利用真正视频调制解调器方案实现非压缩HDTV无线连接

联合信源-信道编码方案

为了克服这些问题，采用了联合信源信道编码。图2给出了该系统设计方案。其中，JSCC由以下三个部分组成：

图2：基于联合信源-信道编码的系统设计。

1.根据视频分量的重要性来优化视频。具体为：

a．像素的最高位(MSB)要远比最低位(LSB)重要。

b．低空间频率要比高频更重要。

c．亮度分量要比色度分量更重要。

2.不同等的错误保护(UEP)——对重要分量的最高位比特的编码保护等级要高于不重要分量的最低位的编码保护。

3.结合调制和UEP，产生信道信号空间的合适星座图。例如，

a.重要分量用粗星座，而不重要分量用细星座

b．将噪声较大的频段分给不重要的分量

该方法将视频像素转换成正交频分调制符号(OFDM)，几个图像行的延迟非常小。图3为联合信源-信道编码的方框图。

图3：联合信源信道编码。

JSCC方案的优点

相对于传统的解决方案，联合信源-信道编码具有几个显著的优点。首先，因为视频分量和他们的比特表征的重要性不均等，JSCC采用不均等的错误保护等级(UEP)，而在传统方案中对所有位的保护是均等的。于是，在传统的方案中，重要分量的最高位受不到足够的保护，而对于最低位的保护却显过度(因而浪费了信道资源)。图4种描述了这种情况。

图4：不均等的错误保护与均等保护的对比。

JSCC方案较好地利用了可用信道容量，即便是容量在变化。传统系统应该工作在低于最坏情况下信道容量的速率上，否则视频通信将不可靠。通过将不好的信道容量分配给不敏感的信息，JSCC总是将容量利用到极致。应指出的是，某些传统系统可以在容量突然下降的地方做“短期平均”，但这需要很大的缓冲器，从而导致过高的复杂度和较大的延迟。其他传统的系统通过采用反馈来适应变化的信道特性。进一步，由于无线信道变化很快，等到发射机得到这些反馈信息时，信道又已经变化了。图5中描述了信道利用的情况比较。

图5：信道容量的利用状况图示。

相对于传统系统，JSCC的主要优点体现在它对不断变化着的信道容量和信道的信噪比的适应能力上。传统系统中有一个门限效应-它必须保证最小的DNR，否则整个通信将失败。为了降低门限，传统系统中降低了码率，例如通过深度压缩的方式。但这样做会降低质量。任何情况下，传统系统是中有一个“质量天花板”，在这里图像质量无法改善，即便是信道变好，其质量也无法优于与最坏设计情况相对应的预定质量。Amimon的JSCC方案没有这样的SNR门限，故在信道条件改善时图像质量将得到改善。图6中描述了在变化的信道条件下传统方案和JSCC方案的视频质量比较。

图6：良好的信道适应与门限/天窗效应的关系。

Smimon的视频调制解调器的CSNR通常位于20-30dB之间，允许PSNR超过完美重构45dB。即便是有偶然的下降，PSNR仍保持良好，而在传统方案中将完全崩溃了。