數(shù)字電視傳輸技術(shù)演示文稿課件

第4章數(shù)字電視傳輸技術(shù)第4章數(shù)字電視傳輸技術(shù)主要內(nèi)容4.1數(shù)字電視信號的基帶處理4.2數(shù)字電視信號的差錯控制編碼4.3數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)數(shù)字電視衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)數(shù)字電視有線傳輸系統(tǒng)數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)2主要內(nèi)容4.1數(shù)字電視信號的基帶處理4.2數(shù)字電視信號的差4.1數(shù)字電視信號的基帶處理1.數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程2.常用的傳輸碼型3.擾碼34.1數(shù)字電視信號的基帶處理1.數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程24.1.1數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程第一，把各種信息用二進制表示。包括字符編碼、PCM編碼、PAM編碼等。（信源編碼）第二，把二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成脈沖信號。（碼型編碼）第四，基帶信號變成頻帶信號。（調(diào)制）第三，差錯控制編碼。（信道編碼）將數(shù)字消息或模擬消息轉(zhuǎn)換成通信硬件能夠接受和易于傳輸?shù)男盘枺惨?jīng)過四個過程：44.1.1數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程第一，把各種信息用二進4.1.1數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程數(shù)字信號：把經(jīng)過信源編碼后的語音信號用“0”和“1”，即高、低電平進行表示的信號。沒有經(jīng)過調(diào)制，稱為數(shù)字基帶信號?；鶐盘柡胸S富直流和低頻成分，不適合在信道中傳輸。要將基帶信號的碼元波形及碼元序列的格式進行變換，轉(zhuǎn)換為適合信道傳輸?shù)拇a型。為了適應(yīng)信道的傳輸特性及接收端再生恢復(fù)數(shù)字信號的需要，選擇基帶傳輸碼型時應(yīng)注意以下幾個原則：54.1.1數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程數(shù)字信號：把經(jīng)過信源編4.1.1數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程選擇系帶傳輸碼型的原則碼型應(yīng)不含直流分量，讓頻譜向中頻集中。應(yīng)易于從基帶信號中提取定時信號。所選的碼型應(yīng)使基帶信號具有內(nèi)在檢錯能力。降低單個誤碼引起的誤碼擴散。碼型變換設(shè)備應(yīng)盡量簡單。64.1.1數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程選擇系帶傳輸碼型的原則4.1.2常用的傳輸碼型1.單極性非歸零碼（NRZ）2.雙極性非歸零碼（NRZ）3.單極性歸零碼（RZ）4.雙極性歸零碼（RZ）5.數(shù)字雙相碼6.密勒碼7.交替極性碼（AMI碼）8.HDB3碼74.1.2常用的傳輸碼型1.單極性非歸零碼（NRZ）74.1.2常用的傳輸碼型2.雙極性非歸零碼（NRZ）“1”和“0”分別對應(yīng)正、負電平，沒有零電平。優(yōu)點：直流分量小。缺點：不易提取同步信息，特別是在長0長1串時。1.單極性非歸零碼（NRZ）高電平代表“1”，低電平代表“0”。缺點：直流分量不為零，不適合用于交流耦合的有線傳輸信道，只適合用于計算機內(nèi)部或近距離的信息傳送。84.1.2常用的傳輸碼型2.雙極性非歸零碼（NRZ）“14.1.2常用的傳輸碼型4.雙極性歸零（RZ）碼傳送“1”碼時，發(fā)送一個寬度小于碼元持續(xù)時間的歸零脈沖；傳送“0”時不發(fā)送脈沖。優(yōu)點：比單極性非歸零碼容易提取時鐘信息。3.單極性歸零（RZ）碼傳送“1”碼時，發(fā)送一個寬度小于碼元持續(xù)時間的歸零脈沖；傳送“0”時不發(fā)送脈沖。優(yōu)點：比單極性非歸零碼容易提取時鐘信息。94.1.2常用的傳輸碼型4.雙極性歸零（RZ）碼4.1.2常用的傳輸碼型5.數(shù)字雙相碼數(shù)字雙相碼又稱為分相碼或曼徹斯特碼。每一位碼用兩個電平表示?！?”用“10”編碼，“0”用“01”編碼。優(yōu)點：1）每個碼元中心都存在電平跳變，易于提取定時信息。

2）正負電平各占一般，不存在直流分量。缺點：傳輸碼速加倍，所需頻帶加寬。適用于數(shù)字終端設(shè)備在短距離內(nèi)的傳輸。6.密勒碼凡是傳送“1”時在位周期中心都發(fā)生電平轉(zhuǎn)換。在傳送“0”時，如果緊接在“1”之后則電平不變；如果緊接在“0”后，則在位周期開始的邊界上發(fā)生電平跳變。優(yōu)點：信號能量主要集中在1/2碼速以下的頻率范圍內(nèi)，直流分量很小，頻帶寬度為數(shù)字雙相碼的一半。104.1.2常用的傳輸碼型5.數(shù)字雙相碼數(shù)字雙相碼4.1.2常用的傳輸碼型7.交替極性（AMI）碼交替極性（AMI）碼又稱為交替?zhèn)魈柗崔D(zhuǎn)碼。此方式是單極性方式的變形，即把單極性方式中的“0”碼仍與零電平對應(yīng)，而“1”碼交替地用“1”或“-1”脈沖的歸零碼表示，稱為傳號。其優(yōu)點如下：（1）在“1”、“0”碼不等概率情況下，也無直流成分，且零頻附近低頻分量小。（2）若AMI碼的極性交替規(guī)律被破壞，則可判斷此處有錯，有一定糾錯能力。此外，AMI碼還有編譯碼電路簡單等優(yōu)點，是一種基本的線路碼，得到廣泛使用。缺點：當(dāng)它用來獲取定時信息時，由于它可能出現(xiàn)長的連0串，因而會造成提取定時信號的困難。114.1.2常用的傳輸碼型7.交替極性（AMI）碼4.1.2常用的傳輸碼型8.HDB3碼HDB3碼的全稱是三階高密度雙極性碼。編碼原理：先把信息代碼變成AMI碼，然后檢查AMI碼的連“0”串情況，當(dāng)無4個以上連“0”碼時，則這時的AMI碼就是HDB3碼。當(dāng)出現(xiàn)4個以上連0碼時，則將每4個連“0”小段的第4個“0”變換成與其前一個“非0”符號（+1或-1）相同的符號。

這個符號可能會破壞“極性交替反轉(zhuǎn)”的規(guī)律，成為破壞符號，用符號V表示。為保證V的記性交替，當(dāng)相鄰V符號間有偶數(shù)個“非0”符號時，將該小段的第1個“0”變換成+B或-B，B符號的記性與前一“非0”符號的相反。特點：保持AMI碼的優(yōu)點，還能使連“0”串減少到至多3個，有利于定時信號的恢復(fù)。124.1.2常用的傳輸碼型8.HDB3碼HDB3碼的全4.1.3擾碼擾碼技術(shù)——消除數(shù)據(jù)源的統(tǒng)計特性。使信號受到隨機化處理，變?yōu)閭坞S機序列，又稱為“數(shù)據(jù)隨機化”和“能量擴散”處理。擾碼器的實現(xiàn)——采用偽隨機序列（m序列）進行。作用：改善位定時的恢復(fù)質(zhì)量，使信號頻譜平滑，改善幀同步、自適應(yīng)同步和自適應(yīng)時域均衡等系統(tǒng)性能。目的：將二進制碼變換成“0”、“1”近似等概率，以及前后獨立的隨機碼。134.1.3擾碼擾碼技術(shù)——消除數(shù)據(jù)源的統(tǒng)計特性。擾4.2數(shù)字電視信號的差錯控制編碼1.差錯控制方式2.信道編碼的分類3.信道編碼的基本原理4.信道編碼144.2數(shù)字電視信號的差錯控制編碼1.差錯控制方式144.2數(shù)字電視信號的差錯控制編碼差錯控制編碼

就是在信息序列上附加一些監(jiān)督碼元，利用這些冗余的碼元，使原來不規(guī)律的數(shù)字信號變?yōu)橛幸?guī)律的數(shù)字信號；譯碼時則利用這些規(guī)律性來判斷傳輸過程中是否發(fā)生錯誤，或進而糾正錯誤。這種對數(shù)字電視信號進行差錯控制的編碼也稱為信道編碼。154.2數(shù)字電視信號的差錯控制編碼差錯控制編碼154.2.1差錯控制方式差錯

根據(jù)信道噪聲干擾性質(zhì)，可以把差錯分為隨機錯誤、突發(fā)錯誤和混合錯誤。隨機錯誤，由信道中隨機噪聲的干擾引起，誤碼的發(fā)生是相互獨立的，不會連續(xù)成片地出現(xiàn)錯誤，前后碼元之間是否發(fā)生錯誤彼此無關(guān)。突發(fā)性錯誤，位流中一個錯誤的出現(xiàn)往往影響其他碼元的錯誤，即錯誤之間有相關(guān)性。由諸如光盤中的瑕疵、污跡，大氣中的電火花等突發(fā)噪聲干擾引起的，其特征是誤碼位置集中，會成群的出現(xiàn)?；旌襄e誤，既包括隨機錯誤又包括突發(fā)錯誤，因而既會出現(xiàn)單個錯誤，也會出現(xiàn)成片錯誤。

發(fā)生以上三種錯誤的信道分別稱為為隨機信道、突發(fā)信道和混合信道。對于不同的信道要采用不同的差錯控制方式。164.2.1差錯控制方式差錯發(fā)生以上三種錯誤的信道分差錯控制包含檢錯和糾錯兩個方面。4.2.1差錯控制方式向前糾錯方式反饋方式差錯控制方式包括檢錯重發(fā)、反饋校驗、混合糾錯。基本特征是信道編碼構(gòu)造簡單，需要反饋信道。接收端的譯碼器根據(jù)碼的規(guī)律性自動判斷、糾正錯誤。優(yōu)點：單向傳輸，不需要反饋，糾錯迅速。缺點：構(gòu)造復(fù)雜，編碼效率低。17差錯控制包含檢錯和糾錯兩個方面。4.2.1差錯控制方式檢錯重發(fā)方式（ARQ）：這種方式中，接收端發(fā)現(xiàn)誤碼后通過反饋信道請求發(fā)送端重發(fā)數(shù)據(jù)。因此，接收端需要有誤碼檢測和反饋信道。

特點——編碼效率比較高，只需少量的冗余碼（約5-20%）就能獲得極低的傳輸誤碼率；對信道的適應(yīng)能力強——必須有反饋信道，故不能用于單向傳輸系統(tǒng)和同播系統(tǒng)——控制規(guī)程和過程比較復(fù)雜——重發(fā)導(dǎo)致信道的有效利用率較低，通信的實時性較差——由于反饋重傳的隨機性，故不適于實時傳輸系統(tǒng)4.2.1差錯控制方式18檢錯重發(fā)方式（ARQ）：特點4.2.1差錯控制方式4.2.1差錯控制方式前向糾錯方式（FEC）：這種方式中，發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)內(nèi)包括信息碼元以及供接收端自動發(fā)現(xiàn)錯誤和糾正誤碼的監(jiān)督碼元。收端發(fā)現(xiàn)錯誤后自動糾正。

特點——無需重發(fā)，解碼延遲固定，實時性好——無需反饋信道，能用于單向傳輸信道，特別適用于單點向多點同時傳送的方式——編碼效率較低，需較大的冗余度（通常約25-50%）,譯碼設(shè)備比較復(fù)雜——糾錯碼須與信道特性相匹配，對信道變化的適應(yīng)性較差——若錯誤超出糾錯碼糾錯能力,只好將其拋棄194.2.1差錯控制方式前向糾錯方式（FEC）：特點按信息碼元和監(jiān)督碼元之間的檢驗關(guān)系線性碼和非線性碼。線性碼：信息碼元和監(jiān)督碼元之間的關(guān)系為線性關(guān)系，編碼規(guī)則可以用線性方程組表示。目前多用線性碼?？煞譃榉纸M碼和卷積碼。分組碼：碼組中的監(jiān)督碼元僅與本碼組的信息碼元有關(guān)，而與其他碼組的信息碼元無關(guān)。卷積碼:碼組中的監(jiān)督碼元不僅與本碼組的信息碼元有關(guān)，還和與本碼組相鄰的前若干碼組的信息碼元也有約束關(guān)系。檢錯碼、糾錯碼、糾正刪除錯誤的糾刪碼檢錯碼只能用于檢測誤碼，無法糾正。糾錯碼可檢測誤碼并能糾正誤碼。糾刪碼就有檢錯和糾錯功能，且當(dāng)誤碼超過糾正范圍時可將無法糾正的誤碼刪除。數(shù)字電視中通常采用糾錯碼。按信道編碼的不同功能按信息碼元和監(jiān)督碼元之間的約束方式4.2.2信道編碼的分類除此之外，還可按照信息碼元編碼后的形式糾正錯誤的類型編碼所采用的數(shù)學(xué)方法碼元的取值等方面進行分類。信道編碼的分類方法20按信息碼元和監(jiān)督碼元之間的檢驗關(guān)系線性碼和非線性碼?？煞譃榉?.2.3信道編碼的基本原理信道編碼的基本思想：在被傳送的信息碼元中附加一些監(jiān)督碼元，在兩者之間建立某種校驗關(guān)系，當(dāng)這種校驗關(guān)系在傳輸中遇到干擾而受到破壞時，就可以發(fā)現(xiàn)甚至糾正錯誤。這種檢錯與糾錯的能力是用信息的冗余度來換取的。要糾正的誤碼越多，監(jiān)督碼元的個數(shù)越多，冗余度越大。214.2.3信道編碼的基本原理信道編碼的基本思想：21相關(guān)概念：碼長：碼字中碼元的數(shù)目，用n表示。碼重：指碼字中非“0”碼元的數(shù)目，記作W。例：碼字10011，碼長n=5，W=3。碼距：兩個等長碼字對應(yīng)位不同的數(shù)目，記作d。例：110110與101011之間的碼距d=44.2.3信道編碼的基本原理22相關(guān)概念：4.2.3信道編碼的基本原理224.2.3信道編碼的基本原理信息碼元與監(jiān)督碼元：信息碼元是發(fā)送端由信源編碼給出的信息數(shù)據(jù)，用k表示。監(jiān)督碼元又稱校驗碼元，是為了檢錯、糾錯而在信道編碼中附加的校驗數(shù)據(jù)，通常用r表示。對k個信息碼元的碼組附加r個監(jiān)督碼元，組成總碼元數(shù)為n=k+r的碼組。經(jīng)過分組編碼后的碼稱為（ｎ，ｋ）碼，表示總長度為ｎ位，其中信息碼長為ｋ位，監(jiān)督碼長為ｒ＝ｎ－ｋ。234.2.3信道編碼的基本原理信息碼元與監(jiān)督碼元：234.2.3信道編碼的基本原理許用碼字與禁用碼字：信道編碼后總碼長為n，總的碼字為2n個。其中，發(fā)送的信息碼字有2k個，稱之為許用碼字，其余的(2n-2k)個碼字不予傳送，稱之為禁用碼字。糾錯編碼的任務(wù)就是從2n個總碼字中按照某種規(guī)則選擇出2k種許用碼字。編碼效率為信息碼元數(shù)目與總碼元數(shù)目之比：

R=k/n=k/k+r244.2.3信道編碼的基本原理許用碼字與禁用碼字：244.2.3信道編碼的基本原理例：A：天氣晴朗B：下雨1.n=1，1→A,0→B若1→0,0→1，則收端無法發(fā)現(xiàn)錯誤11晴1001001100雨能發(fā)現(xiàn)一個錯誤禁用碼組2.n=2，r=1，即11→A，00→B此時，d=2。插入1位監(jiān)督碼后具有檢出1位錯碼的能力,但不能予以糾正。254.2.3信道編碼的基本原理例：A：天氣晴朗B：下雨4.2.3信道編碼的基本原理最小碼距dmin與檢錯糾錯能力滿足下列關(guān)系：1.在一個碼組內(nèi)最多能檢測e個誤碼，要求最小碼距dmin≥e+1；2.在一個碼組內(nèi)最多能糾正t個誤碼，要求最小碼距dmin≥2t+1；3.在一個碼組內(nèi)最多能糾正t個誤碼，同時要求能檢測e個(e≥t)誤碼，要求最小碼距dmin≥t+e+1。264.2.3信道編碼的基本原理最小碼距dmin與檢錯糾錯能4.2.4信道編碼RS碼RS碼即里德-所羅門碼。同時具有糾正隨機與突發(fā)差錯的能力，且糾正突發(fā)差錯的能力更強。是一種非二進制的BCH碼，它是能夠糾正多個錯誤的糾錯碼。RS碼中，為糾正t個符號的誤碼，需要2t個監(jiān)督碼元。RS碼為（204，188，t=8），對應(yīng)的188個信息碼元，監(jiān)督碼元為16字節(jié)(開銷字節(jié)段），可糾正的誤碼為8字節(jié)。RS碼特別適合于糾正突發(fā)錯誤，如果與交織技術(shù)相結(jié)合，它糾正突發(fā)錯誤的能力則會更強。274.2.4信道編碼RS碼274.2.4信道編碼交織技術(shù)交織技術(shù)就是把成串發(fā)生的誤碼分散，使長串的比特差錯變成短串的比特差錯，從而可以用向前糾錯碼對其進行糾錯?；驹恚涸趥魉椭埃却騺y原數(shù)碼的排列順序，在接收端再重新恢復(fù)數(shù)碼的排列順序，使在傳送過程中的突發(fā)性誤碼分散開來，以利于實現(xiàn)糾正。交織不會增加信道的數(shù)據(jù)碼元，只是改變排序順序。交織原理示意圖284.2.4信道編碼交織技術(shù)交織原理2829294.2.4信道編碼卷積碼卷積碼又稱為內(nèi)碼、連環(huán)碼或者循環(huán)碼，是一種非分組碼。卷積碼的前后碼字或碼組之間有一定約束關(guān)系。通常適用于向前糾錯，用于糾正隨機錯誤?！癛S＋交積＋卷積編碼”也稱為級聯(lián)編碼。304.2.4信道編碼卷積碼304.2.4信道編碼ＴＣＭ網(wǎng)格編碼調(diào)制網(wǎng)格編碼調(diào)制（ＴＣＭ）是指將多電平、多相位調(diào)制技術(shù)與卷積糾錯編碼技術(shù)相結(jié)合，采用歐式距離進行信號空間分割，在一系列信號點之間引入依賴關(guān)系，僅對某些信號點序列允許可用，并模型化為格狀結(jié)構(gòu)。本質(zhì)是在頻帶受限的信號中，在不增加帶寬的前提下，將編碼技術(shù)與調(diào)制技術(shù)相結(jié)合，以實現(xiàn)進一步降低誤碼率。在ＴＣＭ系統(tǒng)中，內(nèi)編碼采用卷積編碼。314.2.4信道編碼ＴＣＭ網(wǎng)格編碼調(diào)制31第4章數(shù)字電視傳輸技術(shù)第4章數(shù)字電視傳輸技術(shù)主要內(nèi)容4.1數(shù)字電視信號的基帶處理4.2數(shù)字電視信號的差錯控制編碼4.3數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)數(shù)字電視衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)數(shù)字電視有線傳輸系統(tǒng)數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)33主要內(nèi)容4.1數(shù)字電視信號的基帶處理4.2數(shù)字電視信號的差4.1數(shù)字電視信號的基帶處理1.數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程2.常用的傳輸碼型3.擾碼344.1數(shù)字電視信號的基帶處理1.數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程24.1.1數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程第一，把各種信息用二進制表示。包括字符編碼、PCM編碼、PAM編碼等。（信源編碼）第二，把二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成脈沖信號。（碼型編碼）第四，基帶信號變成頻帶信號。（調(diào)制）第三，差錯控制編碼。（信道編碼）將數(shù)字消息或模擬消息轉(zhuǎn)換成通信硬件能夠接受和易于傳輸?shù)男盘?，共要?jīng)過四個過程：354.1.1數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程第一，把各種信息用二進4.1.1數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程數(shù)字信號：把經(jīng)過信源編碼后的語音信號用“0”和“1”，即高、低電平進行表示的信號。沒有經(jīng)過調(diào)制，稱為數(shù)字基帶信號?；鶐盘柡胸S富直流和低頻成分，不適合在信道中傳輸。要將基帶信號的碼元波形及碼元序列的格式進行變換，轉(zhuǎn)換為適合信道傳輸?shù)拇a型。為了適應(yīng)信道的傳輸特性及接收端再生恢復(fù)數(shù)字信號的需要，選擇基帶傳輸碼型時應(yīng)注意以下幾個原則：364.1.1數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程數(shù)字信號：把經(jīng)過信源編4.1.1數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程選擇系帶傳輸碼型的原則碼型應(yīng)不含直流分量，讓頻譜向中頻集中。應(yīng)易于從基帶信號中提取定時信號。所選的碼型應(yīng)使基帶信號具有內(nèi)在檢錯能力。降低單個誤碼引起的誤碼擴散。碼型變換設(shè)備應(yīng)盡量簡單。374.1.1數(shù)字電視信號傳輸?shù)倪^程選擇系帶傳輸碼型的原則4.1.2常用的傳輸碼型1.單極性非歸零碼（NRZ）2.雙極性非歸零碼（NRZ）3.單極性歸零碼（RZ）4.雙極性歸零碼（RZ）5.數(shù)字雙相碼6.密勒碼7.交替極性碼（AMI碼）8.HDB3碼384.1.2常用的傳輸碼型1.單極性非歸零碼（NRZ）74.1.2常用的傳輸碼型2.雙極性非歸零碼（NRZ）“1”和“0”分別對應(yīng)正、負電平，沒有零電平。優(yōu)點：直流分量小。缺點：不易提取同步信息，特別是在長0長1串時。1.單極性非歸零碼（NRZ）高電平代表“1”，低電平代表“0”。缺點：直流分量不為零，不適合用于交流耦合的有線傳輸信道，只適合用于計算機內(nèi)部或近距離的信息傳送。394.1.2常用的傳輸碼型2.雙極性非歸零碼（NRZ）“14.1.2常用的傳輸碼型4.雙極性歸零（RZ）碼傳送“1”碼時，發(fā)送一個寬度小于碼元持續(xù)時間的歸零脈沖；傳送“0”時不發(fā)送脈沖。優(yōu)點：比單極性非歸零碼容易提取時鐘信息。3.單極性歸零（RZ）碼傳送“1”碼時，發(fā)送一個寬度小于碼元持續(xù)時間的歸零脈沖；傳送“0”時不發(fā)送脈沖。優(yōu)點：比單極性非歸零碼容易提取時鐘信息。404.1.2常用的傳輸碼型4.雙極性歸零（RZ）碼4.1.2常用的傳輸碼型5.數(shù)字雙相碼數(shù)字雙相碼又稱為分相碼或曼徹斯特碼。每一位碼用兩個電平表示?！?”用“10”編碼，“0”用“01”編碼。優(yōu)點：1）每個碼元中心都存在電平跳變，易于提取定時信息。

2）正負電平各占一般，不存在直流分量。缺點：傳輸碼速加倍，所需頻帶加寬。適用于數(shù)字終端設(shè)備在短距離內(nèi)的傳輸。6.密勒碼凡是傳送“1”時在位周期中心都發(fā)生電平轉(zhuǎn)換。在傳送“0”時，如果緊接在“1”之后則電平不變；如果緊接在“0”后，則在位周期開始的邊界上發(fā)生電平跳變。優(yōu)點：信號能量主要集中在1/2碼速以下的頻率范圍內(nèi)，直流分量很小，頻帶寬度為數(shù)字雙相碼的一半。414.1.2常用的傳輸碼型5.數(shù)字雙相碼數(shù)字雙相碼4.1.2常用的傳輸碼型7.交替極性（AMI）碼交替極性（AMI）碼又稱為交替?zhèn)魈柗崔D(zhuǎn)碼。此方式是單極性方式的變形，即把單極性方式中的“0”碼仍與零電平對應(yīng)，而“1”碼交替地用“1”或“-1”脈沖的歸零碼表示，稱為傳號。其優(yōu)點如下：（1）在“1”、“0”碼不等概率情況下，也無直流成分，且零頻附近低頻分量小。（2）若AMI碼的極性交替規(guī)律被破壞，則可判斷此處有錯，有一定糾錯能力。此外，AMI碼還有編譯碼電路簡單等優(yōu)點，是一種基本的線路碼，得到廣泛使用。缺點：當(dāng)它用來獲取定時信息時，由于它可能出現(xiàn)長的連0串，因而會造成提取定時信號的困難。424.1.2常用的傳輸碼型7.交替極性（AMI）碼4.1.2常用的傳輸碼型8.HDB3碼HDB3碼的全稱是三階高密度雙極性碼。編碼原理：先把信息代碼變成AMI碼，然后檢查AMI碼的連“0”串情況，當(dāng)無4個以上連“0”碼時，則這時的AMI碼就是HDB3碼。當(dāng)出現(xiàn)4個以上連0碼時，則將每4個連“0”小段的第4個“0”變換成與其前一個“非0”符號（+1或-1）相同的符號。

這個符號可能會破壞“極性交替反轉(zhuǎn)”的規(guī)律，成為破壞符號，用符號V表示。為保證V的記性交替，當(dāng)相鄰V符號間有偶數(shù)個“非0”符號時，將該小段的第1個“0”變換成+B或-B，B符號的記性與前一“非0”符號的相反。特點：保持AMI碼的優(yōu)點，還能使連“0”串減少到至多3個，有利于定時信號的恢復(fù)。434.1.2常用的傳輸碼型8.HDB3碼HDB3碼的全4.1.3擾碼擾碼技術(shù)——消除數(shù)據(jù)源的統(tǒng)計特性。使信號受到隨機化處理，變?yōu)閭坞S機序列，又稱為“數(shù)據(jù)隨機化”和“能量擴散”處理。擾碼器的實現(xiàn)——采用偽隨機序列（m序列）進行。作用：改善位定時的恢復(fù)質(zhì)量，使信號頻譜平滑，改善幀同步、自適應(yīng)同步和自適應(yīng)時域均衡等系統(tǒng)性能。目的：將二進制碼變換成“0”、“1”近似等概率，以及前后獨立的隨機碼。444.1.3擾碼擾碼技術(shù)——消除數(shù)據(jù)源的統(tǒng)計特性。擾4.2數(shù)字電視信號的差錯控制編碼1.差錯控制方式2.信道編碼的分類3.信道編碼的基本原理4.信道編碼454.2數(shù)字電視信號的差錯控制編碼1.差錯控制方式144.2數(shù)字電視信號的差錯控制編碼差錯控制編碼

就是在信息序列上附加一些監(jiān)督碼元，利用這些冗余的碼元，使原來不規(guī)律的數(shù)字信號變?yōu)橛幸?guī)律的數(shù)字信號；譯碼時則利用這些規(guī)律性來判斷傳輸過程中是否發(fā)生錯誤，或進而糾正錯誤。這種對數(shù)字電視信號進行差錯控制的編碼也稱為信道編碼。464.2數(shù)字電視信號的差錯控制編碼差錯控制編碼154.2.1差錯控制方式差錯

根據(jù)信道噪聲干擾性質(zhì)，可以把差錯分為隨機錯誤、突發(fā)錯誤和混合錯誤。隨機錯誤，由信道中隨機噪聲的干擾引起，誤碼的發(fā)生是相互獨立的，不會連續(xù)成片地出現(xiàn)錯誤，前后碼元之間是否發(fā)生錯誤彼此無關(guān)。突發(fā)性錯誤，位流中一個錯誤的出現(xiàn)往往影響其他碼元的錯誤，即錯誤之間有相關(guān)性。由諸如光盤中的瑕疵、污跡，大氣中的電火花等突發(fā)噪聲干擾引起的，其特征是誤碼位置集中，會成群的出現(xiàn)。混合錯誤，既包括隨機錯誤又包括突發(fā)錯誤，因而既會出現(xiàn)單個錯誤，也會出現(xiàn)成片錯誤。

發(fā)生以上三種錯誤的信道分別稱為為隨機信道、突發(fā)信道和混合信道。對于不同的信道要采用不同的差錯控制方式。474.2.1差錯控制方式差錯發(fā)生以上三種錯誤的信道分差錯控制包含檢錯和糾錯兩個方面。4.2.1差錯控制方式向前糾錯方式反饋方式差錯控制方式包括檢錯重發(fā)、反饋校驗、混合糾錯。基本特征是信道編碼構(gòu)造簡單，需要反饋信道。接收端的譯碼器根據(jù)碼的規(guī)律性自動判斷、糾正錯誤。優(yōu)點：單向傳輸，不需要反饋，糾錯迅速。缺點：構(gòu)造復(fù)雜，編碼效率低。48差錯控制包含檢錯和糾錯兩個方面。4.2.1差錯控制方式檢錯重發(fā)方式（ARQ）：這種方式中，接收端發(fā)現(xiàn)誤碼后通過反饋信道請求發(fā)送端重發(fā)數(shù)據(jù)。因此，接收端需要有誤碼檢測和反饋信道。

特點——編碼效率比較高，只需少量的冗余碼（約5-20%）就能獲得極低的傳輸誤碼率；對信道的適應(yīng)能力強——必須有反饋信道，故不能用于單向傳輸系統(tǒng)和同播系統(tǒng)——控制規(guī)程和過程比較復(fù)雜——重發(fā)導(dǎo)致信道的有效利用率較低，通信的實時性較差——由于反饋重傳的隨機性，故不適于實時傳輸系統(tǒng)4.2.1差錯控制方式49檢錯重發(fā)方式（ARQ）：特點4.2.1差錯控制方式4.2.1差錯控制方式前向糾錯方式（FEC）：這種方式中，發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)內(nèi)包括信息碼元以及供接收端自動發(fā)現(xiàn)錯誤和糾正誤碼的監(jiān)督碼元。收端發(fā)現(xiàn)錯誤后自動糾正。

特點——無需重發(fā)，解碼延遲固定，實時性好——無需反饋信道，能用于單向傳輸信道，特別適用于單點向多點同時傳送的方式——編碼效率較低，需較大的冗余度（通常約25-50%）,譯碼設(shè)備比較復(fù)雜——糾錯碼須與信道特性相匹配，對信道變化的適應(yīng)性較差——若錯誤超出糾錯碼糾錯能力,只好將其拋棄504.2.1差錯控制方式前向糾錯方式（FEC）：特點按信息碼元和監(jiān)督碼元之間的檢驗關(guān)系線性碼和非線性碼。線性碼：信息碼元和監(jiān)督碼元之間的關(guān)系為線性關(guān)系，編碼規(guī)則可以用線性方程組表示。目前多用線性碼?？煞譃榉纸M碼和卷積碼。分組碼：碼組中的監(jiān)督碼元僅與本碼組的信息碼元有關(guān)，而與其他碼組的信息碼元無關(guān)。卷積碼:碼組中的監(jiān)督碼元不僅與本碼組的信息碼元有關(guān)，還和與本碼組相鄰的前若干碼組的信息碼元也有約束關(guān)系。檢錯碼、糾錯碼、糾正刪除錯誤的糾刪碼檢錯碼只能用于檢測誤碼，無法糾正。糾錯碼可檢測誤碼并能糾正誤碼。糾刪碼就有檢錯和糾錯功能，且當(dāng)誤碼超過糾正范圍時可將無法糾正的誤碼刪除。數(shù)字電視中通常采用糾錯碼。按信道編碼的不同功能按信息碼元和監(jiān)督碼元之間的約束方式4.2.2信道編碼的分類除此之外，還可按照信息碼元編碼后的形式糾正錯誤的類型編碼所采用的數(shù)學(xué)方法碼元的取值等方面進行分類。信道編碼的分類方法51按信息碼元和監(jiān)督碼元之間的檢驗關(guān)系線性碼和非線性碼。可分為分4.2.3信道編碼的基本原理信道編碼的基本思想：在被傳送的信息碼元中附加一些監(jiān)督碼元，在兩者之間建立某種校驗關(guān)系，當(dāng)這種校驗關(guān)系在傳輸中遇到干擾而受到破壞時，就可以發(fā)現(xiàn)甚至糾正錯誤。這種檢錯與糾錯的能力是用信息的冗余度來換取的。要糾正的誤碼越多，監(jiān)督碼元的個數(shù)越多，冗余度越大。524.2.3信道編碼的基本原理信道編碼的基本思想：21相關(guān)概念：碼長：碼字中碼元的數(shù)目，用n表示。碼重：指碼字中非“0”碼元的數(shù)目，記作W。例：碼字10011，碼長n=5，W=3。碼距：兩個等長碼字對應(yīng)位不同的數(shù)目，記作d。例：110110與101011之間的碼距d=44.2.3信道編碼的基本原理53相關(guān)概念：4.2.3信道編碼的基本原理224.2.3信道編碼的基本原理信息碼元與監(jiān)督碼元：信息碼元是發(fā)送端由信源編碼給出的信息數(shù)據(jù)，用k表示。監(jiān)督碼元又稱校驗碼元，是為了檢錯、糾錯而在信道編碼中附加的校驗數(shù)據(jù)，通常用r表示。對k個信息碼元的碼組附加r個監(jiān)督碼元，組成總碼元數(shù)為n=k+r的碼組。經(jīng)過分組編碼后的碼稱為（ｎ，ｋ）碼，表示總長度為ｎ位，其中信息碼長為ｋ位，監(jiān)督碼長為ｒ＝ｎ－ｋ。544.2.3信道編碼的基本原理信息碼元與監(jiān)督碼元：234.2.3信道編碼的基本原理許用碼字與禁用碼字：信道編碼后總碼長為n，總的碼字為2n個。其中，發(fā)送的信息碼字有2k個，稱之為許用碼字，其余的(2n-2k)個碼字不予傳送，稱之為禁用碼字。糾錯編碼的任務(wù)就是從2n個總碼字中按照某種規(guī)則選擇出2k種許用碼字。編碼效率為信息碼元數(shù)目與總碼元數(shù)目之比：