Метод розпізнавання сигналів стандартів DVB-S2 та DVB-S2X на основі ефективного декодування поля PLHEADER
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2021.87.39-45Ключові слова:
DVB-S2, DVB-S2X, pi/2BPSK, сканування сигналу, виявлення сигналу, демодуляція сигналу, PLSCODE декодування, синхронізація кадрівАнотація
Кількість радіоелектронних пристроїв постійно збільшується. Це призводить до жорстких вимог щодо захищеності від шумів та чутливості нових пристроїв зв’язку. Нині існує широкий спектр методів, які використовуються для реалізації пристроїв зв'язку з високим рівнем завадостійкості на основі алгоритмів ефективної демодуляції та декодування. Однією з основних частин процесу прийому цифрового сигналу є визначення того, який саме сигнал поступає на вхід приймача. Цей процес зводиться до сканування частот і відповідно до детектування параметрів сигналів та є важливою складовою систем цифрового радіозв’язку. Детектування сигналу забезпечує подальшу правильну обробку та інтерпретацію прийнятої інформації. В статті розглянуті сигнали, які передаються згідно стандарту DVB-S2 і його розширеної ревізії DVB-S2X. Обидві версії стандарту мають майже однакову структуру на фізичному рівні. Подібність сигналів фізичного рівня призводить, наприклад, до того, що при невірному налаштуванні частоти, приймачем DVB-S2 може прийматися сигнал стандарту DVB-S2X. В такому випадку неможливо забезпечити правильну обробку переданої інформації. Розробка ефективного методу виявлення ревізії та декодування службової інформації фізичного рівня DVB-S2/S2X стандарту вирішує дану проблему і розширює можливості проектування нової цифрової електроніки та систем зв'язку з високою стійкістю до шумів. В даній роботі представлено детектор, який дозволяє визначити до якої ревізії належить переданий сигнал та визначити параметри фрейму. Детектор складається із систем кадрової синхронізації, демодулятора та декодера поля PLSCODE. Запропоновано формули розрахунку біт поля PLSCODE і декодування службової інформації відповідно для стандартів широкосмугового оповіщення DVB-S2 та DVB-S2X. Розроблено програмну модель описаного методу. Виконано експериментальні розрахунки ROC кривої та ймовірності пропуску від співвідношення сигнал/шум. Отримані результати моделювання показують ефективність запропонованого методу детектування навіть при негативних співвідношеннях сигнал/шум.
Посилання
References
Digital Video Broadcasting (DVB). User guidelines for the second generation system for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications (DVB-S2). (2005). European Telecommunications Standards Institute (ETSI), Vol. 102 376 V1.1.1, pp. 73-85.
Samir Jasim Mohammed, Zaid Saadi Hussein. (2020). Design and implementation DVB-S & DVB-S2 systems. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, Vol. 20, No. 3, pp. 1444-1452. DOI:10.11591/ijeecs.v20.i3.pp1444-1452.
Lábsky B. and Kratochvíl T. (2010). DVB-S/S2 satellite television broadcasting measurement and comparison. 20th International Conference Radioelektronika 2010, pp. 1-4, doi: 10.1109/RADIOELEK.2010.5478588.
Digital Video Broadcasting (DVB). Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications. Part II: S2-Extensions (DVB-S2X) – (Optional). (2014). DVB Document A83-2 March 2014.
Bachir A. B. Ali, Zhour M. and Ahmed M. (2019). Modeling and Design of a DVB-S2X system. 2019 5th International Conference on Optimization and Applications (ICOA), pp. 1-5. doi:10.1109/ICOA.2019.8727700.
Lee Y.-S., Kook J. (2019). Integrated DVB-X2 Receiver Architecture with Common Acceleration Engine. Applied Sciences, Vol. 9, Iss. 19, 3983. doi:10.3390/app9193983.
Gómez-Casco D., López-Salcedo J. A. and Seco-Granados G. (2019). Optimal Post-Detection Integration Techniques for the Reacquisition of Weak GNSS Signals. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 56, No. 3, pp. 2302-2311. doi: 10.1109/TAES.2019.2948449.
Miyashiro H., Boutillon E., Roland C., Vilca J. and Díaz D. (2016). Improved Multiplierless Architecture for Header Detection in DVB-S2 Standard. IEEE International Workshop on Signal Processing Systems (SiPS), pp. 248-253. doi: 10.1109/SiPS.2016.51.
Kruhlyk O. S., Pavlenko M. P. (2015). Frame-based synchronization adaptive method for systems based on DVB-S2 standard on FPGA. Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, Vol. 62, pp. 77-86. doi: 10.20535/RADAP.2015.62.77-86.
Lee D.-U., Kim P., and Sung W. (2009). Robust Frame Synchronization for Low Signal-to-Noise Ratio Channels Using Energy-Correlated Differential Correlation. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, Vol. 2009, Article number: 345989. doi:10.1155/2009/345989.
Kruhlyk O. S., Kaliuzhnyi O. Ya., Semenov V. Yu. (2019). Efficient QPSK signal demodulation in channels with unfavorable conditions of radio reception. Visnyk NTUU KPI Seriia - Radiotekhnika Radioaparatobuduvannia, Vol. 78, pp. 13-18. DOI: 10.20535/RADAP.2019.78.13-18.
Reed I. (1954). A class of multiple-error-correcting codes and the decoding scheme. Transactions of the IRE Professional Group on Information Theory, Vol. 4, No. 4, pp. 38-49. doi:10.1109/TIT.1954.1057465.
Abbe E., Shpilka A. and Ye M. (2020). Reed–Muller codes: Theory and Algorithms. Cornell University.
Hanley J. A. and McNeil B. J. (1982). The meaning and use of the area under a receiver operating characteristic (ROC) curve. Radiology, Vol. 143, No. 1, pp. 29-36. doi:10.1148/radiology.143.1.7063747.
Khalid S. S. and Abrar S. (2013). Area under the ROC Curve of Enhanced Energy Detector. 2013 11th International Conference on Frontiers of Information Technology, pp. 131-135. doi:10.1109/FIT.2013.31.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Олег Станіславович Круглик, Василь Семенов
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
