手机的数字语音信号或信令在传输过程中,由于受到噪声或干扰波的影响,信号数码波形变 坏,传输到接收端后可能发生错码,即把 ! 码错为 " 码,或把 " 码错为 ! 码。有时由于受到连续 的脉冲干扰,错码会成串出现。为了提高传输信息的可靠性,数字手机采用了信道编码和交织技 术来校验和纠正存在的错码。
一、信道编码
信道编码是指在信息发送前,于信息码中添加检验码,以供接收端检测后纠正受噪声干扰造 成的错码。这种检测码的生成称为信道编码,也称为纠错编码。信道编码与前面介绍的语音编 码在编码方法、原理上是不同的,语音编码是为了提高信息传输的效率,减小所需的带宽,所以尽 量压缩数据;而信道编码是采用增加冗余数码,以增加信号的抗干扰能力。
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!" 基本原理
!"# 手机中运用的信道编码器的连接框图如图 $% &’ 所示。
图 $% &’( 信道编、解码器的连接框图
从控制编码误差的角度来考虑,语音编码器一般有两类输出,第一类是对语音质量有显著影 响的数据,有 )*$ +,-,必须通过信道编码,以提高抗干扰的能力。信道编码主要是使用分组码,即 在每组信息码后附加若干个校验码,数码结构如图 $% &. 所示。
图 $% &.( 信道编码格式
在分组码中,校验码仅校验本码组的信息位。校验码位数越多,检验纠错能力就越强,校验 码位数的多少,通常用多余度来衡量。!"# 信道编码器的信息码与检验码位数相同,即每个信 息码都有一个校验码,多余度为 ) / $。)*$ +,- 输入信息码,再加上 & +,- 奇偶校验和 0 +,- 尾识别 码,经编码后的数据增加一倍,为
$ 1()*$ 2 & 2 0) 3 &4*
+,-语音编码器输出的第二类是对语音质量无重要影响的数码,有 4* +,- 数据不经过信道编码。
这样,在每一帧($5 67)语音信号经信道编码总位数是
&4* 2 4* 3 0’. +,-编码后总传输速率为
0’.
+,-$5 673 $$% * 8+,- / 7
#" 信道编码的种类
信道编码主要有奇偶校验码、重复码、循环码等,下面作简要介绍。
())奇偶校验码( 偶校验码就是在信息码之后附加 ) 位检验码,使信息码和校验码中 ! 的 总个数为偶数。奇校验码则要求 ! 的总个数为奇数,通过检验 ! 码的个数是否偶数( 或奇数)来 判断其正确性。在数据传输中可以采用偶数编码方式,也可以采用奇数编码方式。
例:表 $% 0 为偶数码编码方式,若收到的代码组 $!!!,因为 ! 的总个数为 &,不是偶数,即可 判断信息码中有一位出现错码。如果出现的是两位码同时出错,奇偶校验方式是查不出的,但双 错的几率要比单错少得多。
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表 !" #$ 偶数校验编码
图 !" #$% 语音数据交织编码过程
图 !" #&% ’() 移动电话语音处理
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三、信道均衡
众所周知,电视机接收空间电视信号时,若受障碍物的影响,反射波的路径往往比直射波路
图 !" !#$ 反射波干扰示意图 径距离长,传播到电视接收点时会存在时间的差异,于
是电视机的画面上出现重影。同理,手机在工作期间,
由于障碍物的反射会产生多径时延,接收的数据信号 出现码元交叠现象,如图 %" !# 所示,即手机同时收到 本码元( 直射波)和前一码元( 反射波)的交叠信号,从 而产生干扰,使之出现错码。
采用均衡技术是一种抗干扰的有效方法,所谓“ 均 衡”,指的是在接收端的均衡器中产生与传输信道特性 相反的特性,抵消信道产生的延时干扰信号,从而正确 的判决和恢复有用信号,均衡器实质是一个横向滤波 器,它与电视传送接收中用于去除重影干扰所采用的
横向滤波器相类似。图 %" &’ 所示为线性均衡器的结构图,由 %! ( ) 节延时线( !)构成,每节延 时线对应消除不同传输路径的延时信号,而节抽头处的增益系数 "#为自适应调整参数,它根据 均衡器输出及一定的判断数据和运算来调整加权系数。
图 %" &’$ 数字均衡器结构