与DVB-S2相比,ABS-S在信道编码方案的设计上具有两个方面的优势。
首先,ABS-S的LDPC的码字长度为15360,且不同编码比率时,码长固定。而DVB-S2的LDPC码分长码与短码,其长度分别是64800和16200。尽管在LDPC编码中,码字长度较长时,具有更好的逼近香农极限特性,可以减小突发差错对译码的影响,然而ABS-S2短码时,仍具有与DVB-S2长码基本相当的性能。同时,较短的码长在硬件设计时具有编解码简单及硬件成本低廉的特点,更易于被市场接受。
其次,ABS-S仅依靠LDPC编码即能够实现低于10-7的误包率要求,这样就不需要额外级联BCH或其它形式的外码。通常,短码字的LDPC码具有较高的差错平底,ABS-S中的LDPC码能够在码字较短的同时提供低于10-7的误包率,充分体现出了在信道编码方案设计上的优势。
与DVB-S2相同,ABS-S提供了从1/2到9/10的多种编码比率,其范围从1.3DB到11.25DB(QPSK与8PSK调制方式下),步进差值大约在1DB左右。这样,结合不同的滤波滚降因子可以为运营商提供相当精细的选择,从而根据系统实际应用条件充分发挥直播卫星的传输能力。
ABS-S中采用的LDPC信道编码方案的纠错性能曲线(QPSK调制方式下):
另外,考虑到卫星载荷制造技术的进步,ABS-S中提供了16APSK和32APSK两种高阶调制方式,这两种方式在符号映射与比特交织上结合LDPC编码的特性进行了专门的设计,从而体现出了整体性能优化的设计理念。
2、帧结构设计
由于在信道编码上采用了LDPC线性分组码,因此在链路层必须提供必要的同步机制,即以帧为单位进行传输,并提供帧起始标识。在DVB-S2中采用了自相关性非常高序列作为帧起始(SOF)标识。ABS-S借鉴了这一思路,其唯一字(UW,Unique
Word)长度为64个符号。
在DVB-S2中,一个物理帧中只包含一个LDPC码字,这样在调制方式发生变化时(VCM或ACM方式下),物理帧的符号长度或时间长度将随调制方式不断改变,这就为接收端的同步带来很大的不便。ABS-S在设计上采用了另外一种思路,即固定物理帧长度(不含导频),在一个物理帧内可以传输不同调制方式的多个LDPC码字。同时,在ACM工作方式下,通过特定的数据结构NFCT对下一帧的结构进行描述,如各LDPC码字的调制方式、编码比率等。这样做最大的优势在于物理帧的时间长度固定,即同步字UW以相同的时间间隔出现,便于接收机进行同频搜索。同时,NFCT可以对一帧中多个LDPC码字的参数进行描述,而NFCT被放置在一帧的第一个LDPC码字中,同样通过LDPC进行编码,在信息量相同的条件下,其传效率明显高于DVB-S2中采用的里德-穆勒码(MODCOD字段)。
ABS-S在帧结构设计方面的另一个特点在于其高阶调制方式下导频字的插入。DVB-S2中的导频长度固定为36个符号,这种设计灵活性较差,在特定的符号率范围内性能良好,而在低码率时,其性能不佳。ABS-S中的导频插入可以根据实际系统应用条件,由运营商自行设置,而接收机则进行自适应有判断,大大提高灵活性和系统性能。同时由于ABS-S采用了固定的物理帧符号长度,保证了导频信号的均匀插入。