卫星通信第4章.ppt

第4章编码技术通信技术中的编码分为：信源编码和信道编码信源编码的核心是去冗余，提高传输效率。信道编码的核心是加冗余，进行检错和纠错。主要内容4.1信源编码概述4.2差错控制方式4.3编码的概念4.4线性分组码4.5卷积码4.6纠错编码与调制4.7编码在卫星通信中的应用4.1信源编码概述信源编码是指首先将话音、图像等模拟信号转换成为数字信号，然后再根据传输信息的性质，采用适当的编码方法。为了降低系统的传输速率，提高通信系统效率，就要对话音或图像信号进行频带压缩传输。4.1.1微波与卫星通信系统对信源编码的要求在目前普遍使用的通信系统中，包括数字微波通信系统采用的最基本的语音编码方式为脉冲编码调制，即以奈奎斯特抽样定理为基准，将频带宽度为300~3400Hz的语音信号变换成为64kbit/s的数字信号，这就是标准的PCM编码方式。4.1.2微波与卫星通信采用的信源编码方式及特点在数字系统中所采用的话音信号的基本编码方式包括三大类：波形编码、参数编码和混合编码。波形编码是直接将时域信号变成为数字代码的一种编码方式。参数编码是以发音机制模型作为基础的。混合编码是一种综合编码方式，它吸取波形编码和参数编码的优点，使编码数字语音中即包括语音特征参量，又包括部分波形编码信息。表A给出一些微波与卫星系统中所采用的语音编码情况。图像编码技术（补充）图片中的JPEG、BMP等扩展名的图像视频编码：MPEG语音编码：MP34.2差错控制方式差错控制技术就是信道编码技术，是指在数据发送之前，在信息码之外附加一定比特数的监督码元，使监督码元与信息码元构成某种特定的关系，接收端根据这种特定的关系来进行检验。信道编码的目的信道编码就是要进行差错控制是指当信道差错率达到一定程度时，必须采取的用以减少差错的措施。通常差错控制方式又可分为三大类：前向纠错（FEC）、检错重发（自动请求重发——ARQ）以及使用FEC和ARQ技术的混合方式。4.2.1前向纠错方式（FEC）前向差错控制又称为自动纠错，它是指检测端检测到所接收的信息出现误码的情况下，可按一定的算法，自动确定发生误码的位置，并自动予以纠正。4.2.2检错重发检错重发也称为自动请求重发（ARQ），它是指在接收端检测到接收信息出现差错之后，通过反馈信道要求发送端重发原信息，直到接收端得到正确信息为止，从而达到纠错的目的。4.2.3FEC与ARQ比较FEC和ARQ各有优点，使用时权衡考虑。FEC对信道特性了解选择FEC并选择适当的编码方法。要求严格。中等差错率要求时采用，传输流量比ARQ大。ARQ要求宽泛，冗余符号少。简单，不需要大量缓存器。低差错率控制要求时采用。（补充）使用FEC和ARQ技术的混合方式在此种方式中，当接收端检测到所接收的信息存在差错时，只对其中少量的错误自动进行纠正，而超过纠正能力的差错仍通过反向信道发回信息，要求重发此分组。4.2.4抗干扰编码分类第一类：检错码第二类：检纠错码第三类：纠错码按码的结构分：线性分组码非线性分组码4.3编码的概念香农信道容量定理指出：在有干扰的信道中，信道的传输速率是有限的。其主要原因是有干扰的信道就会产生差错。在微波与固定卫星系统中使用的纠错编码有线性分组码、循环码、BCH码和卷积码等。在SDH通信系统中，还使用比特交织奇偶检验（BIP）码，用以进行再生段和复用段的通道检错。4.4线性分组码分组码是将每k个信息码元分为一组，然后按一定的规律产生r个监督码元，那么分组码的长度n=k+r，通常用符号（n,k）表示。（1）（7,4）线性分组码的监督关系（2）监督码的形成与检测（3）（7,4）分组码一、交织码交织编码技术：线性分组码主要是用于纠正随机错误的，但实际通信中常常会遇到突发性干扰，会出现成串或成片的多个错误，这时就需要一种具有纠正突发性错误的纠错技术，交织编码技术正是这样一种技术。水平奇偶监督码若发送端的串行码序列为a1,a2,a3,…a50，首先将其排列成每一行包含10个码元、每一列包含5个码元的方阵，如表C所示，这被称为“分组交织”。交织原理交织原理是将已编码的码字（例如按线性分组码的规律构成的［n,k］分组码）按行读入，每行包含一个（n,k