前向糾錯

在衛視接收的參數中，FEC是個非常重要的數據。在早期的數字機中，例如NOKIA9500是需要輸入FEC參數的。只是後來的數字機的運算速度提高，可以自動測定FEC，而不需要用戶自己輸入FEC參數了。但是在數位元組目解碼過程中，FEC還是必不可少的一個重要參數。這就像今天運算速度更快的盲掃機器不用輸入參數便可以接收節目一樣，但是下行頻率和符 碼率仍是最基本的節目數據。那麼FEC到底有什麼作用呢?

大家都知道，數位元組目和模擬節目比，效果更清晰，色彩更純凈，通透性更高，畫面沒有雜質干擾。這都要得益於數字信號出色的抗干擾能力。在數字信號中，為了防止外界信號干擾，保護信號不變異，要進行多重的 糾錯碼設置。數字信號在解碼過程中，對錯誤信號十分敏感，每秒鐘只要有很小很小的誤碼，就無法正常解碼。而數字衛星信號之所以能順利播放，又是得益於數字信號中的 糾錯碼的設置。在各種 糾錯碼的設置中，被稱做FEC的前向糾錯是一個非常重要的防干擾演演算法。採用前向誤差校正--FEC方法，是為了降低數字信號的誤碼率，提高信號傳輸的可靠性。

我們知道，數字信號實際傳送的是數據流，一般數據流包括以下三種：

也叫基本碼流，包含視頻、音頻或數據的連續碼流。

也叫打包的基本碼流，是將基本碼流ES流根據需要分成長度不等的 數據包，並加上包頭就形成了打包的基本碼流PES流。

也叫傳輸流，是由固定長度為188位元組的包組成，含有獨立時基的一個或多個節目，適用於誤碼較多的環境。

為了能形象的、淺顯易懂地說明，我們來打個比喻，如果把ES流比做產品的原材料，那麼PES流就是工廠剛剛生產出來的一件產品，而TS流就是經過包裝好送到商店櫃檯或用戶手裡的商品。如果ES流的重量被成為凈重，那麼TS流的重量就被稱為毛重。這個比喻和FEC又有何相干?

從PES流到TS流，這個過程中已經加進去FEC 糾錯碼，可以採用不同的速率的FEC,在DVB-S標準中，規定5種速率—1/2、2/3、3/4、5/6、7/8。以7/8為例，其實際意義是，在一個TS流中，只有7/8的內容是裝有節目內容的PES流，而另外的1/8內容，則是用來保護 數據流不發生變異的 糾錯碼。還用上面的例子做比喻，如果整個節目的符 碼率是毛重的話，則7/8的節目內容好比是凈重，而1/8的 糾錯碼就是包裝箱的重量。

那有一點是可以肯定的,FEC糾錯率越低，則 糾錯碼佔據的比例越高，同樣功率時，對解碼的門限要求越低，要求天線口徑越小，接收越容易;FEC越高，則糾錯碼越低，解碼門限值越高，天線口徑要求越大，接收越困難。到此，讀者梁興光的疑惑可以說是解開了，但是細心的讀者又會產生新的疑問：既然FEC 糾錯碼率越低，門限越低，天線口徑越小，越容易接收，為什麼鳳凰衛視和韓國阿里郎還要用7/8那麼高的FEC碼率呢？如果改用1/2的FEC,接收天線不是可以變的更小嗎？這就涉及到FEC的另一個重要作用：如果糾錯碼過高，那麼相應的節目內容佔用的碼率則更低，一方面降低節目畫質，另一方面，如果不降低畫質，則只能減少傳送節目的數量了。比如梁先生提到的韓國阿里郎節目，符 碼率是4420,FEC是7/8;而亞洲2號各省節目的符碼率也同樣是4420,但是FEC則只有3/4,實際上這兩個同樣符碼率的節目，畫質並不相同，阿里郎的畫質要比省台的高一些，原因是阿里郎的碼流中，只拿出了1/8的碼流用來保護 數據流不受干擾變化，而亞洲2號的各省台則要拿出比阿里郎多一倍的1/4的碼流來保護數據流。但是任何事物都有其兩面性，如果阿里郎和亞洲2號各省台的節目信號強度相同，亞洲2號的省台接收起來更容易。

在DVB-S標準中，只規定了1/2、2/3、3/4、5/6、7/8這5種FEC 碼率，為什麼只規定這5種，為什麼沒有4/5和6/7?如果您自己考慮明白了，說明對FEC也就徹底搞清楚了。

電視節目廣播前向糾錯採用2/3 碼率格形碼、卷積交織碼和RS碼構成的級聯碼。RS(209，187)分組碼是截短的RS(255，233)分組碼，可以糾正11B的傳輸誤碼。為了減少突發脈衝干擾所造成的連續誤碼的影響，DMB-T傳輸系統在 內碼和外碼之間插入了卷積交織編碼B=19；M=22，總時延相當於36個RS(209，187)分組碼。

多媒體綜合 數據業務服務的前向糾錯採用的是多層分組 乘積碼(Multi-levelBlockProductCode)。它是由分組 乘積碼BPC(3762，2992)構成的一種系統碼，是二維分組乘積碼BPC(4096,3249)的刪余截短，其解碼器可以採用高性能Turbo演演算法。

第三代Swizzle FEC

第三代前向糾錯編碼技術Swizzle FEC冗餘度仍然為6.7%，但是編碼構造方式有了創新，採取一種與第二代FEC簡單的二維級聯編碼完全不同的構造方式：螺旋方式交織編碼。

螺旋交織使得每一個碼字被幾乎所有鄰近的碼字所保護。這種方法基本消除了錯誤平層（errorfloor），並且延遲只有正交二維級聯碼的一半以下。

Swizzle編碼比現有的二維級聯碼有三大優點：

·1.採用了更好的交織構造因此提高了性能並減少了延遲。

·2.允許更加并行的實現機制，因此在同樣延遲的條件下具有更好的性能。

·3.採用“最大似然解碼”（MaximumLikelihoodDecoder）方式取代了簡單的“最後一個解碼的碼字決定一切”的解碼方式，因此對錯誤解碼有極強的抵抗力。

第三代SwizzleFEC在1E-15誤碼率的條件下達到了9.45dB的增益，比第二代FEC提高了1.35dB的凈增益。增加的增益可以用來提升傳輸距離，在較差的光纖上傳輸，或者糾正非線性損傷，從而降低運營商的建網成本。