微波与卫星通信 教学课件 孙学康 张政 第5章

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2、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。5.1.2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5-1给出一些微波与卫星系统中所采用的语音编码

3、情况。5.2信道编码技术信道编码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。5.2.1信道编码的目的1．差错控制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。（1）前向纠错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。（2）检错重发检错重发也

4、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。（3）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。2．码距与交错能力码距是指两个码组中非零码的数目。例如一个码组为“010”，另一码组为“011”，显然这两个码组之间的码距等于1。编码的纠错和检错能力由汉明距离决定。通常存在下列几种情况。（1）若要求检测e个错码，则dmin应满足：dmin

5、≥e+1；（2）若要求能够纠正t个错码，则dmin应满足：dmin≥2t+1；（3）若要求能够纠正t个错码，同时检测e个错码，则dmin应满足：dmin≥e+t+1。3．常用的信道编码方式由前面的介绍可以看出，对于实时性要求高的语音通信而言，几乎都使用前向纠错的差错控制方式。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。5.2.2分组编码与交织技术1．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

6、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2．交织技术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，交织技术正是这样一种技术。（1）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5-3所示，这被称为“分组交织”。（2）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

7、，每行包含一个（n,k）分组码，共排成m行，这样构成一个m行n列的矩阵，如图5-1所示。图5-1已编码数据的矩阵交织5.2.3循环码与BCH码BCH码是具有纠正多个随机差错功能的循环码，它是循环码的一个重要子类。循环码CRC的应用非常广泛，例如在数字微波与卫星通信中的链路层都加入CRC校验码，因而我们首先介绍循环码。1．循环码（1）循环码的概念循环码也是一种线性分组码，因此除具有线性分组码的性质外，还具有循环性。（2）循环码的生成多项式为了便于分析，常引入代数理论来研究循环码。即用多项式表示码组，这个多项式就是码多项式