6.2. Цифровые стандарты спутникового телевизионного вещания Стандарт dvb-s

Алгоритм обработки цифрового потока MPEG-TS для использования в спутниковом вещании детально рассмотрен в стандарте DVB-S (EN 300421). Последовательность этапов обработки цифрового потока можно проследить, анализируя рис. 6.1.

Пришедшие на вход модулятора транспортные пакеты длиной 188 байт содержат синхробайт и 187 байтов данных. В модуляторе формируется сигнал внутреннего цикла синхронизации, включающий 8 пакетов: первый пакет с инвертированной стартовой синхрогруппой, остальные – с неинвертированной. В данном случае цель синхронизации заключается в устранении неопределенности фазы при передаче данных.

С

Рис. 6.1.Структурная схема устройства обработки транспортного потока в системе DVB-S

имвольная синхронизацияосуществляется сигналом тактовой частоты транспортных пакетов,цикловая синхронизация – инвертированными стартовыми синхрогруппами.

Для предотвращения несанкционированного приема транспортный поток поступает на скремблер, где происходит его суммирование с сигналом псевдослучайной последовательности.

После скремблирования данные транспортных пакетов подвергаются помехоустойчивому кодированию каскадным кодом, в котором в качестве внешнего используется код Рида-Соломона, в качестве внутреннего – сверточный код.

Код Рида-Соломона устойчиво работает при вероятности ошибок на входе декодера не выше 210^–4, устраняя ошибки, с которыми не справился декодер сверточного кода. В результате выходная вероятность ошибок находится в пределах от 10^–10…10^–11.

Для защиты от пакетных ошибок большой длительности в кодере осуществляется сверточное перемежение данных. В декодере производится деперемежение, то есть восстанавливается первоначальный порядок следования данных.

Стандарт DVB-S предполагает использование сверточного кода с длиной кодового ограничения K= 7 и следующими значениями относительной скорости кодировании: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8. Переключение с базовой скор

Рис. 6.2.Зависимости вероятности ошибкиР_ошот отношенияЕ_б/N₀для QPSK-модуляции при разных относительных скоростях кодирования

ости 1/2 на другие значения осуществляетсявыборочным вычеркиванием – перфорированием– некоторых символов. Это несколько снижает корректирующую способность кода, но одновременно уменьшает и его избыточность, позволяя увеличить скорость передачи данных системой DVB-S.

Декодер сверточного кода осуществляет первый уровень кодозащиты и должен работать при коэффициенте ошибок входного сигнала 10^–1…10^–2, снижая коэффициент ошибок в выходном сигнале до значения 210^–4, необходимого для работы кода Рида-Соломона.

Основным видом модуляции в системе DVB-S принята QPSK, хотя в отдельных случаях при ограниченном частотном ресурсе могут использоваться восьмипозиционная фазовая манипуляция (ФМ-8) и даже QAM-16 (например, в перевозимых репортажных станциях). Применение опережающей коррекции ошибок, то есть FEC-кодирования, позволяет значительно снизить требуемое для работы QPSK-демодулятора отношение энергии, приходящейся на один бит, к спектральной плотности мощности шума (E_б/N₀) (рис. 6.2) [14].