交织编码在遥测图像传输中的应用研究

胡 赟

太原理工大学信息工程学院, 山西 太原 030024

如果实际存在较大的交织深度，那么，离散度就会越大，且增强抗突发差错能力；不过随着交织深度的加大，将会花费较长的交织编码处理时间，最终提高数据传输时延性，简单点说就是交织编码主要以时间为代价。所以，其属于时间隐分集。因受到遥测信道带宽的约束，要进行图像数据的传输，要么通过无损压缩，要么通过有损压缩，但不管使用的是哪一种压缩法，经压缩的数据基本上对误码有明显的敏感性，如果存在较弱的无线信道信噪比，那么，将大大削弱最终传输的图像质量，所以，应根据图像编码实施相应的纠正差错编码。

1 交织编码技术

交织编码主要强调的是将一种长度很长的突发差错离散为随机差错，然后通过FEC即纠正随机差错的编码技术，对随机差错进行有效处理。如果实际存在较大的交织深度，那么，离散度就会越大，且增强抗突发差错能力；不过随着交织深度的加大，将会花费较长的交织编码处理时间，最终提高数据传输时延性简单点说就是交织编码主要以时间为代价。所以，其属于时间隐分集。随着移动通信环境的不断恶劣，会带来数字信号传输出现突发性错误，通过交织编码技术能够有效离散并改善数字信号传输的突发性错误，确保移动通信具有较好的传输性。

以上分析的整个纠错编码主要作用于对随机差错的纠正，不过，实际情况却是具体的通信系统内往往会出现一些突发性差错。突发差错指的是存在错误序列情况，改善这一差错的常用方法是交织编码。

交织编码是防止克服衰落信道中突发性干扰的最理想方法，一般都会与其它用于纠正无记忆独立差错的信道编码综合为级联码，在现代移动通信系统中得到了普遍使用。

2 交织编码的仿真实验原理

主要是实际交织编码前，先采用戈雷码编码器把数据进行纠错编码，然后再实施23行、23列的交织编码。在传输信道上用了一个周期为1Hz、脉宽为100ms、幅度为2V的方波信号模拟突发差错。进行交织编码过程中，应具有两倍的编码、解码延时，也就是2×23×23个采样。所以必须得到至少一个以上的全面性的反交织周期数据信号，要求设置相对长的系统采样点数。

3 交织编码在遥测图像传输中的应用

遥测图像传输过程中采用纠正差错编码时，倘若实际需采用长度为N的一串突发差错随机化，也就是把各误码贯穿于各奇偶监督矩阵领域内，明确科学合理的交织帧行数与列数，前者为N，后者为288(36×8)，如此一来，硬件实现中就要求充分的缓冲区，同时，导致时延进一步加大。出于对16x16的数据块的全面考虑，倘若根据下列两图中的误码分布情况进行分析研究，那么，就必须加强行数与列数的奇偶校检，由所有误码而造成的行数奇偶校检错误与列数奇偶校检错误实际存在的坐标均是在单调基础上而提升的，倘若实际中的一串突发错误主要是根据此种规律而最终分布的，那么，我们能够在同一块数据矩阵中对不同的误码加以纠正和改善。

上述所述的是一种矩形交织方法，实际中还可使用螺旋交织法，也就是具体数据主要根据行数或者列数详细计入，沿着对角线读出来，螺旋交织方法能够实现一个数据矩阵中的误码根据以上提出的规律进行合理分布，如果实际突发误码的长度在十五个范围内，那么，就可及时有效的获悉误码的具体位置，同时，加以改善。通过螺旋交织编码，只要利用一个十六字的缓冲区，以FIFO为中心读入十六个字的图像压缩数据，最终构建16x16的一个矩阵，加强所有行数、列数的奇偶校检，从而获悉两个字的纠错编码，即RJ与CJ，在进行交织编码过程中，若由于误码而引起奇偶校检码中出现错误纠错情况，那么，这时我们应该把RJ与CJ这两个纠错编码做科学合理的交织排序，然后，构建JY1与JY2这两个全新的校验码，最后结合数据块实施交织编码，严格根据对角线的排列顺序获悉具体的编码数据，同时，开展相应的并串转换。

简单举一个示例，将RJ当做行数奇偶校检码，将CJ当做列数奇偶校验码，将JY1与JY2当做RJ和CJ再次排列后而产生的全新校验字，交织编码过程中，沿着对角线方向按照顺序获悉数据，如果图中粗框代表的是出错码的位置，存在十五个连续错码，那么，交织编码将从地面站穿过解交，然后，再次转变为16x16的奇偶监督矩阵，最后因误码而导致的奇偶校验差错将是RJ3,RJ5,RJ6,RJ7,RJ9,RJ10,RJ11,12,RI13,刚l4,RJ15,CJ0,CJ1，CJ2，CJ3,CJ4,CI5,CJ6,CJ7,CJ8,CJ9,CJ10，CJ1l,CJ13，CJ14，从这些差错中不难看出，列数奇偶校验差错数量超出了行数奇偶校验差错数量，根据这一情况，我们应由低朝高把这两种奇偶校验差错进行两两组合来明确具体的误码位置，即(CJ0,RJ3)，(CJ1，RJ4)，……(CJ10，RJ14),(CJ12,RJ15),倘若误码发生于RJ位置中，那么，行数奇偶校验差错数量会超出列数奇偶校验差错数量，这时，我们应由高向低把这两个奇偶校验差错进行两两组合，以得出具体的误码位置。

4 结语

综上所述可知，实际中使用螺旋交织编码能够提高系统的抗干扰能力，即使在极弱的信道信噪比环境下也可以有序的作业。交错编码没有充分的能力对抗所有突发差错，仅仅只有突发误码在十五位范围内，同时，两次误码间存在的距离实际超出了一个奇偶监督矩阵的大小方可做到有效的纠错，如果具备充足的硬件资源,那么，可科学提高奇偶监督矩阵的维数，从而实现较强的突发误码性能。

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