基于DVB-S2協(xié)議的多線程軟件平臺設(shè)計

康紅霞，賈躍偉，王繼博，張潔漪

（1.中交信捷科技有限公司，北京 100080；2.解放軍陸軍工程大學(xué)通信工程學(xué)院，南京 210007；3.南京熊貓漢達(dá)信息科技有限公司，南京 210007）

1 引言

隨著衛(wèi)星通信飛速發(fā)展，衛(wèi)星通信設(shè)備廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。本文基于DVBS2協(xié)議，主要實現(xiàn)衛(wèi)星信號發(fā)送軟件平臺的設(shè)計。衛(wèi)星信號發(fā)送和接收設(shè)備是衛(wèi)星系統(tǒng)的重要組成部分，如何最大限度的提高衛(wèi)星信號的收發(fā)處理速度是衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)提供寬帶業(yè)務(wù)的關(guān)鍵一環(huán)，采用DVBS2協(xié)議，同時利用DSP的硬件多核多線程功能提高衛(wèi)星收發(fā)的處理速度。以多核DSP嵌入式平臺為硬件基礎(chǔ)，通過對DVBS2的協(xié)議算法仿真驗證過后，實現(xiàn)增加信息處理速率功能。論文結(jié)構(gòu)如下：第2部分介紹了DVB-S2協(xié)議，第3部分給出DVB-S2協(xié)議軟件實現(xiàn)總體設(shè)計，第4部分對設(shè)計方案進(jìn)行了軟件測試，第5部分對全文進(jìn)行總結(jié)。

2 DVB-S2協(xié)議

DVB-S2協(xié)議具有以下特點：可變輸入方式，適應(yīng)于單輸入流或各種形式的復(fù)用流（包括信息包或者連續(xù)形式）；基于LDPC（低密度奇偶校驗碼）和BCH（博斯一喬赫里一霍克文黑姆碼）的FEC系統(tǒng)，在高斯白噪聲信道下傳送時的均方誤差距香濃公式極限只差0.7～1dB；碼率分布從1/4～9/10，4種星座分布，編碼可從2b/s/Hz到5b/8/Hz；3種滾降系數(shù)0.35、0.25、0.2；自適應(yīng)編碼與調(diào)制（ACM），可優(yōu)化信道編碼與調(diào)制。

其中，N-K為校驗節(jié)點的總數(shù)，q=（N-K）/M。

隨后的每M個一組的變量節(jié)點，和第一個變量節(jié)點連接的一組校驗節(jié)點是隨機(jī)選擇的。選擇的原則是使LDPC碼的雙向圖中不含周長為4的環(huán)，并且使周長為6的環(huán)的數(shù)目最小。這樣既保證了編碼過程引入了一定的隨機(jī)性，又保證了采用BP譯碼算法時不會猶豫存在過多的短環(huán)，破壞使信息獨立的外信息原則，導(dǎo)致編碼的性能下降。

按照具體步驟實現(xiàn)MATLAB算法后運行浮點仿真程序，仿真出發(fā)送數(shù)據(jù)，如圖1。

3 軟件平臺測試

數(shù)據(jù)對比可以清楚的看到DVB-S2協(xié)議的數(shù)據(jù)收發(fā)一致，初步達(dá)到了設(shè)計效果，另外通過RPU，多線程優(yōu)化并測試，結(jié)果如圖2。

圖1 MATLAB浮點數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)果

圖2 優(yōu)化前后發(fā)送速率對比

通過上述表格數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過RPU優(yōu)化后，發(fā)送速率提高了約14倍，經(jīng)過多線程優(yōu)化后，發(fā)送速率提高了約2倍。經(jīng)過兩次優(yōu)化，發(fā)送速率總共提高了約30倍。由此實現(xiàn)了SB3500平臺上的RPU優(yōu)化和多線程優(yōu)化，提高發(fā)送效率的目標(biāo)。

4 結(jié)束語

基于DVB-S2協(xié)議的衛(wèi)星通信多線程收發(fā)機(jī)可以在具備良好的數(shù)據(jù)發(fā)送速率，同時具有體積小，功耗低等優(yōu)點，將會更多的運用在民用通信、軍用通信之中，可謂是前景廣闊，順應(yīng)了多元化的發(fā)展趨勢。本文研究成果具有重要的實用價值。