电视原理课件第06章

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1、数字电视广播的目的是要将图像、声数字电视广播的目的是要将图像、声音和数据等信息快速、实时、高质、可靠音和数据等信息快速、实时、高质、可靠地传输至接收端，供用户满意地收看、收地传输至接收端，供用户满意地收看、收听。其系统组成可简要地以图听。其系统组成可简要地以图5-15-1所示的方所示的方框图表明。框图表明。 图图5-1 数字电视广播系统组成框图数字电视广播系统组成框图 5.1 概概 论论5.2 差错控制编码差错控制编码5.3 线性分组码线性分组码5.4 循循 环环 码码5.5 RS码码(里德索罗蒙码里德索罗蒙码)5.6 RS码纠错原理码纠错原理5.7 交交 织织 码码5.8 卷卷 积积 码码5

2、.9 编码与调制相结合的卷积码编码与调制相结合的卷积码(TCM)信道编码一般有下列要求：信道编码一般有下列要求：(1)(1)增加增加尽可能少的数据率而可获得较强的检错和尽可能少的数据率而可获得较强的检错和纠错能力，即编码效率高，抗干扰能力强；纠错能力，即编码效率高，抗干扰能力强；(2)(2)对数字信号有良好的透明性，也即传输对数字信号有良好的透明性，也即传输通道对于传输的数字信号内容没有任何限通道对于传输的数字信号内容没有任何限制；制；(3)(3)传输信号的频谱特性与传输信道传输信号的频谱特性与传输信道的通频带有最佳的匹配性；的通频带有最佳的匹配性；(4)(4)编码信号内编码信号内包含有正确的

3、数据定时信息和帧同步信息，包含有正确的数据定时信息和帧同步信息，以便接收端准确地解码；以便接收端准确地解码；(5)(5)编码的数字信编码的数字信号具有适当的电平范围；号具有适当的电平范围；(6)(6)发生误码时，发生误码时，误码的扩散蔓延小。误码的扩散蔓延小。其中，最主要的可概括为两点。其一，其中，最主要的可概括为两点。其一，附加一些数据信息以实现最大的检错纠错附加一些数据信息以实现最大的检错纠错能力，这就涉及到差错控制编码原理和特能力，这就涉及到差错控制编码原理和特性。其二，数据流的频谱特性适应传输通性。其二，数据流的频谱特性适应传输通道的通频带特性，以求信号能量经由通道道的通频带特性，以求

4、信号能量经由通道传输时损失最小，因此有利于载波噪声比传输时损失最小，因此有利于载波噪声比(载噪比，载噪比，C/N)高，发生误码的可能性小。高，发生误码的可能性小。 随机信道是指数据流在其中传输时会随机信道是指数据流在其中传输时会受到随机噪声的干扰，使高低电平的码元受到随机噪声的干扰，使高低电平的码元在信道输出端产生电平失真，导致接收端在信道输出端产生电平失真，导致接收端解码时发生码元值的误判决，形成误码。解码时发生码元值的误判决，形成误码。传输通道中常有一些瞬间出现的短脉传输通道中常有一些瞬间出现的短脉冲干扰，它们引起的不是单个码元误码，冲干扰，它们引起的不是单个码元误码，而往往是一串码元内存

5、在大量误码，前后而往往是一串码元内存在大量误码，前后码元的误码之间表现为有一定的相关性。码元的误码之间表现为有一定的相关性。 实际的传输通道通常不是单纯的随机实际的传输通道通常不是单纯的随机信道或突发信道，而是二者兼有，或者以信道或突发信道，而是二者兼有，或者以某个信道属性为主。某个信道属性为主。 图图5-2中给出一种不归零二元码传输过中给出一种不归零二元码传输过程中受噪声影响产生误码的情况。程中受噪声影响产生误码的情况。 图图5-2 5-2 二元码产生误码的情况二元码产生误码的情况数字信号传输系统中，误码的轻重程数字信号传输系统中，误码的轻重程度通常以误码率度通常以误码率(误比特率误比特率B

6、ER或误符号率或误符号率SER)衡量，它表示为单位时间内误码数目衡量，它表示为单位时间内误码数目占总数据数目的比例值。占总数据数目的比例值。 设二元码数字信号为设二元码数字信号为s(t)s(t)，信道产生，信道产生的噪声的噪声( (平均值为零的高斯白噪声平均值为零的高斯白噪声) )为为n(t)n(t)，则数字信号经过信道传输后，在接收端的则数字信号经过信道传输后，在接收端的输出信号输出信号y(t)y(t)为这两者的相加，即为这两者的相加，即y y(t)=s(t)+n(t)(5-1) 假设二元码中对应数据假设二元码中对应数据“1 1”的电平为的电平为A A，对应于数据对应于数据“0 0”的电平为

7、的电平为0 0，则在噪声干，则在噪声干扰的情况下，数据扰的情况下，数据“1 1”和和“0 0”的输出为的输出为数据数据“1 1”：Y(KT)=AY(KT)=An(KT)n(KT)数据数据“0 0”： Y(KT)=n(KT)Y(KT)=n(KT) 式中，式中，K K为为0 0，1 1，2 2，N N的正整数，的正整数，T T为码元的时间长度。为码元的时间长度。在接收端，设置了判决门限电平在接收端，设置了判决门限电平d(d(A/2)A/2)以判定接收信号的数据值，判决准则以判定接收信号的数据值，判决准则如下：如下：Y(KT)Y(KT)d d判定数字信号为数据判定数字信号为数据“1 1”；Y(KT)

8、Y(KT)d d判定数字信号为数据判定数字信号为数据“0 0”。这种方式中，接收端发现误码后通过这种方式中，接收端发现误码后通过反馈信道请求发送端重发数据。因此，接反馈信道请求发送端重发数据。因此，接收端需要有误码检测和反馈信道。收端需要有误码检测和反馈信道。 这种方式中，发送端发送的数据内包这种方式中，发送端发送的数据内包括信息码元以及供接收端自动发现错误和括信息码元以及供接收端自动发现错误和纠正误码的监督码元。纠正误码的监督码元。 这种方式中，发送端发出的信息内包这种方式中，发送端发出的信息内包含有给出检错纠错能力的监督码元，误码含有给出检错纠错能力的监督码元，误码量少时接收端检知后能自动

9、纠错，误码量量少时接收端检知后能自动纠错，误码量超过纠错能力时接收端能通过反馈信道请超过纠错能力时接收端能通过反馈信道请求发送端重发有关信息。求发送端重发有关信息。 对具体的纠错码，可以从不同角度将对具体的纠错码，可以从不同角度将其分类，图其分类，图5-65-6所示即为纠错码的分类情况。所示即为纠错码的分类情况。图图5-6 纠错码的分类纠错码的分类 纠错码按照检错纠错功能的不同，可纠错码按照检错纠错功能的不同，可分为检错码、纠错码和纠删码三种。分为检错码、纠错码和纠删码三种。 纠错码按照误码产生原因的不同，可纠错码按照误码产生原因的不同，可分为纠随机误码的纠错码和纠突发误码的分为纠随机误码的纠

10、错码和纠突发误码的纠错码两种。前者应用于主要产生独立性纠错码两种。前者应用于主要产生独立性随机误码的信道，后者应用于易产生突发随机误码的信道，后者应用于易产生突发性局部误码的信道。性局部误码的信道。信息码元又称信息序列或信息位，是信息码元又称信息序列或信息位，是发送端由信源编码给出的信息数据比特。发送端由信源编码给出的信息数据比特。以以k k个码元为一个码组时，在二元码情况下，个码元为一个码组时，在二元码情况下，总共可有总共可有2 2k k个不同的信息码组。个不同的信息码组。信道编码后总码长为信道编码后总码长为n n的不同码组值的不同码组值可有可有2 2n n个。个。 通常，将每个码组内信息码

11、元数通常，将每个码组内信息码元数k k值值与总码元数与总码元数n n 值之比值之比k/nk/n称为信道编码称为信道编码的编码效率，即的编码效率，即k/nk/(k+r)在分组编码中，每个码组内码元在分组编码中，每个码组内码元“1” “1” 的数目称为码组的重量，简称码重。的数目称为码组的重量，简称码重。 最小码距最小码距d0的大小与信道编解码检错的大小与信道编解码检错纠错能力密切相关。纠错能力密切相关。 一般地，对于分组码，可得出以下三条关一般地，对于分组码，可得出以下三条关于最小码距与检错纠错能力间关系的结论。于最小码距与检错纠错能力间关系的结论。(1)(1)在一个码组内为了检知在一个码组内为