上课课件章码型与扰码

第七章数字电视传输技术27.0概述

7.1数字电视基带传输编码码型与扰码

7.2无码间干扰基带传输

7.3二进制数字电视信号的调制传输

7.4多进制数字电视信号的调制传输

7.5纠错编码概述

7.6线性分组码提要37.7循环码

7.8BCH码

7.9里德-索罗门码

7.10交织及去交织

7.11卷积编码与维特比解码

7.12正交频分复用调制提要4主要内容7.1.1选择适合信道传输的编码码型7.1.2使用伪随机序列进行扰码7.1数字电视基带传输编码码型与扰码5基带传输码型的选择原则:

不应包含直流分量，低频及高频分量要尽量少；基带信号中包含位定时信息；具有内在的检错能力；误码扩散度越低越好；码型变换设备应尽量简单。7.1数字电视基带传输编码码型与扰码67.1.1选择适合信道传输的编码码型1.单极性非归零码（NRZ）

二进制符号“1”、“0”分别对应正电平和零电平，或反之。脉宽等于码元周期，在整个码元持续时间内，信号取值不变。易于用TTL、CMOS电路产生；缺点是有直流分量，要求传输线路具有直流传输能力，因而不适应有交流耦合的远距离传输，只适用于计算机内部或极近距离的传输。

72.双极性非归零码（BPNRZ）

“1”、“0”分别对应正、负电平，或反之。脉宽等于码元周期，在整个码元持续时间内，信号取值不变。当“1”和“0”等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输，并且在接收端恢复信号的判决电平为零值，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较强。

7.1.1选择适合信道传输的编码码型8

3.数字双相码

又称分相码或曼切斯特码。“1”、“0”分别用“10”和“01”编码，且正电平表示1，负电平表示0。因为每个码元中心都存在电平跳变，因此有位定时信息；又由于正负电平各占一半，故不存在直流分量；信号频带加大了一倍。7.1.1选择适合信道传输的编码码型9

4.单极性归零码（RZ）

信号电压在一个码元终止前总要回到零电平。通常，归零波形使用半占空码，即占空比为50%。从单极性RZ波形可以直接提取定时信息。

5.双极性归零码（BPRZ）

兼有双极性和归零波形的特点。使得接收端很容易识别出每个码元的起止时刻，便于同步。7.1.1选择适合信道传输的编码码型10

6.密勒码

编码规则：消息码“1”

用中点处电压的突跳表示，或者说用“01”或“10”表示；消息码“0”

单个消息码“0”不产生电位变化，连“0”

消息码则在边界使电平突变，或者说用 “11”或“00”表示

特点：当“1”之间有一个“0”时，码元宽度最长（等于两倍消息码的长度）。这一性质也可以用来检测误码。7.1.1选择适合信道传输的编码码型117.交替极性码（AMI）编码规则：“1”

交替变成“＋1”和“－1” “0”

仍保持为“0”

例：消息码：010110001 AMI码：0+10-1+1000-1

优点：没有直流分量、译码电路简单、能发现错码

缺点：出现长串连“0”时，将使接收端无法取得定时信息。7.1.1选择适合信道传输的编码码型1212010110001-V0+V+V+V0+V-V0(a)(b)(c)(d)(e)(a)单极性波形(b)双极性波形(c)单极性归零波形(d)双极性归零波形基带信号的基本波形7.1.1选择适合信道传输的编码码型1300消息码：10110001双相码：10011010 01010110双相码波形：双相码相位：0

00

0密勒码：0AMI码：7.1.1选择适合信道传输的编码码型14主要内容7.1.1选择适合信道传输的编码码型7.1.2使用伪随机序列进行扰码7.1数字电视基带传输编码码型与扰码157.1.2使用伪随机序列进行扰码进行扰码的目的：

1能量扩散（防止对邻近信道的干扰，充分利用频谱资源）

2有利于提取位同步能量扩散外编码外交织内编码内交织映射M电平数字调制上变频外信道内信道扰码(scramble)，又称随机化，能量扩散16能量扩散的实现——伪随机序列(PRBS,pseudorandombinarysequence)发生器扰码器的简单例子解扰码器生成多项式g(x)=1+x3+x5

D1D2D3D4yxD5D1D2D3D4yx’D5yi=xi+yi-3+yi-5x’=yi+yi-3+yi-5=(xi+yi-3+yi-5)+yi-3+yi-5=xi∴能够恢复原序列条件：收发同步

17能量扩散的实现——伪随机序列(PRBS)发生器扰码器的另一种结构接收端的解扰码器与发送端的扰码器具有完全相同的结构生成多项式g(x)=1+x3+x5

接收端与发送端的PRBS必须完全同步，在规定的时间内，对PRBS预置相同的初始码实现同步D1D2D3D4yxD5PRBS发生器18扰码器的另一种结构接收端的解扰码器与发送端的扰码器具有完全相同的结构

在规定的时间内，对PRBS预置相同的初始码实现同步yxPRBS发生器按位异或能量扩散的实现——伪随机序列(PRBS)发生器19伪随机序列的伪随机性生成多项式g(x)=1+x3+x5

D1D2D3D4prD50100000D1D2D3D4D5pr1010000200100131001004010011510100161101007011010800110191001110110011111100121111013111110401111050011106000111710001181100009011001010110111101112111010301110141011105010111610101070101008001010900010000000111100000pr=001101010000120本例:生成多项式g(x)=1+x3+x5

y=0011010100001

如果n次生成多项式g(x)不可约，则周期长度L=2n-1，在一个周期内有如下3个性质:0,1的平衡性：‘1’的个数比‘0’的个数多1

‘1’的个数＝2n－1‘0’的个数＝2n－1-1

本例：n＝5，‘1’的个数＝24＝16，‘0’的个数＝24-1

＝15伪随机序列的伪随机性21本例:生成多项式g(x)=1+x3+x5

y=00110101000010,1的平衡性：‘1’比‘0’多10,1的随机性：游程——连0或连1的码组合游程长度为i的个数Ni比游程长度为i＋1的个数Ni+1多1倍

Ni=2n-1-i.(i=1,2,…,n-1),Nn=1

本例：n=5,N1=8,N2=4,N3=2,N4=1,N5=1伪随机序列的伪随机性

如果n次生成多项式g(x)不可约，则周期长度L=2n-1，在一个周期内有如下3个性质:22本例:生成多项式g(x)=1+x3+x5

y=00110101000010,1的平衡性：‘1’比‘0’多10,1的随机性：游程长度为i的个数Ni比游程长度为i＋1的个数Ni+1多1倍

Ni=2n-1-i.(i=1,2,…,n-1),Nn=1另一种方法：Nn=1,Nn-1=1,Nn-2=2,

Nn-3=4,

Nn-4=8,…本例：n=5,N5=1,N4=1,

N3=2,N2=4,N1=8,

如果n次生成多项式g(x)不可约，则周期长度L=2n-1，在一个周期内有如下3个性质:伪随机序列的伪随机性230,1的平衡性0,1的随机性自相关函数

R(τ)L0-1LτR(τ)的定义其中xk=0时取-1伪随机序列的伪随机性24实例1DVB-T:PRBS生成多项式g(x)=1+x14+x15D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1使能数据输入数据输出PRBS的同步：每8个TS包的第一字节（同步字节）：对PRBS初始化初始化序列:100101010000000（00A9H）初始化:100101010000000每个TS包的同步字节：PRBS的使能被禁止252ATSC:PRBS生成多项式g(x)=1+x+x3+x6+x7+x11+x12+x13+x16PRBS的同步：