CC BY
39
Секция
«ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ»
УДК 004.72
АНАЛИЗ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ DVB-S2
А. С. Арден Научный руководитель - К. Э. Гаипов
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31
E-mail: ardenalena@gmail.com
Описывается анализ пропускной способности и передачи данных в системах спутниковой связи DVB-S2.
Ключевые слова: DVB-S2, спутниковая связь, помехоустойчивое кодирование.
ANALYSIS OF CAPACITY OF THE SATELLITE COMMUNICATION
SYSTEM DVB-S2
A. S. Arden Scientific supervisor - K. E. Gaipov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: ardenalena@gmail.com
This article describes the analysis of bandwidth and data transmission in satellite communications systems DVB-S2.
Keywords: DVB-S2, satellite communications, noiseless coding.
Рассмотрена структура системы DVB-S2 для оценки его пропускной способности, так как пропускная способность спутниковых каналов связи является драгоценным ресурсом, поэтому его нужно как можно более эффективно использовать. Преимущества данной системы заключаются в следующем: наличие режимом VCM (переменное кодирование и модуляция) и ACM (адаптивное кодирование и модуляция), которые позволяют оптимизировать полосу частот и гибкую передачу параметров. Данная система поддерживает передачу радиовещательных, интерактивных, DSNG (цифровой спутниковый сбор данных) и профессиональных услуг, что делает её мобильной и позволяет передавать различные данные. Система DVB-S2 состоит из последовательности функциональных блоков, работа и структура которых подробно описана в источнике [1].
Для выполнения анализа пропускной способности и передачи данных будет рассмотрен поток 20 IP-пакетов с длиной пакета в 1500 байт с последовательностью операций, выполняемых в режиме GSE-HEM, подробно описана в источнике [2].
- После прохождения блока адаптации режима формируются BBFRAME, длина который Kbch зависит от заданной скорости кодирования LDPC.
- Блок адаптации потока выполняет: заполнение BBFRAME до постоянной длины.
Секция «Электронная техника и технологии»
В данном потоке будет присутствовать от 16 (скорость LDPC 8/9) до 80 (скорость LDPC 1/4) BBFRAME и по одному FRAME, требующему заполнения. К общему потоку будет добавлено от 1 944 бит (скорость LDPC 8/9) до 3 000 бит (скорость LDPC 1/4).
- Блок кодирования FEC выполняет: кодирование BCH, LDPC и перемежение битов. Входным потоком на блок кодирования являются BBFRAME, а выходным FECFRAME (для передачи данных по протоколу IP используются FECFRAME укороченного типа).
Рис. 1. Функциональная блок-схема системы DVB-S2
GSE ÜPL GSE и
UP UP UP IIP up
SYNCD ПОЛИОВЛТСЯЬСКНЙ
ПОЛЕ ДАННЫХ
MATYPE 15SY DFI. irN:u CRC-a MODE
Uuaiha) (2 LSB) [Z unihii) (1 tSB) Druiin) (1 далт!
Рис. 2. Формат потока на выходе адаптации режима Параметры кодирования и длина данных для укороченного ЕЕСЕИЛМЕ
Таблица 1
Скорость Длина Kjjch в битах Длина полезной Длина служебных
LDPC нагрузки в FEC-кадре данных в FEC-кадре
(nldpc - DFL)
1/4 3 072 2 992 13 208
1/3 5 232 5 152 11 048
2/5 6 312 6 232 9 968
1/2 7 032 6 952 9 248
3/5 9 552 9 472 6 728
2/3 10 632 10 552 5 648
3/4 11 712 11 632 4 568
4/5 12 432 12 352 3 848
5/6 13 152 13 072 3 128
8/9 14 232 14 152 2 048
Длина общего потока данных увеличивает. Длина каждого BBFRAME варьировалась от 384 до 1779 байт, на данном же этапе каждый FECFRAME равен 2025 байт.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2020. Том 1
- Блок отображения: каждый БЕСБРАМЕ преобразуется из последовательного вида в параллельный. На выходе системы получаем ХБЕСБЯЛМЕ.
-Блок кадрирования РЬ выполняет: разделение ХБЕСБЯЛМЕ на Б участков и формирование РЬРЯЛМЕ.
- Блок потоковой фильтрации и квадратурной модуляции выполняет: обработку сигнала БОЯТ-фильтром и перемножение синфазной и квадратурной выборок.
XFECFRAME
S 1-ЧЛСТК H
символе^
Учит«-] y<iattM'2 Учлстс*-5
участок (Я 2ВР5К) / ЧЯС1К01» 36 сиГмго^и
w 1--7 ►4 >
PLHEADER Участок-1 УЧ4Сt«c- Бмк к онтроль KMX
Д и рсжимии требую ЦП ЕХ контрольных
СНГНЛЛОВ
немоду.'шровтпше нссущнс
90<S+1>+P mt{(S-l)l6}
Р- Зб CHMJJO.IOB
PL FRAME перел PL скрсшшройшшеи
Рис. 3. Формат PLFRAME
Характеристика канала связи DVB-S2
Таблица 2
Скорость Кодирования LDPC Эффект ивности модуля ции Лмоо Вид модуляции Количество участков в кадре (1 участок = 90 символов) Длина PLFRAME (в битах) Количество служебной информации добавленной к потоку из 20 пакетов (в байтах) Доля полезной нагрузки в каждом PLFRAME
1/4, 1/3,2/5, От 6 020 До 33 920 От 18% До 85,5%
1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9 2 QPSK 90 16 560
3/5, 2/3, 3/4, 3 8PSK 60 16 648 От 6 240 От 56,9%
5/6, 8/9 До 17 740 До 85%
2/3, 3/4, 4/5, 4 16APSK 45 16 735 От 6 457 От 63,1%
5/6, 8/9 До 15 257 До 84,6%
3/4, 4/5, 5/6, 8/9 5 32APSK 36 16 822 От 6 675 От 69,2%
До 12 775 До 84,1%
Поток данных на входе системы DVB-S2 составляет 30 000 байт. На выходе же системы длина потока варьируется от 36 020 до 63 920 байт.
Библиографические ссылки
1. ETSIEN 302 307-1 V1.4.1: «Digital Video Broadcasting (DVB); Part 1: DVB-S2», 2014-11. 80 c.
2. ETSI EN 302 307-2 V1.1.1: «Digital Video Broadcasting (DVB); Part 2: DVB-S2 Extensions (DVB-S2X)», 2015-02. 135 c.
3. ETSI TS 102 005: "Digital Video Broadcasting (DVB); Specification for the use of Video and Audio Coding in DVB services delivered directly over IP protocols", 2010-03. 69 c.
© Арден A. C., 2020
