信源编码循环码编译码实验

1. 信源有四个消息对其进行二进制编码

4B:5B编码方案是把数据转换成5位符号，供传输。这些符号保持线路的交流(AC)平衡在传输中，其波形的频谱为最小。信号的直流(DC)分量变化小于额定中心点的10%。这种编码的特点是将欲发送的数据流每4bit作为一个组。

最原始的信院编码就是莫尔斯电码，另外还有ASCII码和电报码都是信源编码。但现代通信应用中常见的信源编码方式有：Huffman编码、算术编码、L-Z编码，这三种都是无损编码，另外还有一些有损的编码方式。

基本概念

当分组码的信息码元与监督码元之间的关系为线性关系时（用线性方程组联系），这种分组码就称为线性分组码。包括汉明码和循环码。

对于长度为n的二进制线性分组码，它有种可能的码字，从中可以选择M=个码字（k<n）组成一种编码，其中码字称为许用码字，其余码字称为禁用码字。这样，一个k比特信息可以映射到一个长度为n的码组中，该码字是从M个码字构成的码字集合中选出来的，剩下的码字即可以对这个分组码进行检错或纠错。

2. 编码理论的信源编码

广义的信源编码包括模数转换（即把模拟量变换成二进制的数字量）和数据压缩（即对这些数字量进行编码来降低数码率）两个方面。信源编码的主要任务是压缩数据。 它有四种基本方法：
①匹配编码。这种方法是根据编码对象的出现概率（概率分布），分别给予不同长短的代码，出现概率越大，所给代码长度越短。这里所谓匹配就是指代码长度与概率分布相匹配。莫尔斯码是一种匹配编码。匹配编码还常采用去相关性的方法进一步压缩数据。
②变换编码。这种方法是先对信号进行变换，从一种信号空间变换成另一种信号空间，然后针对变换后的信号进行编码。变换编码在话音和图像编码中有广泛的应用。常用的变换编码有预测编码和函数编码两类。预测编码是根据信号的一些已知情况来预测信号即将发生的变化。它不传送信号的采样值，而传送信号的采样值与预测值之差。预测编码用在数字电话和数字电视中。函数变换最常用的是快速傅里叶变换 (FFT)、余弦变换、沃尔什变换、哈尔变换和阿达马变换等。通过变换可得到信号的频谱特性，因而可根据频谱特点来压缩数码。
③矢量编码。这种方法是将可能传输的消息分类按地址存储在接收端的电子计算机数据库中，发送端只发送数据库的地址，即可查出消息的内容，从而大大压缩发送的数据。
④识别编码。这种方法主要用于有标准形状的文字、符号和数据的编码。但话音也可以进行识别编码。识别编码的作用不仅限于压缩数据，它在模式识别中也有广泛的应用。 信道编码的主要任务是为了区分通路和增加通信的可靠性。以区分通路为主要目的的编码常采用正交码。以增加通信可靠性为主要目的的编码常采用纠错码。正交码也具有很强的抗干扰能力。在信道编码中也采用检错码。
信源编码器输出 位码元一组的码。它们携带着信息，称为信息元。这样的信息元通过信道编码器后，变换成 位码元一组的码字。信息元和码字是一一对应的。 接收到错误的码字后能在译码时自动纠正错误的码称为纠错码。纠错码是一种重要的抗干扰码，可增加通信的可靠性。纠错码是利用码字中有规律的冗余度，即利用冗余度使码字的码元之间产生有规律的相关性，或使码字与码字之间产生有规律的相关性。通常把信息元中的码元数与对应码字的码元数 的比值R称为编码效率，即R=/，码字的冗余度为1-R。
纠错码有两类：分组码和卷积码。
分组码
常记作(,)码，其中是一个码字的码元数（即码字长），是信息码元数，-是监督码元数。在一个码字中,如果信息码元安排在前位，监督码元安排在后-位，这种码称为组织码或系统码。如果分组码中任何两个 比特的码字进行模2相加（即不进位的普通二进制加法，模2加法记号是）可得到另一个码字，这种码称为群码。任何一致监督分组码都是群码。如果一个码字经过循环以后必然是另一个码字，这种码称为循环码。循环码是群码的一个重要子集着名的BCH码是一种循环群码。能纠正突发错误的费尔码是一种分组循环码。汉明码也是一种群码。通常把两个码字之间不同码元的数目称为汉明距离。两两码字之间汉明距离的最小值称为最小汉明距离，它是汉明码检错纠错能力的重要测度汉明码要纠正E个错误，它的最小汉明距离至少必须是2E+1；要发现最多E个错误，其最小汉明距离应为E+1。
卷积码
如果特定的一致监督关系不是在一个码字中实现，而是在个码字中实现，这种码称为卷积码。卷积码可用移位寄存器来实现，这种卷积编码器的输出可看作是输入信息码元序列与编码器响应函数的卷积。能纠正突发错误的哈格伯尔格码也是一种卷积码。在平稳高斯噪声干扰的信道上采用序贯译码方法的卷积码有很好的性能，能用于卫星通信和深空通信。 为了防止窃译而进行的再编码称为保密编码。其目的是为了隐藏敏感的信息。它常采用替换或乱置或两者兼有的方法。一个密码体制通常包括两个基本部分：加（解）密算法和可以更换的控制算法的密钥。密码根据它的结构分为序列密码和分组密码两类。序列密码是算法在密钥控制下产生的一种随机序列，并逐位与明文混合而得到密文。其主要优点是不存在误码扩散，但对同步有较高的要求。它广泛用于通信系统中。分组密码是算法在密钥控制下对明文按组加密。这样产生的密文位一般与相应的明文组和密钥中的位有相互依赖性，因而能引起误码扩散。它多用于消息的确认和数字签名中。
密码学还研究通过破译来截获密文的方法。破译方法有确定性分析法和统计性分析法两类。确定性分析法是利用一个或几个未知量来表示所期望的未知量从而破译密文。统计分析法是利用存在于明文与密文或密钥之间的统计关系破译密文。

3. (13,9)循环码的MATLAB语言程序，跪求大神，要能运行的

1、循环码编码与解码Matlab源程序（实验以（7，4）循环码进行分析）
m
=
3;
n
=
2^m-1;
%定义码长
k
=
n-m;
%信息位长
msg
=
randint(k*4,1,2);
%随机提取信号，引起一致地分布的任意整数矩阵
subplot(2,2,1)
stem(msg)
title('编码器输入信号')
p=cyclpoly(n,k)
%循环码生成多项式，n=7，k=4
code
=
encode(msg,n,k,'cyclic',p);
%编码函数，对信号进行差错编码
subplot(2,2,2)
stem(code)
title('编码器输出信号')
recode=decode(code,n,k,'cyclic',p)
%对信号进行译码，对接收到的码字进行译码，恢复
出原始的信息，译码参数和方式必须和编码时采用的严格相同
subplot(2,2,3)
stem(recode)
title('译码器输出信号')
t=-1:0.01:1;
x=recode;
%将recode赋值给x，并进行长度与fft设定
N=length(x);
fx=fft(x);
df=100/N;
n=0:N/2;
f=n*df;
subplot(2,2,4);
plot(f,abs(fx(n+1))*2/N);
grid;
title('频谱图')
2、误码率与信噪比之间的关系程序（以（3，2）循环码进行测试）
m
=
2;
n
=
2^m-1;
%定义码长
k
=
n-m;
%信息位长
Fs=40;
%系统采样频率
Fd=1;
%码速率
N=Fs/Fd;
M=2;
%进制数
for
SNRpBit=1:100;%信噪比
SNR=SNRpBit/log2(M);
%制造100个信息组，每组k位
msg
=
randint(100,k,[0,1]);
code
=
encode(msg,n,k,'cyclic/binary');
%加入噪声
%在已调信号中加入高斯白噪声
noisycode=awgn(code,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),'measured',[],'dB');
%将浮点数转化为二进制，波形整形过程
for
i=1:100
for
a=1:k+1
if
noisycode(i,a)<0.5
noisycode(i,a)
=
0;
else
noisycode(i,a)
=
1;
end
end
end
%译码
newmsg
=
decode(noisycode,n,k,'cyclic');
%计算误码率
[number,ratio]=biterr(newmsg,msg);
result(SNRpBit)=ratio;
disp(['The
bit
error
rate
is',num2str(ratio)]);
end
%不同信噪比下循环码经过加性高斯白噪声信道的误码率
figure(1)
stem(result);
title('循环码在不同信噪比下的误码率')
legend('误码率','*')
xlabel('信噪比');
ylabel('在加性高斯白噪声下的误码率');

4. 信道编码技术及电子系统工程应用的探讨论文

信道编码技术及电子系统工程应用的探讨论文

根据信道编码理论及编码、译码方法和技术的发展，结合工程实际从理论到实践进行了简要的阐述。

随着信息及信号传输技术的发展，应用电子领域也随之扩大并得到发展。通过对信源编码、信道编码、编码的方法，以及对压缩后的信息进行纠错编码，以抗击信道、网络及传输过程的误码或数据丢失，即信道编码问题的系统认识与理解对实际工程应用具有重要的意义。从电子系统工程的应用角度，对相关知识的理解与应用体会更为深刻。在此，就实际应用中贯穿其中的相关知识及带来的思考与启发扼要介绍。

一、信道编码理论及编、译码问题

衡量任何一个信号通信系统性能优劣的基本因素是有效性和可靠性，有效性是信道传输信息的速度快慢，可靠性是信道传输信息的准确程度。在数字通信系统中，信源编码是为了提高有效性，信道编码是为了提高可靠性，而在一个通信系统中，有效性和可靠性是互相矛盾的，也是可以互换的。我们可以用降低有效性的办法提高可靠性，也可以用用降低可靠性的办法提高有效性。而纠错编码，即信道编码问题是重点。

(一)编、译码问题

信道编码是以香农第二定理和香农第三定理为理论支持。在错误控制编码方面，主要是纠错线性分组码与非分组的卷积码。对于线性分组码，采用增加冗余码作为监督码，这样编出的码具有一定的检错和纠错能力。在译码方面，根据最大似然法译码，判断码的汉明距离，找到汉明距离最小的码，那就是在发送端传输过来的码。编码是一个比较抽象的概念，采用矩阵的描述方式表示编码，将输入的信息序列与生成矩阵相乘，那么就可以得到编码后的符号。在译码方面，通过奇偶校验矩阵就可以检测译码是否正确。

(二)关于卷积码

卷积码是编码不一样的领域，因为这种码在判决时用到过去的信息，也就是说，它是需要记忆的。这也就是卷积码得名的由来。卷积码的编码器由一个移位寄存器和相关逻辑电路组成，对每一个进入的信息帧，编码器都产生一个码字帧。当然，还可以画编码器的状态图，比较直观表示编码器根据输入情况而变化。根据状态图可画出网格图;由网格图很容易地知道卷积码的距离，这是卷积码译码的一个依据。卷积码用一个生成多项式矩阵表示，在编码方面极为方便，编码操作可以简单地描述为信息量矩阵与生成矩阵的乘积。而更加严谨、方便地表达，则需要生成函数。通过修改状态图，很容易得到生成函数。对生成函数的级数展开，可以很直观地得到汉明距离和输入路径的信息，最后还可以知道给定汉明距离全零路径的数量。

(三)Turbo码和LDPC码

Turbo码与LDPC码是两种性能接近香农极限的信道编码。Turbo码在低信噪比的情况下，性能比其他编码要好。Turbo码的优良性能在非实时数据通信方面被广泛采用。Turbo码是分组码和卷积码的“准”混合物。Turbo码有并行级联卷积码、串行级联卷积码和混杂级联卷积码三种不同的排列。因为有交织器的存在，所以编码器的纠错能力很好。LDPC码是一类可以用非常稀疏的校验矩阵或二分图定义的线性分组码，其特点是：译码算法具有线性复杂度可采用并行迭代方式，具有译码自校验特性，在高信噪比条件下能有效降低译码复杂度，提高误比特率性能;可以满足高性能信号通信要求。LDPC码以最低的复杂度提供了最好的性能。这意味着在同等性能情况下， LDPC码的复杂度只有Turbo码的1/4。与Turbo码相比，LDPC码尤其是非规则LDPC码具有非常出色的性能，优于迄今为止已知的其它编码方式。LDPC码与其它编码相比还有一些独特的优点：译码可以完全并行，因此可以获得更高的译码速度;译码器的复杂度大幅降低;译码是可验证的;非规则LDPC码具有天然的不等错误保护能力。

二、从信道编码定理看编、译码方法的发展

(一)信道编、译码方法的多样性

信道编码的'核心是“纠错”;信道编、译码的最终目的是实现信道与信号通信系统在可靠性指标下的优化。其方法是纠错编码，即抗干扰编码。奇偶校验码是一种检错分组码;由此原理派生出改进的：水平奇偶校验码、垂直奇偶校验码、群计数码等。定比码是一种只能发现错误的简单检错码，且需通过反向信道系统方能实现抗干扰。而重复码是前向纠错码，也是一种最简单的纠错码，实际应用较广泛。而由汉明码引出的线性分组码是一种具有线性代数关系的编码。在实际应用中，为得到希望的码长和信息位长度，将信息位缩减而得到原码的缩短码。在汉明码的基础上增加一位监督元，则产生增余汉明码或扩展汉明码，使纠错能力得到提高。而由完备码产生的完备译码、非完备译码，则反映了分组码的纠错能力是全部用于纠错，还是部分纠错检错。循环码是线性分组码中重要的一类码，从应用角度其编码与译码电路较为简单，易于实现;且编、译码方法方便、成熟。

(二)信道编、译码方法的发展过程与启示

不难看出，信道编码的方法是丰富多彩的。也是渐进发展，逐步完善的过程。由此可见，理论指导是发展的方向。对信道编码的理论支撑及方向的指引，使得信道编码方法沿着丰富而日臻完善、接近而趋于极限的方向发展。从这一发展过程可以看出，任何一种新的或衍生的方法，都是有局限性的。但这种局限和不完善性，并不会阻碍新的方法的产生和发展。旧的矛盾解决的同时，新的矛盾又会出现。正如，纠错检错能力的提高，对信息进行错误保护，以抵御信道或网络等信息传输过程的干扰所产生的误码或数据丢失的同时，也将使编码及信息传输效率降低。由于信道编码增加了数据量，其结果只能是以降低传送有用信息码率为代价。因此，不同的编码方式，其纠、检错的能力不同，编码效率(信息传输效率)也有所不同。

三、从工程应用实例看理论支撑点

(一)智能住宅小区建设中信道编码技术的应用

在工程中首次接触的，应用于数字电视地面广播(DTTB)的编码调制方案中，涉及到：以多级分组乘积码代替传统的串行级联编码结构，提高了频谱效率;同时采用一种多分辨率星座图，可在一个DTTB信道中提供3种级别的服务.在接收端采用基于MAX—LOG—MAP准则的迭代Turbo译码算法以获得可靠接收。仿真结果表明，在视觉门限BER=3×10-6处，高优先级码流的比特信噪比约为7dB，适用于高可靠性的服务.中优先级和低优先级码流可支持室外固定接收。由此，也加深了对并行级联卷积码的反馈迭代结构的理解。

(二)网络编码与网络安全

在网络工程中，接触到多址信道中联合网络编码和信道编码的设计方案。该方案利用LDPC码和网络编码的线性特性以及软输入软输出模块设计，不仅减少了编译码的复杂度，而且提高了编译码效率。同时，了解了网络——信道编码分离定理，以及该定理成立的条件，即当网络中的信道是确定型广播信道时，分离定理不成立。而信道安全编码与网络安全编码同样重要，又有所区别。信道编码问题，其核心是对传送的信息进行错误保护，以抗击信道或网络等信息传输媒介所带来的误码或数据丢失。而网络中的通信安全是网络编码研究的重要课题之一，网络安全编码更侧重于网络使用者信息及使用的安全层面。网络编码技术的发展可以大幅度提高网络的吞吐量。

四、结束语

专业技术的专长与拓展并存，这是专业技术发展的必然趋势。身处信息时代，信息科学是研究信息的获取、传输以及应用的科学，是信息资源与技术开发及其推广应用的理论基础，是信息技术及信息产业的核心。通信工程、电子信息工程、计算机科学、计算机应用等众多应用技术与信息科学、信息技术及信息产业息息相关。信道编码从理论上要解决理想编码器、译码器的存在性问题，即解决信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输问题;同时构造性的编码方法以及这些方法能达到的性能界限。筒言之，通过信道编码器和译码器来实现的用于提高信道可靠性的理论和方法。

5. 求程控交换PCM编译码实验的毕业设计

程控交换原理实验系统及控制单元实验

一、 实验目的
1、熟悉该程控交换原理实验系统的电路组成与主要部件的作用。
2、体会程控交换原理实验系统进行电话通信时的工作过程。
3、了解CPU中央集中控制处理器电路组成及工作过程。

二、 预习要求
预习《程控交换原理》与《MCS-51单片计算机原理与应用》中的有关内容。

三、 实验仪器仪表
1、主机实验箱 一台
2、三用表 一台
3、电话单机 四台

四、 实验系统电路组成
（一）电路组成
图1-1是该实验系统的原理框图

图1-1 实验系统的原理框图
图1—2是该实验系统的方框图，其电路的组成及主要作用如下：
1、用户模块电路 主要完成BORSCHT七种功能，它由下列电路组成：
A、 用户线接口电路
B、 二\四线变换器
C、 PCM编译码电路

用户线接口电路 二／ 四线变换器 二／四线变换器 用户线接口电路
用户1 PCM CODEC电路 PCM CODEC电路 用户3

用户线接口电路 二／ 四线变换器 二／ 四线变换器 用户线接口电路
用户2 PCM CODEC电路 PCM CODEC电路 用户4

时钟信号电路 控制、检测电路 输出显示电路 二次稳压电路

多种信号音电路 CPU中央处理器 键盘输入电路 直流电源

图1－2实验系统方框图

2、交换网络系统 主要完成空分交换与时隙交换两大功能，它由下列电路组成：
A、空分交换网络系统
B、时隙交换网络系统
3、多种信号音电路 主要完成各种信号音的产生与发送，它由下列电路组成：
A、450Hz拨号音电路
B、忙音发生电路
C、回铃音发生电路
D、25Hz振铃信号电路
4、CPU中央集中控制处理器电路 主要完成对系统电路的各种控制，信号检测，号码识别，键盘输入信息，输出显示信息等各种功能。
5、系统工作电源 主要完成系统所需要的各种电源，本实验系统中有+5V，-5V，+12V，-12V，-48V等5组电源，由下列电路组成：
A、内置工作电源：+5V，+12V，-12V，-48V
B、稳压电源： -8V，-5V
控制部分就是由CPU中央处理系统、输入电路（键盘）、输出电路（数码管）、双音多频DTMF检测电路、用户环路状态检测电路、自动交换网络驱动电路与交换网络转换电路、扩展电路、信号音控制电路等电路组成。
下面简要说明各部分电路的作用与要求：
1、键盘输入电路：主要把实验过程中的一些功能通过键盘设置到系统中。
2、显示电路： 显示主叫与被叫电路的电话号码，同时显示通话时间。
3、输入输出扩展电路：显示电路与键盘输入电路主要通过该电路进行工作。主要芯片是D8155A，SN74LS240，MC1413。
4、双音多频DTMF接收检测电路：把MT8870DC输出的DTMF四位二进制信号，接收存贮后再送给CPU中央集中控制处理系统。
5、用户状态检测电路：主要识别主、被叫用户的摘挂机状态，送给CPU进行处理。
6、自动交换网络驱动电路：主要实现电话交换通信时，CPU发出命令信息，由此电路实现驱动自动交换网络系统，其核心集成电路为SN74LS374，D8255A，GD74LS373等芯片。
7、信号音控制电路：它完全按照CPU发出的指令进行操作，使各种信号音按照系统程序进行工作。
8、振铃控制电路：它也是按照CPU发出的指令进行工作，具体如下：
（A）不振铃时，要求振铃支路与供电系统分开。
（B）振铃时，铃流送向话机，并且供电系统通过振铃支路向用户馈电，用户状态检测电路同时能检测用户的忙闲工作状态。
（C）当振铃时，用户一摘机就要求迅速断开振铃支路。
（D）振铃时要求有1秒钟振、4秒钟停的通断比。
以上是CPU中央集中控制处理系统的主要工作过程，要全面具体实现上述工作过程，则要有软件支持，该软件程序流程图见图1—4。

图1-3 键盘功能框图
对图1-3所示的键盘功能作如下介绍：
“时间”： 该键可设置系统的延时时间。如久不拔号、久不应答、位间不拔号的延时，缺省值为10秒，可选择的时间值有10秒、30秒、1分钟。按一次该键则显示下一个时间值，三个值循环显示，当按下“确认”键时，就选定当前显示值供系统使用，按“复位”键则清除该次时间的设定。
“会议电话”： 该键为召开电话会议的按键。电话会议设置用户1为主叫方，其他三路为被叫方，只能由主叫方主持召开会议，向其他三路发出呼叫。电路完全接通或者接通两路后，主叫方能和任一被叫方互相通话。除“复位”键外，其他键均推失去功能。会议结束后，可按“复位”键重启系统。
“中继”： 该键为局内交换切向中继交换的功能按键，按下此键，再按“确认”键进行确认，则工作模式由局内交换切换为中继交换，显示器循环显示“d”，此时方可通过中继拨打“长途”电话。按“复位”键重启系统，进入正常局内交换模式。
“确认”： 该键完成对其他功能键的确认，防止误按键，在键盘中除“复位”键外，其他功能键都必须加“确认”键才能完成所定义的功能。
“复位”： 该键为重启系统按键。在任何时候或者系统出现不正常状态时都可按下此键重启系统（有用户通话时，会中断通话），所有设置均为默认值。
图1-5是显示电路工作示意说明图。

主叫号码显示 计时显示 被叫号码显示

图1－5 显示电路

开 始

NO
有用户呼叫吗？

呼叫�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1 YES
去 话 接 续

向主叫送拨号音

NO
第一位号码来了吗？

拨号开始�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1 YES
停送拨号音，收存号码

内 部 处 理
拨号完毕�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1

被叫闲吗？ NO

YES
来 话 接 续 向主叫送忙音

向被叫送铃流，向主叫送回铃音

被叫应答否？ NO
主叫挂机否？
应答�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1 YES
停送铃流，回铃音，接通电路 YES

话终挂机否?

挂机�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1�6�1 YES
拆线（释放复原）

结 束

图1-4 程序工作流程示意图
五、实验内容
1、测量实验系统电路板中的TP91~TP95各测量点电压值，并记录。
2、从总体上初步熟悉两部电话单机用空分交换方式进行通话。
3、初步建立程控交换原理系统及电话通信的概念。
4、观察并记录一个正常呼叫的全过程。
5、观察并记录一个不正常呼叫的状态。

图1-6 呼叫识别电路框图

五、 实验步骤
1、接上交流电源线。
2、将K11~K14,K21~K24,K31~K34,K41~K44接2，3脚；K70~K75接2，3脚；K60~K63接2，3脚。
3、先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8，J9。此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。
4、按 “复位”键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，数码管循环显示“P” ，即可进行实验。
5、将三用表拔至直流电压档，然后测量TP91，TP92，TP93，TP94，TP95的电压是否正常：TP91为－12V，TP92为－48V，TP93为＋5V，TP94为＋12V，TP95为－5V。(－48V允许误差±10%，其它为±5%)
6、将四个用户接上电话单机。
7、正常呼叫全过程的观察与记录。(现以用户1为主叫，用户4为被叫进行实验)
A、 主叫摘机，听到拨号音，数码管显示主叫电话号码“68” 。
B、 主叫拨首位被叫号码“8”，主叫拨号音停，主叫继续拨完被叫号码“9”。
C、 被叫振铃，主叫听到回铃音。
D、 被叫摘机，被叫振铃停，主叫回铃音停，双方通话。数码管显示主叫号码和被叫号码，并开始通话计时。
E、 挂机，任意一方先挂机（如主叫先挂机），另一方（被叫）听到忙音，计时暂停，双方都挂机后，数码管循环显示“P” 。
8、不正常呼叫的自动处理
A、 主叫摘机后在规定的系统时间内不拨号，主叫听到忙音。(系统时间可以设置，在系统复位后按“时间”可循环显示“10”，“30”，“100”，分别表示10秒，30秒，1分钟，选定一个时间，按“确定”即系统时间被设置，在复位状态时，系统时间默认为10秒。)
B、 拨完第一位号码后在规定的系统时间内没有拨第二位号码时，主叫听到忙音。
C、 号码拨错时（如主叫拨“56” ），主叫听到忙音。
D、 被叫振铃后在规定的系统时间内不摘机，被叫振铃音停，主叫听到忙音。

六、 实验注意事项
对实验系统加电一定要严格遵循先打开系统工作电源的“交流开关”，然后再打开直流输出开关J8，J9。实验结束后，先分别关直流输出开关J8，J9。最后再关“交流开关”，以避免实验电路的器件损坏。

七、 实验报告要求
1、画出实验系统电路的方框图，并作简要叙述。
2、对正常呼叫全过程进行记录。

实验二 用户线接口电路及二\四线变换实验

一、实验目的
1、全面了解用户线接口电路功能（BORST）的作用及其实现方法。
2、通过对MH88612C电路的学习与实验，进一步加深对BORST功能的理解。
3、了解二\四线变换电路的工作原理。

二、预习要求
认真预习程控交换原理中有关用户线接口电路等章节。

三、实验仪器仪表
1、主机实验箱 一台
2、电话单机 二台
3、20MHz示波器 一台
4、三用表 一台

四、电路工作过程
在现代电话通信设备与程控交换机中，由于交换网络不能通过铃流、馈电等电流，因而将过去在公用设备（如绳路）实现的一些用户功能放到“用户电路”来完成。
用户电路也可称为用户线接口电路（Subscriber Line Interface Circuit—SLIC）。任何交换机都具有用户线接口电路。
模拟用户线接口电路在实现上的最大压力是应能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击，过去都是采用晶体管、变压器（或混合线圈）、继电器等分立元件构成，随着微电子技术的发展，近十年来在国际上陆续开发多种模拟SLIC，它们或是采用半导体集成工艺或是采用薄膜、厚膜混合工艺，并已实用化。在实际中，基于实现和应用上的考虑，通常将BORSCHT功能中过压保护由外接元器件完成，编解码器部分另单成一体，集成为编解码器（CODEC），其余功能由所谓集成模拟SLIC完成。
在布控交换机中，向用户馈电，向用户振铃等功能都是在绳路中实现的，馈电电压一般是-60V，用户的馈电电流一般是20mA~30 mA，铃流是25HZ，
90V左右，而在程控交换机中，由于交换网络处理的是数字信息，无法向用户馈电、振铃等，所以向用户馈电、振铃等任务就由用户线接口电路来承担完成，再加上其它一些要求，程控交换机中的用户线接口电路一般要具有B（馈电）、O（过压保护）、R（振铃）、S（监视）、C（编译码）、H（混合）、T（测试）七项功能。
模拟用户线接口电路的功能可以归纳为BORSCHT七种功能，具体含义是：
（1）馈电（B-Battery feeling）向用户话机送直流电流。通常要求馈电电压为—48伏，环路电流不小于18mA。
（2）过压保护（O-Overvoltage protection）防止过压过流冲击和损坏电路、设备。
（3）振铃控制（R-Ringing Control）向用户话机馈送铃流，通常为25HZ/90Vrms正弦波。
（4）监视（S-Supervision）监视用户线的状态，检测话机摘机、挂机与拨号脉冲等信号以送往控制网络和交换网络。
（5）编解码与滤波（C-CODEC/Filter）在数字交换中，它完成模拟话音与数字码间的转换。通常采用PCM编码器（Coder）与解码器（Decoder）来完成，统称为CODEC。相应的防混叠与平滑低通滤波器占有话路（300HZ~3400HZ）带宽，编码速率为64kb/s。
（6）混合（H-Hyhird）完成二线与四线的转换功能，即实现模拟二线双向信号与PCM发送，接收数字四线单向信号之间的连接。过去这种功能由混合线圈实现，现在改为集成电路，因此称为“混合电路”。
（7）测试（T-Test）对用户电路进行测试。
模拟用户线接口功能见图2—1。

铃流发生器 馈电电源

发送码流
过 振 低通 编

a 压 测 铃 馈 混 码
模
拟 保 试 继 电 合 平衡 器
用 （编码信号）
户 护 开 电 电 电 网络 解
线
b 电 关 器 路 路 码

路 低通 器
接收码流

测试 振铃控台 用户线
总线 制信号弹 状态信号

图2-1 模拟用户线接口功能框

（一）用户线接口电路
在本实验系统中，用户线接口电路选用的是MITEL公司的MH88612C。MH88612C是2/4线厚膜混合用户线接口电路。它包含向用户话机恒流馈电、向被叫用户话机馈送铃流、用户摘机后自行截除铃流，摘挂机的检测及音频或脉冲信号的识别，用户线是否有话机的识别，语音信号的2/4线混合转换，外接振铃继电器驱动输出。MH88612C用户电路的双向传输衰耗均为-1dB,供电电源+5V和-5V。其各项性能指标符合邮电部制定的有关标准。
（1）该电路的基本特性
1、向用户馈送铃流
2、向用户恒流馈电
3、过压过流保护
4、被叫用户摘机自截铃
5、摘挂机检测和LED显示
6、音频或脉冲拨号检测
7、振铃继电器驱动输出
8、语音信号的2/4线转换
9、能识别是否有话机
10、无需偶合变压器
11、体积小及低功耗
12、极少量外围器件
13、厚膜混合型工艺
14、封装形式为20引线单列直插
图2-2是它的管脚排列图

（2）MH88612C引出端功能的说明
0脚：IC Internal Connection：空端。
1脚：TF Tip Feed： 连接外接二极管作为保护电路连到-48V和地。。
2脚：IC Internal Connection：空端。
3脚：VR Voice Receive(input)： 四线语音信号的接收端。
4脚：VRef Voltage Reference：设置向用户电话线送恒流馈电的参考电压，恒流通过VRef调节；也可接地,一般为21mA环流。
5脚：VEE 负供电电源，通常为-5V DC。
6脚：GNDA 供电电源和馈电电源的地端，模拟接地。
7脚：GS Gain setting(input)：低电平时直接接收附加增益为-0.5 dB，
此增益除编解码增益设置之外的，高电平时为0dB。
8脚：VX Voice Transmit(output)：四线语音信号的发送端。
9脚：TIP 连接用户电话的“TIP”线。
10脚：RING 连接用户电话的“RING”线。
11脚：RF Ring Feed：外部连接至振铃继电器。
12脚：VDD 正供电电源，通常为+5V DC。
13脚：RC Relay Control(input)振铃继电器控制输入端，高电平有效
14脚：RD 振铃继电器驱动输出端，外接振铃继电器线圈至地端，内部有一线圈感应箝位二极管。
15脚：RV Ring Feed Voltage：用户线铃流源输入端，外部连接至振铃继电器。
16脚：VRLY 振铃继电器正供电电源，能常为+5V DC。
17脚：IC Internal Connection：空端。
18脚：VBat 用户线馈电电压，通常为-48V DC
19脚：CAP 连接外部电容作为振铃滤波控制连电阻到地。
20脚：SHK 摘挂机状态检测及脉冲号码输出端，摘机时输出高电平。

（3）用户线接口电路主要功能
图2-3是MH88612C内部电路方框图，其主要功能说明如下：

TF VR
TIP
RING VX
RF

RV
VRLY

RC
VRef
RD CAP

SHK
图2-3 MH88612C内部电路方框图
1、向用户话机供电，MH88612C可对用户话机提供恒流馈电，馈电电流由VBAT以及VDD供给。恒定的电流为25 mA。当环路电阻为2KΩ时，馈电电流为18 mA，具体如下：
A、 供电电源VBat采用-48V；
B、 在静态情况下（不振铃、不呼叫），-48V电源通过继电器静合接点至话机；
C、 在振铃时，-48V电源通过振铃支路经继电器动合接点至话机；
D、 用户挂机时，话机叉簧下压馈电回路断开，回路无电流流过；
E、 用户摘机后，话机叉簧上升，接通馈电回路（在振铃时接通振铃支路）回路。
2、MH88612C内部具有过压保护的功能，可以抵抗保护TIP- -RING端口间的瞬时高压，如结合外部的热敏与压敏电阻保护电路，则可保护250V左右高压。
3、振铃电路可由外部的振铃继电器和用户电路内部的继电器驱动电路以及铃流电源向用户馈送铃流：当继电器控制端(RC端)输入高电平，继电器驱动输出端(RD端)输出高电平，继电器接通，此时铃流源通过与振铃继电器连接的15端(RV端)经TIP––RING端口向被叫用户馈送铃流。当控制端(RC端)输入低电平或被叫用户摘机都可截除铃流。用户电路内部提供一振铃继电器感应电压抑制箝位二极管。
4、监视用户线的状态变化即检测摘挂机信号，具体如下：
A、用户挂机时，用户状态检测输出端输出低电平，以向CPU中央集中控制系统表示用户“闲”；
B、用户摘机时，用户状态检测输出端输出高电平，以向CPU中央集中控制系统表示“忙”；
5、在TIP––RING端口间传输的语音信号为对地平衡的双向语音信号，在四线VR端与VX端传输的信号为收发分开的不平衡语音信号。MH88612C可以进行TIP––RING端口与四线VR端和VX端间语音信号的双向传输和2/4线混合转换。
6、MH88612C可以提供用户线短路保护：TIP线与RING线间，TIP线与地间，RING线与地间的长时间的短路对器件都不会损坏。
7、MH88612C提供的双向语音信号的传输衰耗均为-dB。该传输衰耗可以通过MH88612C用户电路的内部调整，也可通过外部电路调整；
8、MH88612C的四线端口可供语音信号编译码器或交换矩阵使用。
由图1-1可知，本实验系统共有四个用户线接口电路，电路的组成与工作过程均一样，因此只对其中的一路进行分析。
图2-4是用户1用户线接口电路的原理图：

图2-4 用户线接口电路电原理图

为了简单和经济起见，反映用户状态的信号一般都是直流信号，当用户摘机时，用户环路闭合，有用户线上有直流电流流过。主叫摘机表示呼叫信号，被叫摘机，则表示应答信号，当用户挂机时，用户环路断开，用户线上的直流电流也断开，因此交换机可以通过检测用户线上直流电流的有无来区分用户状态。
当用户摘机时，发光二极管D10亮表示用户已处于摘机状态，TP13由低电平变成高电平，此状态送到CPU进行检测该路是否摘机，当检测到该路有摘机时，CPU命令拨号音及控制电路送出f=450HZ，U=3V的波形。
此时，在TP12上能检测到如图2—5所示波形

TP12

0 2VP-P t

f = 400~450Hz
图2-5 450Hz拨号音波形
当用户听到450HZ拨号音信号时，用户开始拨电话号码，双音多频号码检测电路检测到号码时通知CPU进行处理，CPU命令450HZ拨号音发生器停止送拨号音，用户继续拨完号码，CPU检测主叫所要被叫用户的号码后，立即向被叫用户送振铃信号，提醒被叫用户接听电话，同时向主叫用户送回铃音信号，以表示线路能够接通，当被叫用户摘机时，CPU接通双方线路，通信过程建立。一旦接通链路，CPU即开始计时，当任一方先挂机，CPU检测到后，立即向另一方送忙音，以示催促挂机，至此，主、被叫用户一次通信过程结束。
通过上述简单分析，不难得出各测量点的波形。
TP11：通信时有发送话音波形；拨号时有瞬间DTMF波形；不通信时则此点无波形。
TP12：通信时有接收话音波形：摘机后拨号前有450HZ拨号音信号；不通信时则此点无波形。
TP13：摘挂机状态检测测量点
挂机：TP13=低电平。
摘机：TP13=高电平。
TP14：振铃控制信号输入，高电平有效。即工作时为高电平，常态为低电平。
由于4个用户线接口电路的测量点相同，故对其它三个用户线接口电路的测量点就不一一叙述，波形均相同，即：
TP11=TP21=TP31=TP41
TP12=TP22=TP32=TP42
TP13=TP23=TP33=TP43
TP14=TP24=TP34=TP44
（二）二\四线变换电路
在该实验系统中，二\四线变换由用户线接口电路中的语音单元电路实现，图2-6为电路的功能框图，该电路完成二线–––单端之间信号转换，在MH88612C内部电路中已经完成了该变换。

T

TR

R
图2-6 二/四线变换功能框图
二\四线变换的作用就是把用户线接口电路中的语音模拟信号（TR）通过该电路的转换分成去话（T）与来话（R），对该电话的要求是：
1、将二线电路转换成四线电路；
2、信号由四线收端到四线发端要有尽可能大的衰减，衰减越大越好；
3、信号由二线端到四线发端和由四线收端到二线端的衰减应尽可能小，越小越好；
4、应保持各传输端的阻抗匹配；
以便于PCM编译码电路形成发送与接收的数字信号。

五、实验内容
1、参考有关程控交换原理教材中的用户线接口电路等单节，对照该实验系统中的电路，了解其电路的组成与工作过程。
2、通过主叫、被叫的摘、挂机操作，了解B、R、S等功能的具体作用。

六、实验步骤
1． 接上交流电源线。
2． 将K11~K14，K21~K24，K31~K34，K41~K44接2，3脚；K70~K75接2，3脚；K60~K63接2，3脚。
3． 先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8，J9，此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。
4． 按“复位”键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，显示电路循环显示“P”，即可进行实验。
5． 用户1，用户3接上电话单机。
6． 用户电话单机的直流供电（B）的观测。（现以用户1为例）
1） 用户1的电话处于挂机状态，用三用表的直流档测量TP1A，TP1B对地的电压，TP1A为－48V，TP1B为0V，它们之间电压差为48V。
2） 用户1的电话处于摘机状态，用三用表的直流档测量TP1A，TP1B对地的电压，TP1A为－10V左右（此时的电压与电话的内阻抗有关，所以每部电话的测量值不一定相同），TP1B为－3.7V左右。
以上给出的电压值只是作为参考。
7． 观察二／四线变换的作用。
1） 用正常的呼叫方式，使用户1、用户3处于通话状态。
2） 当用户1对着电话讲话时（或按电话上的任意键），用示波器观察TP11上的波形，为语音信号（或双音多频信号），不讲话时无信号。
3） 当用户1听到用户3讲话时（或用户3按电话上任意键），用示波器观察TP12上的波形，为语音信号（或双音多频信号），对方不讲话时无信号。
4） 用示波器观察TP1A。不管是用户1讲话还是用户3讲话（或按电话上的任意键）此测试点都有语音波形（或双音多频信号）。
8． 摘、挂机状态检测的观测。
1） 当用户1的电话摘机时，用示波器测量TP13为高电平（4V左右）。
2） 当用户1的电话挂机时，用示波器测量TP13为低电平（0V左右）。
9． 被叫话机振铃（R）的观测。
1） 用户1处于挂机状态，用户3呼叫用户1，即用户3拨打“68”，使用户1振铃。
2)当用户1的电话振铃时，用示波器观察TP14，振铃时TP14为高电平（3V左右）；不振铃时TP14为低电平（0V左右）。

七、实验注意事项
当实验过程中出现不正常现象时，请按一下“复位”键，以使系统重新启动。

八、实验报告要求
1、画出本次实验电路方框图，并能说出其工作过程。
2、画出各测量点在各种情况下的波形图。

6. 数据通信基础的目录

第1章 概述
1.1通信技术与计算机技术的发展
1.1.1通信技术的产生与发展
1.1.2计算机技术的产生与发展
1.2计算机通信的发展
1.2.1计算机通信产生的背景
1.2.2计算机通信的发展过程
1.3计算机通信的应用
1.4数据通信系统的体系结构
1.4.1数据通信中要解决的关键问题
1.4.2数据通信的层次结构
1.5数据通信系统的质量指标
1.6制定数据通信标准的机构
习题1
第2章 数据通信基础知识
2.1信息、数据与信号
2.1.1信息
2.1.2数据
2.1.3信号
2.2数据通信系统分析
2.2.1通信系统模型
2.2.2通信系统分析
2.3编码与码型
2.3.1编码
2.3.2码型
2.4信道
2.4.1信道的类型
2.4.2信道的容量
2.5光纤信道
2.5.1引言
2.5.2光纤的传光原理
2.5.3光纤信道的组成
2.5.4光纤信道的传输特性
2.6微波信道
2.6.1地面微波中继信道
2.6.2卫星中继信道
2.6.3铱星移动通信系统
习题2
第3章 传输技术
3.1模拟传输与数字传输
3.1.1模拟传输
3.1.2数字传输
3.2模拟信号的数字化传输
3.2.1模拟信号数字化的基本原理
3.2.2脉冲编码调制(PCM)
3.2.3语音压缩编码技术
3.2.4数字复接技术
3.3数字调制技术
3.3.1数字幅度调制
3.3.2数字频率调制
3.3.3数字相位调制
3.3.4调制解调器
3.4数字信号的基带传输
3.4.1数字基带信号
3.4.2基带脉冲传输的相关技术
习题3
第4章 同步技术
4.1同步的基本概念
4.1.1计算机数据通信同步的分类
4.1.2同步通信方式与异步通信方式
4.1.3通信系统中的同步方法
4.2载波同步
4.2.1插入导频法
4.2.2直接法
4.3位同步
4.3.1外同步法
4.3.2自同步法
4.4群同步
4.4.1异步通信系统中的群同步——起止同步法
4.4.2连贯式插入法
4.5网同步
习题4
第5章 数据透明传输技术
5.1数据透明传输的基本概念
5.2转义字符填充法
5.3零比特填充法
5.4采用特殊的信号与编码法
5.4.1IEEE 802.3标准： CSMA/CD
5.4.2IEEE 802.5标准： 令牌环
5.4.3IEEE 802.4标准： 令牌总线
5.5确定长度法
5.5.1面向字节计数的规程
5.5.2固定数据段长度法
习题5
第6章 差错控制
6.1差错的类型
6.2差错控制的基本方法
6.3差错控制的方式
6.3.1反馈重发纠错
6.3.2前向纠错
6.3.3混合纠错
6.3.4不用编码的差错控制
6.4采用检错码的差错控制
6.4.1奇偶校验码
6.4.2定比码
6.4.3循环冗余校验码
6.4.4其他校验码
6.5采用纠错码的差错控制
6.6不用编码的差错控制
6.7关于帧或分组顺序的差错控制
习题6
第7章 信道共享技术
7.1信道共享技术的原理
7.2信道共享技术的分类
7.3时分多路复用
7.4统计时分多路复用
7.5频分多路复用
7.6波分多路复用
7.7码分多路复用
7.8总线结构多机系统的信道共享技术
7.8.1选择型总线接入控制
7.8.2预约型总线接入控制
7.8.3竞争型总线接入控制
7.8.4令牌总线的接入控制
7.8.5有限冲突接入控制
习题7
第8章 数据交换技术
8.1数据交换技术概述
8.1.1什么是数据交换
8.1.2公用交换电话网
8.1.3公用数据网
8.1.4租用线路网
8.1.5数据交换技术的类型
8.2电路交换
8.3报文交换
8.4分组交换
8.4.1分组交换的基本原理
8.4.2分组交换的特点
8.4.3分组交换网的构成
8.4.4分组传送业务和用户业务类别
8.4.5X.25建议书
8.5帧中继
8.5.1帧中继概述
8.5.2帧中继所提供的服务
8.5.3帧中继的体系结构
8.5.4帧中继的接入控制
8.5.5帧中继的帧格式
8.5.6帧中继的优点与应用
8.6ATM交换
8.6.1引言
8.6.2ATM技术的基本特点
8.6.3ATM网的体系结构
8.6.4ATM的信元格式
8.6.5ATM交换原理
8.6.6服务质量(QoS)
习题8
第9章 寻址与路由技术
9.1计算机通信的地址
9.1.1IP地址的理解
9.1.2从IP地址到物理地址的映射
9.1.3IP地址的扩展
9.1.4Internet的组播
9.1.5Internet群组管理协议
9.2端口与套接字
9.2.1端口
9.2.2套接字
9.3域名系统
9.3.1Internet的域名
9.3.2正式与非正式的Internet域名
9.3.3已命名项目与名字的语法
9.3.4将域名映射到地址
9.3.5域名转换
9.3.6高效率的转换
9.4路由技术
9.4.1路由选择的基本概念
9.4.2路由选择算法
9.5路由原理及路由协议
9.5.1路由原理
9.5.2路由选择协议
9.6路由表
9.6.1什么是路由表
9.6.2路由表的生成
9.7路由器
9.7.1路由器的原理与作用
9.7.2路由器的功能
9.7.3路由器的分组处理
9.7.4路由器的应用
9.7.5新一代路由器
习题9
第10章 流量控制和拥塞控制
10.1流量控制和拥塞控制的基本概念
10.2拥塞控制
10.2.1拥塞产生的原因
10.2.2拥塞控制的策略
10.2.3拥塞所产生的危害
10.3分组交换网的拥塞控制
10.4帧中继的拥塞控制
10.4.1帧中继拥塞控制的目标与方法
10.4.2许诺的信息速率
10.4.3利用显式信令避免拥塞
10.4.4利用隐式信令进行拥塞恢复
10.5ATM网的拥塞控制
10.5.1ATM通信量与拥塞控制的要求
10.5.2信元时延偏差
10.5.3通信量与拥塞控制框架结构
10.5.4通信量控制
10.5.5拥塞控制
10.6流量控制
10.6.1引言
10.6.2结点?结点流量控制
10.6.3源结点?宿结点流量控制
10.6.4结点与主机之间的流量控制
10.6.5源主机?宿主机流量控制
习题10
第11章 宽带综合业务数字网
11.1引言
11.2综合业务数字网(ISDN)
11.2.1ISDN的发展
11.2.2ISDN的国际标准
11.2.3ISDN的业务和功能
11.2.4ISDN的结构
11.2.5ISDN的协议模型
11.3同步数字体系——SDH技术
11.3.1SDH的产生背景
11.3.2SDH的概念与特点
11.3.3SDH的帧结构与开销功能
11.3.4SDH基本复用原理
11.3.5同步复用基本结构
11.3.6映射方法
11.3.7定位与指针
11.3.8复用方法
11.47号信令系统简介
11.4.1从信令到控制
11.4.2SS7的体系结构与协议集
习题11
第12章 信息安全与保密技术简介
12.1引言
12.2网络信息安全所面临的威胁
12.3计算机网络信息安全存在的缺陷
12.4怎样实现网络信息安全与保密
12.5密码技术
12.5.1现代密码学的基本概念
12.5.2密码攻击概述
12.5.3网络加密方式
12.5.4几种着名的加密算法
12.5.5数字签名
12.5.6报文的鉴别防火墙简介
12.6.1防火墙的基本知识
12.6.2防火墙产品设计的要点
12.6.3防火墙的体系结构
12.6.4防火墙的关键技术
12.7虚拟专用网技术简介
12.7.1引言
12.7.2虚拟专用网分类
12.7.3虚拟专用网安全协议
习题12
附录中英文术语对照表
参考文献

7. 信源编码和信道编码的作用是什么

1、信源编码

（1）作用之一是，即通常所说的数据压缩；

（2）作用之二是将信源的模拟信号转化成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。

2、信道编码

（1）数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以通过信道编码这一环节，对数码流进行相应的处理，

使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码流传送中误码的发生。误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。

（2）纠错编码

数字电视中常用的纠错编码，通常采用两次附加纠错码的前向纠错（FEC）编码。RS编码属于第一个FEC，188字节后附加16字节RS码，构成（204，188）RS码，这也可以称为外编码。

第二个附加纠错码的FEC一般采用卷积编码，又称为内编码。外编码和内编码结合一起，称之为级联编码。级联编码后得到的数据流再按规定的调制方式对载频进行调制。

纠错码的各种类型

1、RS编码

RS码即里德－所罗门码，它是能够纠正多个错误的纠错码，RS码为（204，188，t=8），其中t是可抗长度字节数，对应的188符号，监督段为16字节（开销字节段）。

实际中实施（255，239，t=8）的RS编码，即在204字节（包括同步字节）前添加51个全“0”字节，产生RS码后丢弃前面51个空字节，形成截短的（204，188）RS码。RS的编码效率是：188/204。

2、卷积码

卷积码非常适用于纠正随机错误，但是，解码算法本身的特性却是：如果在解码过程中发生错误，解码器可能会导致突发性错误。为此在卷积码的上部采用RS码块，RS码适用于检测和校正那些由解码器产生的突发性错误。所以卷积码和RS码结合在一起可以起到相互补偿的作用。

8. 编码理论的编码理论

研究信息传输过程中信号编码规律的数学理论。编码理论与信息论、数理统计、概率论、随机过程、线性代数、近世代数、数论、有限几何和组合分析等学科有密切关系，已成为应用数学的一个分支。编码是指为了达到某种目的而对信号进行的一种变换。其逆变换称为译码或解码。 根据编码的目的不同，编码理论有三个分支：
①信源编码。对信源输出的信号进行变换，包括连续信号的离散化，即将模拟信号通过采样和量化变成数字信号，以及对数据进行压缩，提高数字信号传输的有效性而进行的编码。
②信道编码。对信源编码器输出的信号进行再变换，包括区分通路、适应信道条件和提高通信可靠性而进行的编码。
③保密编码。对信道编码器输出的信号进行再变换，即为了使信息在传输过程中不易被人窃取而进行的编码。编码理论在数字化遥测遥控系统、电气通信、数字通信、图像通信、卫星通信、深空通信、计算技术、数据处理、图像处理、自动控制、人工智能和模式识别等方面都有广泛的应用。 前向纠错（英语：Forward error correction,缩写FEC）是一种在单向通信系统中控制传输错误的技术，通过连同数据发送额外的信息进行错误恢复，以降低误码率（bit error rate,BER）。FEC又分为带内FEC和带外FEC。FEC的处理往往发生在早期阶段处理后的数字信号是第一次收到。也就是说，纠错电路往往是不可分区的一部分的模拟到数字的转换过程中，还涉及数字调制解调，或线路编码和解码。
FEC是通过添加冗余信息的传输采用预先确定的算法。1949年汉明（Hamming）提出了可纠正单个随机差错的汉明码。1960年Hoopueghem,Bose和Chaudhum发明了BCH码，Reed与Solomon又提出 ReedSolomon（RS）编码，纠错能力很强，后来称之为里德-所罗门误码校正编码（The reed-solomon error correction code,即后来的附加的前向纠错）。ITU-T G.975/G.709规定了“带外FEC”是在SDH层下面增加一FEC层，专门处理FEC的问题。带外FEC编码冗余度大，纠错能力较强。FEC有别于ARQ，发现错误无须通知发送方重发。一旦系统丢失了原始的数据包，FEC机制可以以冗余数据包加以补入。例如有一数据包为“10”，分成二个数据包，分别为“1”和“0”，有一冗余数据包“0”，收到任意两个数据包就能组装出原始的包。但这些冗余数据包也会产生额外负担。 1843年美国着名画家S.F.B.莫尔斯精心设计出莫尔斯码，广泛应用在电报通信中。莫尔斯码使用三种不同的符号：点、划和间隔，可看作是顺序三进制码。根据编码理论可以证明，莫尔斯码与理论上可达到的极限只差15%。但是直到20世纪30～40年代才开始形成编码理论。1928年美国电信工程师H.奈奎斯特提出着名的采样定理，为连续信号离散化奠定了基础。1948年美国应用数学家C.E.香农在《通信中的数学理论》一文中提出信息熵的概念，为信源编码奠定了理论基础。1949年香农在《有噪声时的通信》一文中提出了信道容量的概念和信道编码定理，为信道编码奠定了理论基础。无噪信道编码定理（又称香农第一定理）指出，码字的平均长度只能大于或等于信源的熵。有噪信道编码定理（又称香农第二定理）则是编码存在定理。（见香农三大定理）它指出只要信息传输速率小于信道容量，就存在一类编码，使信息传输的错误概率可以任意小。随着计算技术和数字通信的发展，纠错编码和密码学得到迅速的发展。
在信源编码方面
1951年香农证明，当信源输出有冗余的消息时可通过编码改变信源的输出，使信息传输速率接近信道容量。1948年香农就提出能使信源与信道匹配的香农编码。1949年美国麻省理工学院的R.M.费诺提出费诺编码。1951年美国电信工程师D.A.哈夫曼提出更有效的哈夫曼编码。此后又出现了传真编码、图像编码和话音编码，对数据压缩进行了深入的研究，解决了数字通信中提出的许多实际问题。
在纠错编码方面
1948年香农就提出一位纠错码(码字长=7，信息码元数=4)。1949年出现三位纠错的格雷码(码字长=23，信息码元数=12)。1950年美国数学家理乍得·卫斯里·汉明发表论文《检错码和纠错码》，提出着名的汉明码，对纠错编码产生了重要的影响。1955年出现卷积码。卷积码至今仍有很广泛的应用。1957年引入循环码。循环码构造简单，便于应用代数理论进行设计，也容易实现。1959年出现能纠正突发错误的哈格伯尔格码和费尔码。1959年美国的R.C.博斯和D.K.雷·乔达利与法国的A.奥昆冈几乎同时独立地发表一种着名的循环码，后来称为BCH码(即Bose-Chaudhuri-Hocquenghem码)。1965年提出序贯译码，序贯译码已用于空间通信。1967年A.J.维特比提出最大似然卷积译码，称为维特比译码。1978年出现矢量编码法。矢量编码法是一种高效率的编码技术。1980年用数论方法实现里德－所罗门码（Reed-Solomon码），简称RS码。它实际上是多进制的BCH码。这种纠错编码技术能使编码器集成电路的元件数减少一个数量级。它已在卫星通信中得到了广泛的应用。RS码和卷积码结合而构造的级连码，可用于深空通信。
在密码学方面
1949年香农发表《保密系统的通信理论》，通常它被认为是密码学的先驱性着作。1976年狄菲和赫尔曼首次提出公开密钥密码体制，为密码学的研究开辟了新的方向。超大规模集成电路和高速计算机的应用,，促进了保密编码理论的发展，同时也给保密通信的安全性带来很大的威胁。70年代以来把计算复杂性理论引入密码学，出现了所谓P类、NP类和NP完全类问题。算法的复杂性函数呈指数型增长，因此密钥空间扩大，使密码的分析和搜索面临严重的挑战。密码学开始向纵深方向发展。