DVB-S2 on päivitetty versio DVB-S: stä. Kansainvälinen DVB-organisaatio aloitti DVB-S: n päivityksen vuoden 2002 alussa. Noin kahden vuoden aikana se järjesti 4 ohjelmakilpailua ja lopulta voitti LDPC + BCH -ohjelmaan perustuva Hughes Network System (HNS) -yritys. Perustamalla suuri määrä simulaatio- ja esittelyjärjestelmiä, DVB-organisaatio hyväksyi tämän ohjelman alun perin marraskuussa 2003. Ohjelmateksti valmistui tammikuussa 2004, ja ETSI suositteli sitä EN 302 207 -standardina kesäkuussa 2004.
1. Perusominaisuudet DVB-S2
Kokeet osoittavat, että annetuissa transponderin kaistanleveys- ja lähetysteho-olosuhteissa järjestelmä saa noin 30%: n vahvistuksen valitun modulointimenetelmän ja koodausnopeuden mukaan. Muuttuvan koodimodulaatioteknologian (VCM) soveltaminen voi tarjota eritasoisen virhesuojauksen eri palveluille, kuten vakiotarkka televisio, teräväpiirtotelevisio, äänilähetys ja multimedia. Erityisesti vuorovaikutteisissa palveluissa tai point-to-point-palveluissa vaihteleva koodimodulaatioteknologia yhdistetään paluukanavaan muodostaen mukautuva koodimodulaatio (ACM, Adaptive Code Modulation). Adaptiivinen koodaus- ja modulointitekniikka voi tarjota eritasoisia virhesuojauskoodausmenetelmiä ja modulointimenetelmiä sen signaalin etenemisympäristön palautetiedon mukaan, jossa vastaanottava päätelaite sijaitsee parhaan suorituskyvyn sovittamisen saavuttamiseksi, jotta järjestelmän kapasiteettia voidaan lisätä 1-2 kertaa. Myös erilaisten palvelujen luotettavuutta on vahvistettu. Teknologian kehityksen myötä DVB-S / DVB-DSGN-yksitulomuodon (MPEG TS -virta) parantaminen moniformaattiseksi datavirraksi (multi-TS tai elementaarinen datavirta) ei lisää merkittävästi toteutuksen monimutkaisuutta.
Päivitettynä DVB-S-kanavakoodaus- ja modulointitekniikan järjestelmänä DVB-S2 hyödyntää täysin edellä mainittuja uusia tekniikoita tarjotakseen uuden teknisen standardin, jolla on vahva joustavuus ja laaja satelliittipalvelujen kattavuus. Sillä on seuraavat viisi perusominaisuutta:
1) Joustava tuloliitännän sovitus: Se voi hyväksyä yhden sisääntulovirran tai useita tulovirtauksia eri muodoissa, kuten MPEG-2-siirtomulti-virta ja perustietovirta. Tulosignaali voi olla erillinen datapaketti tai jatkuva datavirta.
2) Tehokas eteenpäin suuntautuva virheenkorjausjärjestelmä: sisempi koodi käyttää matalan tiheyden tarkistuskoodia (LDPC-koodi) ja ulompi koodi Boss-Chaudhuri-Hocquenghem-koodia (BCH, Boss-Chaudhuri-Hocquenghem). Tämä koodausmenetelmä eroaa Shannonin raja-arvosta vain 0.7-1 dB: llä ja pakettivirhesuhde (PER) on alle 10-7 annetulla signaali-kohina-kynnyksellä. Se on tällä hetkellä parhaiten suoriutuva koodausjärjestelmä.
3) Monikoodausnopeus, monimodulaatio, tehokas ja joustava: koodausnopeus tukee 1/4 ～ 9/10, jne., 2b / s / Hz ～ 5b / s / Hz symbolikartoitustilat vastaavat QPSK, 8PSK, 16APSK , Vastaavasti 32APSK-modulaatiotilat. Valinta on lisääntynyt, joustava ja tehokas, ja myös transponderin epälineaarisuus on optimoitu.
4) Adaptiivinen koodaus- ja modulointitekniikka: Tämä tekniikka (ACM) voi tarjota kehystason koodauksen ja moduloinnin optimoinnin eri signaalinsiirtoympäristöjen mukaan ja parantaa merkittävästi järjestelmän signaalinsiirron luotettavuutta.
5) Useita taajuuksien siirtokertoimen valintoja: 0.35, 0.25, 0.20, joka voi vastata erilaisiin liiketoiminnan tarpeisiin, kuten ääni, video (SD / HD) ja data.
2. DVB-S2 signaalinkäsittely virtaus
DVB-S2 ottaa käyttöön uusimman kanavakoodausmenetelmän (LDPC + BCH) DVB-S: n pohjalta, laajentaa signaalitulomoodien sovitusta (useita siirtovirtauksia ja alkuvirtoja) ja tuo mukautuvat signaalit QPSK, 8PSK, 16APSK ja 32APSK perusteella Modulaatiotilassa (ACM) on myös uusia läpimurtoja vastaanottimen kantoaallon palautuksessa ja nopean kehyksen synkronointitekniikoissa.
DVB-S2: n signaalinkäsittely voidaan karkeasti jakaa viiteen osaan muodostaakseen kolme formaattikehystä (kantataajuuskaistan kehys, virheenkorjauskehys ja fyysinen kehys. Kaksi ensimmäistä kehystyyppiä kuuluvat loogisiin kehyksiin.) Viisi osaa ovat:
1) Tulomoodin ja siirtovirran sovitusosa: tarjoa signaalin sisääntuloliitäntä, suorita tulovirran synkronointi, tyhjennä pakettien poisto ja suorita syklinen redundanssitarkistus (CRC-8) tulodatapakettisekvenssille. Jos se on monisyöttöinen virtatila, se suoritetaan myös. Tulovirran yhdistäminen tai jakaminen on järjestää tulovirran tietokenttä uudelleen ja lopuksi lisätä kantataajuusmerkki, täyttää se ja lopuksi antaa kantataajuuskehys, jonka muoto on esitetty kuvassa 4. Kantataajuisen kehyksen pituus Kbch liittyy valittuun koodausnopeuteen ja modulointimoodiin. Lisäksi DVB-S2 tarjoaa myös näennäissatunnaisen salauksen tälle kantataajuuskehykselle.
2) Välitön virheenkorjauksen koodausosa: täydentää pääasiassa kanavavirhesuojauksen virhekorjauskoodaustoiminnon, joka on jaettu pääasiassa kolmeen vaiheeseen: ulompi koodisuojaus (BCH-koodi), sisäkoodisuoja (LPDC-koodi) ja muut modulaatiomenetelmät paitsi QPSK. lomitettu. Pieni lomitus tässä on hyvin yksinkertaista. Lukuun ottamatta 8PSK: ta, jonka koodinopeus on 3/5, tietojen syöttö kirjoitetaan sarjaan sarakkeisiin ja tietojen lähtö luetaan sarjaan riveinä. Kirjoitus ja lukeminen ovat kaikki merkittävimmistä biteistä (MSB). alkaa. Kun kantataajuuskehys on käynyt läpi nämä kolme virheenkorjauskoodauksen vaihetta, muodostetaan ns. Virheenkorjauskehys (FEC Frame).
3) Koodaussymbolikartoitusosa: Se viimeistelee lähinnä lähetysbittien kartoitustyön modulaatiosymbolia kohden. Kukin tulovirheenkorjauskehys suorittaa sarja-rinnakkaismuunnoksen erilaisen rinnakkaisuuden (2, 3, 4, 5) mukaisesti, ja muunnettu rinnakkainen sekvenssi suorittaa konstellaatiokartoituksen valitun modulointitehokkuuden mukaan (I, Q) -sekvenssin muodostamiseksi. Tällä tavalla tulovirheenkorjaussekvenssistä (kehyksestä) tulee vastaava kompleksisekvenssi, joka koostuu 64800/16200-modulointisymboleista. Käsittelyn tämän osan jälkeen tulovirheenkorjauskehyksestä (FEC-kehys) tulee monimutkaisen sekvenssin (I, Q) lähtö, jota kutsutaan kompleksisekvenssivirhekorjauskehykseksi (XFEC-kehys).
4) Fyysinen kehyksen koodausosa: Tässä kompleksisekvenssin virheenkorjauskehys on jaettu S-segmentteihin 90 symbolin yksikköinä. S: n arvo määräytyy kompleksisen sekvenssin (kehys) (64800/16200) pituuden ja valitun modulointitehokkuuden (2/3) / 4/5) yhteisen päätöksen perusteella. Vastaanottimen konfiguroinnin helpottamiseksi on myös tarpeen lisätä fyysinen kehysotsikko (PLHREADER) kompleksisen sekvenssin etupäähän, ja fyysisen kehysotsikon pituus on myös 90. S-segmenteissä jaettuna useita sarjoituksia varten ohjauslohko (pilottilohko) lisätään 16 segmentin jälkeen auttaakseen vastaanottimen synkronointia. Tämän moduloimattomasta kantoaallosta koostuvan ohjauslohkon pituus on 36. Tällä tavoin fyysisen kehyksen pituudeksi tulee:
90 × (S + 1) + P × ent {S / 16}
Kaavassa P = 36, ent {} on pyöristystoiminto.
Fyysisen kehyksen koodaustehokkuus on tietysti: kun ei ole käsiteltävää XFEC-kehystä, järjestelmä lisää nuken kehyksen varmistaakseen vastaanottimen prosessoinnin jatkuvuuden ja signaalin lähetyksen sujuvuuden. . Tämä nuken kehys koostuu fyysisestä kehyksen otsikosta ja 36 × 90 pitkästä moduloimattomasta kantoaallosta (I = 1 /, Q = 1 /).
Lopuksi jokaiselle fyysiselle kehykselle on tehtävä monimutkainen sekvenssisekoitus paitsi kehyksen otsikko ennen lähettämistä modulaattorille.
5) Signaalin modulointiosa
Modulaatio-osa suorittaa pääasiassa kantataajuuden muotoilun ja kvadratuurimodulaation kaksi päätoimintoa. Sekoitetuille fyysisille kehyksille valitaan erilaiset roll-off-kertoimet (0.35 / 0.25 / 0.20) neliöjuuren korotetulle kosini-suodatukselle ja muotoilulle eri liiketoiminnan vaatimusten mukaisesti.
Muodostamisen jälkeen signaali I- ja Q-komponentit on kerrottava sin (2πfot) ja cos (2πfot) vastaavasti (fo on kantotaajuus) ja lähetettävä sitten modulaattorille tarvittavan moduloidun signaalin saamiseksi.
Toistaiseksi DVB-S2 on suorittanut signaalin koodauksen ja moduloinnin. Modulaattorin lähtösignaali voidaan lähettää satelliittiradiotaajuuskanavalle signaalin lähettämistä varten.
3. DVB-S2: n käyttämä uusi ydinteknologia
1) BCH + LDPC-koodaus: Tämän tekniikan perusmenetelmä on: ulompi koodi käyttää BCH-koodia ja sisempi koodi käyttää LDPC-koodia. BCH-koodi on tavanomainen syklinen koodi, jolla on yksinkertaisen koodisanan muodostamisen ominaisuudet ja vahvat virheiden havaitsemis- ja korjausominaisuudet. LDPC-koodi on eräänlainen lineaarinen lohkovirheenkorjauskoodi, joka voidaan määrittää hyvin harvoilla tarkistusmatriiseilla tai kaksiosaisilla kaavioilla. Sen alun perin löysi Gallager, joten sitä kutsutaan myös Gallager-koodiksi. Se on samanlainen kuin tunnettu Turbo-koodi, sen suorituskyky on lähellä Shannon-rajaa ja sitä voidaan soveltaa melkein kaikkiin kanaviin, joten siitä on tullut hot spot koodausteollisuudessa viime vuosina. Turbo-koodien ylivertaisen suorituskyvyn lisäksi tärkeä syy LDPC-koodien menestykseen on sen edut algoritmien dekoodauksessa.
Kanavakoodauksen dekoodausalgoritmi on tärkeä tekijä, joka määrittää koodauksen suorituskyvyn ja sovelluksen näkymät. LDPC-koodin pariteettitarkistusmatriisin harvinaisuudesta johtuen sillä on tehokas dekoodausalgoritmi. Sen dekoodauksen monimutkaisuudella on lineaarinen suhde koodin pituuteen, joka voittaa valtavan dekoodauksen laskennan monimutkaisuuden, jota lohkokoodi kohtaa, kun koodin pituus on pitkä. Vaikeusaste tekee mahdolliseksi pitkien koodattujen pakettien käytön. Lisäksi tarkistusmatriisin harvinaisen luonteen vuoksi, kun käytetään pitkää koodiryhmää, tietobitit, jotka ovat kaukana toisistaan, osallistuvat yhtenäiseen tarkistukseen, mikä tekee jatkuvista purskevirheistä vähäisen vaikutuksen dekoodaukseen ja koodi itse vastustaa purskevirheitä . Lomittajaominaisuuksia ei tarvitse esitellä, eikä ole viivettä, joka voi johtua lomittelijan olemassaolosta.
2) Adaptiivinen koodaus ja modulaatio (ACM): Tämän tekniikan käyttöönoton jälkeen siirtotehokkuus paranee. DVB-S: llä on vain yksi modulaatiomenetelmä, se on QPSK. Yksi modulointisymboli kartoittaa 2 bittiä. Siksi satelliittien kyky lähettää signaaleja on suuresti rajoitettu. DVB-S2 laajentaa sen useisiin valittaviin tiloihin, nimittäin QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK, ja vastaavasti kullekin modulointisymbolille kartoitettujen bittien lukumäärä on 2, 3, 4 ja 5 vastaavasti. Tällä tavalla satelliittisiirtokapasiteetti paranee huomattavasti. Se on erityisen merkityksellistä suorien lähetyssatelliittijärjestelmien operaattoreille, toisin sanoen sama määrä satelliitteja ja transpondereita voi kaksinkertaistaa lähetettyjen signaalien tai ohjelmien määrän.
Vielä tärkeämpää on, että DVB-S2 käyttää adaptiivista koodaus- ja modulointimenetelmää (ACM), mikä tekee signaalinsiirrosta joustavamman ja luotettavamman. Tämä koodaus- ja modulointimenetelmä voi saavuttaa kehystason (Frame-by-Frame). Toisin sanoen, koko lähetyssekvenssinsä, kunkin yksittäisen kehyksen koodausnopeus ja modulointimoodi voivat olla erilaiset. Tämän menetelmän joustavuus ilmenee siitä, että erilaiset vastaanottoympäristöt (aurinkoinen, pilvinen ja ukkosää) voivat tarjota erilaisia koodausnopeuksia ja modulointimenetelmiä, jotta vastaanottava päätelaite voi vastaanottaa ihanteellisimman ja luotettavimman signaalin tässä ympäristössä. Niille mobiilivastaanottimille tämä modulaatiomenetelmä on tehokkaampi. Kun vastaanottava päätelaite kulkee eri sääympäristöjen läpi, sen vastaanottava vaikutus ei muutu rajusti säästä johtuen. Voimme myös nähdä, että mitä huonompi vastaanottava ympäristö on, sitä suurempi on redundanssi vastaanotetussa kehyksessä lähetyksen häiriöiden estämisen parantamiseksi. Tietenkin myös kunkin päätelaitteen toteutus monimutkaisuus on lisääntynyt. Sen on hyödynnettävä täysimääräisesti mahdollista paluukanavaa palauttaakseen nykyiset vastaanottavan ympäristön parametrit reaaliajassa; toisaalta, koska kehyksen ja kehyksen koodinopeus ja modulaatiotila voivat olla erilaiset, DVB-S2 tarjoaa nopean kehyssynkronoinnin ja tehokkaan kantoaaltojen palautuksen vastaanottavalle päätelaitteelle helpottamaan sujuvan vastaanoton toteutumista.
Modulaatiomenetelmien ja koodausnopeuksien laajentuminen on kuitenkin lisännyt myös vastaanottimien ja koko satelliittijärjestelmän vaatimuksia. Teoreettisen simulaation osalta kantoaine-kohinasuhde C / N DVB-S: llä (QPSK) vaihtelee yleensä välillä 3.5 - 7.5 dB. BCH: n ja LDPC: n käytöstä johtuen DVB-S2: n kantaja-kohinasuhde C / N-alue (QPSK) pienenee vastaavasti, noin 1 ~ 5dB, tai toisin sanoen QPSK: n, DVB-S2: n tapauksessa on huonommassa kanavatilanteessa Voi myös toimia. Alan standardin GY / T 148-2000 "Satelliittidigitaalitelevisiovastaanottimien tekniset vaatimukset" mukaan Eb / N0-kynnyksen on oltava alle 5.5 dB (kun FEC = 3/4), ja välillä on muuntosuhde Eb / N0 ja C / N. Siksi tulevan DVB-S2-vastaanottimen demodulaattorin toimintakynnyksen on oltava matalampi, toisin sanoen vastaanottimelle asetettavat vaatimukset kasvavat. Toisin sanoen, DVB-S2-vastaanottimien on omaksuttava edistyneempi ja tehokkaampi tekniikka kehysten synkronoinnin ja muiden ongelmien käsittelemiseksi. Tietysti myös DVB-S2-modulaatiomenetelmille, jotka ovat tehokkaampia kuin QPSK, kuten 8PSK, 16APSK jne., Myös itse suoraa satelliittijärjestelmää koskevia vaatimuksia parannetaan huomattavasti tai vastaavan kantoaallon ja kohinan välisen vähimmäissuhteen on oltava myös parantaa. Esimerkiksi 8PSK: n edellyttämä kantoaine-kohinasuhde C / N on noin 5.5-10 dB; kantajan ja kohinan suhde C / N, jota 16APSK vaatii, on noin 10 - 14 dB; toisin sanoen tulisi käyttää myös satelliittiantennia, peittosäteen suunnittelua jne. Kehittyneempi tekniikka, jolla on parempi signaalin tai peittokentän voimakkuus vastaanotettaessa, voi saavuttaa suuremman siirtokapasiteetin tai kokonaislähetyksen.
4. DVB-S2: n vertailu muihin järjestelmiin
1) DVB-S2: n ja DVB-S: n vertailu: Kun otetaan huomioon lähetysbitit symbolia kohden (sama modulaatiomenetelmä), DVB-S2: n C / N-parannus on 3dB verrattuna DVB-S: ään. Otetaan esimerkkinä QPSK, kun bittiä / symboli = 1.5, (C / N) DVB-S≈7dB, (C / N) DVB-S2≈4dB. Kanavan kapasiteetin näkökulmasta, koska DVB-S käyttää yhtä QPSK-modulointimenetelmää, tarjottu kanavan kapasiteetti on hyvin pieni; Vaikka DVB-S2 voi käyttää QPSK: ta, 8PSK: ta, 16APSK: ta tai jopa 32APSK: ta, se voi tarjota suuremman kanavakapasiteetin, joka on ulottumattomissa olevissa DVB-S: n keski- ja huipputasoissa. DVB-S2 voi paitsi tarjota suuremman kaistanleveyden lähdön, myös lisätä ulostulon eristystä ja lisätä järjestelmän vakautta. Hughes Network Systems (HNS) havaitsi lukuisien simulaatiotutkimusten avulla, että DVB-S2: n hyväksymä LDPC + BCH-koodausjärjestelmä on vain 0.7-1 dB: n päässä ihanteellisesta Shannon-rajasta. Tämä osoittaa, että emme enää tarvitse uutta satelliittilähetysten koodausjärjestelmää pitkään aikaan tulevaisuudessa.
Saman satelliittiantennin tehon ja kaistanleveyden olosuhteissa DVB-S2 tarjoaa enemmän ohjelmasarjoja (kanavia) ja suuremman symbolinopeuden kuin DVB-S, mikä lisää vahvistusta 25-35%. Samanaikaisesti DVB-S2 laajentaa myös DVB-S: ää tulosignaaliliitännässä. MPEG-2-siirtovirran (TS) lisäksi se tukee myös perustietopakettien tai suoratoistodatan syöttämistä, mikä lisää palvelun joustavuutta ja yhteentoimivuutta.
2) DVB-S2: n vertailu Internetissä ja muissa vahvoissa vuorovaikutteisissa palveluissa: Viimeisin tutkimus osoittaa, että vuosina 2005–2009 DVB-S1.3: een ja niihin liittyviin laitteisiin voidaan sijoittaa 2 miljardia Yhdysvaltain dollaria. Tästä investoinnista 70 prosenttia käytetään kuitenkin interaktiivisiin palveluihin (IS). Tällä hetkellä ADSL on interaktiivisten palvelujen (erityisesti nopea laajakaistayhteys) kannalta suurin kilpailija. ADSL: n käyttömenetelmä on yksinkertainen, laitteiden määrä on matala ja se tarjoaa laajan pääsynopeuden.
Olettaen, että Ka-kaistan piste-satelliittiantennin, jonka kaistanleveys on 72 MHz, vuosivuokra on 2.6 miljoonaa euroa, se voi tukea 8500 käyttäjää DVB-S-järjestelmille ja 22,000 2 käyttäjää DVB-S25.5: lle, sitten jokainen käyttäjä kuukaudessa Satelliittikanavan hinta : 9.85 euroa DVB-S: lle ja 2 euroa DVB-SXNUMX: lle.
Nykyinen eurooppalainen ADSL-paketti maksaa 444 euroa vuodessa ja 37 euroa kuukaudessa. On huomattava, että tämä numero on kaikki ADSL-käyttäjien kustannukset (kanava + tiedot), ja edellä mainitut kaksi numeroa ovat vain kanavan kustannuksia, vaikka voimme nähdä, että DVB-S2 on edelleen erittäin kilpailukykyinen (etenkin lähiöissä tai kaukaisilla alueilla) DVB-S: n edut eivät ole ilmeisiä.
Meidän muiden tuotteiden:
