DVB і MPEG

Одним з перших рішень при організації DVB було прийняття за основу розробок стандарт цифрового стиснення MPEG-2.
Друге важливе рішення, яке прийняв DVB Project, – використання загального MPEG-2 мультиплексу у всіх середовищах поширення і максимальна уніфікація методів завадостійкого кодування і модуляція. У всіх випадках використовується код Ріда-Соломона з єдиним розміром блоку, і в тих випадках, де це необхідно,-згортковий код з єдиним набором відносних швидкостей.
Обробка цифрового потоку MPEG-2 для використання в супутниковому мовленні детально специфікована в стандарті EN 300 421, прийнятому ETSI у 1998 р. [6. 6, 6. 7]. Послідовність етапів обробки наведено на рис. 6. 4.
Прийшли на вхід модулятора транспортні пакети довжиною 188 байтів містять, як ми знаємо, синхробайт 0?47 і 187 байтів даних. Для усунення невизначеності фази формується внутрішній цикл модулятора, що включає 8 пакетів: перший з інвертованій стартовою синхрогруппой 0хВ8, решта — з неинвертированной. Транспортний потік надходить на скремблер, де відбувається його підсумовування з псевдовипадковою послідовністю (ПСП). Структурна схема прийнятого в стандарті DVB-S скремблера/дескремблера наведена на рис. 6. 5 і складається з регістра зсуву на 15 тригерах і ЛЕ «виключає АБО», який підсумовує по модулю 2 сигнали з виходів осередків 14 і 15 і подає сумарний сигнал на вхід комірки 1. Символьна синхронізація клітинок проводиться тактовою частотою транспортних пакетів, циклова синхронізація — інвертованими стартовими синхрогруппами, з допомогою яких тригерів регістра зсуву встановлюються в початковий стан 1001 0101 0000 0000. Породжуючий багаточлен g(x) = x15 +х14 +1 генерує ПСП довжиною 215-1 = 32767 бітів » 4096 байтів, з яких використовується ділянка довжиною 1503 байта.
Скремблювання і деск-ремблирование транспортного потоку відбувається у другому ЛЕ «виключає АБО», на один вхід якого подаються транспортні пакети, а на інший вхід через ЛЕ «І» надходить ПСП. Схема «І» використовується для переривання ПСП на момент передачі синхробайта (інакше на прийомі його не вдасться виявити).
Після скремблювання дані транспортного пакета піддаються завадостійкому кодуванню каскадним кодом, в якому в якості зовнішнього використовується укорочений код Ріда-Соломона (РС) (204, 188, 8), в якості внутрішнього — згортковий код. Укорочений код PC формується в кодері повного коду (255, 239, 8) шляхом додавання перед початком транспортного пакета групи з 51 байта, що складається з одних нулів. Вийшов пакет з 239 байтів проходить кодування, після якого символи на доданих позиціях відкидаються і залишається пакет довжиною 204 байта. Робота кодера описується породжує многочленом g(x) = x8 + х4 +х3 +х2 +1. Код
стійко працює при ймовірності помилок на вході декодера не вище 2*10-4, усуваючи помилки, з якими не впорався декодер згорткового коду, і забезпечуючи точну ймовірність помилок в межах від 10~10… 10~11 (квазисвободный від помилок [). Таке високе вимога до коефіцієнту помилок пов’язано з прийнятою DVB концепцією «контейнера даних», згідно з якою цифровий канал повинен бути унікальним і придатним для передачі не тільки телебачення (для якого достатньо мати ймовірність помилки 3*10~6… 10~8), але і будь-яких інших цифрових сигналів, в тому числі і з підвищеними вимогами до достовірності.
Функція захисту від пакетних помилок великої тривалості у стандарті здійснюється сверточное перемежування даних з глибиною перемежування 12 байтів. Структурні схе-ми кодера і декодера перемежування показано на рис. 6. 6. У кожному положенні перемикача в регістри записується 1 байт інформації, так що транспортний пакет ой 204 байта буде повністю оброблений за 204/12 = 17 циклів. Затримка даних кожної гілки повинна бути кратна 17 байт — від 0 до 11 х 17 = 187 байт. У декодері межения відновлюється первісний порядок проходження даних, стандарті DVB-S використовується згортковий кодер з довжиною кодового обмеження 7 і відносними швидкостями кодування R = 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 (FEC ward Error Correction) — пряма корекція помилок в англомовній термінології. Перехід з базовою на швидкості 1/2 інші значення здійснюється вибірковим викреслюванням — перфоруванням — деяких символів. Це дещо знижує коригувальну здатність коду, але одночасно зменшує і його надмірність, дозволяючи вивільнити більше ємності для корисних даних. Декодер згорткового коду здійснює перший рівень кодозащиты і повинен працювати при коефіцієнті помилок вхідного сигналу 10-1… 10-2, знижуючи коефіцієнт помилок у вихідному інтервалі до значення 210-4, необхідного для роботи коду PC.
Сумарна енергетична ефективність каскадного коду, визначається як виграш в необхідному відношенні E6/N0, досягає 7, 5 дБ при R = 1/2, знижуючись до дБ при R = 7/8.