新一代卫星直播系统信号传输技术体制

先进卫星广播系统的研究工作充分吸收、借鉴了国际卫星电视广播技术发展的思路与先进的设计理念，同时对包括信道编码、交织、符号映射、帧结构设计等技术环节采取了整体性能优化的指导思想，在重点技术环节上有所突破，实现了自主创新。

在ABS-S中采用的主要技术包括LDPC信道编码技术、高阶调制技术、高效的帧结构设计等。

(1)信道编码技术

前向纠错编码技术一直以来是通信技术研究领域的重点。在香农信息论中已明确指出，在指定的条件下，信道的信息传输能力是受限的，同时存在某种信道编码方式可以达到这一极限，即所谓的香农限。因此信道编码技术研究的主要目标是在可获得的载噪比条件下，寻找一种信道编码方式，使信道传输效率尽可能地接近香农限。

1962年，R.G.Gallager在其博士论文中首先提出了LDPC码的概念，由于当时超大规模集成电路设计与制造技术尚未成熟，难以逾越的复杂程度使其被束之高阁。1995年，受Turbo码成功的启示，MacKay和Neal研究的迭代译码算法使LDPC码的价值被重新挖掘，成为当前编码领域的热点之一。LDPC码是一种具有稀疏校验矩阵（校验矩阵中1的个数比较少）的线性分组码，具有逼近香农限的优良特性，译码复杂度只与码长成线性关系，编码复杂程度适中，在码长较长的情况下，仍然可以保证有效译码。LDPC码被认为是目前最好的FEC编码方式之一，在信道环境较差的移动通信、卫星通信方面得到广泛的应用。

ABS-S中采用了一类高度结构化的LDPC码。该结构的LDPC码，其编解码复杂度低，并可以方便地在相同码长下，实现不同编码比率的LDPC码设计。

在DVB-S2中，采用了内码为LDPC码，外码为BCH码的级联码结构。采用BCH作为外码主要有两个方面的目的，首先是在编码效率损失很小的情况下（小于2%），可以获得0.1-0.15dB左右的编码增益，进一步提高系统性能，在方案选择中体现出竞争优势；而更为重要的是DVB-S2中的LDPC码设计上存在一定的缺陷，在某些编码比率时其差错平底（ErrorFloor）达不到视频应用中QEF误比特率的要求（10-11误比特率或10-7误包率），必须通过外码级联的方式来降低差错平底。同时，在DVB-S2中规定广播应用时必须使用码字长度为64800比特的长码，这大大增加了芯片实现的复杂度与成本。

与DVB-S2相比，ABS-S在信道编码方案的设计上具有两个方面的优势。

首先，ABS-S的LDPC码的码字长度为15360，且不同编码比率时，码长固定。而DVB-S2的LDPC码分长码与短码，其长度分别是64800和16200。尽管在LDPC编码中，码字长度较长时，具有更好的逼近香农极限特性，可以减小突发差错对译码的影响，然而ABS-S中的LDPC编码在码字长度小于DVB-S2短码时，仍具有与DVB-S2长码基本相当的性能。同时，较短的码长在硬件设计时具有编解码简单及硬件成本低廉的特点，更易于被市场接受。

作者：国家广播电影电视总局广播科学研究院 杨明 施玉海   来源：广播电视信息