视频广播标准DVBS

门爱东教授

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BeijingDVB-S2：第二代卫星数字视频广播DigitalVideoBroadcasting(DVB):Secondgenerationframingstructure,channelcodingandmodulationsystemsforBroadcasting,InteractiveServices,NewsGatheringandotherbroadbandsatelliteapplications主题概述 引言DVB-S回顾DVB-S2是什么？DVB-S2物理层技术元素

DVB-S2应用举例参考资料2引言：通信系统模型数字通信系统信源解码信道解码信道信道编码信源编码调制解调可靠性和效率传输子系统主要涉及：信道编码调制信号帧结构3数字视频广播及所用标准引言：广播系统模型信源编码MPEG2MPEG4H.263H.264AVS传输层地面：8VSB-TISDB-TDMB-T有线：DVB-C卫星：DVB-SDVB-S2信源编码MPEG2MPEG4H.263H.264AVSAV流216M~1.2GTS128kb~20MbpsTS透明传输216M~1.2GAV流4引言：视频广播网络社区前端第一个有线环PrimaryRing第二个有线环SecondaryRing光节点集线器主前端CATV网其它网络的接口约125-2000用户分布式服务平台中央交互式服务平台数据网络(TCP/IP)HFC-HybridFiberCoax混合光纤同轴网络卫星地面地面地面地面5引言：卫星视频广播卫星是视频广播的理想平台卫星数字视频广播系统包括卫星、广播中心和地面接收机（天线、机顶盒）；视频广播最有效的覆盖方式——一颗卫星和一个频道就可覆盖整个国家；前端设施成本低廉，包括卫星和广播中心；点波束卫星能够提供本地到本地的业务；随着信源压缩和信道传输技术的快速发展，卫星广播频道价格越来越低廉，甚至在欧洲出现了Free-to-airDBS；DBS用户数量快速增长。中国也将发射直播星，和S波段多媒体广播星。6引言：比特率和波特率—有效性比特率表示每秒可传输多少个二元比特，单位是bit/s。波特率是指三元及三元以上的多元数字码流的信息传输速率，单位是baud/s，表示每秒可传输多少个多元码字。比特率与波特率在本质上是一回事，都表示信息传输的速率，只是在传输系统的不同阶段，信号呈现出不同的形式，因此以不同的计算方式来衡量其信息的传输速率。发射端在映射之后以及接收端在反映射之前，信息以多元数字符号表示，因此其中各环节传输和处理信息的速率用波特率表示，如调制信号的速率等。比特率和波特率容易产生混淆，为了避免造成人们的困惑，许多书上称波特率为符号率。对通信系统的评估中通常还定义了净荷速率，它是指在传输的符号中扣除由于信道编码和同步字段等一切额外花销后的“纯”信息速率，单位通常是bit/s。7引言：频谱效率和滚降系数—有效性频谱效率定义为每赫兹(Hz)带宽的传输频道上每秒可传输比特数，单位是bit/s/Hz，表示通信系统的有效性。对于带通调制信号，那么奈奎斯特带限定理表明，理论上没有码间串扰的最大频谱效率为1符号(码元)/s/Hz。频谱效率主要用于衡量各种数字调制技术的效率，在数量上等效于每个调制符号所映射的比特数。BPSK或2ASK，理论最高频谱效率为1bit/s/Hz；QPSK理论最高频谱效率为2bit/s/Hz；8PSK理论最高频谱效率为3bit/s/Hz；16APSK理论最高频谱效率为4bit/s/Hz；32APSK理论最高频谱效率为5bit/s/Hz；32QAM理论最高频谱效率达5bit/s/Hz；64QAM理论最高频谱效率达6bit/s/Hz。8数字信号在传输过程中产生二种畸变：叠加干扰与噪声，出现波形失真。瑞典科学家哈利•奈奎斯特在1928年为解决电报传输问题提出了数字波形在无噪声线性信道上传输时的无失真条件，称为奈奎斯特准则。奈奎斯特第一准则：抽样点无失真准则，或无码间串扰（ISIFree)准则奈奎斯特第二准则：转换点无失真准则，或无抖动（JitterFree）准则奈奎斯特第三准则：波形面积无失真准则。引言：频谱效率和滚降系数—有效性9理想低通滤波器频域响应理想低通滤波器时域响应第一准则引言：频谱效率和滚降系数—有效性理想脉冲成形滤波器在物理上是不可实现的，只能近似，称为奈奎斯特滤波器，其H(f)可表示为矩形函数和任意一个实偶对称频率函数的卷积，即奈奎斯特脉冲函数表示为sinc(t/T)函数与另一个时间函数的乘积。因此，奈奎斯特滤波器以及相应的奈奎斯特脉冲为无穷多个。10常用的奈奎斯特滤波器是升余弦成形滤波器：左图为频域响应为滚降系数若把升余弦滤波器放置在收发两端，即为平方根升余弦函数（SRRC）。时域响应：引言：频谱效率和滚降系数—有效性滚降系数а影响着频谱效率，а越小，频谱效率就越高，但а过小时，升余弦滚降滤波器的设计和实现比较困难，而且当传输过程中发生线性失真时产生的符号间干扰也比较严重。在实际工程中，а的范围一般定在0.15～0.5之间。11引言：误码率和误符号率—可靠性用于衡量系统可靠性误码率或误比特率(BER)是指在经过系统传输后，送给用户的接收码流中发生错误的比特数占信源发送的原始码流总比特数的比例。对于多元调制信号，由于接收机的判决是基于符号的，所以更常采用误符号率或误字率，即接收端发生符号错误的比例。线性调制系统的误符号率与其星座图中星座点间的欧几里德距离有确切的函数关系。一般地说，星座点越密集，接收端符号判决错误的概率越大。12引言：信噪比、载噪比与Eb/N0—可靠性定义信噪比(S/N)是指传输信号的平均功率与加性噪声的平均功率之比；载噪比(C/N)指已经调制的信号的平均功率与加性噪声的平均功率之比；它们都以对数的方式来计算，单位为dB。

信噪比与载噪比区别在于，载噪比中的已调信号的功率包括了传输信号的功率和调制载波的功率，而信噪比中仅包括传输信号的功率。对同一个传输系统而言，载噪比要比信噪比大，两者之间相差一个载波功率。当然载波功率与传输信号功率相比通常都是很小的，因而载噪比与信噪比在数值上十分接近。在调制传输系统中，一般采用载噪比指标；而在基带传输系统中，一般采用信噪比指标。实际数字通信系统的可靠性性能常以一个载噪比对误码率的关系曲线来描述的，曲线的横坐标为C/N，纵坐标为BER。对某个C/N，BER越小，则说明该通信系统的可靠性越高。13

C/N(SNR)~BER曲线对于C/N~BER曲线，只能比较系统的抗干扰能力（可靠性），无法比较系统的效率。从上图可以看出系统b抗干扰能力优于a。此时系统a，b的效率无法进行比较，有可能a优于b，也可能b优于a。若b优于a，则系统b的整体性能优于a。若a优于b，说明系统b通过牺牲效率达到增强抗干扰能力。引言：信噪比、载噪比与Eb/N0—可靠性abab14Eb/n0~BER曲线Eb:每比特能量n0:单边带高斯白噪声功率谱密度Eb/n0与SNR关系

S：信号功率N：噪声功率E：信号能量 Rb：比特速率B：信道带宽

可以看出Eb/n0中已经考虑了效率这一因素。引言：信噪比、载噪比与Eb/n0—可靠性15对于Eb/n0~B区ER曲线杯，可尽以比汇较系怪统的铺综合锻性能左图归：对畜相同长的BE镰R，在相利同SN蹄R条件侵下，Eb鸦/n0越小胁，频陷谱效暖率越勉高。脾在相顺同抗为干扰柄能力庭情况赚下，串系统b效率优于器系统a。所以采系统b综合腹性能讨优于a。右图俱：对劲相同拨的Eb/n0，在相劲同SN掠R条件阳下，BE丙R越小县，系乘统性罢能越掠优。裙所以同系统b性能淋优于a。Eb/n0可以综合甘反映算系统举的性蛛能，草但不辟直观，因为Eb和n0不是昌系统放中可闻以直温接测蒸得的扫参数别，必尤须通露过计欺算得复出；而C/施N可以清通过皂测量妄直接踢得到命，但浑较为掏片面宜。因此析当需亲要直缝接了押解系输统的削可靠择性时敢，一倾般使状用C/掀N；而当病需要狮横向扑比较固不同悔系统闲的性兔能时上，一容般使无用Eb/n0。引言乔：信噪扇比、葛载噪度比与Eb/N0—可靠跃性16Sh拿an条no野n公式谱：可走靠性合与有拴效性絮是可牢以互币换的也：提高S/伞N，能增将加信院道容邀量C当N趋向0，C趋向捧无穷柱大。敲无干肃扰信逢道容躬量为劫无穷乏大增加B能提任高C，极限支条件爹下，B趋向洁无穷屠大，C案=针1.踏44竿S/慢N当C一定恒时，B与S/傅N可以难互换Sh盼an财no名n定理矮为信阶道编俘码奠巷定了廊理论蛙基础返，虽栏然定涨理本睁身并荡没有故给出垃具体售的编竟码方貌法和仓结构殿，但去它从枕理论检上为猜信道约编码弊的发跟展指尽出了偷方向—进行浆高效糖而可软靠的殖通信患途径茧可以节通过扣编码呜来实扁现。引言矛：Sh草an以no扇n定理禁－可娱靠和秒效率孙互换17Sh淘an佳no弟n定理裕理论也曲线根据葱仙农肌定理毯，为了百保证询可靠肝传输，必娘须削，经推佣导可喇以得干到：仙农页理论段曲线卧说明闭：噪声面只是残限制爸了可源以得纤到的渔信息透传输迁速率唐，但映不能餐限制碍可以燥获得披的精壳确度场。只插要信鄙息传舟输速义率低桥于信展道容替量C，理论跃上可息以找决到一瞒种编矛码方董式可奖以获吩得误壁码率宇为任肉意小牌的信傍息传励输。物（无误殊码理玩论曲扒线）引言逢：Sh躺an指no冰n定理潮－可绑靠和鞠效率劳互换18引言夕：Sh覆an钳no桂n定理证－可蒙靠和嚼效率烧互换19主题屑概述引言DV舍B-鼓S回顾系统凝框图信号根复接哲和传忍输结药构能量括扩散FE遍C成形浩滤波召和调标制性能DV暑B-棋S2是什蜜么？DV拍B-搜S2物理另层技经术元述素DV么B-总S2应用摇举例参考拘资料20DV婶B-械S回顾踏：系统译框图DV久B-霉S是通悟信史赚上最推成功心的标呀准之猴一：这意壶味着役新的直标准诞需要欺很好胖地处由理与DV少B-亏S的关掘系；业务家如何烂平稳熟转移循、频没谱规忌划、下用户ST本B和用裤户流馋失等促问题察；DV军B-设S技术俊方案基于RS码和颗卷积船码构扇成的湾级联瞎码，华是上质世纪报六七充十年搁代提刮出的选纠错捆编码箱技术态，非杰常成催熟；QP炒SK是唯饿一的幕调制市方案鸣，这向限制馋了总姻的数童据吞添吐量妈。21DV圆B-惯S回顾还：信号渗复接树和传会输结臣构TS流能量扩散RS码交织22DV头B-荷S回顾月：能量处扩散PR心BS：周期冒很长2N-1；1和0大致膀等概创率出狱现。目的感：破优连“0”连“1”，便寻于时划钟恢蚂复；叉破周续期性骡，降届低对宫其它谱信道舅的干斑扰。方式验：自裁同步恭；外塞同步问题栋：误片码扩么散23DV确B-愉S回顾图：FE茧C前向难纠错败编码信道它编码译的基乱本思赌想是变在被日传送白的信跌息中奴附加且一些日监督帝码元触，在错两者侮之间与建立召某种惠校验喊关系遍，当师这种讨校验皆关系找因传叙输错构误而间受到顿破坏移时，必可以诞被发株现并晌予以垦纠正朝。这种助检错室和纠闭错能捞力是微用信执息量趣的冗模余度可来换卷取的摧。例：沃对于桐三位靠二进住制码柿组若采冈用00娇0、00拘1、01载0、01走1、10今0、10删1、11扇0、11拾1，没有盐冗余则信息搭，不伍具有仿纠错旱功能竿。若只仰选用漠四种尚，00哗0、01炮1、10估1、11辽0。当阀出现11新1时，表示筋出现帐了差志错，拉但此陈时不辆具有位纠错示功能远，只跟有检昏错功医能。若只胀采用00士0、11把1，可椒以用疤来纠炼正一将位错苹误。24DV伯B-寺S回顾旅：线性夕分组竿码—骂FE榜Ckkkkkkkkn线性分组（n，k）码检。码字塔长度=打n校验栗位长饶度=n-谋k信息匪位长耕度=蚀k码率R撞=k/储n(编码异效率浙）在一屑般情敲况下尖，对河线性邪分组型码有舍以下贴结论阻：在一燃个码两组内伶检测e个误紫码，提要求尘最小扶码距存：dm舰in给≥e性+1在一额个码扰组内离纠正t个误俩码，蜓要求苏最小愤码距装：dm隶in炸≥2冷t+她1在一由个码损组内豪纠正t个误积码，楼同时引检测e睡(e≥画t)个误海码，临要气求最弦小码画距：dm陷in≥妖t+暴e+碑125校验雁方程是基贺础线性拼分组愉码既恐可以竭用生烂成矩辅阵触G，弯也可狸以用驾校验址矩阵花H锦来免描述掏，两测者有融：G·HT=0绳或励H·GT=0T码字c如下终生成脉：c真=仇m·G例如线性拼分组雹码的否码字c满足矛：c·HT=0攻或府H·cT=0TDV押B-的S回顾南：线性待分组捏码—墨FE棍C26系统播码信息跨组以跃不变根的形柱式在去码组桑的任亚意k位（浙通常星在左田边：cn-御1,揉cn-歪2,肠….蝴.,cn-逝k）中出浸现的醋码，煎称为会系统旁码，否锯则为何非系悼统码孤。系狮统码重既可男以是签分组浴码，低也可浸以是师后面码要讲忧的卷返积码交。系统功码码里字的福前k位是高原来写的信扩息组黄，因棒此，虫生成页矩阵G的左材边k列必永是单纳位方该阵Ik，则G咳=明[IkP]其中棍，P是k×膏(n肝-k)阶矩胜阵H矩阵遣为H亏=佳[-PTIn-河k]其中驳，“-”表示-PT阵中墓的每脸一个错元素滥是P矩阵估中对宴应元口素的窑加法捞逆元草，在冶二进商制时扔，仍恭是该农元素纸自己义。G和H满足贸：G·HT=[IkP]寄[-PTIn-渠k]T=0k位信息位n-k位校验位系统耳码的扰一种虹形式DV羞B-件S回顾唇：系统鼻码—专FE织C27DV英B-剖S回顾驶：缩短边码（傻截短劣码）—政FE截C在[n,砍k]码的昼码字验集合资中，残挑选贪前i个信兔息位丙数字绳均为0的所矛有码绝字，雾组成符一个散新的掩子集栏，则芝分组拌码[n-县i,k-秤i]为[n报,蔽k}码的嘱缩短决码或筋截短诱码。由于永该子誓集的早前i为均轮取0，故隔传输冶时可睁以不嘱传送缘瑞它们停，仅握传后广面的k-胆i位即视可。该子棒集是n-纹i维线职性空岛间中撤一个k-隔i维子释群，静构成泼一个[n,贝k-疗i]分组佛缩短招码。该缩连短码才的最思小距萄离至叠少与绞原码费相同。缩短曲码的G矩阵族只是善在原[n验,茂k]码的G阵中刘去掉良左边i列和舍上面i行即妹可。缩短土码或室截短胃码的H矩阵歪，只伐要在条原码H矩阵结中去塑掉若说干列铅即可膀得到豪。缩短斯码的辽码率R比原义码要物小。28DV熊B-朗S回顾芹：FE仅C外码(R寻S码)杀—程FE毯C19嘴60年MI嚼T主Li以nc壮ol女n善La千b的Re坛ed和So执lo肌mo领n在发母表了么论文勉“Po艘ly扎no尸mi浙al乡丰C玻od索es左o签ve吴r度Ce粥rt饶ai预n逮Fi怜ni安te鸣F陷ie傍ld勤s”。RS码是辣效率腹很高情的分轮组码地，RS码是班一类可非二福进制BC板H码,每个治符号佳由m比特伸组成米。既适衫用于息纠随峰机误欣码，国也特窃别适劈燕用于虹纠突耐发误亦码。去掉RS码的拥某些已信息商码元斜后,分组姑长度化缩短,只要抄监督标码元基数不揪变,码的备最小气距离句就不起会减槐少,即任何零一种例缩短评的RS码仍窃是一赶个最毛大码。在（n，k）RS码中干，输寨入信桌息被筝分成km比特怀一组握，每离组包僻括k个符限号，丹每个劳符号抓由m比特蔬组成午。纠正t个符银号错漫误的RS码参耗数如黑下：码长n蠢=型2m-1符号遮，剑或m(害2m-1姑)比特信息烫段k符号凉，蜻或km比特监督半段n-钞k=2窑t符号伤，不或m(络n-关k)比特最小行码距d=晨2t框+1符号注，狗或m(怎2t宾+1你)比特29DV逐B-般S采用虏了RS（20雁4,锄18惹8）RS（20波4,歇18旨8）是由RS（25登5,被23由9）截短足得到病。RS（20济4,添18察8）监督服段长16字节讽，可赛以纠拖正一隙个RS包中8个字事节的痛错误抗。RS捎(2骄04怨,1菌88澡)编码舅器的忙码字邻生成涝多项言式：输入......输出RS（204,188）编码器结构域生树成多手项式:p(吸x)婆=序x8+搅x4+贱x3+距x2+册1DV晴B-的S回顾这：FE果C外码(R漏S码)锦—妹FE绪C30上图挤为64以QA绕M调制垂系统扰中采爹用RS卵(2质04段,1最88冠)编码做前后田系统颂误码厌率DV栋B-撞S回顾计：FE俭C外码(R姐S码)访—彻FE脉C31DV锣B-券S回顾金：有突杨发误塞码的远信道—祸FE繁C干扰丛、衰蛇落、秒噪声欠和多岩普勒棕频移搁等都筒会引蒙入突腊发误渣码。经过令信道遗编译葡码后较，FE抓C码译系码输出感的误脱码也脏将呈泊现突惨发性，无论乒是分王组码誓，还怕是卷煌积码暖都是锅如此颗。信道舰编译搬码的仓门限邮效应卷积韵码抗弦突发弹错能线力很味差卷积颈码是难靠相逃邻符衔号间忧的相污关性捡提供撒保护挪的，展而此而相关尿性的鹿保持窑时间渣一般莫较短须。分组输码对妹突发敞误码总和随拥机误指码的主纠错速能力歉基本露相当大，但码讲长较赌短，师稍长员一些牲的突踩发也女无能港为力贤。也有监专门背针对习突发脱误码涛设计融的分脊组码碧，但森纠随量机误惊码的饶能力拿相应奏降低毕。32DV蔽B-沈S回顾板：交织—抗突妇发误运码的同有效洲手段交织籍（in悔te忘rl摇ea舟vi律ng）就是艳一种拾将数捡据的启顺序被进行读变换黑的处仍理方映法。又可桥称为捧置换菜（pe碍rm赤ut野at统io俭n）。交织秧器的赠参数交织副前相完邻的洽符号咐在交惑织后归的最兵小距级离称为交织男深度，交虽织深筝度应义不小敞于信翻道上贩可能选的突委发错惑长度沟，否叹则解夫交织捎后仍信可能采存在模一定购的突拳发错膨误。交织日后相榆邻的纱符号隶在交暑织前吼的最鹅小距吹离称为交织深宽度，交递织宽抗度应摩不小盘于编壤码的仙约束泻长度凶，或院相应孝的参沫数，乓否则热突发蠢误码吉仍不吊能彻罪底打绒散。合理畅的选尚择交侧织参颂数抗突磨发误休码的奥性能刷：交织初越长另越好饿！！挪！交织接延迟雾性能拳：交织育越长吓，信啦号时茄延越蛾大，者那么益中断彻恢复岸时间班，或缸信道贩切换倾时间巨就越脉长。33DV胶B-拌S回顾朴：交织羽方式1块交条织（bl瓜oc朱kin喜te手rl誓ea匹ve亏r）将数茄据流治分成定长度吓为W×肾L的块偏，将匙数据蜻逐行垄写入迈一个L行W列的典矩阵腥形缓虫冲区雾，写馒满后脆再逐缸列读术出。深度安为L，宽度往为W，延时兽为WL。交织饺和解狸交织抓延时蹈总和盈为2W相L。x11x12x13……怠x1Wx21x22x23……鸣x2W……霸……骗……掩……梳….达.xL1xL2xL3……xLWx11x21x31……匠xL1x12x22x32……xLW……抵……踏……奸……馅….竖.x1Wx2Wx3W……xLW写读突发搬错误34卷积云交织（co撇nv获ol挺ut弱io欺na持lin屑te敢rl有ea优ve接r）DV池B-法S就采吉用了连这种禽卷积纷交织弯方式DV缝B-昏S回顾子：交织素方式2交织拣器解交荡织器35随机派交织绣（ra认nd傅omin魄te怨rl眨ea舞ve忍r)随机甘交织在每产一次确使用钻交织使器时伴，使渗用完吹全不川同的富交织棉器，电每次屡的交棚织图恭案完愉全随犹机。一般描在不坊知哪持一种酷确知社交织绞方法哀最好旋的情醒况下脉，为筐了分情析系仆统性捞能而要作的享一种摄平均兄交织钉的假寇设可以踪蝶得到链一个慕平均柏性能求，事贱实上萝说明驴至少畅有一酸种交被织方盖法可惭以获循得比供随机滋交织垦更好跪的性慌能。理想剖交织交织名后的灾序列妖完全叛打散珠，即孝原有挣的突卷发误票码可视以变想成彻捡底的由随机粗误码连。理想裕交织输是不变可能洒实现旅的，董但有跨时为吴了分浮析方泊便，单可以瓣做此河假设扑。DV阁B-丽S回顾辞：交织蹈方式336DV坦B-击S回顾按：FE辟C内码(卷积榜码)DV隔B-沈S纠错级内码驾采用驻了卷纵积码卷积爱码由颠编码码率R=k/捷n和约束艺长度N描述士，记释做(n改,扶k,谦N雾)。卷积当码也租是把k个信葡息比停特编胜成n个比节特，摄但k和n通常挪很小竹，特别呈适用爬于以幕串行感形式封传输米的信误息，锄延时峰小。n-煮bi葡t输出挖是当崇前输模入块犬与以梢前(N朋-1音)个输济入块载的加筝权求河和，N一般封小于9。卷积焰码没蓝有固哭定的抗码字屈长度示。译码看采用Vi驱te储rb煤iAl谷go箱ri葵th便m——最优例的最低大似府然（Ma尿xi企mu沫m围Li谱ke抗li缘瑞ho啦od，ML）译码舅。分组救码有经严格辫的代棒数结群构，倦但卷糊积码弊至今气尚未友找到眯严密削的数盗学手减段，羽把纠魄错性鼠能与鲁码的混构成捎十分隔规律羊的联铁系起朴来，离目前理大都壁采用迟计算标机来撇搜索觉好码絮。卷积夏码可馆以设晴想为者模2算术箩的数问字滤取波器亭，编危码器样的记康忆可寄以是披有限榜的，喊也可酒以是押无限棒的。YOutputDataInput1-BitDelay1-BitDelay1-BitDelay1-BitDelay1-BitDelay1-BitDelayXOutput133otc171otc工业灭标准DV眉BIE皇EE浙80丑2.比11IE君EE搜80鸦2.哀16et办c.37凿孔情码Pu狗nc忽tu予ri刮ng拢C追od脑es按凿耽孔（Pu毙nc凡tu平ri服ng）图胁从母街码（街例如趣前面拉的1/错2码率我卷积储码编旧码）讨产生闸的输吸出X和Y中选专择最溪终的顽码字干，达雾到删余盒增信的目凑的，尺提高壁编码唇效率勇，但驱这样竟降低位了凿充孔码坟的纠叔错能肺力。1—保留0止—删除DV校B-寄S回顾宵：FE打C内码(卷积威码)38DV固B-弹S回顾腿：FE尾C内码(卷积勉码)译码卷积福码的警译码繁方法预不仅叹基于购码的白代数羞结构未基础云之上程，而朗且还利怨用了比信道颜的统档计特璃性，因而艺能充沸分发守挥卷耻积码象的特顾点，泽使译碌码错弱误概糕率达嘉到很悼小，这种糕译码疾称为揭概率务译码，即评结合哨信道蠢符号摄统计脚特性掀的译慢码方控法。19搭61年乌膊曾格搅来夫套（Wo巷ze售nc侧ra术ft）提出忆了序督列译颂码，编第一捉个卷楼积码荣的概盒率译御码方允法19瓜63年费兰诺（Fa哗no）对序绑列译桂码进继行了狼改进倦，提列出了Fa脾no算法，推识动了糖序列跑译码屈的实摩用。19惨67年维唱特比眉（Vi津te瞒rb腰i）提出锁了另些一种陷概率铁译码币算法—Vi模te倾rb煤i算法。Vi克te谦rb革i译码芽算法灭是一交种最纳大似度然译胳码算偏法。绢它比注序列秧译码当算法顾效率齿更高邮，速驰度更献快，笛译码流器也桥简单劣，因帽而得日到了朵广泛范应用害。39上面成三图馆分别颠为：QP训SK必-卷积定编码榴、16杀QA桂M-卷积夺编码奖、64怠QA植M-卷积仰编码貌的仿蜻真曲蚁线。卷积教编码显具有灭较好悠的纠柿错性却能。DV麦B-乐S回顾散：FE皇C内码(卷积驱码)性能40通过宪随机川编码仆达到耽信道降容量从信拉息论好的角见度看两，不帮论是撒什么筹信道压，只允要用我随机蜘编码雕，长铸度足剑够长垫，就亮可以惊无限率逼近压信道欲容量拖。而实恢际的永编码按长度向是很耐有限文的，货前面隙提到锅的各钥种编萍码码框都谈婶不上烟随机剪，其捐码长搏更不航能做叼得太夕大，磨否则匠根本侮没法江译出野来。也可将编晚码、汪信道规、译欲码整株体看冤成一透个广功义的坏信道。这个苦广义漆信道拨输出池还存社在错踪蝶误。因此李，对去它还估可作需进一棋步的晕纠错构编译蠢码。对于镇有多卸次编蜓码的朽系统旅，对始各级简编码森，看峰成一饼个整顾体编驰码，期就是祝级联杰码。级联邮码的瓜最初敞想法移是为面了进抬一步士降低师残余论误码瘦率（栏改善胜渐近临性能甩），查但事辉实上泰它同申样可罪以提哀高较晋低信驾噪比拣下的纯性能静。这是屈由较刷好的夹短码脉进一战步构唯造性与能更设好的举长码尺（近白随机哨码）稠的一达种途沈径，即编创码的哄组合怕，利用侦短码煎构造牧一个带低复执杂度阴的长瓜码。DV丝式B-经S回顾江：级联天码（Co江nc杰at沫en销at续ed灭C袭od补e)41串行以级联察码（Se头ri行al毙C型on表ca袋te码na适ti降on交C少od气e）当由行两个雨编码欺串联捞起来亮构成冰一个挎级联箩码时位于里广义僵信道挺里面锁的编段码称旨为内码以广桥义信烦道为脊信道廊的编旨码称像为外码由于侧内码葬译码推结果拳不可踏避免裕地会杂产生透突发逗错误毯。因牛此内途外码耐之间墨一般贿都要任有一汗层交织舌器，增称为能外码姐交织择；而内找码与纸传输驼信道织之间卵的交差织器胁，称为肆内码饱交织捕器。串行待级联纪码第一咐个编粘码器嚷编一创个码算字，相然后牢第一编个的旁输出娘作为宝第二授个的俭输入阶。R爽=须R1×R2=解(k1/n1)×(k2/n2)。通常蹄k2=芒n1，因近此，僚总的信码率吩R犁=焦k1/n2。例如任，串行牧级联RS框+卷积打码成稀为普俱遍使先用的愚标准连模式。DV房诚B-看S回顾可：级联阵码（Co判nc弃at捧en补at扑ed发C室od宅e)Encoder1Encoder2OutercodeInnercode外码交织器内码交织器42级联歇码的详特点需要众指出饲的是糕级联千虽然盟大大搭地提混高了斗纠错地能力浙，但上这个葱能力兵提高份量中址的大断部分辛是来巡寿源于编码涉效率惊的降趋低。如中果从Eb/n0的角旬度看嘉，级怨联的我好处距并不捎太大更，但承有一黄个好趁处是隆显然赚的，即在商信道丸质量逢稍好夜时（宽信噪复比较蒸大时舟），意误码俭可以馋做到丘非常扬低，轨即渐速近性倾能很具好。然而在信哲道质愤量较愉差时板，新殊增加芹的一澡层编案译码棒反而摄可能晨会使浴误码凉越纠狼越多湿。因此茶级联召存在肃着明测显的门限产效应。因息此会糖出现恳差错钳的进电一步房诚扩展坦，会水出现播多级考还不抖如一胀级的酿情况悼，也贪就是右说级联筐码的荒门限毁效应历比简酒单的施编码牵要明赌显。常见妹的串前行级界联方息式卷积洁码为宰内码必，RS码为迅外码花，即（RS＋卷积僵码）。这题主要胖是为旦了充忽分利与用卷德积码傍可以伍进行咐最优确的维徒特比赌译码轮，而弓且可遥以用俭软判杆决译毛码。瘦而RS码又布有较腾好的摇纠突丽发错政误能宏力。内码联和外裙码均买采用伴卷积敏码，特芦别是购当内被码译赵码可恩以输段出软筑信息誉时，掀更为更有效至。DV闲B-裕S回顾篇：级联铲码（Co隙nc逝at备en熊at鼻ed灵C身od偏e)43DV臭B-尝S回顾盼：串行法级联喊码-DV屡B-逢T6bi越ts快×默1炒51助2载波6bi阴ts舟×村60据48载波外桐码RS(2役04丘,1咽88牙)Da竟taIn婶pu重t交织器交织器内码FEC(2/3卷积)OF棍DM调制映射18倍8By蜂te匀s20培4By吃te屋s20吃4By膏te渠s30辞6By恢te艺s24棕48Bi瓣tsQP江SK16恩QA燃M64群Q平AM44DV胜B-支S采用明了平载方根旱升余工弦滤较波器(S咸RR迎C)，滚支降系蚕数α为0.日35。基带SR忽RC滤波遍器具旨有如票下定剑义的堡理论重函数金：输出信号频谱模板DV咬B-看S回顾哲：基带约成形良滤波45基带粮成形疗滤波确后的别同相惧分量I和正摄交分晋量Q分别底乘以si畏n(地2π挑f0t)和co匹s(敞2π兄f0t)，相屡加后电得到姑正交递调制等信号s(棵t)：DV涨B-签S回顾疯：调制块信号in-phase同相Quadrature正交46DV局B-搞S回顾塘：QP稀SK频谱盖特性QPSK/DQPSKGMSK(MSK)1.01.01.52.02.50.50-120-100-80-60-40-200100.25B3-dBTb=0.16NormalizedFrequency(f-fc)TbPowerSpectralDensity(dB)47DV缴B-对S回顾送：QS美PK误码锣特性(A绸WG迈N）PbBPSK,QPSKDBPSKDQPSK010-6252525252510-110-310-410-510-22468101214ForPb=10-3BPSK6.5dBQPSK6.5dBDBPSK~8dBDQPSK~9dBgb,SNR/bit,dB48Eb/N0性能DV雷B-假S回顾冒：DV沃B-蓄S性能随着饶发展抽，DV乱B-懒S已经惜不适开应要凡求了：新的谊业务阅导致欧了吞散吐量光的增唐长HD维TV、VO背D、交顿互业稠务、征本地适业务收等数字究信号椅处理鉴技术不的快宜速发沈展，逮特别沫是上通世纪酒九十道年代下纠错孤编码败技术胸的突梯破（Tu勤rb稼o码的勉发明遵），品提供刊了技透术上闻的强谢大保狭证。新的膀卫星弦技术蕉能提彼供更珍高的C/你N，除吨了QP略SK调制酱，需压要新牌的调塘制方凉式，厕以便愁更有送效地幼利用户更大海功率似的卫玩星或耍点波焦束的逮卫星检。49主题搏概述引言DV犯B-签S回顾DV各B-科S2是什联么？DV袄B-伏S2物理件层技驻术元凳素DV毫B-姐S2应用筝举例参考到资料50DV聋B-递S2是指丙“第浓二代萍卫星档数字温视频罢广播扮”笼系统波，是DV艘B-仍S的后脑续发降展；比欧洲ET培SI代号访为EM脸3室02伸3抹07；DV临B-志S2发展施历程20殃02年早派期成屋立DV坑B-穿S2研究铅组20判02年11月第慕一、鲜二轮匀竞争箭：Co避mt冶ec古h、Co余nn阅ex括an坊t、Eu侨ro翁pe校anSp升ac刺eA睁ge辛nc夫y、HN装S、Ph甘il垮ip怎s、Sp舌ac庸eb亦ri愉dg往e、ST、Tu百rb司o哲Co俘nc循ep隙t等8家公粗司参岛与，“Tu故rb彻o”系列读方案腔（并惧行/串行Tu陶rb翼o卷积亲码+习RS、Tu诞rb衬o乘积焰码、LD患PC），20独03年1月第薯三、晓四轮挤竞争核，选枕择休司斯公傲司HN滚S若LD侧PC系统扇作为ba别se旬li假ne。20毙03年2月征史集接幅收机春方案20教03年5月休推斯研甚发成基功了FP申GA版本闯的DV蚊B-玩S2轰L显DP双C演示20短03年6月休姨斯提挎交了DV胁B-傍S2帧同藏步和候载波翻相位棵同步梅方案20陷03年11月发营布DV机B-嫂S2标准方草案20绸04年1月颁敢布了DV庙B-管S2最终鲜标准粥。DV组B-席S2是什胞么？JiangYiminSunFengWenLeeLinNanMustafaEroz51DV冷B-率S2所处泰位置DV蜓B-恨S2IR间DsDV膜B-恼S2洒M祸ODMP总EG棉-T饶SDV户B-辜SDV府B-谅S2DV奶B-区SDV熊B-珍S2高容诉量下另行链容路交互信道DVB-RCS52主题似概述引言DV柴B-佳S回顾DV才B-差S2物理刃层技棍术元般素模式欠适配码流诱适配FE惩C编码调制福映射物理璃层成筋帧SR尝RC滤波互和正方交调聚制DV挥B-铁S2应用箭举例参考夕资料53DV白B-于S2系统形调制压端框京图BB响:Ba旷se箭Ba衔nd;斗PL巩:虎Ph失ys拔ic皂al普l缸ay赌er多个爽输入弦码率合并:定义场输入粱轮询量策略BBHe舅ad筒er(1鸡0b鞠yt阀es疑)(L百DP级C-pr纲ot笼ec泛te拳d)输入右适配钞描述当需孟要时女，填于充比样特填充愁虚构盏帧54DV需B-考S2系统毫解调陕端框斩图55DV毁B-拳S2系统凶配置叉和应界用领丢域按表1，在案传输类和接瞎收设年备中歇至少旷实现调标注“No出rm豆at喷iv酱e”的子辫系统栋和功融能，洲以便渡符合宫附录H中所离给出挪的模握式选午择指弱南。56DV产B-默S2系统遗开销BC森H外码0.没6%DV消B-己S2物理枕层He染ad沈erQP测SK辉0侵.3脉%8P宣SK喂0必.4别%16聪AP袄SK袋0.酿4%同步懂开销8P次SK惜2耐/3或3/伍5雾2奶.2吸%16尿AP魄SK香¾码率2.咏2%总开京销没有酿同步验开销抽的模勺式1.药0%有同付步开嚷销的温模式3.题2%有用携的吞签吐：97做~9允9%57DV巾B-简S2模式尽适配挎（Mo以de百A找da播pt植at胳io注n）输入誉接口疑；输入锣码流桃同步种；空包(N若ul份l-沃pa矮ck饺et老,戴NP窜)删除过；CR鼓C-隆8编码租器缓存Bu阳ff社er合并/分割村（Me蹦rg哥er欢/Sl票ic批er）基带汇（Ba因se武Ba者nd，BB）信召令DV即B-虹S2模式院适配58DV挥B-会S2可以荣传输单个泊或多把个码粘流:MP生EG成-T引S踢fo题rm筐atGen圈er既ic杯f洗or岩ma回t生(分包湿的或羊连续像的，丸例如IP，..物)适用丹于MP屠EG轻-2DTV和HD套TV，以券及新贱的编伴码方宁案(例如H2那64/A著VC,WM锹9,即A舱VS)每个普码流视可以柜采用金不同害的保某护方盏法DV洪B-殖S2模式秃适配故：透明血的输纠入接所口59输入诞是恒符码率赛的MP幻玉EG多T劳S，传卸输是凯变码龟率的AC来M调制庄，但鸽到接茶收端序要恢躲复TS流。MP悠EGTS条件恒定TS比特雨率→但AC宋M是变旺比特避率!!恒定驰的端柏到端岂延时为了缺把恒孤码率窝（CB纵R）的TS流映去射到躲变码亮流（VB冻R）物伯理层隆，采窑取的革措施制：空包吗删除→比特绢率恒危定输入无码率孕同步→时延残恒定DV洗B-淋S2模式胁适配饱：输入若码流蝇码率碧适配60即使豆业务改比特胞率是伞可变贵的（响由AC植M反馈挨系统谁控制软），邮但TS比特著率总致是恒某定的群，因耍为：传统插的TS复用订器添秃加了展空包纤（nu吧ll夕-p饮ac宝ke苗t，PI屠D=较81屋91D）….耐.DV街B-哨S2模式担适配偏：输入匙码流证空包沟删除GTW

IP

TS复接器Video

Audio

Multimedia

TSCBRDVB-S2调制器ACM物理层空包插入源比特率控制-

C/N+I反馈信道?VBR(ACM)

61把CB乌R柏TS流映荐射到VB示R物理兵层：在调残制器眨端删泄除nu蒙ll带-p父ac蕉ke只t（NP）….队.在解挤调器线端在鞠完全庭相同着位置缸重新猛插入nu照ll纷-p病ac项ke伶t…禾…MP唉EGTS时间留标签(P客CR踢)不需丹要up绢da伙te持!DV略B-抄S2模式菊适配墙：输入捐码流则空包建删除62接收概机通件过PL算L保持FI图FO缓存奇器处戚于空/满的懒中间立状态衫，从秘而恢谨复TS时钟忧。..思.因此拥，按找着定崇义，绪在稳争态时文，FI永FO缓存渴不能宅吸收碑时延映的变腔化，MP杂EG梦T清S时延吼恒定的条渗件不锻能得霜到满汗足。如果源没有寺输入裤码流饿同步索处理..岭.DV窗B-叹S2模式努适配扫：输入宏码流迟同步TS复接器DVB-2调制器

CKTSTS解复用器

卫星信道

延时可变NP空包删除写DVB-2解调器变速率比特流NP重新生成

FIFOBUFFER读

TSClock再生空/满CKTS63在这坚种情申况下蚁，在粗稳态行和瞬面态，FI榆FO缓存械能够丙吸收秀时延卷和比写特码旧率的店变化老。MP散EGTS条件裙得到扛满足!Rs娱=符号衡率输入劈燕码流需直接痒锁定翅（lo诸ck）TX和RX时钟另。DV榆B-桂S2模式各适配具：输入位码流错同步TS复用器DVB-2调制器

卫星信道

时延可变空包删除写DVB-2解调器VBR码流FIFOBUFFER读CK’TSRsTS解复用器空包再生CKTS64在每馅个TS包附拍加In昏pu塌tSt匀re俊amCl把oc话kRe条fe套re嘱nc纤e(IS店CR)。接收袍机产砌生一捆个本迹地时浓间戳其，与IS及CR比较遗，锁伞定接满收机TS流时渡钟。DV界B-渐S2模式艰适配灰：输入离码流卷同步AC撞M和MP尿EG础T阔S输入颂码流艘同步蜡处理计数器

计数器

NCO

比较

插入在TS包中的时间戳ISCR接收到的ISCR本地时间戳

RsTSClock的”传输链”是符号码率(Rs)TS复接器DVB-2调制器

CKTSTS解复用器

卫星信道

延时可变NP空包删除写DVB-2解调器NP重新生成

FIFOBUFFER读

空/满CK‘TS65接收仪机FI絮FO遍b弯uf辨fe每r胶“吸收钥”庆传输军链路郊中动终态时狐延变洞化。输入谅码流恳同步抵在接鞭收端杏的处统理DV穴B-款S2模式瞒适配经：输入捎码流本同步Rs读取DNPR’TS

相位差初始化使用的缓存大小BUFS和缓存状态BUFSTAT读取ISCRMod222计数器解调时钟恢复装载第一个ISCR15or22MSBFIFOBuffer写入TS包+ISCR读取TS包空包重新插入比较NCOLPF

15or22bit有效包PLL66DV滚B-骨S2模式厌适配镇：CR骑C-摔8编码册器(只对牛包码惰流）如果UP想L=职0D(连续通用丽码流)，输序入码判流没唉有改塑变，短直接棍跳过CR籍C-衫8编码连器。如果UP朗L≠荷0D，输资入码储流是旗长度泪为UP向L狠bi竭t的序失列，UP有用棵部分(不包需括同信步by处te拖)将进循行8b像it脖C熔RC系统跟码编贵码。CR丘C-价8生成午多项阵式：CR迁C编码抢输出登为：其中u(砍X)是输君入序翻列（UP垮L-滚8b宝it冶)。UP鼻L=费Us顷er戚P备ac劳ke择t盏Le针ng袍th，UP饺=U捕se衰r疮Pa嘴ck楼et67CR庄C通过逃移位术寄存通器实早现，陶在每娱个序烘列的破第一辣个比童特输隐入电痕路之娃前，贱所有瓦的寄存鞋器初穷始化席为0。计算词得到古的CR史C-刑8码字受将代搅替随苗后UP的同卡步字俘，而滚此同辰步字住将Co远py到BB锻He曲ad掀er的SY旱NC域，前用于赞传输酬。DV龄B-棋S2模式问适配即：CR命C-谊8实现摇框图68DV移B-远S2模式砖适配伯：合并/分割Me溉rg君er烦/Sl全ic茎er输入轰码流厌是通凉用连键续或系打包栋码流偷，在Me脑rg歇er削/Sl郊ic冷er读取俘它们序之前释，输拳入码表流应通该缓蛋存。Sl赖ic即er将从干它的眯输入蓝（单即个或蔑多个挣之一册）读两取一奔段数赤据组洁成长寨度为DF兰L(游Da煎taFi画el够d闻Le史ng弊th学)及bi合t的Da政ta秩Fi仇el伶d域。Kbc辛h–刊(1昂0×碑8)危≥散D写FL钱≥乎0Kbc馒h见下超表5，(8火×1投0)昌=荒8浇0b炕it表示BB窃He症ad吹er，见扰后描纹述。Me易rg要er将拼捕接成通单一做的一观个输忆出，谱不同粒的数区据域横从它借的输鼠入码阻流中奖读取录和分扮割数护据。涨对于饰单个轰码流敢，只剩存在重分割(Sl明ic轧er)功能验块。Da眨ta应Fi稼el臂d把组蚕织来评自单姻一输贪入端引口的秆比特鸣，并麦按着订相同魄的传个输模废式（FE骗C和调闪制）回进行宝传输静。Me走rg肆er助/Sl株ic非er优先混原则彼依赖蜂于应僚用和裳遵循DV字B-蹲S2标准勤所描浮述的佣策略鱼。依赖匆于应返用，Me浮rg报er坦/Sl轰ic博er分配捷比特便数：输入辽比特健数等始于Da夕ta彼Fi向el划d最大秩容量餐（DF艇L撇=Kb倍ch–例80酷b趣it唤)，则于分割泉的UP放在减随后稳的Da懒ta活Fi无el钞d域；Da豆ta杯Fi杰el谣d中分膀配整块数个Up岛s，则浓在上董述要也求的娇边界始内DF译L是可赚变的锐。当Me汽rg宏er奶/Sl究ic葡er请求油，而Da慰ta泪Fi蛮el刮d无效绘时，着物理湿层成禽帧模耕块将堵产生婆和传泻输一然个虚辩构物咱理帧百（Du测mm辫yPL泪Fr欲am甲e）。69前述CR考C-延8代替回同步沿字后调，必愈须为侧接收锄机提仔供一烘个方内法来茎恢复UP同步(当接源收机司已实鸣现Da挽ta木Fi鹊el余d域同店步时)。Me湾rg著er购/Sl同ic雄er计算Da塌ta翅Fi亚el肥d开始肠到第足一个婶完整UP开始(C锻RC坑-8的第适一个第比特)的比乞特数原；存储立在BB舰He泽ad杰er的SY授NC攻D域(S傅yn致c利Di愚st痛an恼ce蓄)。SY虾NC壶D=捆0D，表株示第厌一个UP与Da叔ta饶Fi于el讯d对齐春。DV愈B-的S2模式专适配暑：合并/分割Me成rg湿er爱/Sl效ic堡er70DV从B-饼S2模式谷适配渣：Ba砍se符Ba租ndHe锁ad混erBB任He残ad扇er位于Da价ta即Fi施el妄d域之朴前，递具有亡固定这长度80贪bi暗t醋=命10乘by蒙te翠×8。MA遵TY粥PE蔑-1描述挪了输颤入码汗流格酿式，耽模式粱适配止类型竖和滚舞降系樱数，尺见表3。MA浅TY隙PE纵-2为多怕个输澡入码快流的茶指示础，否评则保唯留。其它BB讽He握ad罢er比特狮描述谦了UP灾L、DF击L、SY迟NC、SY贿NC羡D和CR和C-赔8等系接统信鲁息，能见表4。滚降空包删除输入同步指示恒定/自适应编码和调制单个/多个输入码流连续/分包码流用户包长度数据域长度同步字同步距离纠错71DV棕B-镜S2码流催适配输入能是BB计He盲ad触er和随至后的Da芳ta香Fi抄el丹d域，像输出简码流喜为BB额Fr似am凑e。码流悉适配失模块误通过洗填充(P按ad险di添ng妹)构建那恒定糠长度(Kbc择hbi遵t)的BB右Fr谅am共e，然员后进雪行扰末乱。当传境输的珍有效励用户所数据烟不能者填满顺完整获的BB糖Fr递am剖e时，如或当核整数UP分配蔽给了BB轿Fr刮am汁e时，微可能倒需要填充诵（补“0”）处理叛。对于搅广播观业务踪蝶应用去，没先有填斤充。BBHeaderDataFieldBBFrameBB格Fr将am匠e格式72DV处B-安S2码流猪适配谣：BB扰乱完整敬的BB悲Fr沙am岩e进行逼随机家化处唤理，替随机喜序列揉应与BB诉Fr趋am倡e同步抱，从MS族B开始染，Kbc殊hbi光t后结笨束。扰乱状序列占采用抄反馈息移位尸寄存燃器生斧成：PR斥BS生成耽多项贝式为下：1＋X14＋X15在每某个BB工Fr得am旱e起始竿处，PR召BS寄存锤器初始饱化序嗽列为10产01河01垦01近00暴00浩00黑0。73此功参能块避完成克：外码咳（BC摸H）内码驼（LD览PC）比特网交织输入陈为Kbc鲁hbi售t的BB每Fr执am啄e，输拾出为nld稀pcbi拢t的FE译CF唱ra竖me。BC峡H外码详的校逼验位(B厕CH面FE雷C)附加妇在BB当Fr领am已e后面赔，而LD诞PC内码泰的校泽验位兆（LD原PC拢FE文C）将帮附加弟在BC巩HF率EC域后将面。DV艳B-袖S2邪FE娱C编码BBFrameFECFrame74正常FE晕CF涉ra服me（nld膛pc=6羡48特00别bi构ts乳)DV草B-沿S2椒FE叛C编码牛：编码挪参数75短小FE态CF渐ra丹me（nld首pc=1破62佳00获bi椅ts）DV圣B-址S2泽FE意C编码晶：编码立参数76DV贷B-爹S2止FE谱C编码左：外码BC碧H纠t个错隆误的BC飞H编码践器的生成毁多项幕式是通裤过把