dvbs2BitRecover

Восстановление битов для DVB-S2 кадров PL

Синтаксис

[BITS, NUMFRAMESLOST] = dvbs2BitRecover (RXFRAME, NVAR)

[BITS, NUMFRAMESLOST, PKTCRCSTATUS] = dvbs2BitRecover (RXFRAME, NVAR)

[BITS, NUMFRAMESLOST] = dvbs2BitRecover (RXFRAME, NVAR, EARLYTERM)

Описание

[BITS,NUMFRAMESLOST] = dvbs2BitRecover(RXFRAME,NVAR) восстанавливает пользовательские пакеты (UP) или непрерывный поток данных, BITSи количество потерянных кадров основной полосы частот, NUMFRAMESLOST. Вход RXFRAME - принятые комплексные синфазные квадратурные (IQ) символы в виде кадров физического уровня (PL) передачи цифрового видеовещательного спутника второго поколения (DVB-S2). Вход NVAR - оценка дисперсии шума, используемая для вычисления мягких битов.

пример

[BITS,NUMFRAMESLOST,PKTCRCSTATUS] = dvbs2BitRecover(RXFRAME,NVAR) также возвращает состояние проверки циклическим избыточным кодом UP (CRC).

пример

[BITS,NUMFRAMESLOST] = dvbs2BitRecover(RXFRAME,NVAR,EARLYTERM) использует критерий завершения декодирования с низкой плотностью проверки на четность (LDPC), EARLYTERM, для восстановления битов данных, BITS.

Примеры

свернуть все

Восстановление битов данных из транспортного потока DVB-S2 передачи

Открыть сценарий в реальном времени

Восстановление пакетов пользователя (UP) для кадров нескольких физических уровней (PL) в одном транспортном потоке Передача спутникового цифрового видеовещания второго поколения (DVB-S2).

В этом примере используются MAT-файлы с матрицами четности LDPC. Если MAT-файлы недоступны по пути, загрузите и распакуйте MAT-файлы, введя этот код в командной строке MATLAB.

if ~exist('dvbs2xLDPCParityMatrices.mat','file')
    if ~exist('s2xLDPCParityMatrices.zip','file')
        url = 'https://ssd.mathworks.com/supportfiles/spc/satcom/DVB/s2xLDPCParityMatrices.zip';
        websave('s2xLDPCParityMatrices.zip',url);
        unzip('s2xLDPCParityMatrices.zip');
    end
addpath('s2xLDPCParityMatrices');
end

Укажите количество кадров PL на поток. Создайте объект DVB-S2 System.

nFrames = 2;
s2WaveGen = dvbs2WaveformGenerator;

Создайте битовый вектор информационных битов, data, конкатенированных TS UP.

syncBits = [0 1 0 0 0 1 1 1]';    % Sync byte for TS packet is 47 Hex
pktLen = 1496;                    % UP length without sync bits is 1496
numPkts = s2WaveGen.MinNumPackets*nFrames;
txRawPkts = randi([0 1],pktLen,numPkts);
txPkts = [repmat(syncBits,1,numPkts); txRawPkts];
data = txPkts(:);

Формирование DVB-S2 формы сигнала во временной области с использованием входных информационных битов. Промойте фильтр передачи, чтобы обработать задержку фильтра и восстановить полный последний кадр.

txWaveform = [s2WaveGen(data); flushFilter(s2WaveGen)];

Добавление аддитивного белого гауссова шума (AWGN) к генерируемому сигналу.

sps = s2WaveGen.SamplesPerSymbol; 
EsNodB = 1;
snrdB = EsNodB - 10*log10(sps);
rxIn = awgn(txWaveform,snrdB,'measured');

Создайте фильтр приемника с увеличенным косинусом.

rxFilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter( ...
      'RolloffFactor',s2WaveGen.RolloffFactor, ...
       'InputSamplesPerSymbol',sps,...
       'DecimationFactor',sps);
s = coeffs(rxFilter);
rxFilter.Gain = sum(s.Numerator);

Примените согласованную фильтрацию и удалите задержку фильтра.

filtOut = rxFilter(rxIn);
rxFrame = filtOut(rxFilter.FilterSpanInSymbols+1:end);

Восстановление UP. Отображение количества потерянных кадров и состояния проверки циклическим избыточным кодом UP (CRC).

[bits,FramesLost,pktCRCStat] = dvbs2BitRecover(rxFrame,10^(-EsNodB/10));
disp(FramesLost)

disp(pktCRCStat)

    {20×1 logical}

Восстановление битов данных из общего потока DVB-S2 передачи с включенным ранним завершением

Открыть сценарий в реальном времени

Восстановление пользовательских битов в передаче цифрового широковещательного спутникового вещания второго поколения (DVB-S2) с множеством входных обобщенных потоков (GS) с переменной модуляцией и схемой кодирования.

if ~exist('dvbs2xLDPCParityMatrices.mat','file')
    if ~exist('s2xLDPCParityMatrices.zip','file')
        url = 'https://ssd.mathworks.com/supportfiles/spc/satcom/DVB/s2xLDPCParityMatrices.zip';
        websave('s2xLDPCParityMatrices.zip',url);
        unzip('s2xLDPCParityMatrices.zip');
    end
addpath('s2xLDPCParityMatrices');
end

Укажите количество кадров физического уровня (PL) на поток.

nFrames = 1;

Создайте объект DVB-S2 System с переменным кодированием и конфигурацией модуляции для многовходовой GS. Укажите схему модуляции и скорость прямого исправления ошибок (FEC) (MODCOD) и длину поля данных (DFL).

s2WaveGen = dvbs2WaveformGenerator;
s2WaveGen.StreamFormat = "GS";
s2WaveGen.NumInputStreams = 3;
s2WaveGen.MODCOD = [10 15 6];    % QPSK 8/9, 8PSK 5/6, and QPSK 2/3 
s2WaveGen.DFL = [44500 51387 42960];

Создайте битовый вектор входных информационных битов для каждого входного потока.

data =  cell(s2WaveGen.NumInputStreams,1);
for i = 1:s2WaveGen.NumInputStreams
   data{i} = randi([0 1],s2WaveGen.DFL(i)*nFrames,1);
end

Формирование DVB-S2 формы сигнала во временной области с входными информационными битами. Промойте фильтр передачи, чтобы обработать задержку фильтра и восстановить полный кадр.

txWaveform = [s2WaveGen(data); flushFilter(s2WaveGen)];

Добавление аддитивного белого гауссова шума (AWGN) к генерируемому сигналу. Укажите выборки на символ для фильтра основной полосы частот.

sps = s2WaveGen.SamplesPerSymbol;
EsNodB = 10;
snrdB = EsNodB - 10*log10(sps);
rxIn = awgn(txWaveform,snrdB,'measured');

Создайте фильтр приемника с увеличенным косинусом.

rxFilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter( ...
      'RolloffFactor',s2WaveGen.RolloffFactor, ...
       'InputSamplesPerSymbol',sps,...
       'DecimationFactor',sps);
s = coeffs(rxFilter);
rxFilter.Gain = sum(s.Numerator);

Примените согласованную фильтрацию и удалите задержку фильтра.

filtOut = rxFilter(rxIn);
rxFrame = filtOut(rxFilter.FilterSpanInSymbols+1:end);

Восстановление пользовательских битов. Разрешить раннее завершение декодера кодов четности низкой плотности (LDPC).

[bits,FramesLost] = dvbs2BitRecover(rxFrame,10^(-EsNodB/10),1);

Отображение количества потерянных кадров и количества битовых ошибок в каждом потоке.

fprintf('Number of frames lost = %d\n',FramesLost)

Number of frames lost = 0

for i = 1:s2WaveGen.NumInputStreams
        fprintf('Number of bit errors in stream %d = %d\n',i, ...
            sum(data{i}~=bits{i}))
end

Number of bit errors in stream 1 = 0
Number of bit errors in stream 2 = 0
Number of bit errors in stream 3 = 0

Восстановление битов данных из транспортного потока DVB-S2 передачи с включенным ISSYI

Открыть сценарий в реальном времени

Восстановление пакетов пользователя (UP) в передаче с множеством входных транспортных потоков (TS) цифрового широковещательного спутникового вещания второго поколения (DVB-S2) с постоянным кодированием и модуляцией.

if ~exist('dvbs2xLDPCParityMatrices.mat','file')
    if ~exist('s2xLDPCParityMatrices.zip','file')
        url = 'https://ssd.mathworks.com/supportfiles/spc/satcom/DVB/s2xLDPCParityMatrices.zip';
        websave('s2xLDPCParityMatrices.zip',url);
        unzip('s2xLDPCParityMatrices.zip');
    end
addpath('s2xLDPCParityMatrices');
end

Укажите количество кадров физического уровня (PL) на поток.

numFrames = 1;

Создание объекта DVB-S2 System с постоянным кодированием и конфигурацией модуляции для многовходовой TS. Укажите формат кадра с коротким прямым исправлением ошибок (FEC) и включите синхронизацию входного потока (ISSY).

s2WaveGen = dvbs2WaveformGenerator;
s2WaveGen.NumInputStreams = 3;
s2WaveGen.FECFrame = "short";
s2WaveGen.MODCOD = 10;       % QPSK 8/9
s2WaveGen.DFL   = 13920;
s2WaveGen.ISSYI = true;

Создайте битовый вектор информационных битов конкатенированных TS UP.

syncBits = [0 1 0 0 0 1 1 1]';      % Sync byte for TS packet is 47 Hex
pktLen = 1496;                      % UP length without sync bits is 1496
data =  cell(1,s2WaveGen.NumInputStreams);
for i = 1:s2WaveGen.NumInputStreams
   numPkts = s2WaveGen.MinNumPackets(i)*numFrames;
   txRawPkts = randi([0 1],pktLen,numPkts);
   ISSY = randi([0 1],16,numPkts);   % ISCRFormat is 'short' by default
                                     % 'short' implies the default length of ISSY as 2 bytes
   txPkts = [repmat(syncBits,1,numPkts); txRawPkts; ISSY]; % ISSY is appended at the end of UP
   data{i} = txPkts(:);
end

txWaveform = [s2WaveGen(data); flushFilter(s2WaveGen)];

sps = s2WaveGen.SamplesPerSymbol;
EsNodB = 12;
snrdB = EsNodB - 10*log10(sps);
rxIn = awgn (txWaveform,snrdB,'measured');

Создайте фильтр приемника с увеличенным косинусом.

rxFilter = comm.RaisedCosineReceiveFilter( ...
      'RolloffFactor',s2WaveGen.RolloffFactor, ...
       'InputSamplesPerSymbol',sps,...
       'DecimationFactor', sps);
s = coeffs(rxFilter);
rxFilter.Gain = sum(s.Numerator);

Примените согласованную фильтрацию и удалите задержку фильтра.

filtOut = rxFilter(rxIn);
rxFrame = filtOut(rxFilter.FilterSpanInSymbols+1:end);

Восстановление UP. Отображение количества потерянных кадров и количества битовых ошибок в каждом потоке.

[bits,FramesLost,pktCRCStat] = dvbs2BitRecover(rxFrame,10^(-EsNodB/10));
fprintf('Number of frames lost = %d\n',FramesLost)

Number of frames lost = 0

for i = 1:s2WaveGen.NumInputStreams
    fprintf('Number of bit errors in stream %d = %d\n',i, ...
    numel(pktCRCStat{i})-sum(pktCRCStat{i}))
end

Number of bit errors in stream 1 = 0
Number of bit errors in stream 2 = 0
Number of bit errors in stream 3 = 0

Входные аргументы

свернуть все

`RXFRAME` - Принятые символы IQ от кадров PL DVB-S2 передачи
вектор столбца

Принятые IQ символы из кадров PL DVB-S2 передачи с одним входом или с множеством входов, заданные как вектор столбца. RXFRAME может содержать один или несколько кадров PL.

Длина RXFRAME зависит от значения свойств FECFrame, MODCOD, и HasPilots из dvbs2WaveformGenerator object™ системы.

Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да

`NVAR` - Оценка дисперсии шума
неотрицательный скаляр

Оценка дисперсии шума, которую функция добавляет к входным IQ символам, заданным как неотрицательный скаляр. NVAR используется в качестве коэффициента масштабирования для вычисления мягких битов из IQ символов.

При указании NVAR как 0функция использует значение 1e-5, которое соответствует отношению сигнал/шум (SNR) 50 дБ.

Типы данных: double

`EARLYTERM` - Флаг для досрочного завершения работы декодера LDPC
`0` или `false` (по умолчанию) | `1` или `true`

Флаг для досрочного завершения декодера LDPC при выполнении всех проверок четности, указанный как установленный логический 1 (true) или 0 (false). Если установлено значение 1 (true), декодер LDPC завершается, когда выполняются все проверки четности.

При установке этого значения в значение 0 (false), максимальный предел итерации декодирования равен 50.

Типы данных: logical

Выходные аргументы

свернуть все

`BITS` - Восстановленные биты данных
массив ячеек векторов столбцов

Восстановленные биты данных, возвращенные в виде массива ячеек векторов столбцов. Каждый элемент массива ячеек имеет тип данных int8. Эти выходные данные могут быть либо UP, либо универсальным потоком данных, в зависимости от StreamFormat имущества dvbs2WaveformGenerator Системный объект.

Для передачи потока с множеством входов каждый элемент матрицы ячеек соответствует индивидуальному входному потоку.

Типы данных: cell

`NUMFRAMESLOST` - Количество потерянных кадров основной полосы частот
неотрицательное целое число

Количество потерянных кадров основной полосы, возвращаемых как неотрицательное целое число. Если CRC заголовка основной полосы завершается неуспешно, кадр считается потерянным.

Типы данных: double

`PKTCRCSTATUS` - Состояние CRC UP
массив ячеек векторов столбцов

Состояние UP CRC, возвращаемое в виде массива ячеек векторов столбцов. Каждый элемент массива ячеек имеет тип данных logical. Для передачи потока с множеством входов каждый элемент матрицы ячеек соответствует индивидуальному входному потоку.

Зависимости

PKTCRCSTATUS применяется только для входных потоков, где значение UPL имущество dvbs2WaveformGenerator Системный объект не равен нулю.

Типы данных: cell

Ссылки

[1] Стандарт ETSI EN 302 307-1 V1.4.1 (2014-11). цифровое видеовещание (DVB); Структура кадров второго поколения, системы кодирования и модуляции каналов для вещания, интерактивные услуги, сбор новостей и другие широкополосные спутниковые приложения (DVB-S2).

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

См. также

dvbs2WaveformGenerator

Представлен в R2021a

Документация

dvbs2BitRecover

Синтаксис

Описание

Примеры

Восстановление битов данных из транспортного потока DVB-S2 передачи

Восстановление битов данных из общего потока DVB-S2 передачи с включенным ранним завершением

Восстановление битов данных из транспортного потока DVB-S2 передачи с включенным ISSYI

Входные аргументы

`RXFRAME` - Принятые символы IQ от кадров PL DVB-S2 передачи
вектор столбца

`NVAR` - Оценка дисперсии шума
неотрицательный скаляр

`EARLYTERM` - Флаг для досрочного завершения работы декодера LDPC
`0` или `false` (по умолчанию) | `1` или `true`

Выходные аргументы

`BITS` - Восстановленные биты данных
массив ячеек векторов столбцов

`NUMFRAMESLOST` - Количество потерянных кадров основной полосы частот
неотрицательное целое число

`PKTCRCSTATUS` - Состояние CRC UP
массив ячеек векторов столбцов

Зависимости

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

См. также

Документация по комплекту средств спутниковой связи

Поддержка

Документация

dvbs2BitRecover

Синтаксис

Описание

Примеры

Восстановление битов данных из транспортного потока DVB-S2 передачи

Восстановление битов данных из общего потока DVB-S2 передачи с включенным ранним завершением

Восстановление битов данных из транспортного потока DVB-S2 передачи с включенным ISSYI

Входные аргументы

RXFRAME - Принятые символы IQ от кадров PL DVB-S2 передачи вектор столбца

NVAR - Оценка дисперсии шума неотрицательный скаляр

EARLYTERM - Флаг для досрочного завершения работы декодера LDPC 0 или false (по умолчанию) | 1 или true

Выходные аргументы

BITS - Восстановленные биты данных массив ячеек векторов столбцов

NUMFRAMESLOST - Количество потерянных кадров основной полосы частот неотрицательное целое число

PKTCRCSTATUS - Состояние CRC UP массив ячеек векторов столбцов

Зависимости

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

См. также

Документация по комплекту средств спутниковой связи

Поддержка

`RXFRAME` - Принятые символы IQ от кадров PL DVB-S2 передачи
вектор столбца

`NVAR` - Оценка дисперсии шума
неотрицательный скаляр

`EARLYTERM` - Флаг для досрочного завершения работы декодера LDPC
`0` или `false` (по умолчанию) | `1` или `true`

`BITS` - Восстановленные биты данных
массив ячеек векторов столбцов

`NUMFRAMESLOST` - Количество потерянных кадров основной полосы частот
неотрицательное целое число

`PKTCRCSTATUS` - Состояние CRC UP
массив ячеек векторов столбцов

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™