ГОСТ Р 55938-2014 Телевидение вещательное цифровое. Методы канального кодирования и модуляции для второго поколения систем кабельного телевидения (DVB-C2). Основные параметры

ГОСТ Р 55938-2014

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТЕЛЕВИДЕНИЕ ВЕЩАТЕЛЬНОЕ ЦИФРОВОЕ. МЕТОДЫ КАНАЛЬНОГО КОДИРОВАНИЯ И МОДУЛЯЦИИ ДЛЯ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ СИСТЕМ КАБЕЛЬНОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ (DVB-C2)

Основные параметры

Digital Video Broadcasting (DVB). Methods of channel coding and modulation for a second generation of cable television systems (DVB-C2). Basic parameters

ОКС 33.170

Дата введения 2014-09-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательским институтом радио, Самарский филиал "Самарское отделение Научно-исследовательского института радио"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 480 "Связь"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 января 2014 г. N 5-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений стандарта Европейского института по стандартизации в области телекоммуникаций (ETSI) ETSI EN 302 769 V1.1.1 (2010-04) "Телевидение вещательное цифровое. Методы канального кодирования и модуляции для второго поколения систем кабельного телевидения (DVB-C2)" [ETSI EN 302 769 V1.1.1 (2010-04) "Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital transmission system for cable systems (DVB-C2)", NEQ]*

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2020 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования и рекомендации к методам канального кодирования и модуляции для второго поколения систем кабельного телевидения DVB-C2.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52210 Телевидение вещательное цифровое. Термины и определения

ГОСТ Р 52591 Система передачи данных пользователя в цифровом телевизионном формате. Основные параметры

ГОСТ Р 53528 Телевидение вещательное цифровое. Требования к реализации протокола высокоскоростной передачи информации DSM-CC. Основные параметры

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения, сокращения, обозначения и символы

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 52210, ГОСТ Р 52591, ГОСТ Р 53528, а также следующие термины с определениями:

3.1.1 активная ячейка (active cell): Ячейка OFDM, переносящая точку созвездия для сигнализации L1 или PLP.

3.1.2 данные PLP (data PLP): Полезные данные, переносимые PLP.

3.1.3 заголовок преамбулы (preamble header): Фиксированный формат данных сигнализации, размещенный в первой части преамбулы, переносящий параметры длины и перемежения Layer1-part 2.

3.1.4 идентификатор типа пакета (packet identifier; PID): Тринадцатибитовый указатель в заголовке транспортного пакета, определяющий принадлежность пакета тому или иному потоку данных.

3.1.5 интерфейс: Семантическая и синтаксическая конструкция в коде программы, используемая для специфицирования услуг, предоставляемых классом или компонентом. Интерфейс определяет границу взаимодействия между классами или компонентами, специфицируя определенную абстракцию, которую осуществляет реализующая сторона.

3.1.6 информация о службах (Service Information; SI): Совокупность таблиц, которые передаются в составе транспортных потоков MPEG-2, предназначенных для вещания. К основным таблицам информации о службах относятся таблицы, характеризующие параметры сети передачи, компоненты служб: таблица объединения букета программ (Bouquet Association Table; ВАТ), таблица информации о событиях (Event Information Table; EIT), таблица состава программы (Program Map Table; PMT), таблица состояния событий (Running Status Table; RST), таблица описания служб (Service Description Table; SDT), таблица времени и даты (Time and Date Table; TDT), таблица смещения времени (Time Offset Table; TOT).

3.1.7 Кадр C2 (C2 frame): Кадр фиксированного физического уровня TDM, который разделен на Слои Данных переменных размеров.

Примечание - Кадр С2 начинается с одного или нескольких Символов Преамбулы.

3.1.8 Кадр FECFrame: Последовательность (16200 или 64800) битов для одной операции кодирования LDPC.

Примечание - В случае применения Слоев Данных, переносящих один PLP, при постоянных параметрах модуляции и кодирования данные заголовка FECFrame могут передаваться средствами сигнализации Layer1-part2, в этом случае пакет Слоя Данных идентичен Кадру XFECFrame.

3.1.9 Кадр XFECFrame: Кадр FECFrame, отображенный на созвездие QAM.

3.1.10 код Боуза - Чоудхури - Хоквенгема (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem; ВСН): Семейство циклических двоичных кодов с исправлением ошибок. Длина кода n определяется выражением 2-1, где 3. Код позволяет исправлять ошибок при условии увеличения длины кода на () проверочных символов, где - количество информационных символов. Значение определяется из условия ().

3.1.11 нулевой пакет (null packet): Пакет MPEG с идентификатором Packet_ID, равным 01FFF.

Примечание - Нулевой пакет не несет данные полезной нагрузки и предназначен для заполнения.

3.1.12 Общий PLP (common PLP): Специальный PLP, который содержит данные, используемые несколькими PLP (транспортными потоками).

3.1.13 Пакет Слоя Данных (data slice packet): Кадр XFECFrame, включающий связанный с ним заголовок FECFrame.

3.1.14 полоса режекции (notch): Набор смежных ячеек OFDM в каждом символе OFDM, формирующих полосу режекции.

Примечание - В полосах режекции радиосигнал не излучается.

3.1.15 рассредоточенные пилот-сигналы (scattered pilots): Несущие, которые размещаются в ячейках, позиции которых в кадре OFDM изменяются от символа к символу.

Примечание - Позиции рассредоточенных пилот-сигналов характеризуют начало и окончание Слоев Данных.

3.1.16 Символ Данных (data symbol): Символ OFDM в Кадре С2 (не является Символом Преамбулы).

3.1.17 Символ OFDM (OFDM Symbol): Сигнал на выходе Системы С2, частотный спектр которого содержит все активные модулированные несущие на временном интервале Ts (общая длительность символа OFDM), включающем полезный сигнал и интервал защиты.

3.1.18 Символ Преамбулы (preamble symbol): Один или несколько символов OFDM, переданных в начале каждого Кадра С2.

Примечание - Символ Преамбулы переносит данные сигнализации L1-part2.

3.1.19 символ созвездия (constellation symbol): Характеризуется количеством передаваемых битов , .

3.1.20 Система С2 (С2 system): Полный передаваемый сигнал Системы С2 в соответствии с Преамбулой, описанной в блоке L1-part2.

3.1.21 Слой Данных (data slice): Группа ячеек OFDM, переносящих один или несколько PLP в определенном поддиапазоне частот.

Примечание - Эта группа состоит из ячеек OFDM в постоянном диапазоне адресов ячеек в каждом Символе Данных полного Кадра С2, исключая Символы Преамбулы.

3.1.22 ссылка на программные часы (Program Clock Reference; PCR): Тридцатитрехбитовое число, оцениваемое в периодах частоты 90 кГц, вводимое на программном уровне индивидуально для каждой передаваемой телевизионной программы.

3.1.23 транспортный поток; ТП (transport stream; TS): Набор из нескольких программных потоков данных цифрового вещательного телевидения, сформированный из программных пакетов постоянной длины с коррекцией ошибок и независимым тактированием от своих источников синхронизации. Параметры транспортного потока определяются стандартом [1] (2.4).

3.1.24 элементарный период (elementary period): Период времени, который зависит от выбора полосы пропускания канала и определяет другие периоды времени в Системе С2.

3.1.25 ячейка данных (data cell): Ячейка OFDM, которая содержит только данные и не является ни пилот-сигналом, ни тональной ячейкой резервирования.

3.1.26 ячейка OFDM (OFDM cell): Значение модуляции одной несущей OFDM на интервале одного символа OFDM, например, одной точки созвездия.

3.1.27 ячейки фиктивные (dummy cell): Ячейки OFDM, переносящие псевдослучайные значения, используемые для заполнения неиспользованной емкости, не применяются для сигнализации L1, PLP или вспомогательных данных.

3.1.28 BBFrame (BaseBand Frame): Формат входного сигнала, обработанный в режиме потоковой адаптации.

3.1.29 BBHeader: Заголовок поля данных основной полосы.

3.1.30 BUFS: Необходимый максимальный размер буфера приемника для компенсации изменения задержки.

3.1.31 BUFSTAT: Фактическое состояние буфера приемника.

3.1.32 div: Оператор целочисленного деления, определяемый:

(с округлением результата деления до целого положительного наибольшего числа, меньшего или равного ).

3.1.33 FECFrame: Последовательность (16200 или 64800) битов одной операции кодирования LDPC.

3.1.34 Layer1; L1: Наименование первого уровня схемы сигнализации системы DVB-C2 (сигнализация о параметрах физического уровня).

3.1.35 Layer2; L2: Наименование второго уровня схемы сигнализации системы DVB-C2 (сигнализация о параметрах транспортного уровня).

3.1.36 L1 block: Группа ячеек COFDM L1-part2, периодически повторяемых в частотной области (в полосе частот).

Примечание - Блоки L1 передаются в преамбуле.

3.1.37 L1-part1: Сигнализация о параметрах модуляции и кодирования, относящихся к Кадру XFEC, которая переносится в заголовке Пакетов Слоя Данных.

3.1.38 L1-part2: Сигнализация о параметрах Системы С2, Слоях Данных, полосах режекции и PLP, которая периодически передается в преамбуле.

3.1.39 mod: Оператор округления результата деления до целого положительного наибольшего числа, меньшего или равного , определяемый:

.

3.1.40 MPEG-2: Стандарт кодирования видео и связанного с ним аудио в соответствии со стандартом ISO/IEC [1].

3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения и обозначения:

ТП (transport stream, TS) - транспортный поток (цифрового вещательного телевидения);

16QAM (16-ary Quadrature Amplitude Modulation) - 16-значная квадратурная амплитудная модуляция;

64QAM (64-ary Quadrature Amplitude Modulation) - 64-значная квадратурная амплитудная модуляция;

256QAM (256-ary Quadrature Amplitude Modulation) - 256-значная квадратурная амплитудная модуляция;

1024QAM (1024-ary Quadrature Amplitude Modulation) - 1024-значная квадратурная амплитудная модуляция;

4096QAM (4096-ary Quadrature Amplitude Modulation) - 4096-значная квадратурная амплитудная модуляция;

ACM (Adaptive Coding and Modulation) - кодирование и модуляция с переменными или с адаптивными параметрами;

ВВ (BaseBand) - основная полоса;

ВСН (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) - код Боуза - Чоудхури - Хоквенгема;

BICM (Bit Interleaved Coding and Modulation) - модуль с функциями кодирования с перемежением битов и модуляции;

СА (Conditional Access) - условный доступ;

ССМ (Constant Coding and Modulation) - режим кодирования и модуляции с постоянными параметрами;

CRC (Cyclic Redundancy Check) - циклический контроль по четности;

DFL (Data Field Length) - длина поля данных;

DNP (Deleted Null Packets) - удаленные нуль-пакеты;

DVB (Digital Video Broadcasting) - цифровое телевизионное вещание;

DVB-C2 (Digital Video Broadcasting - Cable - Second Generation) - цифровое кабельное телевидение второго поколения;

DVB-S2 (Digital Video Broadcasting - Satellite - Second Generation) - цифровое спутниковое телевидение второго поколения;

EIT (Event Information Table) - таблица информации о событиях;

FEC (Forward Error Correction) - прямая коррекция ошибок;

FFT (Fast Fourier Transform) - быстрое преобразование Фурье;

FIFO (First In First Out) - алгоритм обслуживания [тип буфера] "первый вошел - первый вышел (обслужен)";

GCS (Generic Continuous Stream) - универсальный непрерывный поток [пакетный поток переменной длины];

Gl (Guard interval) - защитный интервал;

GS (Generic Stream) - поток универсальный (используется для обозначения группы универсальных потоков, включающей потоки: GCS, GSE, GFPS);

GSE (Generic Stream Encapsulation) - инкапсулированный универсальный поток;

HNM (high efficiency mode) - режим высокой производительности обработки вводимых данных;

IEC (International Electrotechnical Commission/Committee) - Международная электротехническая комиссия; МЭК;

ISCR (Input Stream Clock Reference) - опорная (эталонная) тактовая частота входного потока;

ISO (International Standards Organizations) - Международная организация по стандартизации;

ISSY (Input Stream SYnchronization) - поле синхронизация входного потока;

ISSYI (Input Stream SYnchronizer Indicator) - индикатор синхронизации входного потока;

ITU (International Telecommunications Union) - Международный союз электросвязи; МСЭ;

ITU-R (International Telecommunications Union - Radiocommunication Sector) - Сектор радиосвязи МСЭ;

ITU-T (International Telecommunications Union - Telecommunication Standardization Sector) - Сектор стандартизации электросвязи МСЭ;

LDPC (Low Density Parity Check) - код с малой плотностью проверок на четность;

MIS (Multiple Input Stream) - несколько входных потоков;

NM (normal mode) - нормальный режим обработки вводимых данных;

O-UP (Original User Packet) - исходный пакет пользователя;

O-UPL (Original User Packet Length) - исходная длина пакета пользователя;

PCR (Presentation Clock Reference) - представление опорной тактовой частоты;

PER (Transport Stream Packet Error Rate) - коэффициент пакетных ошибок;

PID (Packet Identifier) - идентификатор типа пакета;

PLP (Physical Layer Pipe) - канал физического уровня, который передается в одном или нескольких слоях данных;

PSI (Program Specific Information) - программно-зависимая информация;

QPSK (Quaternary Phase Shift Keying) - квадратурная фазовая манипуляция;

SI (Service Information) - информация о службах;

SIS (Single Input Stream) - один входной поток;

Tl (Time Interleaver) - перемежитель времени;

TS (Transport Stream) - транспортный поток (цифрового вещательного телевидения); ТП;

TSPS (Transport Stream Partial Stream) - ТП, переносимый через канал PLP данных;

TSPSC (Transport Stream Partial Stream Common) - ТП, переносимый через Общий PLP;

UP (User Packet) - пакет пользователя;

UPL (User Packet Length) - длина пакета пользователя;

XOR (Exclusive OR) - исключающее ИЛИ - логическая булева функция;

VCM (Variable Coding and Modulation) - кодирование и модуляция с изменяемыми параметрами

3.3 В настоящем стандарте применены следующие символы:

- исключающее ИЛИ / операция сложения по модулю 2;

- округление числа до целого наибольшего положительного числа, меньшего или равного ;

- округление числа до наименьшего целого числа, большего или равного ;

- символ принадлежности к множеству;

- абсолютная продолжительность защитного интервала;

- кодовое слово на входе кодера LDPC размером ;

- биты кодового слова LDPC;

- 32-битовая последовательность на выходе кодера Рида - Мюллера;

- номер бита с индексом в 32-битовой последовательности на выходе кодера Рида - Мюллера;

, - количество передаваемых битов на символ созвездия (для PLP );

- оператор перестановки, определяющий группы битов четности, которые будут проколоты для сигнализации L1;

- оператор перестановки, определяющий группы битов, которые будут дополнены для сигнализации L1;

- выходной вектор перемежителя частоты Символа OFDM и Кадра С2 ;

- амплитуда ячеек непрерывных пилот-сигналов;

- амплитуда рассредоточенных ячеек пилот-сигналов;

- значение ячейки частного премежителя, индекс ячейки , символа / Кадра С2 ;

- расположение первой ячейки данных символа / , выделенное Слою Данных в частотном перемежителе;

- вектор данных сигнализации FECFrame длиной 16 битов;

- выход демультиплексора в зависимости от номера демультиплексированного субпотока битов и входного номера битов демультиплексора перемежителя;

- номер бита с индексом Кадра FECFrame длиной 16 бит вектора данных сигнализации;

- отношение мощностей несущей и шума;

- отношение несущей и (шум + продукты интерференции);

- столбец с индексом перемежителя времени;

- столбец с индексом перемежителя бит;

- значение ячейки несущей , символа / , Кадра С2 ;

- разность индексов несущих между смежными несущими пилот-сигналов преамбулы (интервал между смежными пилот-сигналами);

- интервал между несущими (индексами несущих) соседних пилот-сигналов (количество несущих между соседними рассредоточенными пилот-сигналами);

- количество символов между смежными рассредоточенными пилот-сигналами на данной несущей;

- сообщение об остатке деления полинома на генераторный полином во время кодирования ВСН;

- номер входного бита демультиплексора перемежителя битов;

- номер бита заданного потока на выходе демультиплексора перемежителя битов;

- номер демультиплексированного бита (0), зависящий от номера входного бита демультиплексора перемежителя битов;

- нормализованная точка созвездия с энергией, равной 1;

- матрица кодера Рида - Мюллера;

- порождающий полином кода ВСН;

, , ..., - полиномы для формирования порождающего полинома кода ВСН;

- индекс комплекта ячейки пакета Слоя Данных;

- функция перестановки частотного перемежителя, элемент ;

I - выходное кодовое слово кодера ВСН;

- биты кодового слова ВСН, формирующие информационные биты LDPC;

- количество битов в некодированном блоке на входе кодера ВСН;

- параметр сигнализации L1-part2, выбираемый из условия:

;

- количество битов в некодированном блоке LDPC;

- длина поля L1_PADDING;

- длина поля сигнализации L1-part2, включая поле дополнения;

- количество информационных битов в сигнализации L1-part2, исключая поле дополнения;

- самый низкий индекс несущей частоты полосы режекции;

- самый высокий индекс несущей частоты полосы режекции;

- индекс низшей несущей частоты сигнала С2;

- индекс высшей несущей частоты сигнала С2;

- количество битов блока FEC данных сигнализации L1-part2;

- количество OFDM несущих на Символ OFDM;

- абсолютный индекс несущей OFDM;

- количество Символов Данных OFDM на Кадр С2, исключая преамбулу;

- количество Символов OFDM в Кадре С 2, включая преамбулу;

- количество Символов Преамбулы OFDM в Кадре С2;

l - индекс Символа OFDM в кадре С2, исключая преамбулу;

- индекс Символа OFDM преамбулы в Кадре С2;

- номер Кадра С2;

- полином сообщения при кодировании ВСН;

- индекс входного бита некодированного бит-вектора на входе кодера ВСН;

- некодированный бит-вектор на входе кодера ВСН;

- максимальная длина последовательности частотного перемежителя;

- количество битов в блоке, кодированном ВСН;

- количество битов четности ВСН;

- количество столбцов перемежителя битов или времени;

- количество Ячеек Данных в Слое Данных в частотном перемежителе;

- количество комплектов ячеек в Пакете Слоя Данных;

- количество групп битов укороченного ВСН;

- длина выколотого и укороченного кодового слова LDPC сигнализации L1-part2;

- количество доступных ячеек для сигнализации L1-part2;

- количество блоков LDPC для сигнализации L1-part2;

- максимальное количество битов информации для передачи кодированной сигнализации L1-part2 на Символ OFDM;

- глубина перемежения времени для сигнализации L1-part2;

- количество битов в блоке, кодированном кодером LDPC;

- количество модулированных ячеек на блок FEC для сигнализации L1-part2;

- общее количество модулированных ячеек для данных сигнализации L1-part2;

- количество групп битов ВСН, в которых все биты будут дополнены для сигнализации L1-part2;

- количество прокалываемых битов четности LDPC;

- количество битов в последовательности частотного перемежителя;

- количество строк перемежителя битов или времени;

- количество субпотоков, сформированных демультиплексором субпотоков битов;

- количество Слоев Данных;

- биты четности кода LDPC;

- параметр кода LDPC (количество итераций), зависящий от скорости кода;

- индекс ячейки данных в Символе OFDM перед операциями чередования частоты и вставки пилот-сигнала;

- эффективная скорость кода 16K LDPC, имеющего номинальную скорость ;

- строка с индексом перемежителя времени;

- величина элемента последовательности перемежения частоты после перестановки битов;

- величина элемента последовательности перемежения частот до перестановки битов;

- индекс строки перемежителя времени;

- опорная последовательность, которая используется для DBPSK модуляции пилот-сигналов;

- список зарезервированных несущих;

- элементарный период;

- величина параметра "скрученного" столбца перемежителя времени;

- длительность Кадра С2;

- период перемежения времени;

- полная длительность символа OFDM;

- полезная длительность символа OFDM;

- количество ошибок, исправляемых кодом ВСН;

- величина параметра "скрученного" столбца перемежителя битов;

- выход перемежителя четности;

- входные биты перемежителя четности;

- 32-битовый выходной вектор блока циклической задержки в заголовке FECFrame;

- выход блока циклической задержки для входного бита кодера заголовка FECFrame;

- выход перемежителя "скрученных" столбцов;

- выходные биты перемежителя "скрученных" столбцов;

- выходной вектор перемежителя частоты, индекс начальной несущей (начальной несущей Слоя Данных) текущего Символа OFDM / и Кадра С2 ;

- скремблированная выходная последовательность в нижней ветви кодера заголовка FECFrame;

- бит в скремблированной выходной последовательности в нижней ветви кодера заголовка FECFrame;

- бит в скремблирующей последовательности данных;

- 32-битовая скремблированная последовательность в нижней ветви кодера заголовка FECFrame;

- бит в скремблированной последовательности в нижней ветви кодера заголовка FECFrame;

- синхронизирующая последовательность пилота, формируется из и ;

- бит с индексом последовательности синхронизации пилот-сигнала;

- специфическая последовательность синхронизации пилот-сигнала блока L1;

- бит с индексом специфической последовательности синхронизации пилот-сигнала блока L1;

- последовательность битов в группе информационных битов ВСН для укорачивания L1;

- Ячейки Данных Символа OFDM и Кадра С2 на входе частотного перемежителя;

- адрес накопителя битов четности, соответствующий 360 в кодере LDPC;

- точка созвездия перед нормализацией.

Символы , , , , также используются в качестве фиктивных переменных и индексов в контексте некоторых пунктов или уравнений.

В общем случае параметры, имеющие фиксированное значение для конкретного PLP, для одного блока обработки (например, Кадр С2, кадр перемежения, блок TI), обозначены прописными буквами. Простые строчные буквы используются для индексов и формальных переменных.

Отдельные биты, ячейки или слова, обработанные на различных этапах формирования системы, обозначены строчными буквами с одним или несколькими нижними индексами.

4 Архитектура системы DVB-C2

4.1 Общее представление о Системе С2

Обобщенная модель формирования системы DVB-C2 (Системы С2) представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Обобщенная модель формирования Системы С2

На входы устройства формирования Системы С2 подаются потоки данных (транспортные потоки MPEG-2 в соответствии со стандартом [1] или универсальные потоки GSE в соответствии со стандартом [2]). Устройство входной обработки потоков преобразует логические потоки данных в каналы физического уровня (Physical Layer Pipe, PLP). Каналы PLP образуют группы PLP. Группа PLP содержит не менее одного PLP. Каждая группа PLP может содержать один Общий PLP. В том случае, когда в Системе С2 переносится единственный PLP, Общий PLP не формируется. Группы PLP не должны образовывать Общий PLP Предполагается, что приемник всегда может принять один PLP данных и ассоциированный с ним Общий PLP (если он был предусмотрен).

Данные PLP преобразуются в ячейки данных. Последовательность ячеек данных преобразуется в параллельные слова ячеек с отображением этих слов в Символы Данных, определяющих значения созвездия в Слое Данных. Система С2 может содержать несколько Слоев Данных.

Одновременно со Слоями Данных в Системе С2 формируется созвездие, образуемое блоками символов сигнализации L1, переносящими информацию о Системе С2 и о параметрах кодирования и модуляции, применяемых в Слоях Данных.

Совокупность Слоев Данных и блоков символов сигнализации L1 образует в частотно-временном пространстве Кадр С2.

На выходе Системы С2 формируется радиочастотный сигнал, необходимый для передачи в кабельную распределительную сеть.

Общий объем потоков данных (информационная емкость общего входного сигнала) на входе Системы С2 (после удаления нулевых пакетов и выполнения процедур кодирования и модуляции) не должен превышать полной пропускной способности Кадров С2 за интервал времени, равный продолжительности одного Кадра Системы С2. В общем случае в группе статистически мультиплексированных служб для различных служб может использоваться кодирование и модуляция с переменными (различными) параметрами (Variable Coding and Modulation; VCM), если формируемые общие данные имеют постоянный объем в пересчете на скорость в ячейке, включая FEC и модуляцию.

При передаче входных транспортных потоков MPEG-2 через группу PLP разделение входных ТП на потоки TSPS (переносимых через данные PLP) и поток TSPSC (переносимых через Общий PLP) в соответствии с приложением Б должно быть выполнено непосредственно перед устройством входной обработки, показанном на рисунке 1. Эта обработка является неотъемлемой частью расширенной системы DVB-C2.

4.2 Архитектура системы

Сигнал на выходе Системы С2 формируется совокупностью модулей входной обработки, кодирования, модулей перемежения битов и модуляции, модулей формирования Пакетов Слоев Данных, модулей сигнализации о параметрах кодирования и модуляции, модулей формирования кадров и формирования OFDM сигнала. Блок-схемы перечисленных подсистем показаны на рисунках 2-5.

Рисунок 2 - Блок-схема подсистемы адаптации множества входных потоков

Рисунок 3 - Блок-схема подсистемы с функциями кодирования с перемежением битов и модуляции (BICM)

Рисунок 4 - Блок-схема подсистемы формирования Слоя данных и ядра

Рисунок 5 - Блок-схема подсистемы формирования сигнала OFDM

4.3 Заданная эффективность Системы С2

Система С2 при применении технологии прямой коррекции ошибок (FEC) должна обеспечивать квазибезошибочное качество приема при условии превышения уровнем принимаемого сигнала порогового значения С/N+I. При квазибезошибочном качестве приема декодер одной телевизионной службы должен обеспечивать менее одного события неисправленной ошибки в передаче в течение одного часа при скорости потока 5 МБит/с, что соответствует значению коэффициента пакетных ошибок транспортного потока <10, при измерении на входе блока демультиплексора приемника.

5 Входная обработка потоков данных

5.1 Режим адаптации потоков

На вход Системы С2 подаются потоки данных. Каждый поток данных переносится одним каналом физического уровня (PLP). Устройство входной обработки (адаптер потока) обрабатывает каждый PLP независимо друг от друга и по завершении адаптации каждого потока, формирует кадры основной полосы BBFrame. В состав адаптера потока входят последовательно соединенные подсистемы входного интерфейса, синхронизации входного потока, удаления нулевых пакетов, кодирования CRC-8, формирования из входящего потока полей данных основной полосы и вставки заголовков (BBHeader) в начало каждого поля данных основной полосы.

Форматы входных PLP определены в 5.1.1 настоящего стандарта. Адаптер потока может обрабатывать вводимые данные в нормальном режиме NM или в режиме высокой производительности HNM. Параметры этих режимов описаны в 5.1.6 и 5.1.7 настоящего стандарта. Режим NM соответствует режиму адаптации, предусмотренному стандартом [3]. В режиме HNM выполняется специфическая оптимизация потока, позволяющая уменьшить затраты на сигнализацию. Заголовок BBHeader содержит информацию о типе входного потока и режиме его обработки в соответствии с 5.1.6 настоящего стандарта.

Ниже описаны параметры процесса адаптации.

5.1.1 Входные форматы потоков

Входные сигналы поступают на входы модуля адаптации в виде одного или нескольких потоков.

Каждый входной поток системы С2 должен быть ассоциирован с конкретными режимами модуляции и защиты FEC, конфигурация которых для каждого потока является постоянной (неизменяемой). Каждый входной PLP может обрабатывать потоки одного из следующих форматов:

- транспортный поток (ТП);

- инкапсулированный универсальный поток (GSE) согласно стандарту [2];

- универсальный непрерывный поток [пакетный поток переменной длины] (GCS);

- универсальный пакетизированный поток фиксированной длины (GFPS), эта форма сохранена для обеспечения (при необходимости) совместимости с технологией стандарта DVB-S2.

В транспортном потоке (ТП) передаются пакеты пользователя (UP) фиксированной длины O-UPL = 1888 битов. Первый байт является синхронизирующим SYNC байтов (), он обозначается в поле TS/GS заголовка BBHeader потоков как TS. Детализированные параметры BBHeader представлены в 5.1.6 настоящего стандарта. Постоянство скорости транспортного потока может обеспечиваться дополнением потока нулевыми пакетами.

В потоке GSE могут передаваться пакеты переменной или постоянной длины. Заголовок фиксированной длины 10 байтов вставляется в переднюю часть поля данных потоков. Описание формата поля данных представлено в 5.1.6 настоящего стандарта.

Поток GCS является непрерывным потоком битов. Он обозначен в заголовке BBHeader в поле TS/GS как GCS, и в поле UPL устанавливается согласно 5.1.6 настоящего стандарта. Потоки пакетов переменной длины и потоки пакетов постоянной длины, превышающие 64 кбита, должны обрабатываться как потоки GCS и должны быть определены в заголовке BBHeader в поле TS /GS, аналогично случаю GCS при UPL= по 5.1.6 настоящего стандарта.

Поток пакетов пользователя постоянной длины (GFPS) с максимальным допустимым значением O-UPL = 64 кбита в заголовке BBHeader в поле TS/GS обозначается как GFPS. Фактическая величина O-UPL сообщается в заголовке BBHeader согласно 5.1.6 настоящего стандарта.

5.1.2 Входной интерфейс

Подсистема входного интерфейса преобразует формат входного потока в формат внутренней логической последовательности битов. Первый принятый бит обозначается как старший значащий бит (MSB). Для каждого отдельного канала физического уровня PLP предусматривается отдельный входной интерфейс согласно рисунку 2.

Входной интерфейс должен считывать поле данных, составленное из последовательности битов, имеющей длину поля данных (DFL)

,

где - количество битов в блоке на входе кодера ВСН (в кадре BBFrame) по 6.1 настоящего стандарта.

Допустимое максимальное значение DFL зависит от выбранного кода LDPC, переносящего защищенную полезную нагрузку битов . Заголовок BBHeader 10 байтов (80 битов) присоединяется к передней части поля данных и защищается кодами LDPC и ВСН.

При активированной операции фрагментации входной интерфейс выделяет количество входных битов, эквивалентное доступной емкости поля данных, таким образом размещая пакеты пользователя UP в последующих полях данных.

В случае если операция фрагментации не активирована, входной интерфейс должен в поле данных выделить целое количество полей UP.

Доступная емкость поля данных равна - 80. В том случае, когда значение - 80, адаптер потока должен вставить дополнительное поле по 5.2 настоящего стандарта для заполнения емкости блока кода BCH/LDPC.

5.1.3 Синхронизация входного потока (опционально)

Процесс обработки данных в формирователе системы С2 может привести к переменной задержке передачи информации пользователя. Синхронизатор потока входной подсистемы должен обеспечить постоянную скорость передачи и постоянную задержку передачи любого входного формата данных. Применение входного синхронизатора потока является обязательным для PLP, переносящих транспортные потоки, в тех случаях, когда количество блоков FEC на кадр системы С2 может быть переменным. Во всех остальных случаях применение подсистемы входного синхронизатора потока является опциональным. Требования к входному синхронизатору потока должны быть в соответствии с приложением А, подобный синхронизатор представлен в стандарте [3]. Пример процесса регенерации транспортного потока в приемнике приведен в приложении Д. Этот процесс обеспечивает синхронизацию единственного PLP при его размещении в различных Слоях Данных в соответствии с приложением Г.

В поле ISSY (поле синхронизации входного потока, 2 байта или 3 байта) в соответствии с рисунком 8 переносится значение счетчика, синхронизированного тактовой частотой формирователя (1/, элементарный период определен в разделе 10 нашего стандарта), и может использоваться приемником для синхронизации регенерированного выходного потока. Способ переноса поля ISSY определяется входным форматом потока и режимом обработки входного потока (NM или НЕМ) в соответствии с 5.1.6 и 5.1.7 настоящего стандарта и рисунками 9-15. В режиме NM поле ISSY добавляется к пакетам пользователя в случае пакетизированного потока. В режиме НЕМ единственное поле ISSY передается в заголовке BBHeader Кадра BBFrame, благодаря этому пакеты пользователя перемещаются вместе с кадрами ВВ и имеют одинаковые величины задержки и джиттера.

В тех случаях, когда механизм ISSY не используется, в соответствующих полях BBHeader (если они предусмотрены) должны быть установлены '0'. Полное описание формата поля ISSY - в соответствии с приложением А.

5.1.4 Удаление нулевых пакетов (опционально, только при работе с форматом ТП в режимах NM и НЕМ)

Скорость передачи транспортного потока на выходе мультиплексора передатчика и на входе демультиплексора приемника, так же как и задержка транспортного потока, должны быть постоянными во времени. На некоторых входах интерфейса в транспортных потоках могут присутствовать нулевые пакеты, введенные для обеспечения постоянной скорости передачи служб, имеющих переменную скоростью передачи ТП. В этом случае для исключения ненужных издержек передачи нулевые пакеты транспортного потока (PID=) должны быть удалены. В приемнике предусматривается вставка удаленных нулевых пакетов в том месте транспортного потока, где они были первоначально установлены, что обеспечивает сохранение постоянной скорости передачи и исключает необходимость обновления ссылки PCR.

В режиме удаления нулевых пакетов (пакетов ТП с PID=) после передачи полезных пакетов (пакеты ТП с PID) с опциональными полями ISSY удаляются нулевые пакеты (PID=) и соответствующие им опциональные поля ISSY, как показано на рисунке 6.

Значение счетчика DNP (счетчика удаленных нулевых пакетов) (1 байт, исходное состояние '0') должно увеличиваться с каждым удаленным нулевым пакетом. Когда счетчик DNP достигает максимального допустимого значения DNP=, и если следующий пакет является нулевым пакетом, этот нулевой пакет сохраняется и передается как полезный пакет.

Ввод поля DNP (1 байт) должен выполняться (в том случае, если удаление имело место) после каждого переданного UP согласно 5.1.7 настоящего стандарта и рисунку 6.

Рисунок 6 - Схема удаления нулевых пакетов

5.1.5 Кодирование CRC-8

Обнаружение ошибок в пакете пользователя циклическим контролем по четности CRC-8 применяется только при работе в режиме NM в формате пакетизированных потоков. В случае применения пакета пользователя с удаленным синхробайтом (UPL минус 8 битов) согласно 5.1.7 настоящего стандарта он должен быть обработан систематическим 8-разрядным кодером CRC-8 с порождающим полиномом: . Параметры кодера должны быть в соответствии с приложением В. Вычисленное значение CRC-8 должно быть добавлено после пакета UP в соответствии с 5.1.8 настоящего стандарта.

5.1.6 Вставка заголовка основной полосы

Заголовок основной полосы (BBHeader) характеризует формат поля данных фиксированной длины. Он имеет размер 10 байтов и вставляется перед полем данных основной полосы (ВВ). Формат BBHeader для режима NM показан на рисунке 7. Формат BBHeader для режима НЕМ показан на рисунке 8. Вид применяемого режима (NM или НЕМ) отображается полем CRC-8 MODE.

Рисунок 7 - Формат заголовка BBHeader в режиме НМ

Рисунок 8 - Формат заголовка BBHeader в режиме НЕМ

Ниже дано описание полей форматов входного потока и характеристик режимов адаптации.

Поле MATYPE (2 байта) описывает формат входного потока и тип режима адаптации в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1 - Отображение первого байта поля MATYPE-1

Параметры субполей поля MATYPE:

Первый байт (MATYPE-1):

- субполе TS/GS (2 бита): содержит данные о формате входного потока: GFPS, транспортный поток (ТП), GCS или GSE;

- субполе SIS/MIS (1 бит): содержит данные о характере входного потока: единственный входной поток или несколько входных потоков (относится к глобальному сигналу, а не к каждому PLP);

- субполе ССМ/АСМ (1 бит): сообщает о режиме кодирования и модуляции: с постоянными параметрами (ССМ) или с переменными/адаптивными параметрами (АСМ);

- субполе ISSYI (1 бит): является индикатором синхронизации входного потока: если ISSYI = 1, то индикатор активен, поле ISSY должно вычисляться в соответствии с приложением А и должно быть вставлено в соответствии с 5.1.7 настоящего стандарта;

- субполе NPD (1 бит): является индикатором удаления нулевых пакетов: активен/не активен. Если NPD активен, то DNP должен вычисляться и добавляться после пакетов пользователя;

- субполе ЕХТ (2 бита): для Системы С2 в субполе ЕХТ устанавливается '0': (поле зарезервировано для использования в будущем).

Второй байт (MATYPE-2):

- если субполе SIS/MIS указывает на наличие нескольких входных потоков, то второй байт MATYPE-2 является идентификатором входного потока (Input Stream Identifier - ISI); или же в нем устанавливается '0' (зарезервирован для использования в будущем).

Примечание - Термин ISI сохранен для обозначения совместимости с технологией DVB-S2 в соответствии со стандартом [3], но имеет значение, аналогичное термину PLP_ID, который используется в настоящем документе.

Описание других полей BBHeader дано в таблице 2.

Таблица 2 - Описание полей BBHeader

5.1.7 Процессы адаптации для используемых форматов входного потока

Подпункт содержит описание процессов обработки адаптации и фрагментации для различных режимов и форматов входного потока и иллюстрирует формат выходного потока.

5.1.7.1 Нормальный режим, форматы входных потоков GFPS и TS

Длина исходного пакета пользователя (O-UPL) транспортного потока равна 188 байт. Каждый исходный пакет пользователя O-UP должен включать один байт слова синхронизации, имеющего значение . Величина UPL должна быть равна длине O-UPL.

Процесс адаптации потоков должен выполняться в соответствии с правилами, иллюстрированными на рисунке 9:

- для синхронизации входного потока (опционально по 5.1.3 настоящего стандарта) размер UPL увеличивается на или битов добавлением поля ISSY после каждого пакета O-UP. В случае потока TS может использоваться "короткий" или "длинный" формат ISSY; в случае GFPS может использоваться поле ISSY только в формате битов;

- если в поле O-UP байт SYNC будет первым байтом, то он должен быть удален и сохранен в поле SYNC заголовка BBHeader, при этом величина UPL должна быть уменьшена на битов. Иными словами в BBHeader в поле SYNC должен быть установлен '0', а величина UPL должна остаться неизмененной;

- для потока TS согласно 5.1.4 настоящего стандарта выполняется (опционально) удаление нулевых пакетов; вычисление и хранение DNP после следующего переданного UP. В этом случае величина UPL увеличивается на 8 битов;

- вычисляется контрольная сумма CRC-8 на уровне пакета UP согласно 5.1.5 настоящего стандарта с последующим сохранением вычисленной контрольной суммы CRC-8, величина UPL увеличивается на 8 битов;

- вычисляется значение SYNCD (указывающий на первый бит первого переданного пакета UP в поле данных) с последующим сохранением этого значения в заголовке BBHeader. Последовательность битов передаваемого UP начинается с CRC-8 предыдущего UP (если используется), непосредственно за полем CRC-8 следует поле O-UP и оканчивается полями ISSY и DNP (если они используются). Следовательно, SYNCD указывает на первый бит CRC-8 предыдущего пакета UP;

- для потока GFPS в заголовке BBHeader выполняется хранение величины UPL.

Примечания

1 Величина O-UPL может быть получена статической установкой (для потока GFPS) или автоматической сигнализацией, параметры которой данным стандартом не определены.

2 Режим NM совместим с режимом адаптации BBFrame технологии DVB-S2 в соответствии со стандартом [3]. SYNCD=0 означает, что пакет UP связан с началом поля данных, CRC-8 (принадлежащий последнему предыдущему BBFrame) в этом случае будет заменен в приемнике байтом SYNC или удален.

Рисунок 9 - Форматы потока TS и GFPS на выходе адаптера режима NM

5.1.7.2 Режим высокой производительности, формат входного потока TS

В случае формата входного потока TS приемнику априорно известна конфигурация синхробайта (байта SYNC) и величина O-UPL = 188х8 битов, поэтому поля UPL и SYNC в заголовке BBHeader используются для передачи поля ISSY. Процесс адаптации должен выполняться в соответствии с рисунком 10 со следующими правилами:

- выполняется (опционально) по 5.1.3 настоящего стандарта синхронизация входного потока, относящаяся к первому полному полю данных переданного UP, поле ISSY вставляется вместо полей UPL и SYNC заголовка BBHeader;

- удаляется синхронизирующий байт SYNC (байт SYNC не сохраняется в поле SYNC BBHeader);

- удаляются (опционально) нулевые пакеты по 5.1.4 настоящего стандарта, вычисляется значение счетчика DNP и сохраняется после следующего переданного UP;

- контрольная сумма CRC-8 на уровне UP не вычисляется и не вставляется;

- вычисляется SYNCD [указывающий на первый бит первого переданного UP, который запускается в поле данных (Data Field)] и сохраняется в заголовке BBHeader. Переданный UP начинается непосредственно с O-UP после удаления байта SYNC и заканчивается полем DNP, если оно используется. Поэтому SYNCD указывает на первый бит O-UP после байта SYNC;

- UPL не вычисляется и не передается в BBHeader.

Рисунок 10 - Формат потока TS на выходе адаптера режима НЕМ

5.1.7.3 Нормальный режим, форматы входного потока GCS и GSE

В случае формата GCS структура входного потока не известна. Для случая GSE первый пакет GSE должен всегда быть приведен в соответствие с полем данных (фрагментация GSE не допускается).

Для форматов GCS и GSE процесс адаптации должен выполняться в соответствии с рисунком 11 со следующими правилами:

- устанавливаются величины:

- в поле UPL = ;

- SYNC=0x00-0xB8 зарезервированы для сигнализации протокола транспортного уровня, они должны быть установлены согласно стандарту [1];

- SYNC=0xB9-0xFF для использования частными пользователями;

- SYNCD зарезервировано для использования в будущем и должно быть установлено в , если другое значение не определено;

- не должно быть удалений нулевых пакетов согласно 5.1.4 настоящего стандарта и вычислений CRC-8 для поля данных согласно 5.1.5 настоящего стандарта.

Рисунок 11 - Форматы потока GSE и GCS на выходе адаптера режима NM

5.1.7.4 Режим высокой производительности, формат входного потока GSE

В режиме НЕМ могут передаваться GSE с вычисленной UP переменной или постоянной длины. В случае фрагментации пакетов GSE должна вычисляться величина поля SYNCD. Если пакеты GSE не фрагментируются, то первый пакет должен быть выровнен в соответствии с полем данных и в поле SYNCD должен устанавливаться . Приемник может получить величину длины UP в соответствии со стандартом [2], поэтому передача величины UPL в BBHeader не выполняется. По аналогии с потоком TS дополнительное поле ISSY передается в BBHeader.

Процесс адаптации должен выполняться в соответствии с рисунком 11 со следующими правилами:

- выполняется (опционально) по 5.1.3 настоящего стандарта входная синхронизация потока, относящаяся к первому полному полю данных переданного UP, поле ISSY вставляется вместо полей UPL и SYNC заголовка BBHeader;

- удаление нулевых пакетов и вычисление CRC-8 на уровне UP не выполняется;

- вычисляется величина поля SYNCD (указывающая на первый бит первого переданного UP, который стартует в поле данных) и хранится в BBHeader. Переданный UP должен точно соответствовать O-UP. SYNCD должен соответствовать первому биту оригинала;

- UPL не вычисляется и не передается.

5.1.7.5 Режим Высокой производительности, форматы GFPS и GCS

Параметры этих режимов не нормируются (за исключением случая ТП, описанного выше).

5.2 Адаптация потока к каналу

Для адаптации кадров потока основной полосы BBFrame к каналу, как показано на рисунке 2, выполняются следующие операции:

- планирование информации сигнализации L1-part2 о составе Слоя Данных и структуре Кадра Системы С2 в соответствии с 5.2.1 настоящего стандарта. Состав Слоя Данных и структура Кадра Системы С2 описаны в разделе 7 настоящего стандарта;

- дополнение кадра потока BBFrame нулевыми битами для поддержания его постоянной длины, равной числу битов в соответствии с 5.2.2 настоящего стандарта;

- скремблирование потока для рассеивания энергии сигнала в соответствии с 5.2.3 настоящего стандарта.

Входной поток модуля адаптации потока к каналу вещания должен иметь заголовок BBHeader, сопровождаемый полем данных. Кадр BBFrame выходного потока показан на рисунке 12.

Рисунок 12 - Формат кадра BBFrame на выходе адаптера потока

5.2.1 Планировщик

При формировании необходимой информации сигнализации L1-part2 планировщик совместно с формирователем Слоя Данных принимают решение о том, какие Слои Данных на выходе системы С2 будут переносить данные, содержащиеся в PLP, как показано на рисунках 2, 4. Эта операция на данном этапе непосредственно не оказывает влияния на поток данных, однако планировщик должен определить состав Слоя Данных и структуру Кадра С2, описанного в разделе 7 настоящего стандарта.

5.2.2 Дополнение кадра BBFrame

Дополнение кадра BBFrame применяется в том случае, когда объем доступных пользователю данных в поле данных (DATA FIELD) недостаточен для полного заполнения кадра BBFrame, или когда в кадре BBFrame должно быть выделено целое число пакетов UP. Величина зависит от скорости кода FEC, как показано в таблицах 2, 3, 4. После поля данных должно быть добавлено ( - DFL - 80) нулевых битов. Размер получающегося кадра BBFrame должен иметь постоянную величину .

Таблица 3 определяет параметры кодирования FEC для нормального кадра FECFrame (64800 битов) и таблица 4 для короткого кадра FECFrame (16200 битов).

Таблица 3 - Параметры кодирования для нормального кадра FECFrame (размер блока, кодированного кодом LDPC, 64800 битов)

Таблица 4 - Параметры кодирования для короткого кадра FECFrame (размер блока, кодированного кодом LDPC, 16200 битов)

Примечание - В таблице 3 скорости кода LDPC для 64800 даны значениями в графе "Скорость кода LDPC". В таблице 4 скорости кода LDPC для 16200 даны значениями в графе "Эффективная скорость кода LDPC", то есть для 16200 "идентификатор кода LDPC" не эквивалентен эффективной скорости кода LDPC.

5.2.3 Скремблирование данных ВВ

Для преобразования данных кадра BBFrame в рандомизированную последовательность полный кадр BBFrame должен быть скремблирован. Последовательность скремблирования (рандомизации) должна быть синхронной с кадром BBFrame. Последовательность рандомизации начинается битом MSB и заканчивается после битов . Рандомизирующая последовательность (псевдослучайная последовательность, ПСП) должна генерироваться регистром сдвига с обратной связью в соответствии со структурной схемой на рисунке 13. Полином генератора ПСП должен быть вида

.

Загрузка последовательности (100101010000000) в регистр ПСП должна инициироваться при запуске каждого кадра BBFrame.

Последовательность инициализации

Рисунок 13 - Структурная схема возможной реализации кодера псевдослучайной последовательности

6 Кодирование с перемежением битов и модуляция

6.1 Кодирование FEC

Подсистема кодирования выполняет внешнее кодирование данных ВВ кодом ВСН, внутреннее кодирование кодом LDPC и перемежение битов. Поток битов на входе подсистемы кодирования содержит кадры BBFrame, а выходной поток - кадры FECFrame. Каждый кадр BBFrame (размером битов) должен быть обработан подсистемой кодирования FEC, чтобы сформировать кадр FECFrame (размеромм битов).

Последовательность битов проверки на четность (битов BCHFEC) внешнего кода ВСН должна быть добавлена после кадра BBFrame, а последовательность битов проверки на четность (битов LDPCFEC) внутреннего кода LDPC должна быть добавлена после поля BCHFEC, как показано на рисунке 14.

Рисунок 14 - Формат данных перед операцией перемежения битов ( 64800 битов для нормального кадра FECFrame, 16200 битов для короткого FECFrame)

6.1.1 Внешнее кодирование

Код ВСН (, ), исправляющий независимых ошибок, должен быть применен к каждому кадру BBFrame для формирования пакета, защищенного от ошибок. Параметры кода ВСН для 64800 приведены в таблице 3, для 16200 - в таблице 4. Порождающий полином кодера ВСН с коррекцией ошибок получен умножением первых полиномов, представленных в таблице 5 (для 64800) и в таблице 6 для 16200.

Таблица 5 - Полиномы ВСН (для нормального кадра FECFrame 64800)

Таблица 6 - Полиномы ВСН (для короткого кадра FECFrame 16200)

Кодирование ВСН информационных битов (, , ..., , ) с формированием кодового слова выполняется следующим образом:

- умножение сообщения полинома:

на полином ;

- деление на порождающий полином , остатком деления является:

;

- создание выходного кодового слова / для создания информационного слова для последующего кодирования LDPC:

.

Эквивалентным вариантом кодового слова является полином:

.

6.1.2 Внутреннее кодирование

Кодер LDPC обрабатывает кодовые слова с выхода внешнего кодера, , как блоки информации размером и выполняет систематическое кодирование с формированием кодового слова размером , где:

.

Параметры кодов LDPC (, ) представлены в таблицах 3 и 4.

6.1.2.1 Внутреннее кодирование для нормального кадра FECFrame

Задачей кодера LDPC является определение битов четности (, , ..., ) для каждого блока информации битов (, , ..., ). Эта задача решается выполнением следующих операций:

- инициируется начальное значение ;

- суммируется первый бит информации по адресам битов четности, определенным в первой строке таблиц приложения А стандарта [4] (приложение А, таблицы А.1-А.5). Например, для скорости 2/3 в соответствии со стандартом [4] (приложение А, таблица А.1) (суммирование выполняется в формате полей Галуа второго порядка):

- накапливаются 359 информационных бит , 1, 2, ..., 359 по адресам битов четности , где x обозначает адреса накопителя битов четности, соответствующих первому биту , a - коэффициент, зависящий от скорости кода в соответствии с таблицей 7. Например, для ранее выбранной скорости 2/3 60. А, например, для информационного бита выполняются следующие операции:

- для 361-го информационного бита адреса накопителей битов четности приведены во второй строке таблиц приложения А стандарта [4] (приложение А, таблицы А.1-А.5). Аналогичным образом определяются адреса накопителей битов четности следующих 359 информационных битов, 361, 362, ..., 719 с использованием формулы , где - данные второй строки таблиц приложения А стандарта [4] (приложение А, таблицы А.1-А.5);

- для каждой группы из 360 новых информационных битов таким же образом используется новая строка таблиц приложения А стандарта [4] (приложение А, таблицы А.1-А.5) для получения адресов накопителей битов четности.

После обработки всех информационных битов результирующие биты четности образуются следующим образом:

- последовательно выполняются следующие операции, начиная с 1:

;

- итоговое содержание , 0, 1,..., эквивалентно биту четности .

В таблице 7 приведены значения коэффициента для нормального кадра.

Таблица 7 - Значения коэффициента для нормального кадра

6.1.2.2 Внутреннее кодирование для короткого кадра FECFrame

Определение битов четности для короткого кадра FECFrame выполняется в соответствии с 6.1.2.1 настоящего стандарта с заменой таблицы 7 на таблицу 8 настоящего стандарта и таблиц приложения А стандарта [4] (приложение А, таблицы А.1-А.5) на таблицы приложения В стандарта [4] (приложение В, таблицы В.1-В.6).

Таблица 8 - Значения параметра для короткого кадра

6.1.3 Перемежитель битов

Кодовое слово с выхода кодера LDPC поступает на перемежитель битов, который выполняет перемежение битов четности с последующим перемежением "скрученных" столбцов. Выход перемежителя четности далее обозначается как . Выход перемежителя "скрученных" столбцов далее обозначается как .

Биты четности перемежаются в соответствии со следующими условиями:

для (информационные биты не перемежаются);

для 0360, .

Значения параметра должны соответствовать таблицам 7 и 8.

Конфигурация перемежителя со скручиванием столбцов для каждого формата модуляции представлена в таблице 9.

Таблица 9 - Структура перемежителя битов скручиванием столбцов

В перемежителе битов биты данных от перемежителя битов четности последовательно записываются в столбцы перемежителя со скручиванием столбцов со сдвигом позиции начала записи в столбцы на и затем последовательно считываются построчно (MSB в заголовке BBHeader считывается первым), как показано на рисунке 15, где запись в столбцы выполняет с позиции . Значения представлены в таблицах 10 и 11. Этот перемежитель описывается следующими соотношениями:

- входной бит с индексом , для 0, записывается в перемежителе в столбец , строку , где:

;

;

- выходной бит с индексом , для , считывается из строки , столбца , где:

;

.

В этом случае для 64QAM и 64800 порядок битов на выходе перемежителя столбцов будет следующим: (, , ... ) = (, , , ..., , , ).

Детализированный список индексов в правой части равенства иллюстрирует значения индексов для всех 12 столбцов: 0, 5400, 16198, 21598, 26997, 32396, 37796, 43195, 48595, 53993, 59392, 64791, ... ... 5399, 10799, 16197, 21597, 26996, 32395, 37795, 43194, 48594, 53992, 59391, 64790.

Рисунок 15 - Схема перемежителя битов FECFrame нормальной длины при модуляции 16QAM

Таблица 10 - Значения параметра скручивания столбцов (столбцы с 0 по 11)

Таблица 11 - Значения параметра скручивания столбцов (столбцы с 12 по 23)

6.2 Параметры отображения битов в модуляционные созвездия

Преобразование кадров FECFrame (64800 битов для нормального кадра FECFrame, или 16200 битов для короткого кадра FECFrame) в параллельные слова ячеек выполняется при демультиплексировании входных битов с последующим отображением слов ячеек данных в значения модуляционного созвездия.

Каждый кадр FECFrame [64800 битов для нормального кадра FECFrame, или 16200 битов для короткого кадра FECFrame (упакованных в ячейки)] должен быть преобразован в кодированный и модулированный блок FEC демультиплексированием входных битов в параллельные слова ячеек с последующим отображением этих слов ячеек в значения модуляционного созвездия. Количество выходных ячеек данных и количество битов в ячейке для различных форматов модуляции определено в таблице 12. Демультиплексирование выполняется согласно 6.2.1 настоящего стандарта, отображение ячеек в значения модуляционного созвездия выполняется согласно 6.2.2 настоящего стандарта.

Таблица 12 - Параметры отображения битов в созвездие

6.2.1 Демультиплексор входных битов в кодовые слова ячеек

Поток битов от перемежителя битов демультиплексируется в субпотоки, как показано на рисунке 16. Количество субпотоков определено в таблице 13.

Таблица 13 - Количество субпотоков, формируемых демультиплексором

Демультиплексирование обеспечивает отображение входных битов после процедуры перемежения битов, на выходные биты , где:

- ;

- - вход демультиплексора.

Рисунок 16 - Демультиплексирование битов в субпотоки

Таблица 14 - Параметры демультиплексирования битов в субпотоки для скоростей кодирования 1/2, 3/4, 4/5, 5/6, 9/10 (8/9)

Таблица 15 - Параметры демультиплексирования битов в субпотоки для скорости кодирования 2/3

Для всех форматов модуляции (за исключением форматов модуляции 256QAM с 16200 и 4096QAM с 64800) слова размером на выходе демультиплексора разделены на два субслова длительностью . Биты первого субслова [ .. ] образуют первое из пары выходных слов ячейки [ .. ], остальные биты [ .. ] образуют второе выходное слово ячейки [ .. ]. Оба слова поступают на формирователь созвездия.

В случае форматов модуляции 256QAM с 16200 и 4096QAM с 64800 слова от демультиплексора образуют выходные слова ячейки, питающие формирователь созвездия следующим образом:

.

Возможность применения параметров демультиплексированных потоков битов от перемежителя битов, приведенных в таблицах 14, 15, ограничена допустимыми комбинациями скорости кода и формата модуляции Системы С2, которые поддерживаются списком выбранных конфигураций модуляционных кодов ModCod, как показано в таблицах 16, 17.

Таблица 16 - Модуляционные коды для 64800

Таблица 17 - Модуляционные коды для 16200

6.2.2 Требования к отображению слова ячейки на созвездие

Каждое слово ячейки ( .. ), поступающее от демультиплексора в соответствии с 6.2.1 настоящего стандарта, должно быть отображено точкой созвездия для одного из форматов модуляции: BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM, 1024QAM, 4096QAM. Параметр является оценкой точки созвездия до нормализации.

Точные значения действительных и мнимых компонентов и созвездий для каждой комбинации соответствующих битов даны в таблицах 18-30.

Таблица 18 - Отображение созвездия для BPSK

Таблица 19 - Отображение созвездия для действительной части QPSK

Таблица 20 - Отображение созвездия для мнимой части QPSK

Таблица 21 - Отображение созвездия для действительной части 16QAM

Таблица 22 - Отображение созвездия для мнимой части 16QAM

Таблица 23 - Отображение созвездия для действительной части 64QAM

Таблица 24 - Отображение созвездия для мнимой части 64QAM

Таблица 25 - Отображение созвездия для действительной части 256QAM

Таблица 26 - Отображение созвездия для мнимой части 256QAM

Таблица 27 - Отображение созвездия для действительной части 1024QAM

Таблица 28 - Отображение созвездия для мнимой части 1024QAM

Таблица 29 - Отображение созвездия для действительной части 4096QAM

Таблица 30 - Отображение созвездия для мнимой части 4096QAM