高速數據通信及其差錯控制研究

秦 巖 武榮偉 蘇 濤

(西安電子科技大學 西安 710071)

1 引言

數字和信息技術的快速發展，對信號的傳輸速率和傳輸距離提出了更高的要求，特別在雷達信號處理、視頻圖像采集以及多媒體應用等領域，高速高可靠的通信方案是系統設計的重點和難點之一。同時，遠距離數據通信中多數無記憶信道[1]，如深空衛星信道[2]、微波接力信道以及高空激光視距信道等，誤碼多由高斯白噪聲和碼間串擾等造成，且表現為獨立的隨機誤碼[3]。選用合適的信道編碼技術進行差錯控制，是提高通信質量的常用方法[4]。

外同步通信方式在數據傳輸速率和傳輸距離上都已達極限，使用信道調制技術是提高傳輸速率和距離的有效途徑。然而調制解調會使誤碼衍生，并且高速數據通信實時性高、速度冗余小的特點，使得復雜的差錯控制算法如RS、Turbo、Viterbi等不便使用。本文提出的基于漢明碼原理的交織漢明碼算法，繼承了漢明碼簡單易實現的特點，擴展了糾錯性能，可以應對突發連續誤碼的情況，適合在高速數據通信中應用，且能顯著提高通信質量。

2 高速數據通信方案設計

2.1 概述

串行通信方式代替并行總線，簡化了系統設計中通信鏈路的復雜度。但隨著數據傳輸帶寬的不斷提高，以及遠距離高速通信需求的不斷增加，采用系統同步及源同步的數據通信方式已無力應付。數據傳輸同步系統的性能是影響傳輸速度[5]和傳輸距離的關鍵之一。本文使用信道調制技術設計一種基于嵌入式時鐘的高速串行自同步數據通信方案，突破了目前通信方式的速率上限，進一步簡化了串行鏈路復雜度，還能夠可靠地用于遠程有線或無線通信系統中。……