DVB-S2 - гэта мадэрнізаваная версія DVB-S. Міжнародная арганізацыя DVB пачала мадэрнізацыю DVB-S у пачатку 2002 года. Прыкладна за два гады яна правяла 4 туры праграмнага спаборніцтва, і нарэшце перамагла кампанія Hughes Network System (HNS) на аснове праграмы LDPC + BCH. Дзякуючы стварэнню вялікай колькасці мадэляванняў і дэманстрацыйных сістэм, гэтая праграма была першапачаткова зацверджана арганізацыяй DVB у лістападзе 2003 г. Тэкст праграмы быў завершаны ў студзені 2004 г. і рэкамендаваны ETSI як стандарт EN 302 207 у чэрвені 2004 г.
1. асноўныя асаблівасці DVB-S2
Эксперыменты паказваюць, што пры дадзенай умове прапускной здольнасці і магутнасці перадачы сістэма атрымае ўзмацненне каля 30% у адпаведнасці з абраным метадам мадуляцыі і хуткасцю кадавання. Прымяненне тэхналогіі мадуляцыі зменнага кода (VCM) можа забяспечыць розныя ўзроўні абароны ад памылак для розных паслуг, такіх як тэлебачанне стандартнай выразнасці, тэлебачанне высокай выразнасці, аўдыятрансляцыя і мультымедыя. Асабліва ў інтэрактыўных паслугах або кропка-кропкавых паслугах, тэхналогія мадуляцыі зменнага кода спалучаецца з зваротным каналам для фарміравання адаптыўнай мадуляцыі кода (ACM, адаптыўная мадуляцыя кода). Тэхналогія адаптыўнага кадавання і мадуляцыі можа забяспечваць розныя ўзроўні схем кадавання і метадаў мадуляцыі абароны ад памылак у адпаведнасці з інфармацыяй зваротнай сувязі асяроддзя распаўсюджвання сігналу, у якой размешчаны прыёмны тэрмінал, для дасягнення найлепшага супадзення прадукцыйнасці, так што магутнасць сістэмы можа быць павялічана на 1 2 разы. Таксама была ўмацавана надзейнасць розных паслуг. З развіццём тэхналогій удасканаленне фармата адзінага ўваходу DVB-S / DVB-DSGN (паток MPEG TS) да шматфарматнага патоку дадзеных (мульты-TS або элементарны паток дадзеных) істотна не павялічыць складанасць рэалізацыі.
Як мадэрнізаваная сістэма тэхналогіі кадавання і мадуляцыі каналаў DVB-S, DVB-S2 у поўнай меры выкарыстоўвае вышэйзгаданыя новыя тэхналогіі, каб забяспечыць новы тэхнічны стандарт з высокай гнуткасцю і шырокім ахопам спадарожнікавых паслуг. Ён мае наступныя пяць асноўных характарыстык:
1) Гнуткае супадзенне інтэрфейсу ўводу: Ён можа прымаць адзінкавы ці некалькі патокаў уваходу ў розных фарматах, такіх як транспартны мультыплекс MPEG-2 і асноўны паток дадзеных. Уваходным сігналам можа быць дыскрэтны пакет дадзеных альбо бесперапынны паток дадзеных.
2) Высокапрадукцыйная сістэма выпраўлення памылак наперад: унутраны код выкарыстоўвае код праверкі з нізкай шчыльнасцю (код LDPC), а знешні - код Боса-Чаудхуры-Хокенгема (BCH, Бос-Чаудхуры-Хокенгем). Гэтая схема кадавання адрозніваецца ад межы Шэнана прадукцыйнасцю толькі на 0.7-1 дБ, а частата памылак пакета (PER) ніжэй за 10-7 пры зададзеным парозе сігналу / шуму. У цяперашні час гэта найбольш эфектыўная схема кадавання.
3) Хуткасць кадавання, мульты-мадуляцыя, эфектыўная і гнуткая: хуткасць кадавання падтрымлівае 1/4, 9/10 і г.д., 2b / s / Hz ～ 5b / s / Hz, рэжымы адлюстравання сімвалаў адпавядаюць QPSK, 8PSK, 16APSK , 32APSK, адпаведна, рэжымы мадуляцыі. Выбар павялічаны, гнуткі і эфектыўны, а нелінейнасць транспандэра таксама спецыяльна аптымізавана.
4) Адаптыўная тэхналогія кадавання і мадуляцыі: Гэтая тэхналогія (ACM) можа забяспечыць кадаванне і аптымізацыю мадуляцыі на ўзроўні кадра ў адпаведнасці з рознымі асяроддзямі перадачы сігналу і значна павысіць надзейнасць перадачы сігналу сістэмы.
5) Шматлікі выбар каэфіцыента згортвання спектру: 0.35, 0.25, 0.20, які можа задаволіць розныя бізнес-патрэбы, такія як аўдыё, відэа (SD / HD) і дадзеныя.
2. DVB-S2 апрацоўкі сігналаў паток
DVB-S2 прымае найноўшую схему кадавання каналаў (LDPC + BCH) на аснове DVB-S, пашырае адпаведнасць рэжыму ўводу сігналу (некалькі транспартных патокаў і элементарных патокаў) і ўводзіць адаптыўныя сігналы на аснове QPSK, 8PSK, 16APSK і 32APSK Рэжым мадуляцыі (ACM), таксама ёсць новыя дасягненні ў галіне аднаўлення носьбітаў прыёмніка і тэхналогій хуткай сінхранізацыі кадраў.
Апрацоўку сігналу DVB-S2 можна прыблізна падзяліць на пяць частак, каб сфармаваць тры фарматныя кадры (кадр асноўнай паласы, кадр выпраўлення памылак і фізічны кадр. Першыя два тыпы кадраў належаць да лагічных кадраў.). Пяць частак:
1) Рэжым уводу і частка, якая адпавядае транспартнаму патоку: забяспечыць інтэрфейс уводу сігналу, завяршыць сінхранізацыю ўваходнага патоку, выдаліць пусты пакет і правесці цыклічную праверку празмернасці (CRC-8) на паслядоўнасці ўваходных пакетаў дадзеных. Калі гэта рэжым патоку з некалькімі ўводнымі дадзенымі, ён таксама будзе выкананы. Аб'яднанне або расшчапленне ўваходнага патоку заключаецца ў рэарганізацыі поля дадзеных уваходнага патоку і, нарэшце, устаўцы знака асноўнай паласы, запаўненні і, нарэшце, выхадзе кадра асноўнай паласы, фармат якога паказаны на малюнку 4. Даўжыня кадравай паласы Kbch звязана з абранай хуткасцю кадавання і рэжымам мадуляцыі. Акрамя таго, DVB-S2 таксама забяспечвае псеўдавыпадковае кадраванне для гэтага кадра асноўнай паласы.
2) Частка кадавання карэкцыі памылак наперад: у асноўным завяршаецца функцыя кадавання карэкцыі памылак канала абароны, якая ў асноўным дзеліцца на тры этапы: абарона знешняга кода (код BCH), абарона ўнутранага кода (код LPDC) і іншыя метады мадуляцыі, акрамя QPSK. чаргаваны. Перамежаванне біта тут вельмі простае. За выключэннем 8PSK з хуткасцю кода 3/5, увод дадзеных запісваецца паслядоўна ў слупкі, а выхад дадзеных - паслядоўна ў радкі. Пісаць і чытаць - усё з самага значнага біта (MSB). пачаць. Пасля таго, як кадр асноўнай паласы праходзіць гэтыя тры этапы кадавання карэкцыі памылак, фарміруецца так званы кадр карэкцыі памылак (FEC Frame).
3) Частка адлюстравання сімвала кадавання: У асноўным яна завяршае працу па адлюстраванні бітаў перадачы на сімвал мадуляцыі. Кожны кадр карэкцыі памылак уводу выконвае паслядоўна-паралельнае пераўтварэнне ў адпаведнасці з розным паралелізмам (2, 3, 4, 5), а пераўтвораная паралельная паслядоўнасць выконвае адлюстраванне сузор'я ў адпаведнасці з абранай эфектыўнасцю мадуляцыі для генерацыі (I, Q) паслядоўнасці. Такім чынам, паслядоўнасць карэкцыі памылак уводу (кадр) становіцца адпаведнай складанай паслядоўнасцю, якая складаецца з 64800/16200 сімвалаў мадуляцыі. Пасля гэтай часткі апрацоўкі ўваходны кадр выпраўлення памылак (FEC Frame) становіцца складаным выхадам паслядоўнасці (I, Q), які называецца складаным кадрам выпраўлення памылак паслядоўнасці (XFEC Frame).
4) Частка кадавання фізічнага кадра: Тут складаны кадр карэкцыі памылак паслядоўнасці падзелены на S-сегменты ў адзінках па 90 сімвалаў. Значэнне S вызначаецца працягласцю складанай паслядоўнасці (кадра) (64800/16200) і выбранай эфектыўнасцю мадуляцыі (2/3) / 4/5) Сумеснае рашэнне. Для палягчэння канфігурацыі прыёмніка неабходна таксама дадаць загаловак фізічнага кадра (PLHREADER) у пярэдні канец складанай паслядоўнасці, а даўжыня загалоўка фізічнага кадра таксама складае 90. У сегментах S, падзеленых на шматразовая серыялізацыя, пілотны блок (пілотны блок) устаўляецца пасля кожных 16 сегментаў, каб дапамагчы сінхранізаваць прыёмнік. Гэты пілотны блок, які складаецца з немадуляванага носьбіта, мае даўжыню 36. Такім чынам, даўжыня фізічнага кадра становіцца:
90 × (S + 1) + P × ent {S / 16}
У формуле P = 36, ent {} - гэта функцыя акруглення.
Відавочна, што эфектыўнасць кадавання фізічнага кадра такая: калі няма кадра XFEC, які можна апрацаваць, сістэма ўставіць фіктыўны кадр, каб забяспечыць бесперапыннасць апрацоўкі прыёмніка і плаўнасць перадачы сігналу. . Гэты фіктыўны кадр складаецца з фізічнага загалоўка кадра і немадуляванай апоры даўжынёй 36 × 90 (I = 1 /, Q = 1 /).
Нарэшце, перад адпраўкай у мадулятар кожны фізічны кадр павінен прайсці складанае скадраванне паслядоўнасці, за выключэннем загалоўка кадра.
5) Частка мадуляцыі сігналу
Частка мадуляцыі ў асноўным завяршае дзве асноўныя функцыі фарміравання асноўнай паласы частот і квадратурнай мадуляцыі. Для скрэмбліраваных фізічных кадраў выбіраюцца розныя каэфіцыенты згортвання (0.35 / 0.25 / 0.20) для фільтрацыі і фарміравання косінуса з квадратным коранем у адпаведнасці з рознымі бізнес-патрабаваннямі.
Пасля фарміравання кампаненты сігналу I і Q трэба памножыць на sin (2πfot) і cos (2πfot) адпаведна (fo - нясучая частата), а затым адправіць у мадулятар для атрымання неабходнага мадуляванага сігналу.
Да гэтага часу DVB-S2 завяршыў кадаванне і мадуляцыю сігналаў. Выхадны сігнал мадулятара можа быць накіраваны на спадарожнікавы радыёчастотны канал для перадачы сігналу.
3. Асноўная новая тэхналогія, прынятая DVB-S2
1) Кадаванне BCH + LDPC: Асноўная схема гэтай тэхналогіі: знешні код выкарыстоўвае код BCH, а ўнутраны - код LDPC. Код BCH - гэта звычайны цыклічны код, які мае характарыстыкі простага стварэння кодавага слова і магутныя магчымасці выяўлення і выпраўлення памылак. Код LDPC - гэта тып лінейнага кода выпраўлення памылак блока, які можа быць вызначаны вельмі разрэджанай матрыцай праверкі альбо двухдольным графікам. Першапачаткова ён быў адкрыты Галагерам, таму яго яшчэ называюць кодам Галагера. Ён падобны на вядомы код Turbo, мае эфектыўнасць, блізкую да мяжы Шэнана, і дастасавальны практычна да ўсіх каналаў, таму ў апошнія гады ён стаў гарачай кропкай у індустрыі кадавання. У дадатак да цудоўнай прадукцыйнасці кодаў Turbo, важнай прычынай поспеху кодаў LDPC з'яўляюцца яго перавагі ў алгарытмах дэкадавання.
Алгарытм дэкадавання кадавання канала з'яўляецца важным фактарам, які вызначае прадукцыйнасць кадавання і перспектывы прымянення. З-за разрэджанасці матрыцы праверкі парытэтнасці кода LDPC ён мае эфектыўны алгарытм дэкадавання. Яго складанасць дэкадавання мае лінейную залежнасць ад даўжыні кода, якая пераадольвае вялізную складанасць вылічэння дэкадавання, з якой сутыкаецца блок-код, калі даўжыня кода вялікая. Ступень складанасці робіць магчымым прымяненне доўгакадзіраваных пакетаў. Больш за тое, з-за разрэджанага характару матрычнай праверкі, калі выкарыстоўваецца доўгая група кодаў, біты інфармацыі, якія знаходзяцца далёка адзін ад аднаго, удзельнічаюць у адзінай праверцы, што робіць бесперапынныя памылкі ўсплёску практычна не ўплываюць на дэкадаванне, а сам код устойлівы да памылак серыі. . Характарыстыкі замежніка не трэба ўводзіць, і няма затрымкі па часе, якая можа быць выклікана існаваннем замежніка.
2) Адаптыўнае кадаванне і мадуляцыя (ACM): Пасля прыняцця гэтай тэхналогіі эфектыўнасць перадачы павышаецца. DVB-S мае толькі адзін метад мадуляцыі, гэта QPSK. Адзін сімвал мадуляцыі адлюстроўвае 2 біты. Такім чынам, здольнасць спадарожнікаў перадаваць сігналы значна абмежаваная. DVB-S2 пашырае яго ў некалькі рэжымаў, якія можна выбраць, а менавіта QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK, і, адпаведна, колькасць бітаў, адлюстраваных для кожнага сімвала мадуляцыі, складае 2, 3, 4 і 5 адпаведна. Такім чынам, магутнасць спадарожнікавай перадачы значна паляпшаецца. Гэта асабліва важна для аператараў прамых трансляцыйных спадарожнікавых сістэм, гэта значыць аднолькавая колькасць спадарожнікаў і транспондеров можа падвоіць колькасць перададзеных сігналаў альбо праграм.
Што яшчэ больш важна, DVB-S2 выкарыстоўвае схему адаптыўнага кадавання і мадуляцыі (ACM), якая робіць перадачу сігналу больш гнуткай і надзейнай. Гэты метад кадавання і мадуляцыі можа дасягнуць узроўню кадра (Frame-by-Frame). Іншымі словамі, ва ўсёй сваёй паслядоўнасці перадачы хуткасць кадавання і рэжым мадуляцыі кожнага асобнага кадра могуць быць рознымі. Гнуткасць гэтага метаду выяўляецца ў тым, што розныя прыёмныя асяроддзя (сонечнае, хмарнае і навальнічнае надвор'е) могуць забяспечваць розныя хуткасці кадавання і спосабы мадуляцыі, так што прыёмны тэрмінал можа прымаць самы ідэальны і надзейны сігнал у гэтым асяроддзі. Для тых мабільных прыёмных тэрміналаў гэты спосаб мадуляцыі з'яўляецца больш эфектыўным. Калі прымальны тэрмінал рухаецца па розных пагодных умовах, яго прыёмны эфект рэзка не зменіцца з-за надвор'я. Мы таксама можам бачыць, што чым горшая прыёмная асяроддзе, тым большая залішнясць у прынятым кадры для паляпшэння анты-перашкод перадачы. Вядома, складанасць рэалізацыі кожнага тэрмінала таксама павялічылася. Ён павінен у поўнай меры выкарыстоўваць магчымы зваротны канал для зваротнай сувязі бягучых параметраў прыёмнага асяроддзя ў рэжыме рэальнага часу; з іншага боку, паколькі хуткасць і рэжым мадуляцыі кадра і кадра могуць адрознівацца, DVB-S2 забяспечвае хуткую сінхранізацыю кадра і эфектыўнае аднаўленне носьбіта для прыёмнай тэрмінальнай тэхналогіі, каб дапамагчы рэалізаваць плаўны прыём.
Аднак пашырэнне метадаў мадуляцыі і хуткасці кадавання таксама павялічыла патрабаванні да прымачоў і ўсёй спадарожнікавай сістэмы. З пункту гледжання тэарэтычнага мадэлявання, суадносіны апорнага ўзроўню і шуму DVB-S (QPSK) звычайна складае ад 3.5 да 7.5 дБ. З-за выкарыстання BCH і LDPC дыяпазон C / N суадносін апорнага ўзроўню і шуму DVB-S2 (QPSK) адпаведна памяншаецца, прыблізна на 1 ~ 5 дБ, ці іншымі словамі, у выпадку QPSK, DVB-S2 знаходзіцца ў горшай сітуацыі на канале. Таксама можа працаваць. У адпаведнасці з галіновым стандартам GY / T 148-2000 "Тэхнічныя патрабаванні да спадарожнікавых лічбавых тэлевізійных прыёмнікаў" парог Eb / N0 павінен быць менш за 5.5 дБ (калі FEC = 3/4), і існуе залежнасць пераўтварэнняў паміж Eb / N0 і C / N. Такім чынам, працоўны парог демодулятора будучага прымача DVB-S2 павінен быць ніжэй, гэта значыць, патрабаванні да прымача павялічваюцца. Іншымі словамі, прымачы DVB-S2 павінны выкарыстоўваць больш перадавыя і эфектыўныя тэхналогіі для вырашэння сінхранізацыі кадраў і іншых праблем. Зразумела, для метадаў мадуляцыі DVB-S2, якія з'яўляюцца больш эфектыўнымі, чым QPSK, такіх як 8PSK, 16APSK і г.д., таксама значна паляпшаюцца патрабаванні да самой сістэмы спадарожнікавай прамой трансляцыі, альбо адпаведны мінімальны каэфіцыент апорнага ўзроўню / шуму таксама ўдасканальвацца. Напрыклад, суадносіны C / N носьбіта і шуму, якое патрабуецца 8PSK, складае каля 5.5-10 дБ; суадносіны носік / шум C / N, якое патрабуецца 16APSK, складае каля 10-14 дБ; гэта значыць, трэба таксама выкарыстоўваць спадарожнікавы транспондар, дызайн прамяня пакрыцця і г. д. Больш дасканалыя тэхналогіі, з лепшай напружанасцю сігналу або поля пакрыцця пры прыёме, могуць дасягнуць большай прапускной здольнасці альбо агульнай перадачы.
4. Параўнанне DVB-S2 з іншымі сістэмамі
1) Параўнанне DVB-S2 і DVB-S: Улічваючы біты перадачы на сімвал (той жа спосаб мадуляцыі), DVB-S2 мае C / N паляпшэнне 3dB у параўнанні з DVB-S. Возьмем QPSK у якасці прыкладу, калі біты / сімвал = 1.5, (C / N) DVB-S≈7dB, (C / N) DVB-S2≈4dB. З пункту гледжання прапускной здольнасці канала, паколькі DVB-S выкарыстоўвае адзін метад мадуляцыі QPSK, прадугледжаная прапускная здольнасць канала вельмі малая; у той час як DVB-S2 можа выкарыстоўваць QPSK, 8PSK, 16APSK ці нават 32APSK, ён можа забяспечыць большую прапускную здольнасць канала, якая знаходзіцца ў сярэдзіне-высокім узроўні DVB-S, недаступнай. DVB-S2 можа забяспечыць не толькі больш высокую прапускную здольнасць, але і павялічыць ізаляцыю выхаду і павысіць стабільнасць сістэмы. Шматлікія сімуляцыйныя даследаванні кампаніі Hughes Network Systems (HNS) выявілі, што схема кадавання LDPC + BCH, прынятая DVB-S2, знаходзіцца на адлегласці ўсяго 0.7-1 дБ ад ідэальнай мяжы Шэнана. Гэта паказвае, што нам у будучыні доўга не патрэбна новая сістэма кадавання спадарожнікавага вяшчання.
Пры ўмове аднолькавай магутнасці і прапускной здольнасці спадарожнікавага транспандэра DVB-S2 забяспечвае больш набораў праграм (каналаў) і больш высокую хуткасць перадачы сімвалаў, чым DVB-S, павялічваючы ўзмацненне на 25% да 35%. У той жа час DVB-S2 таксама пашырае DVB-S на інтэрфейсе ўваходнага сігналу. У дадатак да транспартнага патоку MPEG-2 (TS) ён таксама падтрымлівае ўвод асноўных пакетаў дадзеных або струменевых дадзеных, што павялічвае гнуткасць паслуг і сумяшчальнасць.
2) Параўнанне DVB-S2 у Інтэрнэце і іншых моцных інтэрактыўных паслугах: апошняе апытанне паказвае, што з 2005 па 2009 год у DVB-S1.3 і звязанае з імі абсталяванне можа быць інвеставана 2 млрд. Долараў ЗША. Аднак 70% гэтых інвестыцый будзе выкарыстана на інтэрактыўныя паслугі (ІС). У цяперашні час з пункту гледжання інтэрактыўных паслуг (асабліва шырокапалоснага высакахуткаснага доступу ў Інтэрнэт) ADSL з'яўляецца найбуйнейшым канкурэнтам. Для ADSL спосаб доступу просты, абсталяванне нізкае і забяспечвае шырокі дыяпазон хуткасці доступу.
Калі выказаць здагадку, што гадавая арэнда спадарожнікавага транспондэра з прамянёвым прамянём дыяпазону Ka з прапускной здольнасцю 72 МГц складае 2.6 мільёна еўра, ён можа падтрымліваць 8500 карыстальнікаў для сістэм DVB-S і 22,000 карыстальнікаў для DVB-S2, тады кожны карыстальнік у месяц каштуе спадарожнікавы канал : 25.5 еўра для DVB-S і 9.85 еўра для DVB-S2.
Дзеючы еўрапейскі пакет ADSL каштуе 444 еўра ў год і 37 еўра ў месяц. Варта адзначыць, што гэты лік - гэта ўсе выдаткі (канал + інфармацыя) карыстальнікаў ADSL, а прыведзеныя вышэй два нумары - гэта проста выдаткі на канал. Нават так мы бачым, што DVB-S2 па-ранейшаму вельмі канкурэнтаздольны (асабліва ў прыгарадзе ці аддаленым рэгіёне). вобласці), і перавагі DVB-S не відавочныя.
Наш іншы прадукт:
