大綱信道編碼與調制的概念/數字電視信號主流的調制方式匯總信道編碼與調制的意義信道編碼的技術原理調制的技術原理信道編碼和調制的相關參數和測量可以根據你實際的了解來修改整理。總共大概45-60頁，1個半小時時間。2一、數字電視廣播系統組成框圖3二元碼產生誤碼的情況二、信道編碼

數字電視信號在傳輸中往往由于各種原因，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，保證傳輸的可靠性。信源編碼：降低數據率，提高信息量效率，實現了傳輸的可能性，提高傳輸效率信道編碼的要求

對信道編碼的要求主要有以下幾點：（1）編碼效率高，抗干擾能力強；（2）對信號有良好的透明性；（3）傳輸信號的頻譜特性與傳輸信道的通頻帶有最佳的匹配性；（4）編碼信號內包含有數據定時信息和幀同步信息，以便接收端準確地解碼；（5）編碼的數字信號具有適當的電平范圍；（6）發生誤碼時，誤碼的擴散蔓延小。信道編碼具體的兩個措施（1）增加糾錯能力(即差錯控制編碼)——即使數據流在傳輸過程中出現差錯，也能自動糾正；采用差錯控制技術：附加一些數據信息以實現最大的檢錯糾錯能力。（2）減少發生差錯的可能性——使數據流的頻譜特性適應傳輸通道的頻譜特性，以求信號能量經由通道傳輸時損失最小；采用頻譜成型技術：涉及到傳輸碼型的選區和轉換，主要對基帶信號進行處理。差錯控制編碼的基本原理

差錯控制編碼其基本原理：在被傳信息碼元的基礎上新增加一些冗余碼元，稱為監督碼元，這些監督碼元與被傳信息碼元之間以某種確定的規則建立一定的關系(約束)用來進行檢錯和糾錯在接收端按照既定的規則校驗信息碼元與監督碼元的關系，一旦傳輸發生差錯，則信息碼元與監督碼元的關系就受到破壞，接收端便可實現檢錯(發現錯誤碼元)甚至糾正錯誤，輸出原信息碼元以降低傳輸效率為代價，換取了傳輸信號誤碼率的降低差錯控制編碼的方式1.反饋重發(ARQ，自動重發請求)方式 這種方式中，接收端發現誤碼后通過反饋信道請求發送端重發數據。因此，接收端需要有誤碼檢測和反饋信道。

發收能夠發現錯誤的碼應答信號92.前向糾錯(FEC)方式發送端發送的數據內包括信息碼元以及供接收端自動發現錯誤和糾正誤碼的監督碼元。

3.混合糾錯(HEC)方式

誤碼量少時接收端檢知后能自動糾錯，誤碼量超過糾錯能力時接收端能通過反饋信道請求發送端重發有關信息。發收能夠糾正錯誤的碼應答信號采用前向糾錯碼（FEC）在接收端解碼后，不僅可以發現錯誤，而且能夠判斷錯誤碼元所在的位置，并自動糾錯。這種糾錯碼信息不需要儲存，不需要反饋，實時性好。所以在廣播系統（單向傳輸系統）都采用這種信道編碼方式。差錯控制編碼的分類RS編碼（里德-所羅門碼）DVB-C在信道編碼中，采用了（204，188，t=8）的RS碼。信息包長度：204字節信息段：188RS糾錯碼（監督段）：2t＝16字節糾錯能力：總碼長204字節內的8個差錯字節。DTV-ATSC在信道編碼中，采用了（207，187，t=8）的RS碼。可糾正10個字節的錯誤。

7.交織碼交織前的字節排列（原始幀示意圖）進入傳輸信道的交織幀示意圖去交織后的字節排列為了克服傳輸信道中突發干擾造成的連續性碼元錯誤，在數字電視有線傳輸系統中，又采用了數據交織技術。數據交織的基本思想是噪聲均化，即設法將危害較大的、較為集中的噪聲干擾分攤開來，使不可恢復的信息損傷最小。卷積碼卷積碼在N段內的若干個碼字間加進相關性，譯碼時不是根據單個碼字而是一串碼字來做判決，在任何一個碼組中的監督碼元不僅與本組的k個信息碼元有關，而且與前面N-1段的信息碼有關。DVB-C糾錯編碼與交織技術

采用一級RS前向糾錯+一級交織（深度I=12）RS（204，188，T=8）編碼，是在188字節TS包中加入16字節的校驗字節，最多可以糾正一個RS碼字內的不超過8個字節的誤碼。

RS編碼效率=188/204三、調制技術傳輸信息有兩種方式：基帶傳輸和調制傳輸由信源直接生成的信號叫基帶信號，其頻率比較低。直接傳送基帶信號，不經頻譜搬移時，則稱之為基帶傳輸。基帶傳輸系統的結構較為簡單，但難以長距離傳輸，因為一般的傳輸信道在低頻處的損耗都是很大的。

調制就是用基帶信號對載波波形某個參數進行控制，形成適合于線路傳送的信號。當已調制信號到達接收端時，再進行解調，即將經過調制器變換過的模擬信號去掉載波恢復成原來的基帶信號。模擬與數字調制信號的頻譜結構對比在模擬電視系統中，一套節目的視、音頻信號通過調制后占用一個8MHz的標準模擬信道，載波的頻譜成份(或功率)集中在各載頻附近，如上圖所示。在數字電視系統中，多套節目的TS碼流通過調制占用一個8MHz的標準頻道，數字調制信號的頻譜對稱，能量均勻，因此，數字頻道的載頻應安排在8MHZ頻道的中央位置，如下圖所示。幅度0～6MHz視頻圖像載頻伴音載頻色副載波8MHz幅度8MHZ中心頻率數字傳輸的常用調制方式正交振幅調制(QAM)相移鍵控調制(QPSK)殘留邊帶調制(VSB)編碼正交頻分調制(COFDM)頻譜規劃世界三大數字電視標準DVB系統的調制方式相移鍵控調制(QPSK)QPSK調制，Q表示正交，PSK表示二相調制。QPSK可以看成是兩個正交的PSK二相調制信號的合成。所謂“正交”，是指將兩個信號分別調制在頻率完全相同，而相位相差90o的兩個載波上進行傳輸的一種調制方式。其調制原理如下圖所示。

（a）串/并變換（b）調制原理圖（c）星座圖ABQPSK中每次調制可傳輸2個信息比特，這些信息比特是通過載波的四種相位來傳遞的。QPSK調制方式的優缺點優點：信號的平均功率恒定，不受幅度衰減影響，抗幅度失真能力強；缺點：只利用了載波的相位，所有星座點只分布在半徑相同的圓周上。星座點較多時，星座點間的距離很近，容易受噪聲干擾的影響，不易增加頻帶利用率QAM調制也可稱為多電平正交幅度-相位復合調制。由這一更加準確的全稱可知，QAM調制有兩個重要的工作步驟：第一步是將一組二進制的基帶信號轉換為一組X進制的多電平模擬信號，這一過程可以簡稱為“映射”；第二步是對載波進行幅度和相位的復合調制，簡稱調制。下圖所示是QAM調制器的基本結構方框圖。正交振幅調制(QAM)對于2m-QAM的調制解調器，每個QAM符號的bit數為m。如16QAM=24QAM，即m=4，表示此類調制方式每個符號是4bit，即調制和解調均以4bit為單位進行。正交振幅調制(QAM)星座點不在一個圓上，點間距較遠，解調時，區分相鄰已調矢量容易，誤碼率比相同點數的PSK低坐標原點和各矢量點連續長短不一，看出已調矢量波相位、幅度均有變化，說明QAM方式既調幅又調相64QAM星座DVB-C帶寬、符號率、傳輸速率換算有線網絡帶寬：8MHz滾降系數：a=0.16符號率=8/(1+0.16)=6.896MB64(26)QAM調制效率：6調制器可傳輸速率：6.896*64=41.37MbpsRS編碼效率：188/204復用器允許輸出碼率：41.37*188/204=38.01a=0a=0.5a=11/2T3/4T1/T10.5fS(f)不同多進制QAM傳輸率比較m數值愈大，調制效率愈高、頻帶利用率也愈高，但是抗干擾能力相對愈差，對傳輸環境的質量指標要求就愈高正交頻分調制(COFDM)首先在規定的高頻帶寬B內均勻安排以N=2r個子載波，再將高碼率的串行數據流變換成N個低碼率的并行流，對N個子載波進行調制（QPSK或QAM）然后再將各路已調波以頻分多路的形式混合，便得到總帶寬為B、頻分復用的OFDM信號。COFDM表示基帶信號已經施加了糾錯編碼消除多徑干擾的原理：串行數據分為并行傳輸，擴大了符號周期殘留邊帶調制(VSB)

在雙邊帶調制的基礎上，通過設計濾波器，使信號一個邊帶的頻譜成分原則上保留，另一個邊帶頻譜成分只保留小部分（殘留）。8-VSB相當于64-QAM，16-VSB相當于256-QAM的性能。VSB比QAM簡單，硬件復雜度低；但QAM調制沒有導頻信號，可最大限度利用高頻功率調制總結QPSK：調制效率較低，頻帶利用率較低，要求傳送途徑的信噪比低，抗干擾能力較強，適合衛星廣播。QAM：調制效率較高，頻帶利用率較高，要求傳送途徑的信噪比高，抗干擾能力較差，適合有線電視電纜傳輸。VSB：抗多徑傳播效應好（即消除重影效果好），適合地面廣播。COFDM：調制效率大范圍可選、可調，抗干擾能力特強（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。

四、信道編碼和調制的相關參數和測量

輸出電平測量點功率（電壓或電流）與同一單位的某一基準值之比取常用對數：10lg（P/P0）=20lg（U/U0）dBW基準功率為1W，dBmW基準功率為1mWXdBW=（X+30）dBmW，XdBmv=(X+60)dBμv75歐阻抗下

0dBW=30dBmW＝78.75dBmv＝138.75dBμv過高容易增加非線性產物造成信號失真，無法收到清晰圖像質量，過低受干擾程度大，不能滿足接收電平要求

調制誤差率(MER)

MER是描述數字調制信號總體質量的參數，是誤差幅度的有效值與平均矢量幅度的比值，結果用dB表示。在星座圖中MER將接收符號的實際位置與其理想位置進行比較。信號質量降低時，接收符號距離理想位置更遠，

MER將會減小。33MER的經驗門限值對于8MHz的64QAM為23.5db，低于此值，星座圖將無法鎖定，圖象就會從滿意的效果轉到馬賽克現象、靜幀或黑屏。對不同的部分MER的指標有一些經驗值：在前端>38db，分前端>36db，光節點>34db，用戶>28db。

誤碼率（BER）BER（比特誤碼率）定義為是發生誤碼的位數與傳輸的總位數之比，

BER一般表示成科學記數法，例如3*10-7表示傳輸10的七次方個比特信息中有三個誤碼。一切損傷及干擾最后都反映在BER上。系統可靠性最終都歸結到BER這一指標上。3435MER和BER的關系

在此MER范圍內無誤碼

1E-081E-071E-061E-051E-041E-033534333231302928272624232221好的BER并不說明有好的MER，在星座圖的決策邊框內的點均能恢復，但是由于存在一些偏離中心點（理想位置）的點，因此產生矢量誤差，導致了MER劣化；而且好的MER也不能表明BER一定就好，在系統遭到中斷類的噪聲沖擊、激光器削波、掃描脈沖干擾、松動的接頭時，BER會明顯劣化，但MER可能變化不大。。

36其他的調制參數載噪比C/N：總功率對有效帶寬內噪聲功率的比值，用dB表示。64QAM下，只考慮高斯噪聲情況下C/N=MER為23.7dB；噪聲裕量：接收信號的載噪比C/N與BER為10-4

（FEC校正前）的載噪比之間的差值，用dB表示。等效噪聲劣化（END）：實際系統誤碼率為110-4時的載噪比C/N與理論上誤碼率為1E-04時的載噪比的