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用误码率测验仪测验驱动FEC代码

每一位工程师都具备制定标准的潜能,所需要的只是你对这项工作有兴趣并乐意把时间花在这项工作上。纠错技术是设计现代数字通信系统的重

每一位工程师都具有拟定规范的潜能,所需求的仅仅你对这项作业有爱好并愿意把时刻花在这项作业上。
  纠错技能是规划现代数字通讯体系的重要环节。或许,挑选一种会大大下降规划速度并添加规划复杂度的纠错码并非难事,但成果往往却会令人绝望。而挑选适宜的又是很高效的纠错码也很简略–但要运用适宜的测验仪器来帮助。
  FEC(前向纠错)是许多现代数字通讯体系的重要组成部分,它能将其他状况下无法运用的链路变成实在可用的体系。从DVD到移动电话,从电视到磁盘机,纠错技能都是一个数学奇观,运用妥当,能收到劣材成器的作用。图1是一个运用FEC编码和解码的通讯信道的简化图。

图 1 在一个选用前向纠错的通讯信道中,体系在发送前修正数据,以添加减小数据和未检测出的过失一同被接纳的或许性。为了康复原始数据,接纳机需求完结与发送端相反的进程。
  在数字通讯期间纠正误码的办法各不相同,从简略的误码检测机制到非实时纠错、实时现场纠错,不胜枚举。从中选用哪种纠错办法,取决于体系需求以及预期误码的统计数据。而对纠正偶尔随机单个误码的需求,你能够挑选一种不适合于少而短的多位突发过失的纠错办法。一个个很长的突发过失事 件,或许需求一种不同的纠错办法,而这种办法需求很多缓存而且或许引进无法承受的等待时刻。你在选定有用的纠错办法时有必要进行权衡,这就要求你了解或许预期体系性能需求和运用性能需求。
  在规划纠错办法之前,你有必要彻底了解体系中产生的典型误码类型。取得这些资讯的最好办法是搜集不同典型状况下的误码统计数据。曾经,误码统计数据只需均匀误码率,使人无法深化了解纠错办法的规划状况。位误码率测验仪能捕获检测到的误码确实切的位的方位,为你挑选纠正办法供给所需的准确统计数据。有助于你做出挑选的统计数据实例有:
  ● 别离丈量位误码率和猝发脉冲误码率;
  ● 不同猝发脉冲长度的概率散布;
  ● 包含不同误码数量的数据块总数;
  ● 误码之间的无误码距离散布。
  假如你运用这些统计数据以及体系要求,则这些丈量就可为你做出正确的规划挑选供给必要的数据。
  例如,常用于存储器阵列的汉明码(Hamming),十分适合于纠正短码字中的高概率随机单位过失。将维特比栅格检测器作为子集的最大似然码,能够削减由白噪声引起的单位过失。磁带驱动器和软盘驱动器运用的法尔(Fire)码,能够对长度小于7位~15位的少数单猝发脉冲过失进行快速有用的纠正。从CD-ROM至深空通讯体系等各种设备运用的乘积阵列RS (Reed-Solomon)码,能高效地纠正潜在的长突发脉冲过失,但却要运用大容量缓存器,并会延伸处理等待时刻。
  选用先添加数据,然后删去的办法
  纠错码的数学原理所依据的是这样一个概念,亦即在发送的音讯上添加一些信息,使得接纳到有误码音讯的或许性比接纳到正确音讯的或许性更小。一般,你能够将添加了FEC信息的音讯看作一个码字。有时,FEC信息仅仅添加在音讯的结尾(例如CRC、奇偶校验以及校验和)。有时,FEC信息与音讯卷积在一同构成一个全新的音讯(例如维特比码和8位/10位码)。
  由于所选用的纠错办法决议了FEC解码器的复杂性,因而对纠错类型的挑选错了,就会大大添加体系规划的复杂性,大大添加体系规划作业量。复杂性决议固有等待时刻、处理需求、误检误纠正概率以及误码传达形式。例如,软盘驱动器能够运用固件以及简略的硬件CRC误码检测器来纠正单扇区小突发过失。当检测器发现CRC过失时,读取速度就下降,软件便接用CRC计算成果进行小量的纠错。这种办法很有用,由于误码很少,该体系又没有实时要求。另一方面,数字录像带播放机不能暂停重放来纠正误码,在这种状况下,播放机有必要实时纠错。纠错办法的挑选有必要反映实践的误码统计数据。
  辨认并记载一个信道中检测到的误码确实切位的方位,就能使误码率测验仪垂手可得地模仿所提议的纠错办法。最简略的比如便是一种RS型信息组代码。RS信息组代码构成许多最常用的FEC体系的根底,其间包含卫星广播、水下光纤、数字磁带记载以及深空通讯。这代码把2T个体系开支符号附加在长度为k个符号的音讯上,生成总长度为kn=k+2T个符号的音讯。这一代码有时被称为RS(n,k)码。不管犯错符号坐落音讯中的什么方位,它都能纠正T个犯错符号。
  例如,DVB(数位视频B)卫星广播用的MPEG-2数据,运用一个30~90Mbps RS(204,188)码,足以纠正8个字节符号误码。检测器对接纳到的每个由204字节组成的信息组进行实时解码。只需误码少于8个字节误码,检测器就能纠正一切误码并供给完美的视频信号。假如误码多于8个字节,则误码检测器无法纠正误码,然后呈现图画问题。
  对误码进行分类与计数
  为了了解一个个码字中误码的数量,位误码测验仪的剖析功用 将依据用户界说的纠错参数,对检测到误码位确实切方位进行分类和计数。例如在DVB MPEG-2数据中,误码能够在204字节鸿沟上累计。凡在204字节信息组内的误码数量小于或等于八个字节时,你就能够依据进一步的误码剖析和计数进行纠错,由于有一个纠错器原本会纠正这些误码。这类剖析仅在误码率超越每204字节信息组8字节误码时才对误码进行计数,再计算出纠错后的误码率(表1)。


  符号巨细是运用误码率测验仪履行这类剖析之前有必要界说的第一个参数,一般为8~10位。这类剖析的其他部分疏忽单个误码,只重视符号过失。当一个符号中有一个或多个误码时,误码率测验仪就以为该符号犯错。该测验仪知道数据流中一切码错确实切方位后,就能很简略地计算出符号过失的统计数字。

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