数字彩色电视制式

数字彩色电视制式第1页，共74页，2023年，2月20日，星期六4.1.2通用的压缩编码标准数据压缩的必要性4：2：2，PAL：864×625×25×2×8=216Mb/s(108MHz)数字电视系统框图第2页，共74页，2023年，2月20日，星期六通用的信源编码标准MPEG-2MPEG（MovingPicturesExpertsGroup）即活动图像专家组，建立于1988年MPEG-1：4：2：0采样压缩，每秒1.5Mbps的传输码率，图像大小352×240，扫描频率30场/秒。图像质量比电视略强，适合于非专业视频领域，如VCD等。MPEG-4：一种广域传输标准，传输码率10kbps~1Mbps，于2000年正式成为国际标准。具有内容的交互性，高效的压缩性，通用的访问性。第3页，共74页，2023年，2月20日，星期六MPEG-2：1994-1996年提出的用于广播电视的视频压缩标准。“Profile”和“Level”(“型”和“级”)

按视频格式分四个级 按编码工具分五个型 “级”与“型”的若干组合构成MPEG-2视频编码标准在某种特定应用下的子集：对某一输入格式的图像，采用特定集合的压缩编码工具，产生规定速率范围内的编码码流。在20种可能的组合中，目前有11种是已获通过的，称为MPEG-2适用点。第4页，共74页，2023年，2月20日，星期六

图像输入格式最大输出码率主型MP高型HP低级LLITU-R601标准的1/44Mb/s

352×240×30pel/s352×288×25pel/s主级ML符合ITU-R601标准15Mb/s20Mb/s720×480×30pel/s720×576×25pel/s高1440级H14LITU-R601标准的4倍（4:3）60Mb/s80Mb/s1440×1152×30pel高级HLITU-R601标准的4倍(16:9)80Mb/s100Mb/s1920×1152×30pel第5页，共74页，2023年，2月20日，星期六4.2.1视频信源编码的理论依据原始图像数据在空间及时间上的统计冗余度很大，存在大量无需传送的多余信息：图像的相邻像素、相邻行之间存在很强的相关性——空间相关性（帧内相关性）相邻场或帧对应像素间存在相关性——时间相关性（帧间相关性）信息保持无损压缩编码人眼对图像细节、幅度的变化、图像的运动不同时具有最高的分辨力：信息非保持有损压缩编码4.2视频信源编码原理第6页，共74页，2023年，2月20日，星期六4.2.2预测编码原理预测编码概述预测编码也称为差分脉冲编码调制（DPCM，DifferentialPulseCodeModulation），使用已编码像素的线性组合对未编码像素进行预测，传送其预测误差（残差）。量化器预测器预测器前值预测编码方框图编码器解码器第7页，共74页，2023年，2月20日，星期六约80%~90%以上的残差信号绝对值落在16~18个量化级以内。可以用较少的比特表示差值，达到数据压缩的目的。帧内预测采用1阶前值预测，利用空间相关性；帧间预测采用1阶前向预测或2阶双向预测，利用时间相关性。预测编码的主要缺点是抗误码能力差。若传输中产生误码，由于递归预测算法，对于帧内编码会使误差扩散到图像中一个较大的区域，对于帧间编码会使误差扩散到后续的若干帧中。为便于预测编码，把由连续的电视画面组成的视频序列（sequence

）划分为许多图像组（GOP,GroupofPicture），每个图像组由几帧或十几帧图像组成，这些图像相互间存在预测和生成关系。帧间预测编码是以图像组GOP为单位进行的。第8页，共74页，2023年，2月20日，星期六

I图像（Intra-CodedPicture）——帧内编码图像，其编码不依赖于其它图像，它还是P图像和B图像编码、解码的参考图像。使用周期性的I帧便于初始化接收机和捕获频道。I帧出现的频度可以变化，由编码器选择。P图像（Predictively-CodedPicture）——前向编码预测图像，像素的预测值为其前面一帧I图像或P图像中相应(已编码)像素值，即帧间运动补偿前值预测。B图像（Bidiectionally-CodedPicture）——双向预测编码图像，像素的预测值为其前后相邻帧相应(已编码)像素值的加权平均。B图像不能作为其它图像的编码参考图像。使用B帧可提高压缩效率，但需要帧存储器。第9页，共74页，2023年，2月20日，星期六编码器输入端或解码器输出端的显示顺序编码器输出端或解码器输入端的编解码顺序GOP示意图第10页，共74页，2023年，2月20日，星期六视频数据结构

块:Block8×8像素块宏块:Macroblock16×16像素块像条:Slice由多个Macroblock组成图像组：GOP视频序列：Sequence图像：Picture第11页，共74页，2023年，2月20日，星期六宏块的组成：

4：2：0格式的宏块4：2：2格式的宏块4：4：4格式的宏块在宏块的三种构成方式中，亮度块的数目均为4，而色度块的数目分别为2、4和8。第12页，共74页，2023年，2月20日，星期六

I图像的帧内预测编码：在对I图像进行帧内预测编码之前，首先对每一个8×8的像块进行二维离散余弦变换（DCT，DiscreteCosineTransform），将像块变换为由8×8个变换系数组成的系数块。位于系数块左上角的第一个系数是像块中8×8个像素的平均值，代表像块的直流分量，称为DC系数，其余系数为AC系数。帧内预测编码是对各个系数块的DC系数进行的，目的是去除在相邻像块的直流分量之间较强的相关性。帧内预测编码只在像条所在的区域进行帧内预测编码采用前值预测第13页，共74页，2023年，2月20日，星期六运动补偿帧间预测编码

最简单的帧间预测： 一个视频序列里两个相邻帧如右图所示。第一帧作为第二帧的参考帧，残差是第二帧与参考帧之差。第14页，共74页，2023年，2月20日，星期六图中，中间灰度代表差值为零，浅灰和深灰分别对应正、负差值。这种简单预测的问题是残差帧中剩余能量太多，压缩效率不高。多数残差是由于两帧之间物体运动引起的。更好的预测是在两帧之间进行运动补偿。

第15页，共74页，2023年，2月20日，星期六P图像运动补偿预测示意图编码帧残差帧经过运动补偿的帧运动估计参考帧（当前帧）（前一帧）运动补偿第16页，共74页，2023年，2月20日，星期六运动矢量：表示从编码帧到参考帧像素运动的方向和距离。运动估计：通过比较参考帧与编码帧中的图像，求出运动物体像素的运动矢量。运动补偿：考虑了运动矢量的帧间预测称为具有运动补偿的帧间预测。采用块匹配算法进行运动估计摄像机所摄取的景物的运动可能是十分复杂的，精确对每个像素进行运动估计十分困难。在许多情况下物体上的各个像素均做相同的运动，这时只需估计其整体的运动就可以了。块匹配算法：对每个编码帧宏块中的16×16亮度块，在参考帧中一定搜索范围内，搜索与它最相似的亮度块——匹配块，并根据匹配块与它的坐标差，确定运动矢量。像块匹配程度的判定常采用平均绝对差准则（MAD，MeanAbsoluteDifference)。第17页，共74页，2023年，2月20日，星期六编码帧的宏块编码帧的当前编码块MBp,q运动矢量参考帧的最佳匹配块MBp,qMMNN1616第18页，共74页，2023年，2月20日，星期六包含P×Q个宏块，每个宏块用表示，其中像素为设编码帧和已编码参考帧分别用和表示。在已编码参考帧中与空间距离为(i,j)的16×16块中的像素为其中为搜索范围。与该像块的平均绝对误差为的运动矢量对应使为最小的(i,j)，即中像素的运动补偿帧间预测残差为第19页，共74页，2023年，2月20日，星期六MPEG-2中运动补偿的精度是半像素，H.264中运动补偿的精度是四分之一像素，都需要在参考帧中根据已知整像素值，用线性内插的方法得到半像素和四分之一像素值以后，再进行块匹配计算。整像素、半像素和1/4像素运动补偿第20页，共74页，2023年，2月20日，星期六B帧图像的帧间预测编码 预测值是其前面参考帧的前向预测值与其后面参考帧的后向预测值的平均值——双向预测。 在进行运动补偿时，需要前向和后向两个运动矢量。 图4-9

在图像序列中，P帧和B帧传送的是像素值与预测值的差值和每个宏块的运动矢量。考虑到邻近宏块间运动矢量存在相关性，对运动矢量也采用前值预测编码。

第21页，共74页，2023年，2月20日，星期六帧间预测模式 为了既能处理逐行扫描图像，又能处理隔行扫描图像，数字电视的帧间预测编码主要有两类：帧预测和场预测。帧预测：预测来自于最近的重构参考帧图像。P帧预测示意B帧预测示意第22页，共74页，2023年，2月20日，星期六P场预测：预测来自于最近的重构参考场图像。编码帧中第一场图像的预测编码帧中第二场图像为底场的预测第23页，共74页，2023年，2月20日，星期六B场预测：用于预测的两个参考场来自于最近的解码参考顶场和底场。编码帧中第二场图像为顶场的预测B场图像或B帧图像的预测第24页，共74页，2023年，2月20日，星期六4.2.3变换编码原理变换编码是为了将图像数据或运动补偿残差数据转换到变换域，以去除空间相关性，对变换后的系数编码，达到数据压缩的目的。变换编码系统基本结构方块化（8×8）DCT量化信道发送端输入X接收端输出X’熵编码熵解码反量化IDCT第25页，共74页，2023年，2月20日，星期六离散余弦变换（DCT，DiscreteCosineTransform） 考虑到空间相关性只在一定范围内存在，变换是以块为单位进行的，采用8×8块。 设由8×8像素组成的像素块用矩阵X表示，变换后的系数块用矩阵Y表示，则： 正向DCT

反DCT

其中C表示8×8的DCT矩阵，CT是其转置矩阵C满足正交矩阵性质第26页，共74页，2023年，2月20日，星期六右图为8×8DCT基本图像。任何8×8图像块都可以用基本图像与变换系数乘积的组合来表示。DCT系数矩阵左上角系数y00对应空间直流分量，称为DC系数，其他63个对应交流分量，称为AC系数。第27页，共74页，2023年，2月20日，星期六第28页，共74页，2023年，2月20日，星期六DCT系数的量化经过DCT变换后，64个样值仍然得到64个系数。原样值是9比特，数据从0～511；得到的直流系数的范围是0～4095，交流系数的范围是-2048～2047；量化之后大多数高频分量的系数变为0。人眼对低频分量比较敏感，对高频分量则不太敏感；因而量化的结果是去掉了不太重要的高频分量，降低了码率。

I帧：系数矩阵左上角部位的系数对应空间低频分量，采用较小的量化间隔，位于右下角部位的系数采用较大的量化间隔。

P帧和B帧：是对帧间预测差值的变换，DCT系数不仅仅决定于空间频率，故采用相同的量化间隔。第29页，共74页，2023年，2月20日，星期六816192226272934161622242729343719222627293434382222262729343740222627293235404826272932354048582627293438465669272935384656698316161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616161616对于I帧的亮度和色度的量化加权矩阵对于P帧和B帧的亮度和色度的量化加权矩阵第30页，共74页，2023年，2月20日，星期六游程编码（RLC，RunLengthCoding）对自然景物图像的统计表明，DCT系数矩阵的能量集中在反映水平和垂直低频分量的左上角。图游程编码的方法是将扫描得到的一维序列转化为一个由二元数组（run，level）组成的数组序列，其中run表示连零的长度，level表示紧接在这串连零之后出现的非零值。当剩下的所有系数都为零时，用符号EOB（EndofBlock）来代表。

第31页，共74页，2023年，2月20日，星期六经DCT变换以后，系数大多数集中在左上角，即低频分量区，扫描后出现连零的机会比较多，特别到最后，如果都是零，在读到最后一个数后，只要给出“块结束”（EOB）码，就可以结束输出，因此节省了很多码率。如图两种扫描方式：帧图像Zigzag扫描，场图像交替扫描。第32页，共74页，2023年，2月20日，星期六4.2.4熵编码原理熵编码（EntropyCoding）是一类无损编码，编码后的平均码长接近信源的熵。霍夫曼（Huffman）编码：变长编码，对出现概率大的信源符号分配较短的码字，对出现概率小的信源符号分配较长的码字，以获得较短的平均码长。运动矢量的熵编码：对运动矢量的水平和垂直方向差值进行熵编码。DCT系数的熵编码第33页，共74页，2023年，2月20日，星期六4.2.5MPEG-2视频编码器和解码器MPEG-2视频编码器第34页，共74页，2023年，2月20日，星期六MPEG-2视频解码器第35页，共74页，2023年，2月20日，星期六美国1995年4月通过了ATSC(AdvancedTelevisionSystemCommittee)数字电视标准欧洲1995年，欧洲成立了DVB联盟，共同制定数字电视的DVB标准：

DVB－S（Satellite）、DVB－C（Cable）、DVB－T（Terrestrial)日本1998年9月制订ISDB-T(IntegratedServicesDigitalBroadcasting-Terrestrial)数字电视地面广播系统标准，与欧洲的DVB-T类似中国2002年组建音视频技术（AVS）标准工作组2006年视频部分正式颁布为国家标准多极化的传输标准4.3ATSC数字电视制式第36页，共74页，2023年，2月20日，星期六ATSC制的视频格式4.3.1ATSC制概述水平×垂直有效像素幅型比60/59.94逐行60/59.94隔行30/29.97逐行24/29.97逐行1920×1080（方像素）16:9√√√1280×720（方像素）16:9√√√704×480（宽屏）16:9√√√√704×480（CCIR601）4:3√√√√640×480（VGA，方像素）4:3√√√√第37页，共74页，2023年，2月20日，星期六系统分为三部分：信源编码和压缩、业务复用和传送、射频发送。第38页，共74页，2023年，2月20日，星期六信源编码和压缩

视频编码和压缩——MPEG-2 音频编码和压缩——DolbyAC-3,(384Kb/s,5.1声道) 辅助数据——条件接收（CA）等控制数据业务复用和传送把不同信息类型的比特流打成包给每一个包以唯一的标识符（ID）将视频、音频和辅助数据比特流包时分复用组合成传送包（TSP）射频发送对传送流进行信道编码和调制，形成用于发送的射频信号调制系统的两种模式： 8VSB调制的地面广播模式(19Mb/s) 16VSB调制的有线高比特率模式(38Mb/s)第39页，共74页，2023年，2月20日，星期六第40页，共74页，2023年，2月20日，星期六4.3.2传送层的功能和格式数字电视码流有多个不同的层次和类型：ES、PES、PS、TS。ES（ElementaryStream）基本流，是直接从编码器出来的数据流，可以是视频数据流，音频数据流，或其他编码数据流。

PES（PacketizedElementaryStream）打包基本流，ES流经过PES打包器之后，被转换成PES包。PS（ProgramStream）节目流，是将一个或几个具有公共时间基准的PES组合成的复用流。PS流比较适用于相对误码率小的传输环境中，如交互式多媒体环境和媒体存储管理系统。TS（TransportStream）传输流，是有一个或几个不同的PES经传输流打包后组成的复合流。TS流更适合在有干扰或误码的环境中传输。第41页，共74页，2023年，2月20日，星期六第42页，共74页，2023年，2月20日，星期六PES包起始码前缀比特流IDPES包长度PES包头标志PES包头长度PES包头区（可变长度）PES包数据块（可变长度）PES包头标志（说明比特流特性的标识符）：加扰指示，优先级指示，数据相配指示，有无版权，原版或复制，有无PTS（显示时间标志）和DTS（解码时间标志），包头是否含时钟基准，包头是否含比特率，包头是否含说明流来源的DSM(数字存储媒体)模式的字段，是否有CRC（循环冗余校验），是否有扩展段。PES包头区（各段可选）：PTS/DTS，DSM模式，附加复制信息，扩展数据，填充字节PES包数据块：有效负载数据，即来自相应编码器的一个连续的基本流。

第43页，共74页，2023年，2月20日，星期六TS包固定长度（188字节）：包头（4字节） 包同步，包识别（PID），连续计数，加扰控制等适配区（可变长度） 同步和定时——对27MHz系统时钟（STC）周期性抽样形成的节目时钟基准(PSR)，每100ms至少传送一次 基本流的随机进入点指示——频道切换用 本地节目插入指示有效负载数据（最多184字节）包头适配区有效负载数据视频音频视频音频视频音频视频……每一个新的PES包需要启动一个新的TS包第44页，共74页，2023年，2月20日，星期六4.3.3前向纠错信道编码

去信道能量扩散RS编码交织卷积编码8VSB调制传送流包ATSC制信道编码和调制RS编码及其纠错译码 RS（207，187），缩短的RS（255，235）187个信息字节20个校验字节48个0+187个信息字节20个校验字节1个同步字节第45页，共74页，2023年，2月20日，星期六缩短的RS（255，235）对应于域生成多项式：

中的元素由0和组成是的一个本原根。加法：模2加，即二进制异或运算乘法：第46页，共74页，2023年，2月20日，星期六元素二进制十进制000000011000000102000001004000010008000100001600100000320100000064100000001280001110129第47页，共74页，2023年，2月20日，星期六

校验生成多项式：187个信息字节信息多项式：

校验多项式：

20个校验字节：B152165121121240185174A0BA信息字节RS(207,187)RS(207,187)编码电路第48页，共74页，2023年，2月20日，星期六RS(207,187)码：码字多项式：可纠正t=10个字节或80比特的误码无误码时c(x)能被g(x)整除，有误码时c(x)不能被g(x)整除，收端根据余式和商式确定误码的位置和样式，实现纠错译码。第49页，共74页，2023年，2月20日，星期六卷积编码及维特比译码基础知识110001100/010/001/111/111/101/100/010/00M2M1y1y0x

0000000000

010101

1010101010101010000000010101011111111111111100011011用于ATSC制的1/2比率4状态反馈卷积编码器(a)编码器结构图(b)状态图(c)格形图

（4-52）

第50页，共74页，2023年，2月20日，星期六

对于长度为L的bit序列，由于误码，存在条不同的可能路径。从这些可能的不同路径中找到编码时走过的路径，进而推算出编码时的输入bit。维特比译码从所产生的各种可能路径中找出一条最大似然路径，使沿着这条路径得到的序列与接收的码序列相同或差别最小。设格形图上的序列为，接收到的幅度失真的码序列为，其判决再生的序列为，则格形图序列与接收序列之间差别测度：汉明距离（硬判决）若发送端将码序列映射为电平序列，接收到的幅度失真的电平序列量化编码为，格形图上的数字序列为，则格形图序列与接收序列之间的差别测度：欧几里得距离（软判决）ATSC制维特比译码采用软判决，其最大似然路径是欧几里得距离为最小的路径。第51页，共74页，2023年，2月20日，星期六TCM-8VSB调制技术从格形图上可以看出，在两个状态间至少需要3个时间段才有不同的编码路径，维特比译码从这些路径中选择与接收到的幅度失真电平序列欧几里得距离为最小的路径，从而实现纠错译码。这些路径之间的最小欧几里得距离越大，信号的抗噪能力越强。ATSC制采用ASK调制（幅移键控调制）若将两比特数据映射为4电平符号：Ai=-3,-1,1,3,分别调制4个不同幅度的高频信号，称为4ASK调制。直接映射时，最小欧几里得距离为2，用平均功率归一化的最小欧几里得距离为D0=0.894，8ASK归一化的最小欧几里得距离为D0=0.436。ATSC制采用2/3比率的格形编码，格形图的欧几里得自由距离为dfree=3D0=3×0.436=1.31。编码增益G=20lg(1.31/0.894)=3.32dB第52页，共74页，2023年，2月20日，星期六预编码器格形编码器DM2M1Z2Z1Z08VSB000-7001-5010-3011-1100+1101+3110+5111+78VSBX1X2Y1Y2Z1Z2Z0(a)

8VSB格形编码器(a)格形编码器、预编码器和符号映射器；(b)格形图(b)8电平符号映射器格形编码器预编码器00010001011010000000110111111001001100110111101100011011状态第53页，共74页，2023年，2月20日，星期六交织通过交织(interleaving)可使突发差错分散为随机差错，以充分发挥纠错编码的作用。

段间卷积字节交织器：由I=52个分支组成，在第j(j=0,1,…,I-1)分支上设有容量为jM个字节的移位寄存器，M=4

N=IM=52×4=208

即4个切换周期正好是一个纠错编码包的长度。

交织器用参数描述，对于(208,52)交织器交织前同一数据段的数据在交织后将分散到52个数据段中(一个纠错编码包对应一个数据段)。段内交织：是与格形编码结合进行的，由每字节1位置切换的12个格形编码器组成。第54页，共74页，2023年，2月20日，星期六能量扩散（随机化）改善传输频谱特性随机化电路是一个

16bit最大长度伪随机码发生器，其生成多项式为由它生成的伪随机二进序列（PRBS,Pseudo-randomBinarySequence）与输入码流进行模2加，使数据随机化。d0d1d2d7d3d4d5d6使能D0D1D2D7D3D4D5D6ATSC制的随机化电路每个数据场的第一个数据段的段同步期间初始化F180H第55页，共74页，2023年，2月20日，星期六VSB数据帧和频谱随机化RS编码器交织器格形编码器复用器导频信号插入VSB调制器射频上变频器段同步场同步VSB发射机框图65.38导频抑制载波10.7ATSC制射频信号频谱第56页，共74页，2023年，2月20日，星期六段同步场同步#1场同步#2数据+FEC数据+FEC313段313段828符号4数据段832符号（208字节）数据段同步数据段同步4符号4符号数据+FEC24.2ms24.2ms+5+3-1+1-3-5-7+7导频1.251段（77.3um）PN511PN63PN63PN63模式保留符号率Rs=10.76MS/s有效负载数据率Rp=19.28Mb/sVSB数据帧结构第57页，共74页，2023年，2月20日，星期六4.4DVB制式4.4.1DVB制的视频格式与接口水平×垂直有效像素幅型比50逐行60/59.94逐行25逐行25隔行30/29.9724/23.976逐行30隔行29.97隔行29.97/23.976逐行1440×115216:9√1920×108016:9√√√√√1920×103516:9√√√1280×72016:9√√√√720×5764:3/16:9√√√544480×5763524:3/16:9√√720×4804:3/16:9√√√√640×4804:3√√√√544480×4803524:3/16:9√√352×2884:3/16:9√352×2404:3/16:9√DVB制的视频格式第58页，共74页，2023年，2月20日，星期六DVB设备的接口（1）SPI

同步并行接口，用在设备相距较近的场合。它有11对信号线，并行地发送时钟、数据（占8对信号线）和同步信号等。全部信号与时钟同步，它的频率随传送流的码率而定。（2）SSI

同步串行接口，是同步并行接口的一种扩展。它的功能与SPI相当，只是在两端进行了并串的正、反变换。这种接口使用的连接速率就是传送流的码率，传输介质可以是电缆或光纤。SSI目前用得较少。（3）ASI

异步串行接口，传输介质可以是电缆或光纤。它采用固定的连接速率（270Mbps）。第59页，共74页，2023年，2月20日，星期六按DVB-T制采用的信道编码和射频信号形成的特点，它又被称为编码正交频分复用（COFDM，CodedOrthogonalFrequencyDivisionMultiplex）多载波制式。采用“数据容器”模型，容纳各类数据，在一个频道内实现准无误码传输。适应8MHz频道。系统具有单频网运行能力。能够克服来自采用相同频率的邻近发射机的类似回波的同频道干扰。4.4.2DVB-T制概述第60页，共74页，2023年，2月20日，星期六DVB-T系统功能框图第61页，共74页，2023年，2月20日，星期六4.4.3DVB-T的信道编码能量扩散PRBS生成多项式为移位寄存器每8个MPEG-2数据包初始化一次，初始值为100101010000000。

外编码DVB-T的外码采用RS(204,188)码，它是由RS(255,239)码缩短而成的。

外交织数据流经外码编码后送到卷积交织器进行字节交织。DVB-T采用(204,12)交织器，M=17，I=12，N=IM=204，交织深度为12个纠错编码包。

内编码基于1/2比率64状态的基本卷积码生成的收缩卷积码

第62页，共74页，2023年，2月20日，星期六基本卷积编码器具有6个移位寄存器，每输入1个比特输出2个比特和：

卷积收缩码图样和输出序列

编码比率r收缩图样输出序列路径的最小自由距离1/2X：1Y：1X1Y1102/3X：10Y：11X1Y1Y263/4X：101Y：110X1Y1Y2X355/6X：10101Y：11010X1Y1Y2X3Y4X547/8X：1000101Y：1111010X1Y1Y2Y3Y4X5Y6X73接收端使用1/2比率的维特比译码器，在被收缩的位置上插入一个特殊的符号“×”(=Don’tCare）。第63页，共74页，2023年，2月20日，星期六内交织x0,x1,x2,…解复用符号交织比特交织I0比特交织I1比特交织I2比特交织I3b0,0,b0,1,…b1,0,b1,1,…b2,0,b2,1,…b3,0,b3,1,…a0,0,a0,1,…a1,0,a1,1,…a2,0,a2,1,…a3,0,a3,1,…y0,y1,…映射I0,I1,…Q0,Q1,…非分层16-QAM的内交织和映射方框图比特交织：

符号交织：

2K模式：

8K模式：

QPSK：v=216-QAM：v=464-QAM：v=6

第64页，共74页，2023年，2月20日，星期六QPSK和QAM调制QPSK调制：一个符号包含2bit即映射到星座图生成4种相位不同但幅度相同的调制载波：、、称为四相键控调制即QPSK。若原始数字序列的码率为R，则经QPSK调制后的符号率为R/2，提高了信号传输的效率。

11-1-100100111IqQq（对应y0,q）（对应y1,q）QPSK星座图（bit顺序y0,q

y1,q）第65页，共74页，2023年，2月20日，星期六11-1-10011101101111111IqQq（对应y0,q

y2,q）（对应y1,q

y3,q）均匀16-QAM星座图（bit顺序y0,q

y1,q

y2,q

y3,q）3-3-33101010001001110111001110001000000001010101100100M-QAM调制：一个符号包含bit，M种符号对应星座图上的M个点

和分别对正交的载波调制，生成M种不同相位或不同幅度的调制载波，称为M正交幅度调制即M-QAM若原始数字序列的码率为R，则经M-QAM调制后的符号率为。M越大传输效率越高，但在相同的信号平均功率S下，星座点的最小欧氏距离越小，抗误码性能越差。

第66页，共74页，2023年，2月20日，星期六4.4.4COFDM信号的形成与传输在多径传播下，当多径延时τ较大时，相关带宽△f=1/τ可能小于信号带宽，造成频率选择性衰落，产生严重的码间干扰。正交频分复用（OFDM，Or