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1.3.4 扰码传输技术
数字通信系统以数字信号传递信息,是当代通信技术的主流,图1-20为数字信号在数字通信系统中的传输过程,模拟信号在经过抽样、量化和数字编码等处理之后也可以在数字系统中传输。单就整个传输过程中的编/解码处理而言,信源编码的主要作用是数据压缩,在传输模拟信号时,模数转换过程也由信源编码模块完成;而纠错编码和交织则主要是为了对抗信道的随机错误和突发错误。
只进行信源编码、纠错编码和交织等编码处理并不能保证信息数据的正常传输:(1)由于实际通信系统所传输信息的统计特性各不相同,且大多数时候都不是随机的,待传输的数据流中可能出现连“0”或连“1”,这将给定时信息的提取造成困难。(2)由于信息编码方案及语言组织习惯的不同,传输数据的某些比特模式可能会引发模式依赖抖动,在相邻脉冲间引起串扰。
图1-20 数字通信系统
为了避免这种通信不可靠现象的发生,人们引入了扰码机制。扰码是一种将数据重新排列或者进行编码以使其随机化的方法,主要作用是将数字通信中的“0”和“1”分布随机化,从而使比特信息模式被随机化,进一步减轻了抖动和码间串扰,提高了通信的可靠性。从本质上讲,扰码正是为达到上述目标而在待传输数据进入信道传输之前,对其进行的比特层的随机化处理过程,与扰码过程相对的解随机化过程即为解扰。
扰码的数学原理使用了多项式,多项式的选择通常是基于扰码的特性,包括生成数据的随机度,以及打乱长的连 0和连 1的能力。一个简单的扰码器包含一组排列好的触发器,用于移位数据流。大部分的触发器只需要简单地输出下一个比特流即可,但是在某些复杂的扰码电路中,触发器需要与数据流中的历史比特进行逻辑运算(与和或运算)。基本的扰码逻辑电路如图1-21所示。
图1-21 基本扰码电路