Эта модель показывает остаточную модуляцию боковой полосы с 8 дискретными амплитудными уровнями (8-VSB) подсистема передачи стандарта цифрового телевидения [1] Усовершенствованного телевизионного системного комитета (ATSC). Стандарт описывает характеристики усовершенствованной телевизионной системы США, которая спроектирована, чтобы передать высококачественное видео, аудио и вспомогательные данные в одном наземном канале телевещания на 6 МГц.
Цель этого примера к:
Смоделируйте первичные фрагменты Основного Сервисного передатчика 8-VSB с Транспортными Пакетными данными о MPEG-2 как входные параметры
Смоделируйте первичные фрагменты возможного Основного Сервисного проекта получателя 8-VSB
Сгенерируйте ошибочную статистику включая количество откорректированных байтов, количество дефектных пакетов и коэффициента ошибок байта
Модель состоит из Транспортной Пакетной генерации MPEG-2, основополосной обработки передатчика, Канала AWGN, основополосной обработки получателя и вычисления коэффициента ошибок. Следующие разделы описывают каждый субкомпонент подробно.
Когда модель сначала загружается, она создает переменную prmATSC
рабочего пространства MATLAB. Эта переменная структуры содержит поля, которые задают параметры блоков в модели. Эта переменная очищена, когда модель закрывается.
prmATSC = struct with fields: MPEG2PacketLen: 188 RSCodewordLen: 207 BitsPerByte: 8 BitsPerNibble: 2 NibblesPerByte: 4 NibblesPerGroup: 48 NibblesPerSegment: 828 SegmentsPerField: 313 RSPrimitivePoly: [1 0 0 0 1 1 1 0 1] RSGeneratorPoly: [1x21 double] IntlvrNumShiftRegs: 52 IntlvrShiftRegStep: 4 DeintlvrAlignDelay: 156 DeintlvrPktDelay: 52 NumTrellisCoders: 12 TraceBackDepth: 8 TrellisDecAlignDelay: 159 TrellisDecPktDelay: 2 SymbolRate: 1.0762e+07 MPEG2BPS: 1.9393e+07 MPEG2PktRate: 1.2894e+04 ChannelSampleTime: 9.3666e-08 PAMSigPower: 4.5826 EsNo: 10
Транспортный Пакет MPEG-2 является случайным образом сгенерированным 188-байтовым вектором с первым байтом, замененным синхронизирующим байтом 0x47 (Шестнадцатеричный).
Randomizer
Эта подсистема соответствует Разделу 6.4.1.1 в [1]. Байт синхронизации MPEG-2 не должен быть рандомизирован и закодирован, и следовательно выброшен перед операцией "исключающее ИЛИ". Псевдослучайная последовательность байта, которая скремблирует байты входных данных, повторно инициализируется в начале каждого Поля данных. В этой модели каждое Поле данных состоит из 312 Сегментов Данных, потому что сегмент Data Field Sync не моделируется.
Энкодер тростника-Solomon
Эта подсистема соответствует Разделу 6.4.1.2 в [1]. (207, 187) блок Reed-Solomon Encoder добавляет 20 байт контроля четности во входной пакет и производит выход 207 байтов за систему координат. Это позволяет до 10 ошибочных байтов на транспортный пакет быть откорректированными соответствующим блоком Reed-Solomon Decoder в получателе.
Сверточный Interleaver
Эта подсистема соответствует Разделу 6.4.1.3 в [1]. Блок Convolutional Interleaver чередует байты от 52 (межсегментных) Сегментов Данных, который является одной шестой (1/6) Поля данных. Передатчик синхронизирует interleaver с байтом First Data каждого Поля данных.
Решетка Interleaver
Эта подсистема, вместе с последующим блоком 8-PAM Modulator, соответствует Разделу 6.4.1.4 в [1]. Это создает последовательные 3-битные выходные параметры из параллельных байтов путем питания каждых двух битов каждого байта данных через одну из 12 двух третей (2/3) уровнем Сверточные блоки Энкодера. Каждый байт производит четыре 3-битных выходных параметров и процессы реализации каждые 12 байтов как группа. Блок управляет который Сверточные процессы Энкодера который два бита в группе. Полному преобразованию параллельных байтов к последовательным битам нужны четыре Сегмента Данных, т.е. 828 байтов данных, чтобы произвести 3 312 3-битных выходных параметров из этих 12 энкодеров и каждого энкодера процессы 69 байтов данных. Каждому Полю данных нужен 312/4 = 78 операций преобразования.
Отображение созвездия 8-PAM
Блок 8-PAM Modulator соответствует фрагменту картопостроителя символа рисунка 6.8 в [1]. Это сопоставляет 3-битные целочисленные входные параметры с символами на 8-уровневом одномерном действительном созвездии со значениями [-7 - 5 - 3 - 1 1 3 5 7].
Блок AWGN Channel использует Signal to noise ratio (Es/No)
режим. Степень сигнала и период символа были вычислены и сохранены в переменной prmATSC
рабочей области. Значение Es/No установлено к 10 дБ, который производит коэффициент ошибок байта приблизительно 0,0039.
Демодулятор 8-PAM
Блок 8-PAM Demodulator преобразует полученные основополосные символы созвездия 8-PAM в 3-битные целочисленные выходные параметры. Блок имеет те же настройки созвездия как восходящий блок 8-PAM Modulator.
Решетка Deinterleaver
Эта подсистема преобразует последовательные 3-битные входные параметры, чтобы быть параллельной байтам путем питания каждого входа через одну из 12 двух третей (2/3) блоками Декодера Витерби уровня. Затем подсистема конкатенирует декодируемые биты в байты. deinterleaver процессы каждые 48 входных параметров, соответствующих 12 байтам как группа, и, вводят одну группу (48 входных параметров) задержки прежде, чем выполнить декодирование Viterbi. Тот же блок управления как в Trellis Interleaver
подсистема используется, чтобы выбрать, какие процессы блока Viterbi Decoder, которые вводят в группе. Обратите внимание на то, что Trellis Interleaver
и Trellis Deinterleaver
подсистемы вместе вводят 207 + 48 = 255 байтов задержки в систему (от Буферных блоков). Так, Trellis Deinterleaver
подсистема выход задерживается на 159 байтов для выравнивания системы координат и первые два кадра, принятые нисходящей подсистемой, должна быть проигнорирована. Уведомлять последующую подсистему этой задержки системы координат, Trellis Deinterleaver
подсистема создает систему координат допустимый флаг и передает его в нисходящем направлении.
Сверточный Deinterleaver
Блок Convolutional Deinterleaver соответствует блоку Convolutional Interleaver в передатчике, и оба блока имеют ту же настройку. Обратите внимание на то, что Сверточный Interleaver и Сверточные блоки Deinterleaver вместе вводят 10 608 байтов задержки в систему. В результате блок Convolutional Deinterleaver задержек подсистемы, выведенный на 156 байтов для пакетного выравнивания и первые 52 пакета, полученные нисходящей подсистемой, должен быть проигнорирован. Уведомлять последующую подсистему этой пакетной задержки, Convolutional Deinterleaver
подсистема создает пакет допустимый флаг и передает его в нисходящем направлении.
Декодер кода Рида-Соломона
Блок Reed-Solomon Decoder соответствует блоку Reed-Solomon Encoder в передатчике, и оба блока имеют ту же настройку. Блок имеет второй выходной порт, чтобы указать на количество байтов, которые были откорректированы для обработанного пакета.
Derandomizer
Эта подсистема соответствует Randomizer
подсистема в передатчике. Блок, который генерирует псевдослучайную последовательность байта, совпадает с блоком в Randomizer
подсистема. Байт синхронизации MPEG-2 вставляется в каждый пакет после дерандомизации, чтобы сформировать Транспортный Пакет MPEG-2.
Блок Error Rate Calculation измеряет системный коэффициент ошибок байта путем сравнения переданных и декодируемых Транспортных Пакетных данных о MPEG-2. Обратите внимание на то, что система имеет 54 пакета, т.е. 10 152 байта, задержки всего, которая задает Receive delay
параметр блока.
Чтобы исследовать производительность системы, используйте включенные блоки визуализации, как описано ниже:
MPEG-2 Bit Rate (Mbit/s)
отображение
Receiver 8-PAM Constellation Diagram
отображение
Receiver Spectrum
отображение
Number of Corrected Bytes
отображение
Number of Defective Packets
отображение
System Byte Error Rate
отображение
После загрузки модели можно установить различный сигнал на шумовое отношение (ОСШ) путем изменения EsNo
значение поля prmATSC
переменная рабочей области и наблюдает производительность системы. Следующие компоненты не моделируются в системе, но можно попытаться включать их:
Сегмент данных и синхронизация Поля данных
Нарушения канала, такие как многопутевые исчезающие каналы и смещения частоты
Восстановление поставщика услуг получателя и эквализация
Усовершенствованный Телевизионный Системный Комитет, Стандарт цифрового телевидения A/53 ATSC, Часть 2 - Характеристики системы РФ/Передачи, Вашингтон, округ Колумбия, 3 января 2007.