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我 國(guó) 新 一 代 衛(wèi) 星 廣 播 系 統(tǒng)
ABS—S在設(shè)計(jì)時(shí)充分吸取了先進(jìn)的思想和理念．同時(shí)又針對(duì)現(xiàn)有可參考的DVB—S2系統(tǒng)的不足進(jìn)行了合理的改進(jìn)，使得ABS—S能夠更好地為我國(guó)衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)的開展提供可靠的技術(shù)保障。ABS—S的創(chuàng)新與優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在： （1） ABS—S在信道編碼的設(shè)計(jì)上比DVB—S2更加優(yōu)化。在ABS—S中，僅使用LDPC作為信道編碼，而沒有采用BCH作為外碼(用來增強(qiáng)主要編碼技術(shù)糾錯(cuò)能力的輔助編碼)，提高了傳輸效率，同時(shí)仍然實(shí)現(xiàn)了10—7以下的差錯(cuò)平底，充分體現(xiàn)了較高的技術(shù)水平與技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 （2）ABS—S的LDPC碼型設(shè)計(jì)在性能與復(fù)雜度之間進(jìn)行了更好的折中，在性能相當(dāng)?shù)那疤嵯?，ABS—S的碼長(zhǎng)還不到DVB—S2的四分之一，這一優(yōu)化工作大大降低了ABS-S的實(shí)現(xiàn)難度，并縮短了信號(hào)傳輸延時(shí)。 （3）ABS—S采用了更為合理、更為高效的傳輸幀結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)保證了傳輸幀長(zhǎng)度不隨調(diào)制方式的改變而變化，具有統(tǒng)一的符號(hào)長(zhǎng)度。這一獨(dú)特設(shè)計(jì)使得接收機(jī)能夠具有更好的同步搜索性能，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)不同編碼調(diào)制方式的無縫銜接，提供了更大的業(yè)務(wù)配置靈活性，特別是能夠更好地適應(yīng)未來直播衛(wèi)星或接收機(jī)技術(shù)的進(jìn)步。另外，ABS—S幀結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)原則上還可以支持不同長(zhǎng)度的導(dǎo)頻信號(hào)的插入，以適應(yīng)不同的高頻頭器件特性。 （4）ABS—S在比特交織和符號(hào)映射等信號(hào)處理環(huán)節(jié)上同樣采用了獨(dú)特的技術(shù)，這些技術(shù)能夠充分發(fā)揮LDPC的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的性能，體現(xiàn)了合理設(shè)計(jì)，全局優(yōu)化的設(shè)計(jì)理念。 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 為了驗(yàn)證ABS—S系統(tǒng)的先進(jìn)性，對(duì)ABS—S系統(tǒng)進(jìn)行了多次測(cè)試，并與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)DVB—S、DVB—S2進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室內(nèi)以及利用現(xiàn)有Ku頻段通信衛(wèi)星進(jìn)行的開路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試．詳細(xì)的測(cè)試結(jié)果均表明： （1）ABS—S明顯優(yōu)于目前普遍使用的DVB—S系統(tǒng)，在同等信號(hào)傳輸能力條件下，ABS—S載噪比門限要求比DVB—S低1.5—2dB；在同等信道條件下，ABS—S的信號(hào)傳輸能力高于DVB—S系統(tǒng)20—25％。 （2）ABS—S在性能上與DVB-S2基本相當(dāng)，載噪比門限相差0.1-0.3dB，接近理論極限，而傳輸能力則略高于DVB—S2；同時(shí)，ABS—S的復(fù)雜度遠(yuǎn)低于DVB—S2．更加易于實(shí)現(xiàn)。 （3）ABS—S適應(yīng)我國(guó)衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)開展的要求，提供了40余種不同的配置方案，可以最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)能力，滿足不同業(yè)務(wù)和應(yīng)用的需求。 3.3 產(chǎn)業(yè)化推進(jìn) 為保障我國(guó)衛(wèi)星直播工作順利進(jìn)行，使得ABS—S技術(shù)不僅僅停留在科研成果的水平上，ABS-S系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備工作也得到大力推動(dòng)。 ABS—S的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)工作共包括三方面的重要內(nèi)容，即接收機(jī)專用解調(diào)芯片、接收機(jī)、專業(yè)調(diào)制器設(shè)備。 （1）在芯片設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的問題上，充分考慮其可靠性、可控性、競(jìng)爭(zhēng)性、階段性。ABS—S專用解調(diào)芯片AVL1108一次流片成功，該芯片實(shí)現(xiàn)水平高，主要性能指標(biāo)完全達(dá)到或超過設(shè)計(jì)目標(biāo)，產(chǎn)品穩(wěn)定可靠。AVL1108作為ABS—S專用芯片，不與DVB-S或DVB—S2兼容，從而一定程度上保證了接收機(jī)產(chǎn)品的安全性。 （2）在專業(yè)調(diào)制器設(shè)備的開發(fā)上，考慮到調(diào)制器產(chǎn)品需求量小、專業(yè)性強(qiáng)的特點(diǎn)，采取了委托開發(fā)的方式開展合作，并通過協(xié)議方式嚴(yán)格限定了調(diào)制器產(chǎn)品的銷售范圍。目前，ABS—S專業(yè)調(diào)制器產(chǎn)品NTC／2278／xP的開發(fā)已全部完成，具備了接受訂貨的能力，完全能夠滿足“村村通”衛(wèi)星上行平臺(tái)建設(shè)工作的要求。 （3）在接收機(jī)的開發(fā)上，堅(jiān)持完全立足國(guó)內(nèi)、確保產(chǎn)品質(zhì)量、鼓勵(lì)公平競(jìng)爭(zhēng)的原則，有計(jì)劃地扶持幫助國(guó)內(nèi)接收機(jī)生產(chǎn)企業(yè)提供出符合特定功能和性能要求的接收機(jī)產(chǎn)品，目前，已經(jīng)具有年產(chǎn)1500萬臺(tái)接收機(jī)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。 3.4 ABS—S系統(tǒng)和“村村通”項(xiàng)目 廣播電視村村通是黨和國(guó)家組織實(shí)施的一項(xiàng)民心工程和德政工程。自實(shí)施以來，“村村通”工程已基本解決了我國(guó)已通電行政村和5O戶以上自然村廣播電視信號(hào)覆蓋“盲區(qū)”群眾收聽廣播，收看電視節(jié)目問題。作為新農(nóng)村文化建設(shè)的一號(hào)工程，農(nóng)村公共文化服務(wù)體系的重要組成部分，廣播電視村村通工作已明確列入我國(guó)”十一五”發(fā)展規(guī)劃綱要。 針對(duì)我國(guó)20戶以上已通電自然村地處偏遠(yuǎn)，居住分散，地形復(fù)雜等特點(diǎn)，衛(wèi)星直播以其投資少、見效快，維護(hù)成本低，農(nóng)民群眾負(fù)擔(dān)小等突出優(yōu)勢(shì)，成為解決這些地區(qū)廣播電視覆蓋問題最為直接、便捷的技術(shù)手段。在我國(guó)“村村通”衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)中，將采用由廣播科學(xué)研究院自主開發(fā)的“先進(jìn)衛(wèi)星廣播系統(tǒng)(ABS—S)”信號(hào)傳輸技術(shù)。 國(guó)家廣播電影電視總局已根據(jù)ABS—S系統(tǒng)，編制了廣播電影電視行業(yè)衛(wèi)星信道傳輸技術(shù)要求。以及相應(yīng)的接收機(jī)行業(yè)技術(shù)要求。 ABS—S直播衛(wèi)星技術(shù)規(guī)范．是建國(guó)以來廣電系統(tǒng)第一次自主研發(fā)的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范。是廣電系統(tǒng)立足自主創(chuàng)新，立足民族工業(yè)推動(dòng)廣電發(fā)展的具體實(shí)踐，標(biāo)志著我國(guó)廣電系統(tǒng)科研工作從過去單純的跟蹤研究向自主創(chuàng)新研究的轉(zhuǎn)變。衛(wèi)星直播是廣播電視傳輸手段的一個(gè)重要組成部分，對(duì)豐富我國(guó)廣播電視覆蓋手段，提高我國(guó)廣播電視覆蓋率，特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)大力推進(jìn)”村村通”工程具有重大的實(shí)際意義 目前，國(guó)際上主要有三種衛(wèi)星廣播標(biāo)準(zhǔn)：DVB—S、DVB—DSNG和DVB—S2。DVB—S系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)于1993發(fā)布，是公認(rèn)的最成功的兩個(gè)系統(tǒng)之一 (DVB—S和GSM標(biāo)準(zhǔn))。同時(shí)被全球直播（DTH．Direct To Home)衛(wèi)星電視廣播商大量采用。DVB—S系統(tǒng)采用QPSK調(diào)制方式．RS+卷積碼的級(jí)聯(lián)碼糾錯(cuò)編碼方案。1998年，DVB組織發(fā)布了第二個(gè)衛(wèi)星廣播標(biāo)準(zhǔn)DVB—DSNG，該系統(tǒng)是DVB—S系統(tǒng)的延伸，在原來的基礎(chǔ)上增加了高階調(diào)制(8PSK、16QAM)。但是這兩個(gè)系統(tǒng)中的前向糾錯(cuò)編碼是一樣的．其糾錯(cuò)性能略顯不足。 最近幾年，隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，特別是適合迭代譯碼的糾錯(cuò)碼技術(shù)的發(fā)展，給通信系統(tǒng)的創(chuàng)新帶來了新的動(dòng)力。另外，消費(fèi)者和運(yùn)營(yíng)商都希望衛(wèi)星具有更大的通信容量以便提供更多的新業(yè)務(wù)。2003年，DVB組織發(fā)布了基于低密度奇偶校驗(yàn)編碼(LDPC)和BCH碼的DVB—S2系統(tǒng)，也就是歐洲的第二代衛(wèi)星廣播系統(tǒng)，該系統(tǒng)已經(jīng)被ITU一R和歐洲通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)ETSI接受。由于DVB—S2系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸吞吐能力比DVB—S提高了30％，因此DVB—S2標(biāo)準(zhǔn)作為廣播通信技術(shù)發(fā)展到新水平的標(biāo)志，受到廣泛關(guān)注。 國(guó)家廣播電影電視總局廣播科學(xué)研究院研制的新一代衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)(ABS—S)，與DVB—S2系統(tǒng)相比，具有相同的性能，但復(fù)雜程度較低。 與現(xiàn)有的DVB—S2標(biāo)準(zhǔn)比較，ABS—S具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)： （1）沒有BCH碼，減小了編碼及系統(tǒng)的復(fù)雜度。 （2）采用較短的幀長(zhǎng)，降低了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的成本。 （3）更好的同步性能(基于優(yōu)化的幀結(jié)構(gòu))。 （4）更簡(jiǎn)化的幀結(jié)構(gòu)。 （5）固定碼率調(diào)制(CCM)、可變碼率調(diào)制(VCM)及自適應(yīng)編碼調(diào)制(ACM)模式可以無縫結(jié)合使用。 ABS—S具有如下特點(diǎn)： （1）高質(zhì)量信號(hào)采用無導(dǎo)頻的模式，而對(duì)于由于使用低廉射頻器件引起的噪聲信號(hào)，可以采用有導(dǎo)頻模式。 （2）FEC只使用具有強(qiáng)大糾錯(cuò)能力的LDPC編碼。 （3）對(duì)于不同的應(yīng)用，可以使用不同的碼率，并具有四種調(diào)制方式：QPSK、8PSK、16APSK和32APSK。 （4）三種咸形濾波滾降因子：0.2、0.25和0.35。 （5）ACM可應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中。 ABS—S系統(tǒng)能夠支持基于用戶端的綜合接收解碼器、PC或其他專業(yè)級(jí)雙向衛(wèi)星通訊設(shè)備的交互式服務(wù)。其回傳信道可以是任何能夠支持衛(wèi)星回傳通信的標(biāo)準(zhǔn)或現(xiàn)有的規(guī)范．比如DVB—RCS等等。在這些應(yīng)用中．傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式可以是TS流，也可以是通用數(shù)據(jù)流。通過封裝，ABS—S系統(tǒng)可以支持諸如IP的一些協(xié)議。封裝的協(xié)議遵循EN301 192或者IPTV中的一些協(xié)議 2.1 ABS—S系統(tǒng)概述 ABS—S是衛(wèi)星直播應(yīng)用的傳輸標(biāo)準(zhǔn)．定義了編碼調(diào)制方式、幀結(jié)構(gòu)及物理層信令。系統(tǒng)定義了多種編碼及調(diào)制方式，以適應(yīng)不同衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)的需求。ABS—S傳輸系統(tǒng)的功能框圖如圖1所示（略），基帶格式化模塊將輸入流格式化為前向糾錯(cuò)塊，然后將每一前向糾錯(cuò)塊送入LDPC編碼器，經(jīng)編碼后得到相應(yīng)的碼字，比特映射后，插入同步字和其它必要的頭信息．經(jīng)過根升余弦（RRC）濾波器脈沖成形，最后上變頻至Ku波段射頻頻率。在接收信號(hào)載噪比高于門限電平時(shí)．可以保證準(zhǔn)無誤接收（PER >10 -7 )。 2.2 應(yīng)用范圍 ABS—S可提供以下業(yè)務(wù)： （1）廣播業(yè)務(wù)：可支持電視直播業(yè)務(wù)．包括高清晰電視直播。 （2） 交互式業(yè)務(wù)：通過衛(wèi)星回傳信道．很容易滿足用戶的特殊需求，例如：天氣預(yù)報(bào)．節(jié)目、購(gòu)物．游戲等信息。 （3）數(shù)字衛(wèi)星新聞采集(DSNG)業(yè)務(wù)。 （4）專業(yè)級(jí)業(yè)務(wù)：可提供雙向Internet服務(wù)。 2.3 前向糾錯(cuò)LDPC碼 前向糾錯(cuò)編碼(FEC)與調(diào)制技術(shù)，是提高衛(wèi)星性能的關(guān)鍵因素，尤其是在較高噪聲和干擾環(huán)境下。LDPC是由R.G Gallager于1962年在其博士論文中首先提出的，由于當(dāng)時(shí)超大規(guī)模集成電路(VLSL )尚未成熟，難以逾越的復(fù)雜程度使其被束之高閣，1995年．受Turbo碼成功的啟示，MacKay和Neal研究的迭代譯碼算法使LDPC的價(jià)值被重新挖掘，成為當(dāng)前編碼領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。LDPC是一種具有稀疏校驗(yàn)矩陣(校驗(yàn)矩陣中1的個(gè)數(shù)比較少)的線性分組碼，具有逼近香濃極限的優(yōu)良特性．譯碼復(fù)雜度只與碼長(zhǎng)成線性關(guān)系，編碼復(fù)雜程度適中，在碼長(zhǎng)較長(zhǎng)的情況下，仍然可以保證有效譯碼，在信道環(huán)境較差的移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信方面得到廣泛的應(yīng)用。LDPC是到目前為止最好的FEC之一。 ABS—S系統(tǒng)采用了一類高度結(jié)構(gòu)化的LDPC碼。該結(jié)構(gòu)的LDPC碼，其編解碼復(fù)雜度低，并可以在相同碼長(zhǎng)條件下，方便地實(shí)現(xiàn)不同碼率的LDPC碼設(shè)計(jì)。 DVB—S2系統(tǒng)中，為了降低誤碼率，減小錯(cuò)誤平底(error floor)，采用了內(nèi)碼為L(zhǎng)DPC碼，外碼為BCH碼的級(jí)聯(lián)碼結(jié)構(gòu)，在每個(gè)LDPC碼字內(nèi)，BCFT碼可以糾正8到12個(gè)比特的錯(cuò)誤。與DVB—S2系統(tǒng)相比，ABS—S具有以下兩個(gè)優(yōu)勢(shì)：（1）ABS—S的LDPC碼的碼長(zhǎng)度為15360，且不同碼率時(shí)，碼長(zhǎng)固定，而DVB—S2的LDPC碼分長(zhǎng)碼與短碼，其長(zhǎng)度分別是64800和16200。眾所周知，在糾錯(cuò)碼領(lǐng)域，LDPC碼字長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，具有更好的逼近香農(nóng)極限特性，可以減小突發(fā)差錯(cuò)對(duì)譯碼的影響。然而，ABS—S系統(tǒng)中的LDPC碼，具有與DVB—S2中長(zhǎng)碼基本相同的性能。同時(shí)，短碼在硬件設(shè)計(jì)時(shí)具有編解碼簡(jiǎn)單及硬件成本低廉的特點(diǎn)，更易于被市場(chǎng)接受；（2）ABS—S系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)低于10-7的誤幀率FER要求。與其相比，DVB—S2中的LDPC碼不能提供低于10-7的誤幀率，必須通過級(jí)聯(lián)BCH外碼才能降低錯(cuò)誤平底，達(dá)到10-7的誤幀率要求。同時(shí)，通常短碼字的LDPC碼具有較高的錯(cuò)誤基底．然而，ABS-S中的LDPC碼能夠提供底于10-7“的REF，并具有較低的錯(cuò)誤平底 （本文已被瀏覽 1370 次） |
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