[發明專利]第二代數字衛星廣播系統的并行自適應交織/解交織方法

有效

• 申請號: 202110511890.2
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113242084B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 宮豐奎;郭子梁;張沛鑫;張師笑
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04B7/185
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;王璽鈞

本發明公開了一種用于第二代數字衛星廣播系統的并行自適應交織/解交織方法，主要解決現有比特交織技術吞吐量較低，占用存儲資源和時鐘資源較多，不支持自適應編碼調制功能的問題。其方案是：根據模式類型信號選擇自適應選擇調制方式，幀長及存儲器個數；用列入行出的方式對原始輸入數據進行并行交織，用行入列出的方式對交織數據進行并行解交織，其中對16APSK短幀數據采用分割寫入的方法進行交織，采用組合讀出的方法進行解交織。本發明的吞吐率達到了2Gbps以上，每個地址存儲10比特的數據，提高了存儲資源利用率，能在數據調制方式及幀長改變時自適應地進行正確的交織和解交織，可用于第二代數字衛星廣播DVB?S2系統。

技術領域

本發明屬于數字通信技術領域，更進一步涉及一種并行自適應交織方法，可用于第二代數字衛星廣播DVB-S2系統及其演進DVB-S2X系統。

背景技術

隨著信息技術的飛速發展，各領域對信息傳輸速率提出的要求越來越高，傳統的串行結構的通信系統難以應付某些通信場景中的大帶寬和高數據處理速度，高速并行通信系統受到廣泛的研究，并行結構成為高速通信系統的首選。

大帶寬DVB-S2/DVB-S2X系統被廣泛應用。SatixFy公司于2018年展示了其首款支持帶寬500MHz第二代數字衛星廣播系統的衛星調制解調器，其吞吐率創記錄的達到了2.4Gbps。2021年3月，SatixFy公司研制的第二代Modem芯片Sx3099可支持多達8個Modem的接收和高達1GHz總傳輸帶寬。目前一些支持DVB-S2標準的商用調制解調設備或芯片帶寬都超過500MHz，支持吞吐率超過2.4GHz。大帶寬傳輸提高了符號率，獲得更好的傳輸效率，提高系統吞吐率，是未來通信技術發展的趨勢。另一方面，采用串行數據處理方式，FPGA時鐘頻率無法穩定支持高達500MHz的應用場景，系統吞吐率較低，所以必須使用高速并行數據處理方式來提高數據處理速率，降低時鐘頻率，節省時鐘資源。在大帶寬DVB-S2/DVB-S2X通信系統的研究中，其關鍵技術之一是交織和解交織。通過高速并行交織器/解交織器的設計提高系統吞吐率，使FPGA可以支持較高的符號速率。

上海無線通信研究中心的羅藝華等人在其申請的專利“一種并行編碼和交織的通信傳輸方法”(申請號：201510646123.7公開號：CN 106571833 A)中將編碼后的數據打孔存入緩沖池，再將緩沖池中的數據按照交織符號比特數k對數據進行符號劃分，按并行度2N對數據進行交織并將其存入存儲器，之后按照交織地址讀取所述存儲器中的數據完成交織。這種方法提高了吞吐率，但是其緩沖池存在寫滿導致數據被覆蓋的不足，雖然該方法設置覆蓋警告標識來避免這種狀況，但這勢必導致無法對連續輸入的數據進行交織處理。

普聯技術有限公司的湯志剛等人在其申請的專利“一種數據并行交織方法，終端設備及計算機存儲介質”(申請號：202010169762.X公開號：CN111478750A)中將存儲RAM的寫地址和讀使能樣式提前在ROM中配置，在數據寫入時，在同一時鐘周期內根據ROM存儲的地址信息，將最大輸入并行度為n的待輸入數據中的每一位數據存儲到不同的RAM中，而且存儲時以最大輸出并行度k為基本存儲單位，在存儲完畢后以并行度k順序將每一組待輸出數據讀出，最后根據待輸出數據要求的輸出并行度從每個并行度為k的數據中提取有效數據，完成數據并行交織。該方法具有較好的靈活性，能加快數據處理速率，減少發送延時。但是這種方法每次可以處理的數據量較少，否則提前在ROM里配置RAM存儲地址和讀使能樣式需要開辟大量空間，造成資源浪費，即難以處理具有大量比特的數據幀。