解扰

更新时间:2022-08-25 12:03

解扰(descrambling)是指在数字通信中,将加扰的数字信号恢复为原有数字信号的操作。

概念

解扰(descrambling)是指在数字通信中,将加扰的数字信号恢复为原有数字信号的操作。

在数字信号的传输中,发送机往往要加扰码器,相对应的接收端要加解扰器。扰码器将终端输入的短周期信号,如1010101…,全0或全1(系统在停止状态),以及由终端产生的其他类型短周期信号扰码(或变换)为长周期信号。系统中加入扰码的目的有三个:

第一,短周期的数字信号具有频率足够高的单音,而数字信号的电平也常是相当高的。这种单音可以和载波或调制信号交调,产生非线性产物,落入相邻信道内,成为对在相邻信道内传输的信号的干扰。但经过扰码器后,短周期信号被变换为周期足够长的序列,成为频率较低的若干电平低的多的单音信号,使它本身和由上述交调产生的单音或者落在载波信道之外,或者电平很低、干扰很小。

第二,在从信息序列中提取定时的系统中,位定时常从信道信号的电平过渡点提取,当过渡点的密度很小时(甚至长时间内没有)提取定时信号将非常困难;而在输入序列为周期序列时,很可能发生过渡点过少的情况。扰码器将保证它本身所输出的周期性序列有足够多的过渡点,当扰码器设计得恰当是,可以得到占码元速率近半数的过渡点。

第三,当传输系统中具有时域均衡器时,扰码器能与保证定时提取电路的正常工作相似地保证这种均衡器的正常工作。总之,扰码器起的作用是:如果输入数字序列是短周期的,将把它按照某种规律变换(扰码)为长周期,并且使输出序列(以后将称为信道序列)中的过判决点(在二进制中即过零点)接近码总数的一半。解扰器在接收端将被扰码后的序列还原为输入发送机的数字序列(消息)。

工作原理

在多电平传输系统中,扰码和解扰几乎全在二进制尚未变换为多进制和已反变换为二进制的情况下进行,所以这里只讨论二进制数字的扰码和解扰问题,但是,讨论的过程和结论大都可以推广到多进制。

最简单的扰码方法是在输入数字序列上加一个最长线性移位寄存器序列,使前者变换为信道序列;相应地在接收端从信道序列中减去同步的同一最长移位寄存器序列,可还原为原数字序列。这个方法在电路上不难实现。这种方法的另一优点是:当信道序列在传输中出现码元差错时,不会因为加有解扰器而使差错传播。这个方法存在的问题在于同步。在有自动均衡的系统中,同步可以在训练序列的末尾完成;但是一旦失步,必须重新传输训练序列,而且,除非信道序列中有剩余度,传输系统本身不会认识到这种失步。

由于这一原因,即使在有自动均衡的系统中,也多不使用这种相加扰码器。经常使用的扰码和解扰电路都具有自同步性质。所谓自同步,就是在任何起始状态下,解扰器能在开始正确地接收已受扰码序列的一定时间以后,得到同步,输出正确的还原数据。当接收到的码元有差错时,可以在很短时间内恢复同步。尽管如此,由于这些扰码器和解扰器与最长线性移位寄存器序列有密切的关系,扰码和解扰过程与产生最长线性移位寄存器序列的方法很相似。

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