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基于DVB-S2协议的多线程软件平台设计

2018-08-03康红霞贾跃伟王继博张洁漪

数字通信世界 2018年7期
关键词:卫星通信校验编码

康红霞,贾跃伟,王继博,张洁漪

(1.中交信捷科技有限公司,北京 100080;2.解放军陆军工程大学通信工程学院,南京 210007;3.南京熊猫汉达信息科技有限公司,南京 210007)

1 引言

随着卫星通信飞速发展,卫星通信设备广泛应用于诸多领域。本文基于DVBS2协议,主要实现卫星信号发送软件平台的设计。卫星信号发送和接收设备是卫星系统的重要组成部分,如何最大限度的提高卫星信号的收发处理速度是卫星网络提供宽带业务的关键一环,采用DVBS2协议,同时利用DSP的硬件多核多线程功能提高卫星收发的处理速度。以多核DSP嵌入式平台为硬件基础,通过对DVBS2的协议算法仿真验证过后,实现增加信息处理速率功能。论文结构如下:第2部分介绍了DVB-S2协议,第3部分给出DVB-S2协议软件实现总体设计,第4部分对设计方案进行了软件测试,第5部分对全文进行总结。

2 DVB-S2协议

DVB-S2协议具有以下特点:可变输入方式,适应于单输入流或各种形式的复用流(包括信息包或者连续形式);基于LDPC(低密度奇偶校验码)和BCH(博斯一乔赫里一霍克文黑姆码)的FEC系统,在高斯白噪声信道下传送时的均方误差距香浓公式极限只差0.7~1dB;码率分布从1/4~9/10,4种星座分布,编码可从2b/s/Hz到5b/8/Hz;3种滚降系数0.35、0.25、0.2;自适应编码与调制(ACM),可优化信道编码与调制。

其中,N-K为校验节点的总数,q=(N-K)/M。

随后的每M个一组的变量节点,和第一个变量节点连接的一组校验节点是随机选择的。选择的原则是使LDPC码的双向图中不含周长为4的环,并且使周长为6的环的数目最小。这样既保证了编码过程引入了一定的随机性,又保证了采用BP译码算法时不会犹豫存在过多的短环,破坏使信息独立的外信息原则,导致编码的性能下降。

按照具体步骤实现MATLAB算法后运行浮点仿真程序,仿真出发送数据,如图1。

3 软件平台测试

数据对比可以清楚的看到DVB-S2协议的数据收发一致,初步达到了设计效果,另外通过RPU,多线程优化并测试,结果如图2。

图1 MATLAB浮点数据发送结果

图2 优化前后发送速率对比

通过上述表格数据可以看出,经过RPU优化后,发送速率提高了约14倍,经过多线程优化后,发送速率提高了约2倍。经过两次优化,发送速率总共提高了约30倍。由此实现了SB3500平台上的RPU优化和多线程优化,提高发送效率的目标。

4 结束语

基于DVB-S2协议的卫星通信多线程收发机可以在具备良好的数据发送速率,同时具有体积小,功耗低等优点,将会更多的运用在民用通信、军用通信之中,可谓是前景广阔,顺应了多元化的发展趋势。本文研究成果具有重要的实用价值。

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