀涛指导教师杨小翠摘要:本文首先简单介绍了信息、信息论以及图像处理技术,并通过多个实例对图像信号压缩的原理和冗余度问题做出解释。

然后引入图像信号压缩的概念、原理、分类及压缩技术的性能指标。

论文运用Huffman编码以及算术编码方法对图像信号进行编码压缩处理,并比较了两种方法各自的优缺点,体现了信息论在图像信号压缩中的应用。

同时还运用Matlab软件实现了图片压缩,通过对工作区各个数据的分析,求得图片的冗余度等。

此外,本文用有限失真图像压缩编码方法对图片进行处理。

最后,论文介绍了基于DCT的图像压缩编码、变换编码及其它编码。

关键词:信息论;图像信号压缩;应用1引言在社会生活和科研生产活动中,人们随时随地都要接触图像。

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信息论与编码题目信息论与编码之数据压缩姓名xxx学号2009xxxxxxx院系滨江学院成绩二O一一年十二月二十八日信息论与编码之数据压缩xxx南京信息工程大学滨江学院通信工程专业(x)班摘要:在计算机科学和信息论中,数据压缩或者源编码是按照特定的编码机制用比未经编码少的数据位元(或者其它信息相关的单位)表示信息的过程。

例如,如果我们将“compression”编码为“comp”那么这篇文章可以用较少的数据位表示。

一种流行的压缩实例是许多计算机都在使用的ZIP 文件格式,它不仅仅提供了压缩的功能,而且还作为归档工具(Archiver)使用,能够将许多文件存储到同一个文件中。

关键词:概述原理应用理论类型流行算法算法编码1.概述对于任何形式的通信来说,只有当信息的发送方和接受方都能够理解编码机制的时候压缩数据通信才能够工作。

例如,只有当接受方知道这篇文章需要用英语字符解释的时候这篇文章才有意义。

同样,只有当接受方知道编码方法的时候他才能够理解压缩数据。

一些压缩算法利用了这个特性,在压缩过程中对数据进行加密,例如利用密码加密,以保证只有得到授权的一方才能正确地得到数据。

数据压缩能够实现是因为多数现实世界的数据都有统计冗余。

例如,字母“e”在英语中比字母“z”更加常用,字母“q”后面是“z”的可能性非常小。

无损压缩算法通常利用了统计冗余,这样就能更加简练地、但仍然是完整地表示发送方的数据。

如果允许一定程度的保真度损失,那么还可以实现进一步的压缩。

例如,人们看图画或者电视画面的时候可能并不会注意到一些细节并不完善。

同样,两个音频录音采样序列可能听起来一样,但实际上并不完全一样。

有损压缩算法在带来微小差别的情况下使用较少的位数表示图像、视频或者音频。

由于可以帮助减少如硬盘空间与连接带宽这样的昂贵资源的消耗,所以压缩非常重要,然而压缩需要消耗信息处理资源,这也可能是费用昂贵的。

所以数据压缩机制的设计需要在压缩能力、失真度、所需计算资源以及其它需要考虑的不同因素之间进行折衷。

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《信息论与编码》课程论文——通过信息论对已有知识产生的新认识马赛1143031014《信息论与编码》课程是通信专业的一门基础课。

其讲述的理论——香农信息论是当今信息科学的基础,可以说没有信息论的理论支持,就没有当今的信息化社会。

通过对于信息论的学习,我认识到,信息论的贡献就是解释了什么是“信息”,同时使用数学工具,对信息及伴随它产生的各种事物概念进行了解析。

近代科学的重大飞跃往往都是因人类对于一个事物有了强有力的分析工具而产生的。

有了信息论这一近乎完备(存在一些缺陷)的解析理论,人类才得以驾驭信息,社会才有了长足的进步。

在学习时,我习惯于把正在学习的知识和自己已经掌握的知识进行联系。

通过这种方法,可以增进对正在学习知识的理解,同时对已掌握的知识也有新的认识。

下文中,列举了两个问题,同时使用信息论的角度去进行解释。

一、计算机的存储容量与信息量的联系当今的计算机已经十分普及。

存储容量,无论内存还是外存,都是判定一台计算机性能的重要指标。

现在的个人计算机硬盘容量已经达到了TB级别,而在20年前,几百MB的硬盘都十分罕见。

在追求更高的存储容量时,我们是否思考过存储的东西是什么?KB、MB、GB等单位究竟代表的含义是什么?这是计算机科学的基本知识:“8 bit = 1 byte”。

bit即“位”,这是计算机存储单元最基本的单位;而信息论中也将信息量——用于衡量信息的量的单位称为bit,这两个概念有什么联系吗?在课程讲解时提到过这个问题,幻灯片上的答案如是解释:两者代表着不同的概念,信息论中的bit代表着信息量;而计算机中的bit代表着计算机中的二元数字1和0。

我认为两者是同一种概念,都代表信息量,而计算机中的bit是更为细化的概念,单指计算机中的信息量。

信息的一种解释是:对于不确定性的消除。

信息量是对信息的一种衡量手段,描述对事件不确定性消除的程度。

而描述事件不确定性的量就是这个事件发生的概率,因此一个事件发生的概率与事件包含的信息量具有对应的关系。

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滨江学院《信息论与编码》课程论文题目阐述信息论院系电子工程系专业班级12通信3 班学生姓名学号教师杨玲成绩二O一四年十二月二十二日阐述信息论20122334942摘要:本文介绍了信息论的基础探究,通过本文可以让读者更好的去了解信息论的发展历史和应用。

现代社会是一个充满信息的世界,没有信息的世界是混乱的世界。

因而信息十分重要,随着社会信息化进程的加速,人们对信息的依赖程度会越来越高。

所以关于信息的研究——信息论也因运而生。

提到信息论就不得不提一个人——香农,他为信息论的发展做出了巨大的贡献。

信息论的主要基本理论包括:信息的定义和度量;各类离散信源和连续信源的信源熵;有记忆、无记忆离散和连续信道的信道容量;无失真信源编码和限失真信源编码定理等。

关键词:信息,信源,信源熵,信道容量、信源编码引言现代社会是一个充满信息的世界,没有信息的世界是混乱的世界。

因而信息十分重要,随着社会信息化进程的加速,人们对信息的依赖程度会越来越高。

结合所学知识和查阅相关书籍本文简要介绍了信息论的发展、和主要的几个基础理论,让人们更好的去了解信息论这门课程。

一、信息论的发展过程信息论理论基础的建立,一般来说开始于香农(C.E.Shannon)在研究通信系统时所发表的论文。

随着研究的深入与发展,信息论有了更为宽广的内容。

信息在早些时期的定义是由奈奎斯特(H.Nyquist)和哈特利(L.V.R.Hartley)在20世纪20年代提出来的。

香农被称为是“信息论之父”。

人们通常将香农于1948年10月发表于《贝尔系统技术学报》上的论文《A Mathematical Theory of Communication》(通信的数学理论)作为现代信息论研究的开端。

这一文章部分基于哈里·奈奎斯特和拉尔夫·哈特利先前的成果。

后来其他科学家维纳、朗格等科学家又对信息理论作出了更加深入的探讨。

使得信息论到现在形成了一套比较完整的理论体系。

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信息论与编码课程论文电子邮件安全与密码学的应用刘畅,200900840179山东大学威海分校机电与信息工程学院,威海 264209摘要:本文分析了传统电子邮件系统存在的安全性问题,探讨应用密码技术采弥补这些安全漏洞,并且绍了在安全电子邮件系统中使用的密码技术。

关键词:RSA;PGB;PEM1、概述随着计算机技术和网络技术的迅速发展,电子邮件的应用也越来越广泛.成为网络牛活中重要的组成部分,大有取代传统邮件之势。

作为一种新的信息传递技术,电子邮件以其简单、快捷、方便的优势被人们所接受和喜爱。

但是也存在一些问题妨碍了它的推广。

其中关键之一就是电子邮件的信息安全。

由于电子邮件技术在设计之初是为了科学家之间的通信方便,所以并来考虑信息安全因素。

但是髓着时代的发展。

尤其是电子商务的速成长。

作为其沟通手段的电子邮件的安全性问题就不得不受到高度重视。

人们很自然的想到把已经成熟的密码技术商用于电子邮件系统。

密码技术就是对信息进行重新编码。

从而达到隐藏信息内容使非法用户无法获取真实信息内容的一种手段。

本文就浅述一下密码技术安全电子邮件中的应用。

2、密码学简介2.1、加密的历史作为保障数据安全的一种方式,数据加密起源于公元前2000年。

埃及人是最先使用特别的象形文字作为信息编码的人。

随着时间推移,巴比伦,希腊等都开始使用一些方法来保护他们的书面信息。

对信息进行编码曾被Julias Caesar(恺撒大帝)使用,也曾用于历次战争中,包括美国独立战争,美国内战和两次世界大战。

最广为人知的编码机器是German Enigma机,在第二次世界大战中德国人利用它创建了加密信息。

此后,由于Alan Turing 和Ultra计划及其他人的努力,终于对德国人的密码进行了破解。

当初,计算机的研究就是为了破解德国人的密码,当时人们并没有想到计算机给今天带来的信息革命。

随着计算机的发展,运算能力的增强,过去的密码都变的十分简单了。

于是人们又不断地研究出了新的数据加密方式,如私有密钥算法和公有密钥算法。

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编码技术在单片机通信中的研究与应用摘要:计算机之间数据通讯的校验以奇偶校验或数据块和校验较为常见.在误码率稍显突出时,这种方式的数据通信效率就会降低.本文从实际出发,介绍了一种提高计算机通信效率的编译码方法,并以八位单片机为例,给出了软件实现编译码的设计.该设计对于提高单片机数据通信效率,减少误码率具有很强的实用价值.关键词:单片机;通信;编码;译码;纠错;抗干扰Application of the Coding to Data Communicatingin the MicroprocessorAbstract:There are two familiar methods of checking the accuracy of the data communicated between two computers.0ne is the method of counting the number of 0 or 1in the data.Another is the method of adding all data.When the mistake code rate is slightly outstanding ,the efficiency of the data communication will lower.Proceeding from actual condition,this test introduces a kind of the coding method and gives a design with 8 bit microprocessor .The method can raise the efficiency the data communication and cut down the wrong data.Keywords:microprocessor;communication; encoding;correcting code:anti-interference0 概述在数据通信中,误码率是项重要指标.误码可能发生在各个环节,大量实践证明,传输媒介是产生误码的主要来源.为了提高数据传输可靠性,人们开始广泛采用编码技术,通过编码以一定的规则产生一些附加数字(称为监督数字),使原来不相关的信息序列变为相关的新列(称为码序或码字),然后把新的序列发送出去.通过编码的方法使信息具有纠检差错的能力.该通信模型可简要地用图1表示.1 设计思想1.1选择编码形式人们已研究出许多编码方法,如奇偶校验码、汉明码、循环码和卷积码等.这些编码中,有的具有检错能力,有的既能检错、又能纠错.在众多的编码中,汉明码比较直观简单,传输信息数字的频率(即信息率)最高,它既具有检错能力,又具有纠错能力,而且软硬件实现起来也较为简单.本设计采用汉明码中纠1检2错线性码编码,当接收端发现接收的信息出现了一位差错时,在译码的同时也就完成了纠错;当出现两位差错时,能及时检出舍弃⋯.1.2 MCS-51编码方案设计对于Mcs .5l 系列单片机的串行口来说,若接收和发送双方约定选用方式1工作时,串行口一次能够发送10位数码(1位起始位、8位数据位和l 位停止位).接收缓冲器里一次只能存放一个字节数据.对于一个8位数码,若再加上一些监督位,则该码就超过8位,Mcs .5 1单片机一次发送不能完成.若先发送8位信息,后发送监督位,则达不到纠1检2的目的.为此,一个8位信息可分为两组编码,即高4和低4位分别编码发送、分别纠检差错. 2 编码技术具体应用2.2 译码依据原则根据汉明码取最少的监督数字,包含最多的信息原则,来确定监督数字的位数.该原则可用公式:21mm -- 表达,式中m 为监督数字位数.该表达式运算结果即为所包含的最多有效信息.本例中取m=3(位)监督数字,则可包含4位有效信息,这时码长为:4+3=7(位),根据一致监督矩阵的特点可知,一致监督矩阵的横行数等于监督数字的个数,纵列数等于码的长度.这样把1、2、⋯、7化为二进制数,然后把它们作为矩阵的纵列,组成一个矩阵,再按照一致监督矩阵排列得:在做一致监督矩阵时,要求包含:100r ()、 r r(010)、(001).这3个纵列是为了保证矩阵中的每一横行线性无关,这样就能保证由这个一致监督矩阵做出的42=16个状态包含所有的信息.为了更加明确编程思路,简要介绍一下纠码原理.设c 为一个码字,根据一致监督方程的关系,则有:们7=0.根据此关系,设接收矢量为R ,则当0T HR =时,认为R 是一个正确的码字;若0T HR ≠时,则R 就不是一个正确的码字,即接收信息有错.假设接收矢量R 只包含一个差错,则利用监督子T T S HR =可确定这个差错的位置,从而可得到纠正.针对本例,设112277(,,,)R C E C E C E =+++ ,其中E 为错型,则T T S HR =展开后得:由式2可见,当接收矢量中只有一个差错时,监督子TS 就等于监督矩阵中的某一纵列,从而能纠正单个差错。

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本科生课程论文题目:互信息技术在数字图像配准中的应用姓名:学院:理学与信息科学学院专业:信息与计算科学班级:学号:指导教师:完成时间:2011 年7 月1 日2011年7月1日课程论文任务书学生姓名指导教师论文题目互信息技术在数字图像配准中的应用论文内容(需明确列出研究的问题):图像配准是使两幅图像上的对应点达到空间上一致的一个过程。

本文介绍了一种基于最大互信息原理的图像配准技术。

并针对基于最大互信息图像配准的不足,研究了基于Harris角点算子的多模态医学图像配准。

在计算互信息的时候,采用部分体积插值法计算联合灰度直方图。

在优化互信息函数的时候采用了改进的遗传算法将配准参数收敛到最优值附近。

资料、数据、技术水平等方面的要求:论文要符合一般学术论文的写作规范,具备学术性、科学性和一定的创造性。

文字要流畅、语言要准确、论点要清楚、论据要准确、论证要完整、严密,有独立的观点和见解。

内容要理论联系实际,计算数据要求准确,涉及到他人的观点、统计数据或计算公式等要标明出处,结论要写的概括简短。

参考文献的书写按论文中引用的先后顺序连续编码。

发出任务书日期2011.06.23 完成论文(设计)日期2011.07.01 学科组或教研室意见(签字)院、系(系)主任意见(签字)目录摘要: (1)Abstract: (2)前言 (3)1 概述 (4)1.1 互信息与信息论 (4)1.2 数字图像配准 (5)1.2.1 数字图像配准的介绍 (5)1.2.2 数字图像配准的方式 (5)1.2.3 数字图像配准的发展 (6)2 配准方法 (7)2.1 变换和插值模型 (7)2.2 特征点的提取 (8)2.3 多元互信息 (11)2.4 优化算法 (12)2.4.1 编码方式 (12)2.4.2适应度表示 (12)2.4.3轮盘赌法和最优保存策略 (12)3 互信息技术在图像配置中的应用 (13)3.1 Harris角点后的CT图和PET图 (14)3.2 配准过程及结果 (14)4 总结 (14)参考文献: (16)互信息技术在数字图像配准中的应用信息与计算科学专业指导教师【摘要】:医学图像配准技术已经被应用于心脏病诊断和包括脑瘤在内的各种各样的神经混乱诊断研究中。

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信息论与编码论文通过信道编码器和译码器实现的用于提高信道可靠性的理论和方法。

信息论的内容之一。

信道编码大致分为两类:①信道编码定理,从理论上解决理想编码器、译码器的存在性问题,也就是解决信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输问题。

②构造性的编码方法以及这些方法能达到的性能界限。

编码定理的证明,从离散信道发展到连续信道,从无记忆信道到有记忆信道,从单用户信道到多用户信道,从证明差错概率可接近于零到以指数规律逼近于零,正在不断完善。

编码方法,在离散信道中一般用代数码形式,其类型有较大发展,各种界限也不断有人提出,但尚未达到编码定理所启示的限度,尤其是关于多用户信道,更显得不足。

在连续信道中常采用正交函数系来代表消息,这在极限情况下可达到编码定理的限度。

不是所有信道的编码定理都已被证明。

只有无记忆单用户信道和多用户信道中的特殊情况的编码定理已有严格的证明;其他信道也有一些结果,但尚不完善。

信道编码技术数字信号在传输中往往由于各种原因,使得在传送的数据流中产生误码,从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。

所以通过信道编码这一环节,对数码流进行相应的处理,使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力,可极大地避免码流传送中误码的发生。

误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。

提高数据传输效率,降低误码率是信道编码的任务。

信道编码的本质是增加通信的可靠性。

但信道编码会使有用的信息数据传输减少,信道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元,从而达到在接收端进行判错和纠错的目的,这就是我们常常说的开销。

这就好象我们运送一批玻璃杯一样,为了保证运送途中不出现打烂玻璃杯的情况,我们通常都用一些泡沫或海棉等物将玻璃杯包装起来,这种包装使玻璃杯所占的容积变大,原来一部车能装5000各玻璃杯的,包装后就只能装4000个了,显然包装的代价使运送玻璃杯的有效个数减少了。

同样,在带宽固定的信道中,总的传送码率也是固定的,由于信道编码增加了数据量,其结果只能是以降低传送有用信息码率为代价了。

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信息论与编码论文通过信道编码器和译码器实现的用于提高信道可靠性的理论和方法。

信息论的内容之一。

信道编码大致分为两类:①信道编码定理,从理论上解决理想编码器、译码器的存在性问题,也就是解决信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输问题。

②构造性的编码方法以及这些方法能达到的性能界限。

编码定理的证明,从离散信道发展到连续信道,从无记忆信道到有记忆信道,从单用户信道到多用户信道,从证明差错概率可接近于零到以指数规律逼近于零,正在不断完善。

编码方法,在离散信道中一般用代数码形式,其类型有较大发展,各种界限也不断有人提出,但尚未达到编码定理所启示的限度,尤其是关于多用户信道,更显得不足。

在连续信道中常采用正交函数系来代表消息,这在极限情况下可达到编码定理的限度。

不是所有信道的编码定理都已被证明。

只有无记忆单用户信道和多用户信道中的特殊情况的编码定理已有严格的证明;其他信道也有一些结果,但尚不完善。

信道编码技术数字信号在传输中往往由于各种原因,使得在传送的数据流中产生误码,从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。

所以通过信道编码这一环节,对数码流进行相应的处理,使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力,可极大地避免码流传送中误码的发生。

误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。

提高数据传输效率,降低误码率是信道编码的任务。

信道编码的本质是增加通信的可靠性。

但信道编码会使有用的信息数据传输减少,信道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元,从而达到在接收端进行判错和纠错的目的,这就是我们常常说的开销。

这就好象我们运送一批玻璃杯一样,为了保证运送途中不出现打烂玻璃杯的情况,我们通常都用一些泡沫或海棉等物将玻璃杯包装起来,这种包装使玻璃杯所占的容积变大,原来一部车能装5000各玻璃杯的,包装后就只能装4000个了,显然包装的代价使运送玻璃杯的有效个数减少了。

同样,在带宽固定的信道中,总的传送码率也是固定的,由于信道编码增加了数据量,其结果只能是以降低传送有用信息码率为代价了。

将有用比特数除以总比特数就等于编码效率了,不同的编码方式,其编码效率有所不同。

数字电视中常用的纠错编码,通常采用两次附加纠错码的前向纠错(FEC)编码。

RS编码属于第一个FEC,188字节后附加16字节RS码,构成(204,188)RS码,这也可以称为外编码。

第二个附加纠错码的FEC一般采用卷积编码,又称为内编码。

外编码和内编码结合一起,称之为级联编码。

级联编码后得到的数据流再按规定的调制方式对载频进行调制。

前向纠错码(FEC)的码字是具有一定纠错能力的码型,它在接收端解码后,不仅可以发现错误,而且能够判断错误码元所在的位置,并自动纠错。

这种纠错码信息不需要储存,不需要反馈,实时性好。

所以在广播系统(单向传输系统)都采用这种信道编码方式。

下面是纠错码的各种类型:1、RS编码RS码即里德-所罗门码,它是能够纠正多个错误的纠错码,RS码为(204,188,t=8),其中t是可抗长度字节数,对应的188符号,监督段为16字节(开销字节段)。

实际中实施(255,239,t=8)的RS编码,即在204字节(包括同步字节)前添加51个全“0”字节,产生RS码后丢弃前面51个空字节,形成截短的(204,188)RS码。

RS的编码效率是:188/204。

2、卷积码卷积码非常适用于纠正随机错误,但是,解码算法本身的特性却是:如果在解码过程中发生错误,解码器可能会导致突发性错误。

为此在卷积码的上部采用RS码块,RS码适用于检测和校正那些由解码器产生的突发性错误。

所以卷积码和RS码结合在一起可以起到相互补偿的作用。

卷积码分为两种:(1)基本卷积码:基本卷积码编码效率为,η=1/2, 编码效率较低,优点是纠错能力强。

(2)收缩卷积码:如果传输信道质量较好,为提高编码效率,可以采样收缩截短卷积码。

有编码效率为:η=1/2、2/3、3/4、5/6、7/8这几种编码效率的收缩卷积码。

编码效率高,一定带宽内可传输的有效比特率增大,但纠错能力越减弱。

3、Turbo码1993 年诞生的Turbo 码,单片Turbo 码的编码/解码器,运行速率达40Mb/s。

该芯片集成了一个32×32 交织器,其性能和传统的RS 外码和卷积内码的级联一样好。

所以Turbo 码是一种先进的信道编码技术,由于其不需要进行两次编码,所以其编码效率比传统的RS+卷积码要好。

4、交织在实际应用中,比特差错经常成串发生,这是由于持续时间较长的衰落谷点会影响到几个连续的比特,而信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长的差错串时才最有效(如RS 只能纠正8个字节的错误)。

为了纠正这些成串发生的比特差错及一些突发错误,可以运用交织技术来分散这些误差,使长串的比特差错变成短串差错,从而可以用前向码对其纠错,例如:在DVB-C系统中,RS(204,188)的纠错能力是8个字节,交织深度为12,那么纠可抗长度为8×12=96个字节的突发错误。

实现交织和解交织一般使用卷积方式。

交织技术对已编码的信号按一定规则重新排列,解交织后突发性错误在时间上被分散,使其类似于独立发生的随机错误,从而前向纠错编码可以有效的进行纠错,前向纠错码加交积的作用可以理解为扩展了前向纠错的可抗长度字节。

纠错能力强的编码一般要求的交织深度相对较低。

纠错能力弱的则要求更深的交织深度。

下图是交织的原理图:一般来说,对数据进行传输时,在发端先对数据进行FEC编码,然后再进行交积处理。

在收端次序和发端相反,先做去交积处理完成误差分散,再FEC解码实现数据纠错。

另外,从上图可看出,交积不会增加信道的数据码元。

根据信道的情况不同,信道编码方案也有所不同,在DVB-T里由于由于是无线信道且存在多径干扰和其它的干扰,所以信道很“脏”,为此它的信道编码是:RS+外交积+卷积码+内交积。

采用了两次交积处理的级联编码,增强其纠错的能力。

RS作为外编码,其编码效率是188/204(又称外码率),卷积码作为内编码,其编码效率有1/2、2/3、3/4、5/6、7/8五种(又称内码率)选择,信道的总编码效率是两种编码效率的级联叠加。

设信道带宽8MHZ,符号率为6.8966Ms/S,内码率选2/3,16QAM调制,其总传输率是27.586Mbps,有效传输率是27.586*(188/204)*(2/3)=16.948Mbps,如果加上保护间隔的插入所造成的开销,有效码率将更低。

在DVB-C里,由于是有线信道,信道比较“干净”,所以它的信道编码是:RS+交积。

一般DVB-C的信道物理带宽是8MHZ,在符号率为6.8966Ms/s,调制方式为64QAM的系统,其总传输率是41.379Mbps,由于其编码效率为188/204,所以其有效传输率是41.379*188/204=38.134Mbps。

在DVB-S里,由于它是无线信道,所以它的信道编码是:RS+交积+卷积码。

也是级联编码。

下图是DVB-T、DVB-C、DVB-S各自的信道编码方式:5、伪随机序列扰码进行基带信号传输的缺点是其频谱会因数据出现连“1”和连“0”而包含大的低频成分,不适应信道的传输特性,也不利于从中提取出时钟信息。

解决办法之一是采用扰码技术,使信号受到随机化处理,变为伪随机序列,又称为“数据随机化”和“能量扩散”处理。

扰码不但能改善位定时的恢复质量,还可以使信号频谱平滑,使帧同步和自适应同步和自适应时域均衡等系统的性能得到改善。

扰码虽然“扰乱”了原有数据的本来规律,但因为是人为的“扰乱”,在接收端很容易去加扰,恢复成原数据流。

实现加扰和解码,需要产生伪随机二进制序列(PRBS)再与输入数据逐个比特作运算。

PRBS也称为m序列,这种m序列与TS的数据码流进行模2加运算后,数据流中的“1”和“0”的连续游程都很短,且出现的概率基本相同。

利用伪随机序列进行扰码也是实现数字信号高保密性传输的重要手段之一。

一般将信源产生的二进制数字信息和一个周期很长的伪随即序列模2相加,就可将原信息变成不可理解的另一序列。

这种信号在信道中传输自然具有高度保密性。

在接收端将接收信号再加上(模2和)同样的伪随机序列,就恢复为原来发送的信息。

在DVB-C系统中的CA系统原理就源于此,只不过为了加强系统的保密性,其伪随机序列是不断变化的(10秒变一次),这个伪随机序列又叫控制字(CW)。

其次了解什么是信源编码。

为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量,对信源输出的符号序列所施行的变换。

具体说,就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法,把信源输出符号序列变换为最短的码字序列,使后者的各码元所载荷的平均信息量最大,同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列。

既然信源编码的基本目的是提高码字序列中码元的平均信息量,那么,一切旨在减少剩余度而对信源输出符号序列所施行的变换或处理,都可以在这种意义下归入信源编码的范畴,例如过滤、预测、域变换和数据压缩等。

一般来说,减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号平均信息量的基本途径有两个:①使序列中的各个符号尽可能地互相独立;②使序列中各个符号的出现概率尽可能地相等。

前者称为解除相关性,后者称为概率均匀化。

在通信过程中,如何在不失真或允许一定失真条件下,用尽可能少的符号来传送信源信息,提高信息传输率;在信道受干扰的情况下,如何增加信号的抗干扰能力,同时又使得信息传输率最大。

这就产生了多种信源编码方式。

为了有效传播信息,最理想状态即为无失真传输。

在无失真信源编码中又分为定长编码、变长编码机最佳变长编码。

一、定长编码。

在定长编码中,K是定值,编码的目的即为找到最小的K值。

要实现无失真的信源编码,不但要求信源符号与码字是一一对应的,而且还要求有码字组成的码符号序列的逆变换也是唯一的。

由定长编码定理可知,当编码器容许的输出信息率,也就是当每个信源符号必须输出的码长是K=Kl/logm。

由定理表明,只要码字所能携带的信息量大于信源序列输出的信息量,则可以使传输几乎无失真,但是条件是L足够大。

这就为传输带来了很大的麻烦,并且实现起来很困难,并且编码效率也不高。

而要达到编码效率接近1的理想编码器虽有存在性,但在实际上时不可能的,因为L非常大,无法实现。

由此而产生了变长编码。

二、变长编码。

在变长编码中,码长K是变化的,可根据信源各个符号的统计特性,对概率大的符号用短码,而对概率小的符号用长码。

这样大量信源符号编成码后,平均每个信源符号所需的输出符号数就可以降低,从而提高编码效率。

用变长编码来达到相当高的编码效率,一般所要求的符号长度L可以比定长编码小得多的多。

很明显,定长码需要的信源序列长,这使得码表很大,切总存在译码差错。

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