信道編解碼及糾錯性能研究與分析

Ⅰ 信道是什麼

1. 信道是傳送信息的物理性通道。信息是抽象的，但傳送信息必須通過具體的媒質。例如二人對話，靠聲波通過二人間的空氣來傳送，因而二人間的空氣部分就是信道。郵政通信的信道是指運載工具及其經過的設施。

2. 無線電話的信道就是電波傳播所通過的空間，有線電話的信道是電纜。每條信道都有特定的信源和信宿。在多路通信，例如載波電話中，一個電話機作為發出信息的信源，另一個是接收信息的信宿，它們之間的設施就是一條信道，這時傳輸用的電纜可以為許多條信道所共用。

3. 每條信道都有特定的信源和信宿。在多路通信，例如載波電話中，一個電話機作為發出信息的信源，另一個是接收信息的信宿，它們之間的設施就是一條信道，這時傳輸用的電纜可以為許多條信道所共用。在理論研究中，一條信道往往被分成信道編碼器、信道本身和信道解碼器。

4. 人們可以變更編碼器、解碼器以獲得最佳的通信效果，因此編碼器、解碼器往往是指易於變動和便於設計的部分，而信道就指那些比較固定的部分。但這種劃分或多或少是隨意的，可按具體情況規定。例如數據機和糾錯編譯碼設備一般被認為是屬於信道編碼器、解碼器的，但有時把含有數據機的信道稱為調制信道；含有糾錯編碼器、解碼器的信道稱為編碼信道。
   

Ⅱ 數字電視系統的三大關鍵技術是什麼

一、數字電視的信源編解碼技術
數字電視尤其數字高清晰度電視與模擬電視相比，在實現過程中，最為困難的部分就是對視頻信號和音頻信號的壓縮。數字電視的圖像不能象模擬電視的圖像和聲音那樣直接傳輸，而是要多一道壓縮編碼工序。視頻編碼技術主要功能是完成圖像的壓縮，使數字電視的信號傳輸量由995Mbit/s減少為20～30Mbit/s。與視頻編解碼相同，音頻編解碼主要功能是完成聲音信息的壓縮。在HDTV視頻壓縮編解碼標准方面，都採用MPEG-2標准。MPEG壓縮後的信息可以供計算機處理，也可以在現有和將來的電視廣播頻道中進行分配。在音頻編碼方面，歐洲、日本採用了MPEG-2標准；美國採納了杜比(Dolby)公司的AC-3方案，MPEG-2為備用方案。
二、數字電視的復用系統
數字電視的復用系統是HDTV的關鍵部分之一。從發送端信息的流向來看，它將視頻、音頻、輔助數據等編碼器送來的數據比特流，經處理復合成單路串列的比特流，送給信道編碼及調制。接受端與此過程正好相反。在HDTV復用傳輸標准方面，都採用了MPEG-2 標准。
三、數字電視的信道編解碼及調制解調
數字電視信道編解碼及調制解調的目的是通過糾錯編碼、網格編碼、均衡等技術提高信號的抗干擾能力，通過調制把傳輸信號放在載波或脈沖串上，為發射做好准備。目前所說的各國數字電視的制式，標准不能統一，主要是指各國在該方面的不同，具體包括糾錯、均衡等技術的不同，帶寬的不同，尤其是調制方式的不同。
數字傳輸的常用調制方式：
•正交振幅調制(QAM)：調制效率高，要求傳送途徑的信噪比高，適合有線電視電纜傳輸。
•鍵控移相調制(QPSK)：調制效率高，要求傳送途徑的信噪比低，適合衛星廣播。
•殘留邊帶調制(VSB)：抗多徑傳播效應好(即消除重影效果好)，適合地面廣播。
•編碼正交頻分調制(COFDM)：抗多徑傳播效應和同頻干擾好，適合地面廣播和同頻網廣播。

Ⅲ 題目，信道編碼和信源編碼有什麼不同，糾錯碼能檢錯和糾錯的原因

糾錯碼(error correcting code)，在傳輸過程中發生錯誤後能在收端自行發現或糾正的碼。僅用來發現錯誤的碼一般常稱為檢錯碼。為使一種碼具有檢錯或糾錯能力，須對原碼字增加多餘的碼元，以擴大碼字之間的差別 ，即把原碼字按某種規則變成有一定剩餘度（見信源編碼）的碼字，並使每個碼字的碼之間有一定的關系。關系的建立稱為編碼。碼字到達收端後，可以根據編碼規則是否滿足以判定有無錯誤。當不能滿足時，按一定規則確定錯誤所在位置並予以糾正。糾錯並恢復原碼字的過程稱為解碼。檢錯碼與其他手段結合使用，可以糾錯。

糾錯編碼又稱信道編碼，它與信源編碼是信息傳輸的兩個方面。它們之間存在對偶的關系。應用信道解碼直接對一些自然信息進行處理，可以去掉剩餘度，以達到壓縮數據的目的。
為了使一種碼具有檢錯或糾錯能力，必須對原碼字增加多餘的碼元，以擴大碼字之間的差別，使一個碼字在一定數目內的碼元上發生錯誤時，不致錯成另一個碼字。准確地說，即把原碼字按某種規則變成有一定剩餘度的碼字，並使每個碼字的碼元間有一定的關系。關系的建立稱為編碼。碼字到達收端後，用編碼時所用的規則去檢驗。如果沒有錯誤，則原規則一定滿足，否則就不滿足。由此可以根據編碼規則是否滿足以判定有無錯誤。當不能滿足時，在可糾能力之內按一定的規則確定錯誤所在的位置，並予以糾正。糾錯並恢復原碼字的過程稱為解碼；碼元間的關系為線性時，稱為線性碼；否則稱為非線性碼。檢錯碼與其他手段結合使用，可以糾錯。檢錯反饋重發系統（ARQ系統）就是一例。
在構造糾錯碼時，將輸入信息分成k位一組以進行編碼。若編出的校驗位僅與本組的信息位有關，則稱這樣的碼為分組碼。若不僅與本組的k個信息位有關，而且與前若干組的信息位有關，則稱為格碼。這種碼之所以稱為格碼，是因為用圖形分析時它象籬笆或格架。線性格碼在運算時為卷積運算，所以叫卷積碼。

Ⅳ 信道編碼都有哪些

1、信道編碼的種類主要包括：線性分組碼、卷積碼、級聯碼、Turbo碼和LDPC碼。

2、其中分組碼又分為：漢明碼，格雷碼，循環碼（BCH碼，RS碼，CRC循環冗餘校驗碼。

信道編碼，也叫差錯控制編碼，是所有現代通信系統的基石。

幾十年來，信道編碼技術不斷逼近香農極限，波瀾壯闊般推動著人類通信邁過一個又一個頂峰，信道編碼在發送端對原數據添加冗餘信息，這些冗餘信息是和原數據相關的，再在接收端根據這種相關性來檢測和糾正傳輸過程產生的差錯，這些加入的冗餘信息就是糾錯碼，用它來對抗傳輸過程的干擾。

(4)信道編解碼及糾錯性能研究與分析擴展閱讀：

作用

數字信號在傳輸中往往由於各種原因，使得在傳送的數據流中產生誤碼，從而使接收端產生圖象跳躍、不連續、出現馬賽克等現象。

所以通過信道編碼這一環節，對數碼流進行相應的處理，使系統具有一定的糾錯能力和抗干擾能力，可極大地避免碼流傳送中誤碼的發生。

誤碼的處理技術有糾錯、交織、線性內插等。

Ⅳ 為什麼要信道編碼信道編碼與信源編碼的主要差別是什麼

信源編碼的作用一是將模擬信號轉化為數字信號，二是對數據進行壓縮；信道編碼則是通過添加一定的校驗位，來提高碼自身的糾錯能力的手段。

信源編碼是完成A/D轉換。信道編碼是將信源編碼器輸出的機內碼轉換成適合於在信道上傳輸的線路碼，完成碼型變換。

不同之處在於信源編碼目標是以盡可能少的符號表達盡可能多的信息，這樣能最大程度利用信源發出的每一個信號；而信道編碼目標是使傳輸的信道盡可能可靠。所以會在信源編碼的基礎上增加冗餘和校驗信息。

(5)信道編解碼及糾錯性能研究與分析擴展閱讀：

信道編碼之所以能夠檢出和校正接收比特流中的差錯，是因為加入一些冗餘比特，把幾個比特上攜帶的信息擴散到更多的比特上。為此付出的代價是必須傳送比該信息所需要的更多的比特。

由於移動通信存在干擾和衰落，在信號傳輸過程中將出現差錯，故對數字信號必須採用糾、檢錯技術，即糾、檢錯編碼技術，以增強數據在信道中傳輸時抵禦各種干擾的能力，提高系統的可靠性。對要在信道中傳送的數字信號進行的糾、檢錯編碼就是信道編碼。

Ⅵ 信道編碼的糾錯碼的各種類型

卷積碼非常適用於糾正隨機錯誤，但是，解碼演算法本身的特性卻是：如果在解碼過程中發生錯誤，解碼器可能會導致突發性錯誤。為此在卷積碼的上部採用RS碼塊，RS碼適用於檢測和校正那些由解碼器產生的突發性錯誤。所以卷積碼和RS碼結合在一起可以起到相互補償的作用。卷積碼分為兩種：
(1)基本卷積碼:
基本卷積碼編碼效率為，η=1/2,編碼效率較低,優點是糾錯能力強。
(2)收縮卷積碼
如果傳輸信道質量較好，為提高編碼效率，可以采樣收縮截短卷積碼。有編碼效率為：η=1/2、2/3、3/4、5/6、7/8這幾種編碼效率的收縮卷積碼。
編碼效率高，一定帶寬內可傳輸的有效比特率增大,但糾錯能力越減弱。 1993年誕生的Turbo碼，單片Turbo碼的編碼/解碼器，運行速率達40Mb/s。該晶元集成了一個32×32交織器，其性能和傳統的RS外碼和卷積內碼的級聯一樣好。所以Turbo碼是一種先進的信道編碼技術，由於其不需要進行兩次編碼，所以其編碼效率比傳統的RS+卷積碼要好。
3.4GSM系統中的信道編碼
GSM系統把20ms語音編碼後的數據作為一幀，共260bit，分成50個最重要比特、132個次重要比特和78個不重要比特。
在GSM系統中，對話音編碼後的數據既進行檢錯編碼又進行糾錯編碼。如圖5所示。

首先對50個最重要比特進行循環冗餘編碼(CRC)，編碼後為53bit；再將該53bit與次重要的132bit一起進行約束長度為K=5，編碼效率為R=1/2的卷積編碼，編碼後為2(53+132+4)=378bit；最後再加上最不重要的78bit，形成信道編碼後的一幀共456bit。
3.5IS-95系統中的信道編碼
（1）正向鏈路上的信道編碼
在IS-95系統中，正向鏈路上是以不同的沃爾什(Walsh)函數來區分不同的物理信道的。在用沃爾什函數進行直接擴頻調制之前，要對話音數據或信令數據進行編碼效率R=1/2、約束長度為K=9的信道編碼。由於CDMA系統是受自身干擾的系統，各業務信道上的發射功率受到嚴格的限制。當系統中使用同一頻率信道的用戶較多時，對每個用戶而言，接收信噪比就降低。所以，CDMA系統的話音編碼被設計為多速率的。當接收信噪比較高時，採用較高速率的話音編碼，以獲得較好的接收話音質量；當接收信噪比較低時，就採用較低的話音編碼速率。較低速率的話音編碼數據經卷積編碼後，可進行字元重復。語音編碼數據速率越低，卷積編碼後字元可重復的次數越多，使得在較差信道上傳輸的信號獲得更多的保護。
（2）反向鏈路上的信道編碼
IS-95系統中，反向鏈路上是用不同的長偽隨機序列來區分不同的物理信道的。在用長偽隨機序列進行直接擴頻調制之前，要對語音數據或信令數據進行編碼效率R=1/3(速率集1)或R=1/2(速率集2)、約束長度為K=9的信道編碼。由於同樣的原因，語音編碼同樣被設計為多速率的。當接收信噪比較低時。可採用較低的話音編碼速率、字元重復的方法，提高在信道上傳輸時的抗干擾性能。 在實際應用中，比特差錯經常成串發生，這是由於持續時間較長的衰落谷點會影響到幾個連續的比特，而信道編碼僅在檢測和校正單個差錯和不太長的差錯串時才最有效（如RS只能糾正8個位元組的錯誤）。為了糾正這些成串發生的比特差錯及一些突發錯誤，可以運用交織技術來分散這些誤差，使長串的比特差錯變成短串差錯，從而可以用前向碼對其糾錯，例如：在DVB-C系統中，RS(204,188)的糾錯能力是8個位元組，交織深度為12，那麼糾可抗長度為8×12=96個位元組的突發錯誤。
實現交織和解交織一般使用卷積方式
交織技術對已編碼的信號按一定規則重新排列，解交織後突發性錯誤在時間上被分散，使其類似於獨立發生的隨機錯誤，從而前向糾錯編碼可以有效的進行糾錯，前向糾錯碼加交積的作用可以理解為擴展了前向糾錯的可抗長度位元組。糾錯能力強的編碼一般要求的交織深度相對較低。糾錯能力弱的則要求更深的交織深度。
一般來說，對數據進行傳輸時，在發端先對數據進行FEC編碼，然後再進行交積處理。在收端次序和發端相反，先做去交積處理完成誤差分散，再FEC解碼實現數據糾錯。另外，從上圖可看出，交積不會增加信道的數據碼元。
根據信道的情況不同，信道編碼方案也有所不同，在DVB-T里由於由於是無線信道且存在多徑干擾和其它的干擾，所以信道很「臟」，為此它的信道編碼是：RS+外交積+卷積碼+內交積。採用了兩次交積處理的級聯編碼，增強其糾錯的能力。RS作為外編碼，其編碼效率是188/204（又稱外碼率），卷積碼作為內編碼，其編碼效率有1/2、2/3、3/4、5/6、7/8五種（又稱內碼率）選擇，信道的總編碼效率是兩種編碼效率的級聯疊加。設信道帶寬8MHZ，符號率為6.8966Ms/S，內碼率選2/3，16QAM調制，其總傳輸率是27.586Mbps,有效傳輸率是27.586*(188/204)*(2/3)=16.948Mbps,如果加上保護間隔的插入所造成的開銷，有效碼率將更低。
在DVB-C里，由於是有線信道，信道比較「干凈」，所以它的信道編碼是：RS+交積。一般DVB-C的信道物理帶寬是8MHZ，在符號率為6.8966Ms/s，調制方式為64QAM的系統，其總傳輸率是41.379Mbps,由於其編碼效率為188/204，所以其有效傳輸率是41.379*188/204=38.134Mbps。
在DVB-S里，由於它是無線信道，所以它的信道編碼是：RS+交積+卷積碼。也是級聯編碼。
下圖是DVB-T、DVB-C、DVB-S各自的信道編碼方式： 進行基帶信號傳輸的缺點是其頻譜會因數據出現連「1」和連「0」而包含大的低頻成分，不適應信道的傳輸特性,也不利於從中提取出時鍾信息。解決辦法之一是採用擾碼技術,使信號受到隨機化處理，變為偽隨機序列，又稱為「數據隨機化」和「能量擴散」處理。擾碼不但能改善位定時的恢復質量，還可以使信號頻譜平滑，使幀同步和自適應同步和自適應時域均衡等系統的性能得到改善。
擾碼雖然「擾亂」了原有數據的本來規律，但因為是人為的「擾亂」，在接收端很容易去加擾，恢復成原數據流。
實現加擾和解碼，需要產生偽隨機二進制序列（PRBS）再與輸入數據逐個比特作運算。PRBS也稱為m序列，這種m序列與TS的數據碼流進行模2加運算後，數據流中的「1」和「0」的連續遊程都很短，且出現的概率基本相同。
利用偽隨機序列進行擾碼也是實現數字信號高保密性傳輸的重要手段之一。一般將信源產生的二進制數字信息和一個周期很長的偽隨即序列模2相加，就可將原信息變成不可理解的另一序列。這種信號在信道中傳輸自然具有高度保密性。在接收端將接收信號再加上（模2和）同樣的偽隨機序列，就恢復為原來發送的信息。
在DVB-C系統中的CA系統原理就源於此，只不過為了加強系統的保密性，其偽隨機序列是不斷變化的（10秒變一次），這個偽隨機序列又叫控制字（CW)。
現在出現一種新的信道編碼方法。LDPC編碼。LDPC編碼是最接近香農定理的一種編碼。

Ⅶ 糾錯碼的基本原理和性能參數

糾錯碼能夠檢錯或糾錯，主要是靠碼字之間有較大的差別。這可用碼字之間的漢明距離d(x，y)來衡量。它的定義為碼字x與y之間的對應位取不同值的碼元個數。一種糾錯碼的最小距離d定義為該種碼中任兩個碼字之間的距離的最小值。一種碼要能發現e個錯誤,它的最小距離d應不小於e+1。若要能糾正t個錯誤，則d應不小於2t+1。一個碼字中非零碼元的個數，稱為此碼字的漢明重量。一種碼中非零碼字的重量的最小值，稱為該碼的最小重量。對線性碼來說，一種碼的最小重量與其最小距離在數值上是相等的。
在構造線性碼時，數字上是從n維空間中選一k維子空間，且使此子空間內各非零碼字的重量盡可能大。當構造循環碼時,可進一步將每一碼字看成一多項式,將整個碼看成是多項式環中的理想,這一理想是主理想,故可由生成多項式決定；而多項式完全可由它的根規定。這樣,就容易對碼進行構造和分析。這是BCH碼等循環碼構造的出發點。一般地說，構造一種碼時，均設法將它與某種代數結構相聯系，以便對它進行描述，進而推導它的性質，估計它的性能和給出它的解碼方法。若一種碼的碼長為n，碼字數為M,或信息位為h,以及最小距離為d，則可把此碼記作【n,M,d】碼。若此碼為線性碼，常簡記作(n，k)或(n,k,d)碼。人們還常用R=log2M/n表示碼的信息率或簡稱碼率,單位為比特/碼元。R越大,則每個碼元所攜帶的信息量越大，編碼效率越高。 糾錯碼實現中最復雜的部分是解碼。它是糾錯碼能否應用的關鍵。根據式(1),採用的碼長n越大,則誤碼率越小。但n越大，編解碼設備也越復雜,且延遲也越大。人們希望找到的解碼方法是:誤碼率隨碼長n的增加按指數規律下降;解碼的復雜程度隨碼長n的增加接近線性地增加；解碼的計算量則與碼長n基本無關。可惜，已經找到的碼能滿足這樣要求的很少。不過由於大規模集成電路的發展，即使應用比較復雜的但性能良好的碼，成本也並不太高。因此，糾錯碼的應用越來越廣泛。
糾錯碼傳輸的都是數字信號。這既可用硬體實現，也可用軟體實現。前者主要用各種數字電路，主要是採用大規模集成電路。軟體實現特別適合計算機通信網等場合。因為這時可以直接利用網中的計算機進行編碼和解碼，不需要另加專用設備。硬體實現的速度較高，比軟體可快幾個數量級。
在傳信率一定的情況下，如果採用糾錯碼提高可靠性，要求信道的傳輸率增加，帶寬加大。因此，糾錯碼主要用於功率受限制而帶寬較大的信道，如衛星、散射等系統中。糾錯碼還用在一些可靠性要求較高，但設備或器件的可靠性較差，而餘量較大的場合，如磁帶、磁碟和半導體存儲器等。
在分組碼的研究中，譜分析的方法受到人們的重視。糾同步錯誤碼、算術碼、不對稱碼、不等錯誤糾正碼等，也得到較多的研究。 分組碼是對信源待發的信息序列進行分組（每組K位）編碼，它的校驗位僅同本組的信息位有關。自20世紀50年代分組碼的理論獲得發展以來，分組碼在數字通信和數據存儲系統中已被廣泛應用。
分組碼的碼長n和碼字個數M是一個碼的主要構造參數。碼長為n的碼中所有碼字的位數均為n；若要用一個碼傳送k比特信息，則碼字的個數M必須滿足。典型的分組碼是由k位信息位和r位監督位組成的，這樣構成的碼一般稱為系統碼。
分組碼中應用最廣的線性分組碼。線性分組碼中的M個碼字之間具有一定線性約束關系，即這些碼字總體構成了n維線性空間的一個k維子空間。稱此k維子空間為（n，k）線性分組碼。線性系統碼的特點是每個碼字的前k位均由這個碼字所對應的信息位組成，並通過對這k位信息位的線性運算得到後面n—k是位監督位。
線性分組碼中應用最廣的是循環碼，循環碼的主要特徵是任何碼字在循環移位後個碼字。循環碼的優點在於其編碼和解碼手續比一般線性碼簡單，因而易於在設備上實現。在循環碼中，碼字可表示為多項式。循環碼的碼字多項式都可表示成為循環碼的生成多項式與這個碼字所代表的信息多項式的乘積，即，因此一個循環碼可以通過給出其生成多項式來規定。常用的循環碼有BCH碼和RS碼。
網格碼有多種描述方法，網格圖是常用方法之一，它能表示出編碼過程。一個碼率為1/2、包含四種狀態的網格碼的網格圖如圖所示。圖1中00，01，10，11表示編碼器所具有的四種狀態，以「·」示出，從每一狀態出發都存在兩條支路，位於上面的一條支路對應於編碼器輸入為「0」的情況，位於下面的一條支路對應於編碼器輸入為「1」的情況，而每一支路上所列出的兩個二進位碼則表示相應的編碼輸出。因而可知，編碼輸出不僅決定於編碼器的當前輸入，還決定於編碼器的狀態，例如在圖中從「00」狀態出發；，若輸入的二進制數據序列為1011，則編碼器的狀態轉移過程為00→01→10→01→11，而相應的編碼輸出序列為11010010。在網格圖中任意兩條從同一狀態出發；，經不同的狀態轉移過程後又歸於另一相同狀態（該狀態也可與初始狀態相同）的路徑間的距離的最小值稱為碼的自由距離。如該圖中的為5。對於卷積碼來說，的計算可簡化為始於且終於零狀態的非全零路徑與全零路徑間距離的最小值。是表徵網格碼糾錯能力的重要參數。維特比演算法是廣泛採用的網格碼的解碼方法。由於網格碼的狀態越多，解碼越復雜，所以狀態個數是度量網格碼解碼復雜性的重要參數。一般說來可以通過增大解碼復雜性來增加，從而提高碼的糾錯能力。
BCH碼、網格碼已被廣泛地應用於移動通信、衛星通信和頻帶數據傳輸中。RS碼也被廣泛應用於光碟的存儲中。
大多數糾錯碼是設計來糾隨機誤碼的，可以通過交織的方法使它適用於對突發誤碼的糾錯。交織是一種使得集中出現的突發誤碼在解碼時進行分散化的措施，從而使其不超出糾錯碼的糾錯能力范圍。 卷積碼不對信息序列進行分組編碼，它的校驗元不僅與當前的信息元有關，而且同以前有限時間段上的信息元有關。卷積碼在編碼方法上尚未找到像分組碼那樣有效的數學工具和系統的理論。但在解碼方面，不論在理論上還是實用上都超過了分組碼，因而在差錯控制和數據壓縮系統中得到廣泛應用。

Ⅷ 分析DVB-C標准傳輸系統的信道編碼技術

國內外現有的大量有線數字電視傳輸終端設備,如QAM數據機、DVB-C機頂盒等,都是按照DVB-C標准設計的。這些設備的主要功能包括信道編解碼、QAM調制/解調以及MPEG復用/解復用等等。另一方面目前國內大多數光纖傳輸設備(SDH等)及電纜傳輸設備都提供了豐富的E1介面,在這類介面信道上主要進行點對點的單路基帶傳輸。然而目前支持E1介面的數字視頻終端設備,如MPEG-2編解碼器等,大都沒有整合信道編碼的功能。為了在這類傳輸設備上可靠地傳輸數字多媒體數據,需要在MPEG-2信源壓縮編解碼設備和E1介面之間加入具有一定抗誤碼能力的信道編解碼設備。這里的信道編解碼設備並不需要進行QAM調制和多路復用,因此針對這一應用背景,我們提出了一種基於DVB-C標准、簡單實用的信道編解碼器的設計方案。2設計與實現2.1系統原理圖1為信道編解碼器設計的原理框圖,信道編解碼器主要實現信道編解碼和E1介面適配兩大功能。在發端,信道編碼器對輸入的同步並行介面(SPI)信號進行碼速率調整,一方面提供信道編碼所需的數據幀結構,另一方面將碼速率調整為E1介面額定的2048Kbps。

經過信源編碼和系統復接後生成的節目傳送碼流，通常需要通過某種傳輸媒介才能到達用戶接收機。傳輸媒介可以是廣播電視系統（如地面電視廣播系統、衛星電視廣播系統或有線電視廣播系統），也可以是電信網路系統，或存儲媒介（如磁碟、光碟等），這些傳輸媒介統稱為傳輸信道。通常情況下，編碼碼流是不能或不適合直接通過傳輸信道進行傳輸的，必須經過某種處理，使之變成適合在規定信道中傳輸的形式。在通信原理上，這種處理稱為信道編碼（ChannelCoding）（與信源編碼相對應），實現信道編碼的系統稱為傳輸系統(Tran在工程應用中，信道編碼過程一般被分為兩環節：負責傳輸誤碼的檢測和校正的環節稱為信道編解碼，負責信號變換和頻帶搬移的環節稱為調制解調。一個實際的數字傳輸系統至少要包括上述兩個環節中的一個環節，一般DVB的系統都是由上述兩個環節構成的，因此DVB系統常被稱為DVB信道編解碼器與數據機。
我們知道，MPEG-2的TS碼流是經過了高倍壓後的數字電視信號壓縮編碼大大節省了傳輸頻道，提高了頻道利用率，但同時也付出了一個代價?就是對傳輸干擾變得十分敏感。例如傳輸過程中的雜訊干擾，在模擬電視中一般僅造成雪花干擾，但在數字電視中則可能在恢復圖像中造成大塊的失真，嚴重時甚至使整個系統無法工作。定性而論，壓縮倍數越高，數字電視對傳輸干擾的抵抗能力越弱，即同樣的傳輸干擾在解碼恢復圖像或聲音中造成的損傷就越嚴重，對傳輸可靠性的要求也就越高。美國「大聯盟（GA：GrandAlliance）」系統中規定，傳輸系統必須將傳輸誤碼糾正到10-6以下，解碼器才能正常工作；而歐洲DVB-S標准中則要求傳輸系統將傳輸誤碼糾正到10-10-10-11的水平。可以看出，上述指標對數字電視的傳輸系統的要求是相當高的，不僅遠高於模擬電視系統，甚至高於一般的數字通信系統，如數字電話傳輸系統中，誤碼率通常僅要求為10-3-10-6。為滿足這種指標要求，近年來各國在DVB的傳輸系統方面進行了大量的研究，很多數字通信領域里的前沿新技術被應用於DVB傳輸系統中。----與其它事物的發展歷程一樣，DVB傳輸統也經歷了一個從落後到先進，從模擬到數字的發展過程。DVB的發展實際上起源於高清晰度電視（HDTV的研究。日本NHK於七十年代初開始HDTV的研究，於1984年公布了世界上第一個HDTV統方案---MSE，由於在其研究過程中數字通信技還不十分成，MUSE的傳輸系統採用的是模擬通信技術，使用模擬調頻技術通過衛星進行廣播。其後，在西歐英，法，西德等多國共同參加的尤里卡95計劃，提出了以復用模擬分量（MAC）制為基礎的HDTV方案－D-MAC，HD-MAC的傳輸系統仍然採用了模擬通信技術，同樣使用了模擬調頻技術，通過衛星進行廣播。可以看出，八十年代中期以前，模擬通信技術在新一帶電視傳輸的研究中佔了上風。由於數字通信技術固有的「門限效應」，有可能使得相鄰的兩個用戶中的一個戶能夠很好地接收節目，而另一個則完全收不到節目。因此當時國際上對未來一代電視傳輸系統是採用數字通信技術還是模擬通信術爭論十分激烈，甚至不少專家權威都傾向於模擬通技術。----8年代中期以後，數字通信技術得到了迅猛發和日益廣泛的應用，在越來越多的應用領域取代了模擬通信技術。這一變化也深刻影響到DVB及HDTV傳輸系統的發展。突破性的進展發生在90年代初，由美國聯邦通信委員會（FCC）組建的先進電視顧問委員會（ACATS）對當時向ACATS提交的六套HDTV?在美國被稱為「先進電視（ATV）」系統進行了測試和比較。這六套系統中包括ACTV和日本的MUSE兩套模擬傳輸系統，以及DigiCipher、DSC-HDTV、ADTV和CC-DigiCipher四套數字傳輸系統。從1993年ACATS公布的測試結果來看，四套數字傳輸系統的性能均明顯優於模擬傳輸系統。這一測試結果結束了新一代數字電視及HDTV的傳輸系統中數字通信技術與模擬通信技術之爭，確立了數字通信技術的地位，從此，全數字系統?即數字壓縮編碼和數字傳輸的思想成為數字電視和HDTV研究的基本思想。----從那時起，全數字式的數字電視及HDTV得到了迅猛發展，各國紛紛提出了多種系統方案，並根據傳輸系統方案的不同逐漸以美國和歐洲為核心形成了兩大體制：
美國在1993年ACATS所測試的四套全數字ATV系統的基礎上，於1993年5月成立了由四套系統的開發者共同組成的「大聯盟（GA：GrandAlliance）」。經過進一步的測試比較，GA發現DSC-HDTV的VSB傳輸系統方案的性能優於其它三種系統。1995年11月，GA系統方案被ACATS正式提交給FCC，方案規定其傳輸系統以地面廣播為主要傳輸模式，採用8-VSB方案；以有線電視（CATV）為輔助傳輸模式，採用16-VSB方案。GA系統方案已於1996年12月被FCC接受為美國ATV的國家標准。
在歐洲，HD-MAC雖然在1992年的巴塞羅那奧運會上被試用，但到1993年時歐共體已決定放棄HD-MAC，而將目標轉向全數字式的數字電視和HDTV上。在這前後歐洲推出的方案主要有：英國NTL的SPECTRE數字電視系統、法國Thomson的DIAMONDHDTV系統、法國CCETT的SPERNEHDTV系統和瑞典、丹麥、挪威合作開發的HD-DIVISION系統，這些系統的一個突出特點是傳輸系統中採用了一種新型的並行傳輸技術?編碼正交頻分復用（COFDM）技術。由於HDTV節目源稀少，製作困難，難以形成市場，歐洲隨即將目標轉向了標准數字電視（DTV）上，並成立了專門的機構，發布了一系列標准，這就是DVB標准。實際上，對傳輸系統而言，DVB與HDTV是沒有區別的，因為傳輸系統所面臨的傳輸對象都是二元比特流，為HDTV所開發的傳輸系統和傳輸技術都可以移植到數字電視系統中。DVB是一個系列化的全數字電視標准，根據不同的傳輸媒介採用不同的傳輸系統，地面廣播模式中採用COFDM系統，CATV模式中64QAM系統，衛星廣播模式中採用QPSK系統。
綜上所述，DVB以及HDTV經過二十餘年的探索，目前各國在視頻音頻編碼方案上已統一於MPEG-2標准，分歧主要集中於傳輸系統上。根據所採用的傳輸系統方案，以美國GA系統和歐洲DVB系統為代表，形成了兩大流派。從目前的對比結果來看，這兩種系統在技術上難分優劣，並已發展成為各自國家或地區的數字電視及HDTV的標准。可以說，未來DVB及HDTV的體制是統一於一種世界標准，還是象現行模擬電視一樣多種體制並存，主要就取決於這兩種流派在傳輸系統方案上能否融合成一種系統。由於這一原因，使得傳輸系統成為當今世界DVB及HDTV領域分歧最大，爭論最多，也是最熱門的研究課題。DVB傳輸系統
DVB是一個系列標准，各標准在視頻音頻編碼方案和系統復接方案上是一致的，都符合MPEG-2標准，區別主要在於傳輸系統採用不同的方案，分別適用於不同的傳輸媒介和應用環境。截止到1997年已發布的DVB標准及適用的傳輸媒介如下：DVB-S(Satellite)：採用11/12GHz衛星頻段進行傳輸的DVB系統標准，廣泛適用於各種轉發器的頻帶和功放。DVB-C(Cable)：採用有線電視系統進行傳輸的DVB系統標准。DVB-T(Terrestrial)：採用地面廣播進行傳輸的DVB系統標准。DVB-CS：採用共用電視天線(SMATV)接入用戶的DBV系統標准，可與DVB-C或DVB-S聯合使用。DVB-MC：在DVB-C傳輸系統基礎上，採用10GHz以下頻率的MMDS直接向觀眾家庭傳送的DVB系統標准。DVB-MS：在DVB-S傳輸系統基礎上，採用10GHz以上頻率的MMDS直接向觀眾家庭傳送的DVB系統標准。DVB-SI：DVB服務信息系統標准，它使得DVB解碼器能夠進行自我配置，並幫助用戶瀏覽DVB環境。DVB-TXT：DVB固定格式的圖文電視標准。DVB-CI：DVB條件接收以及其它應用的公共介面標准。DVB-RCT：DVB在有線電視傳播系統中的上行回傳信道標准。DVB-RCC：DVB在共用電話交換網(PSTN)和綜合業務數字網(ISDN)中的上行回傳信道標准。DVB-NIP：DVB雙向交互業務中與具體傳輸網路無關的協議標准。DVB-PDH：DVB與准同步數字系列(PDH)網路的介面標准。DVB-SDH：DVB與同步數字系列(SDH)網路的介面標准。DVB-M：DVB系統的測試指標。DVB-PI：DVB與有線電視和SMATV前端的介面標准。DVB-IRDI：DVB綜合接收機/解碼器(IRD)的介面標准。
DVB系列標准中的傳輸系統可分為三類：第一類適用於廣播信道，如DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-CS、DVB-MC、DVB-MS等，這一類系統要通過高頻信道進行廣播，因此其傳輸系統包含了信道編解碼和調制解調兩個環節；第二類適用於PDH電信網路，如DVB-PDH，這一類系統通過基帶傳輸，傳輸系統僅包含了信道編解碼環節；第三類適用於SDH電信網路，如DVB-SDH，這一類系統也是通過基帶傳輸的，但一般不需傳輸系統。數字通信與模擬通信
DVB傳輸系統是一個全數字的通信系統，它與傳統的模擬電視傳輸系統有著本質性的區別，在全面介紹DVB傳輸系統之前，我們首先簡要討論一下數字通信技術與模擬通信技術的關系。
通信中有兩個基本概念：信息和信號。根據資訊理論的定義，信號是信息的載體，也就是說，信息總是以某種具體的信號的形式表示的，並且通過信號在實際的傳輸系統中進行傳輸。具體到DVB系統中，信息就是電視台所要傳送給用戶的節目，而信號就是用於表示和傳輸節目的亮度信號、色度信號和伴音信號，以及進一步變換產生的實際傳輸的電視信號。信息與表示和承載它的信號之間存在著對應關系，這種關系稱為「映射」，接收端正是根據事先約定的映射關系從接收信號中提取發射端發送的信息的。信息與信號間的映射方式可以有很多種，不同的通信技術就在於它們所採用的映射方式不同。
在傳統的模擬通信中，信號是「連續地」與信息進行映射的。這種連續性表現在兩個方面：在時間上，信號在每一個時刻都承載著新的信息；在數值上，在系統設計規定的范圍內信號的每一種數值都代表著不同的信息。從接收者的角度看，接收信號在每一個時刻上的每一種數值都代表著發送端發送出來了新的信息。例如在模擬電視中，接收到的Y信號在正程時間內的每一時刻上的每一個合法幅值都代表著節目灰度級的變化。
在數字通信中，信號是「離散地」與信息進行映射的。這種離散性也表現在兩個方面：在時間上，信號是以一個基本周期T為單位與信息進行映射的，在同一個周期內的各時刻上的信號都對應同一個信息，例如在二元數字通信系統中，一個傳輸周期內的信號都代表著同一個「0」信息或「1」信息；在數值上，只有有限的幾個規定的信號數值是合法的，代表著信息，其它數值都是非法的。例如在二元數字系統中，只有兩種合法的信號數值，而在四元數字系統中，只有四種信號數值是合法的。
通信系統的目的是傳輸信息，衡量通信系統質量的最主要的指標有兩個：傳輸信息的可靠性和有效性。可靠性是指接收信息的准確度，而有效性是指在單位頻道內能夠傳輸的信息量的多少。對一個通信系統而言，這兩個指標是互為矛盾而又互相聯系的，在實際應用中常犧牲一項指標而換取另一項指標。下面我們就從可靠性和有效性方面說明為什麼數字通信優於模擬通信。
數字通信與模擬通信在映射方式上的差異，導致了它們在抵抗傳輸干擾的能力上大為不同。模擬通信中，傳輸信號在任何時刻由於傳輸干擾而發生的任何數值上的變化，都將導致所傳信息的失真，因為在規定范圍內的任何信號數值都是合法的，接受機無法分辨所接收到的信號數值是由於傳輸干擾而發生了變化，還是發送端本來發送的就是這一數值。也就是說，信號波形的每一點失真都會導致信息丟失。數字通信則不同，由於在一個傳輸周期內的信號所傳輸的都是同一信息，接收機只須提取其中一個時刻點上的信號就可知道發送端在這個周期內發出的信息，這一時刻點稱為采樣點。因此在數字通信中信號波型的失真並不一定會引起信息丟失，只有采樣點上的信號受到了傳輸干擾才有可能造成信息丟失，其它時刻都是無所謂的。采樣點上的信號只有幾個合法數值，即是發送端可能發送的，當接收信號由於傳輸過程中的干擾而發生數值上的變化時，就會成為非法數值。接收機首先可以發現這種信號失真，然後將接收信號與各合法信號數值做比較，按照最近臨的原則將其判決為與之最接近的合法信號數值。這樣當傳輸干擾不太大時，數字通信技術就有可能糾正信號失真而不發生信息丟失。例如在一個二元數字通信系統中，發送端發出「1」、「0」兩種信息，分別以幅度為+A和-A兩種方波信號表示和傳輸，映射關系為+A信號代表發送端發出的是「1」，-A信號表示發送端發出的是「0」。
其中T代表方波信號的傳輸周期，m和n代表采樣點。經過信道傳輸後，由於信道中的干擾和失真，使得接收信號的波形發生了變化。在采樣點m處，信號幅度由+A變為+B，在采樣點n處，信號幅度由-A變為-C。由於只有+A和-A是合法的信號幅值，接受機在采樣到+B和-C信號數值後就會判定傳輸信號發生了失真。然後接收機根據最近臨原則將+B和-C分別與+A、-A兩個合法數值進行比較，由於+B更接近於+A，接收機就判定采樣點m處發送端發出的信號實際上是+A；同樣由於-C更接近於-A，接收機判定采樣點n處發送端發出的信號實際上是-A。根據收發兩端約定的映射規則，信號+A對應於信息「1」，-A對應於「0」，接收機就可以知道發送端在上述兩個傳輸周期內實際發出的信息是「1」、「0」。可見，盡管傳輸信號受到了一定的干擾和失真，但並未造成信息的丟失。
上述例子只是從理論上定性地說明了數字通信技術對傳輸干擾具有較強的抵抗能力，實際的數字通信系統是遠較此過程復雜的。上述例子中我們假設傳輸干擾較小，因此最終沒有發生信息丟失。但在實際應用中，干擾常常是很嚴重的，這樣就有可能使得m采樣點的信號幅值經過信道傳輸後小於0，接收機按照最近臨原則將其判決為-A，並根據映射規則認為在此周期內發射端發送出的信息為「0」，最終造成了信息丟失。對於這種情況，數字通信系統中採用了糾錯編碼措施，進一步提高對傳輸干擾的抵抗能力。由於數字信號都可以用某種進制的數值表示，按照某種糾錯演算法對數字信號進行數值運算，接收機就可以在一定范圍內發現甚至糾正傳輸差錯。
由於傳輸信道的頻帶資源總是有限的，因此提高傳輸效率是通信系統所追求的最重要的指標之一。模擬通信基本上沒有辦法控制傳輸效率，只有單邊帶調幅（SSB）或殘留邊帶調幅（VSB）可以節省近一半的傳輸頻帶。數字通信中的調制技術遠遠多於模擬調制技術。在傳統的調幅、調相、調頻技術中，常用的數字調制技術有2ASK、4ASK、8ASK、BPSK、QPSK、8PSK、2FSK、4FSK等，頻帶利用率從1bit/s/Hz～3bit/s/Hz。更有將幅度與相位聯合調制的QAM技術，目前數字微波中廣泛使用的256QAM的頻帶利用率可達8bit/s/Hz，八倍於2ASK或BPSK。此外，還有可減小相位跳變的MSK等特殊的調制技術，為某些專門應用環境提供了強大的工具。近年來，四維調制等高維調制技術的研究也得到了迅速發展，並已應用於高速MODEM中，為進一步提高傳輸效率奠定了基礎。總之，數字通信所能夠達到的傳輸效率遠遠高於模擬通信，調制技術的種類也遠遠多於模擬通信，大大提高了用戶根據實際應用需要選擇系統配置的靈活性。
在數字通信系統中，定性而論，傳輸效率越高，傳輸可靠性越差；效率越低，可靠性越高，即提高有效性與提高可靠性是一對矛盾，實際通信系統設計的任務就是在這兩者之間作綜合考慮。例如在衛星通信中，由於信號衰減很嚴重，傳輸信號常淹沒在雜訊中，可靠性問題變得十分尖銳，因此採用了QPSK調制技術。QPSK具有很強的抵抗幅度干擾的能力，但傳輸效率比較低，僅為2bit/s/Hz。而在數字微波通信中，由於干擾較小，信道環境較好，因此採用了256QAM這種高效調制技術，傳輸效率高達8bit/s/Hz，但256QAM抗干擾的
無論針對哪種傳輸媒介，從節目復用器和傳送復用器中生成的都是標準的MPEG-2的TS碼流。當進行數字廣播時，根據傳輸媒介，選用相應的傳輸系統，通過糾錯編碼和調制，將TS碼流變換成射頻信號。
PDH網是現有的電信網的一種，是一種全數字的通信網。PDH網中傳輸速率被規定為有限的幾種，稱為PDH速率級別，只有符合速率級別的比特流才可以進入PDH網中傳輸。PDH的速率級別有兩種體制，分別為北美體制和歐洲體制，我國採用歐洲體制，共有四個級別，速率從低到高依此為2.048Mbps,8.448Mbps,34.368Mbps和139.264Mbps。PDH常被用於台與台之間交換節目，以數字微波為傳輸媒介。對DVB而言較常用的是8.448Mbps和34.368Mbps兩種級別，傳輸一路MPEG-2節目碼流可選用8.448Mbps級別，34.368Mbps級別可用於四路或更多路同時傳輸。對節目發送者和接收者而言，PDH網是一個基帶傳輸系統，即發送者將規定速率的節目碼流送入PDH網，接收者將接收到相同速率和格式的節目碼流，因此DVB-PDH傳輸系統中不需要數據機。由於數字微波系統在傳輸過程中會引入一定的誤碼，這些誤碼可能對編碼圖像或聲音產生損傷，因此DVB-PDH傳輸系統中需要信道編解碼器。
SDH是一種新型的數字通信網路，適用於長途骨幹傳輸網，傳輸高速信息。與PDH一樣，SDH也具有規定的速率級別，目前常用的級別為155.520Mbps和622.080Mbps兩種；但與PDH不同的是，SDH只有一種國際體制，為世界各國所接受。ATM是一種交換技術，特別適用於活動圖像之類的寬頻信息通信。SDH和ATM技術近年來發展十分迅速，兩者相結合，將在下一世紀成為台與台之間交換遠程交換節目的主要途徑。SDH以光纖為傳輸媒介，幾乎沒有傳輸干擾，因此DVB-SDH標准中沒有特殊的傳輸系統，只有SDH成幀介面或ATM適應層介面。
盡管DVB可適用於多種傳輸媒介，但廣播仍是DVB最主要的傳輸媒介，決大多數用戶將通過廣播信道接收DVB節目，因此DVB標準是以DVB-S、DVB-C、DVB-T和DVB-SC四個適用於廣播信道的標准為核心的。此外，由於廣播信道中的各種干擾與其它類型的信道中的干擾相比最為嚴重，適用於廣播信道的DVB傳輸系統技術最為復雜，結構也最為完善，將其做適當的簡化和修改，即可適用於其它類型的信道。為能全面介紹DVB傳輸系統的技術和結構，我們在下文中以廣播信道上的DVB傳輸系統為例進行討論。
摘抄點供您參考

Ⅸ 什麼是信道編碼

通過信道編碼器和解碼器實現的用於提高信道可靠性的理論和方法。資訊理論的內容之一。信道編碼大致分為兩類 ：

①信道編碼定理，從理論上解決理想編碼器、解碼器的存在性問題，也就是解決信道能傳送的最大信息率的可能性和超過這個最大值時的傳輸問題。

②構造性的編碼方法以及這些方法能達到的性能界限。

作用：具有一定的糾錯能力和抗干擾能力