项目研究工作从2005年9月正式启动,2005年底完成了主要的技术攻关工作,2006年1月底前实现了包括调制器与解调器在内的原型样机,可以进行实验室内的系统测试与演示工作。2006年3月到5月旬,在中央电视台、无线电台管理局等单位的大力支持与配合下,项目组完成了系统实验室内测试与现场开路测试,测试结果表明,系统能够达到设计目标。
同时,项目组针对测试中的问题,对部分技术环节完成了优化与完善,形成了先进卫星广播系统(ABS-S,Advanced BroadcastingSystem-Satellite)的技术体制建议。2006年8月,ABS-S专用解调芯片AVL1108一次流片成功,2006年9月,广科院完成了对该芯片及采用该芯片的接收机样机的性能测试。2006年10月到11月,完成了项目验收与标准化工作。
先进卫星广播系统的研究工作充分吸收,借鉴了国际卫星电视广播技术发展的思路与先进的设计理念,同时对包括信道编码、交织、符号映射、帧结构设计等技术环节采取了整体性能优化的指导思想,在重点技术环节上有所突破,实现了自主创新。
在ABS-S中采用的主要技术包括LDPC信道编码技术、高阶调制技术、高效的帧结构设计等。
1、信道编码技术
前向纠错编码技术一直以来是通信技术研究领域的重点。在香农信息论中已明确指出,在指定的条件下,信道的信息传输能力是受限的,同时存在某种信道编码方式可以达到这一极限,即所谓的香农限。因此信道编码技术研究的主要目标是在可获得的载噪比条件下,寻找一种信道编码方式,使信道传输效率尽可能地接近香农限。
1962年,R.G.Gallager在其博士论文中首先提出了LDPC码的概念,由于当时超大规模集成电路设计与制造技术尚未成熟,难以逾越的复杂程度使其被束之高阁。1995年,受Turbo码成功的启示,MacKay和Neal研究的迭代译码算法使LDPC码的价值被重新挖掘,成为当前编码领域的热点之一。LDPC码是一种具有稀疏校验矩阵(校验矩阵中1的个数比较少)的线性分组码,具有逼近香农限的优良特性,译码复杂度只与码长成线性关系,编码复杂程度适中,在码长较长的情况下,仍然可以保证有效译码。LDPC码被认为是目前最好的FEC编码方式之一,在信道环境较差的移动通信、卫星通信方面得到广泛的应用。
ABS-S中采用了一类高度结构化的LDPC码。该结构的LDPC码,其编解码复杂度低,并可以方便地在相同码长下,实现不同编码比率的LDPC码设计。
在DVB-S2中,采用了内码为LDPC码设计。
在DVB-S2中,采用了内码为LDPC码,外码为BCH码的级联码结构。采用BCH作为外码主要有两个方面的目的,首先是在编码效率损失很小的情况下(小于2%),可以获得0.1-0.15DD左右的编码增益,进一步提高系统性能,在方案选择中体现出竞争优势;而更为重要的是DVB-S2中的LDPC码设计上存在一定的缺陷,在某些编码比率时其差错平底(Error
Floor)达不到视频应用中QEF误比特率的要求(10-11误比特率或10-7误包率),必须通过外码级联的方式来降低差错平底。同时,在DVB-S2中规定广播应用时必须使用码字长度为64800比特的长码,这大大增加了芯片实现的复杂度与成本。