DVB и MPEG

Одним из первых решений при организации DVB было принятие за основу всех разработок стандарт цифрового сжатия MPEG-2. Второе важное решение, которое принял DVB Project, - использование общего MPEG-2 мультиплекса во всех средах распространения и максимальная унификация методов помехоустойчивого кодирования и модуляция. Во всех случаях используется код Рида-Соломона с единым размером блока, и в тех случаях, где это необходимо,-сверточный код с единым набором относительных скоростей. Обработка цифрового потока MPEG-2 для использования в спутниковом вещании детально специфицирована в стандарте EN 300 421, принятом ETSI в 1998 г. [6. 6, 6. 7]. Последовательность этапов обработки приведена на рис. 6. 4. Пришедшие на вход модулятора транспортные пакеты длиной 188 байтов содержат, как мы знаем, синхробайт 047 и 187 байтов данных. Для устранения неопределеннос¬ти фазы формируется внутренний цикл модулятора, включающий 8 пакетов: первый с инвертированной стартовой синхрогруппой 0хВ8, остальные — с неинвертированной. Транспортный поток поступает на скремблер, где происходит его суммирование с псев¬дослучайной последовательностью (ПСП). Структурная схема принятого в стандарте DVB-S скремблера/дескремблера приведена на рис. 6. 5 И состоит из регистра сдвига на 15 триггерах и ЛЭ "исключающее ИЛИ", суммирующего по модулю 2 сигналы с выхо¬дов ячеек 14 и 15 и подающего суммарный сигнал на вход ячейки 1. Символьная синх¬ронизация ячеек производится тактовой частотой транспортных пакетов, цикловая син¬хронизация — инвертированными стартовыми синхрогруппами, с помощью которых триггеры регистра сдвига устанавливаются в начальное состояние 1001 0101 0000 0000. Порождающий многочлен g(x) = x15 +х14 +1 генерирует ПСП длиной 215-1 = 32767 би¬тов " 4096 байтов, из кото¬рых используется участок длиной 1503 байта. Скремблирование и деск-ремблирование транспортно¬го потока происходит во вто¬ром ЛЭ "исключающее ИЛИ", на один вход которо¬го подаются транспортные пакеты, а на другой вход через ЛЭ "И" поступает ПСП. Схема "И" используется для прерывания ПСП на момент передачи синхробайта (иначе на приеме его не удастся обнаружить). После скремблирования данные транспортного пакета подвергаются помехоустойчи¬вому кодированию каскадным кодом, в котором в качестве внешнего используется уко¬роченный код Рида-Соломона (PC) (204, 188, 8), в качестве внутреннего — сверточный код. Укороченный код PC формируется в кодере полного кода (255, 239, 8) путем добав¬ления перед началом транспортного пакета группы из 51 байта, состоящей из одних нулей. Получившийся пакет из 239 байтов проходит кодирование, после которого сим¬волы на добавленных позициях отбрасываются и остается пакет длиной 204 байта. Работа кодера описывается порождающим многочленом g(x) = x8 + х4 +х3 +х2 +1. Кодуcтойчиво работает при вероятности ошибок на входе декодера не выше 210-4, устраняя ошибки, с которыми не справился декодер сверточного кода, и обеспечивая точную вероятность ошибок в пределах от 10~10 10~11 (квазисвободный от ошибок [). Такое высокое требование к коэффициенту ошибок связано с принятой DVB концепцией "контейнера данных", согласно которой цифровой канал должен быть уни¬кальным и пригодным для передачи не только телевидения (для которого достаточно иметь вероятность ошибки 310~6 10~8), но и любых других цифровых сигналов, в том числе и с повышенными требованиями к достоверности. Функция защиты от пакетных ошибок большой длительности в стандарте осуществляется сверточное перемежение данных с глубиной перемежения 12 байтов. Структурные схе-мы кодера и декодера перемежения показаны на рис. 6. 6. В каждом положении пере¬ключателя в регистры записывается 1 байт информации, так что транспортный пакет ой 204 байта будет полностью обработан за 204/12 = 17 циклов. Задержка данных каждой ветви должна быть кратна 17 байт — от 0 до 11 х 17 = 187 байт. В декодере межения восстанавливается первоначальный порядок следования данных, стандарте DVB-S используется сверточный кодер с длиной кодового ограничения 7 и относительными скоростями кодирования R = 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 (FEC ward Error Correction) — прямая коррекция ошибок в англоязычной терминоло¬гию. Переключение с базовой скорости 1/2 на другие значения осуществляется выбо¬рочным вычеркиванием — перфорированием — некоторых символов. Это несколько снижает корректирующую способность кода, но одновременно уменьшает и его избы¬точность, позволяя высвободить больше емкости для полезных данных. Декодер свер¬точного кода осуществляет первый уровень кодозащиты и должен работать при коэф¬фициенте ошибок входного сигнала 10-1 10-2, снижая коэффициент ошибок в выходном интервале до значения 210-4, необходимого для работы кода PC. Суммарная энергетическая эффективность каскадного кода, определяемая как выиг¬рыш в необходимом отношении E6/N0, достигает 7, 5 дБ при R = 1/2, снижаясь до дБ при R = 7/8.

moreit. Ru