【正文】 技術(shù) ， 非常成熟； ? QPSK 是唯一的調(diào)制方案 ， 這限制了總的數(shù)據(jù)吞吐量 。 這種檢錯和糾錯能力是用信息量的冗余度來換取的 。 ?若只采用 000、 111， 可以用來糾正一位錯誤 。 GT=0T ? 碼字 c 如下生成： c = m 系統(tǒng)碼既可以是分組碼 ， 也可以是后面要講的卷積碼 。 ?由于該子集的前 i 為均取 0， 故傳輸時可以不傳送它們 ，僅傳后面的 ki 位即可 。 ?縮短碼或截短碼的 H 矩陣 ， 只要在原碼 H 矩陣中去掉若干列即可得到 。 既適用于糾隨機(jī)誤碼 ， 也特別適用于糾突發(fā)誤碼 。 ? RS（ 204,188） 監(jiān)督段長 16 字節(jié) ， 可以糾正一個 RS 包中 8 個字節(jié)的錯誤 。 ? 分組碼對突發(fā)誤碼和隨機(jī)誤碼的糾錯能力基本相當(dāng) ， 但碼長較短 ， 稍長一些的突發(fā)也無能為力 。 ? 交織器的參數(shù) ?交織前相鄰的符號在交織后的最小距離 稱為 交織深度 ， 交織深度應(yīng)不小于信道上可能的突發(fā)錯長度 ， 否則解交織后仍可能存在一定的突發(fā)錯誤 。 ?深度為 L， 寬度為 W， 延時為 WL。 ?理想交織 ?交織后的序列完全打散 ， 即原有的突發(fā)誤碼可以變成徹底的隨機(jī)誤碼 。 ? nbit 輸出是當(dāng)前輸入塊與以前 (N1) 個輸入塊的加權(quán)求和 ， N一般小于 9。 ?卷積碼可以設(shè)想為模 2 算術(shù)的數(shù)字濾波器 ， 編碼器的記憶可以是有限的 ， 也可以是無限的 。 ?1967 年維特比 （ Viterbi） 提出了另一種概率譯碼算法 — Viterbi 算法 。 ? 卷積編碼具有較好的糾錯性能 。 這個廣義信道輸出還存在錯誤 。 ?這是由較好的短碼進(jìn)一步構(gòu)造性能更好的長碼 （ 近隨機(jī)碼 ） 的一種途徑 ， 即編碼的組合 ， 利用短碼構(gòu)造一個低復(fù)雜度的長碼 。 ?R = R1 R2 = (k1/n1) (k2 /n2 )。 如果從 Eb/n0 的角度看 ，級聯(lián)的好處并不太大 ， 但有一個好處是顯然的 ， 即在信道質(zhì)量稍好時 （ 信噪比較大時 ） ， 誤碼可以做到非常低 ， 即漸近性能很好 。 ? 常見的串行級聯(lián)方式 ?卷積碼為內(nèi)碼 ， RS 碼為外碼 ， 即 （ RS＋卷積碼 ） 。 DVBS 回顧： 級聯(lián)碼（ Concatenated Code) 43 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT DVBS 回顧： 串行級聯(lián)碼 DVBT 6 bits 1512 載波 6 bits 6048 載波 外 碼 RS (204,188) Data Input 交織器 交織器 內(nèi) 碼 FEC (2/3卷積 ) OFDM 調(diào)制 映 射 188 Bytes 204 Bytes 204 Bytes 306 Bytes 2448 Bits QPSK 16QAM 64 QAM 44 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ? DVBS 采用了平方根升余弦濾波器 (SRRC)， 滾降系數(shù) α為 。 ? 2023年 2月征集接收機(jī)方案 ? 2023年 5月休斯研發(fā)成功了 FPGA 版本的 DVBS2 LDPC 演示 ? 2023年 6月休斯提交了 DVBS2 幀同步和載波相位同步方案 ? 2023年 11月發(fā)布 DVBS2 標(biāo)準(zhǔn)草案 ? 2023年 1月頒布了 DVBS2 最終標(biāo)準(zhǔn) 。 碼率 % ?總開銷 ?沒有同步開銷的模式 % ?有同步開銷的模式 % ?有用的吞吐： 97~99% 57 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ? DVBS2 模式適配 （ Mode Adaptation） ? 輸入接口； ? 輸入碼流同步； ? 空包 (Nullpacket, NP) 刪除； ? CRC8 編碼器 ? 緩存 Buffer ? 合并 /分割 （ Merger/Slicer） ? 基帶 （ BaseBand， BB） 信令 DVBS2 模式適配 58 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT n DVBS2 可以傳輸 單個或多個碼流 : 179。 ?...因此 ， 按著定義 ， 在穩(wěn)態(tài)時 ， FIFO 緩存不能吸收時延的變化 ， MPEG TS 時延恒定 的條件不能得到滿足 。 ? 接收機(jī)產(chǎn)生一個本地時間戳 ， 與 ISCR 比較 ， 鎖定接收機(jī) TS 流時鐘 。 ? CRC8 生成多項式： 5 4 3 2 28 7 6 4 2( ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 )1g X X X X X X X X XX X X X X? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? CRC 編碼輸出為： 8[ ( ) : ( ) ]C RC remain de r X u X g X??其中 u(X) 是輸入序列 （ UPL8bit)。 ? Slicer 將從它的輸入 （ 單個或多個之一 ） 讀取一段數(shù)據(jù)組成長度為 DFL(Data Field Length) bit的 DataField 域 。 ? DataField 把組織來自單一輸入端口的比特 ， 并按著相同的傳輸模式（ FEC 和調(diào)制 ） 進(jìn)行傳輸 。 69 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ? 前述 CRC8 代替同步字后 ， 必須為接收機(jī)提供一個方法來恢復(fù) UP 同步 (當(dāng)接收機(jī)已實現(xiàn) DataField 域同步時 )。 ? MATYPE1 描述了輸入碼流格式 ， 模式適配類型和滾降系數(shù) ， 見表 3。 ? 碼 流 適 配 模 塊 通 過 填 充 (Padding) 構(gòu)建恒定長度 (Kbch bit)的 BBFrame， 然后進(jìn)行擾亂 。 ? 擾亂序列采用反饋移位寄存器生成： ? PRBS 生成多項式為： 1 ＋ X14 ＋ X15 ? 在每個 B B F r a m e 起始處 ， P R B S 寄存器 初始化序列為 100101010000000。 ? BCH 編碼參數(shù)如下表所示 。 ? B C H 外 碼 的 校 驗 位 (BCHFEC) 附加在 BBFrame 后面 ， 而 LDPC 內(nèi)碼的校驗位 （ LDPCFEC） 將附加在 BCHFEC 域后面 。 ? 對于廣播業(yè)務(wù)應(yīng)用 ， 沒有填充 。 ?其它 BBHeader 比特描述了 UPL、 DFL、 SYNC、 SYNCD和 CRC8等系統(tǒng)信息 ， 見表 4。 ? SYNCD=0D， 表示第一個 UP 與 DataField 對齊 。 ? 依賴于應(yīng)用 ， Merger/Slicer 分配比特數(shù)： ? 輸入比特數(shù)等于 DataField 最大容量 （ DFL = Kbch – 80 bit)， 則分割的 UP 放在隨后的 DataField 域； ? DataField中分配整數(shù)個 Ups， 則在上述要求的邊界內(nèi) DFL 是可變的 。 ? Merger 將拼接成單一的一個輸出 ， 不同的數(shù)據(jù)域從它的輸入碼流中讀取和分割數(shù)據(jù) 。 ? 計算得到的 CRC8 碼字將代替隨后 UP 的同步字 ， 而此同步字將 Copy 到 BBHeader 的 SYNC 域 ， 用于傳輸 。 ? 輸入碼流同步在接收端的處理 DVBS2模式適配： 輸入碼流同步 Rs 讀取 DNP R’ TS 相位差 初始化使用的緩存大小 BUFS 和緩存狀態(tài) BUFSTAT 讀取 ISCR Mod 222 計數(shù)器 解調(diào) 時鐘恢復(fù) 裝載第一個 ISCR 15 or 22 MSB FIFO Buffer 寫入 TS 包 + ISCR 讀取 TS 包 空包 重新插入 比較 NCO LPF 15 or 22 bit 有效包 PLL 66 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT DVBS2模式適配： CRC8 編碼器 (只對包碼流） ? 如果 UPL=0D (連續(xù) 通用碼流 )， 輸入碼流沒有改變 ， 直接跳過 CRC8 編碼器 。 ? MPEG TS 條件得到滿足 ! Rs = 符號率 ?輸入碼流直接鎖定 （ lock） TX 和 RX 時鐘 。Generic format (分包的或連續(xù)的 ， 例如 IP， ..) n 適用于 MPEG2 DTV 和 HDTV， 以及新的編碼方案 (例如 H264/AVC, WM9, AVS) n 每個碼流可以采用不同的保護(hù)方法 DVBS2 模式適配： 透明的輸入接口 59 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT ?輸入是恒碼率的 MPEG TS， 傳輸是變碼率的 ACM 調(diào)制 ， 但到接收端要恢復(fù) TS 流 。 PL: Physical layer 多個輸入碼率 合并 : 定義輸入輪詢策略 BB Header (10bytes) (LDPCprotected) 輸入適配描述 當(dāng)需要時，填充比特 填充虛構(gòu)幀 54 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT DVBS2 系統(tǒng)解調(diào)端框圖 55 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT DVBS2 系統(tǒng)配置和應(yīng)用領(lǐng)域 ? 按表 1， 在傳輸和接收設(shè)備中至少實現(xiàn)標(biāo)注 “ Normative” 的子系統(tǒng)和功能 ， 以便符合附錄 H 中所給出的模式選擇指南 。 ?新的衛(wèi)星技術(shù)能提供更高的 C/N， 除了 QPSK 調(diào)制 ， 需要新的調(diào)制方式 ， 以便更有效地利用更大功率的衛(wèi)星或點(diǎn)波束的衛(wèi)星 。 而 RS 碼又有較好的糾突發(fā)錯誤能力 。 因此級聯(lián)存在著明顯的 門限效應(yīng) 。 ?例如 ， 串行級聯(lián) RS + 卷積碼成為普遍使用的標(biāo)準(zhǔn)模式 。 因此內(nèi)外碼之間一般都要有一層 交織器 ， 稱為外碼交織； 而內(nèi)碼與傳輸信道之間的交織器 ， 稱為內(nèi)碼交織器 。 ?對于有多次編碼的系統(tǒng) ， 對各級編碼 ， 看成一個整體編碼 ， 就是級聯(lián)碼 。 ?而實際的編碼長度是很有限的 ， 前面提到的各種編碼碼都談不上隨機(jī) ， 其碼長更不能做得太大 ， 否則根本沒法譯出來 。 它比序列譯碼算法效率更高 ， 速度更快 ， 譯碼器也簡單 ， 因而得到了廣泛應(yīng)用 。 1—保留 0 — 刪除 DVBS 回顧： FEC 內(nèi)碼 (卷積碼 ) 38 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT DVBS 回顧： FEC 內(nèi)碼 (卷積碼 ) 譯碼 ? 卷積碼的譯碼方法不僅基于碼的代數(shù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上 ， 而且 還利用了信道的統(tǒng)計特性 ， 因而能充分發(fā)揮卷積碼的特點(diǎn) ， 使譯碼錯誤概率達(dá)到很小 ， 這種譯碼稱為概率譯碼 ， 即結(jié)合信道符號統(tǒng)計特性的譯碼方法 。 ?譯碼采用 Viterbi Algorithm —— 最優(yōu)的最大似然 （ Maximum Likelihood，ML） 譯碼 。 DVBS 回顧： 交織方式 3 36 北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院多媒體通信中心門愛東教授 Men Aidong, Multimedia Telemunication Centre, BUPT DVBS 回顧： FEC 內(nèi)碼 (卷積碼 ) ?DVBS 糾錯內(nèi)碼采用了卷積碼 ?卷積碼由編碼 碼率 R=k/n 和 約束長度 N 描述 ， 記做 (n, k