Codificación de Canal PDF

TEMA 2 CODIFICACION DE CANAL JESUS GARCIA JIMENEZ, UPM ESTANDARES PRIMERA GENERACION JESUS GARCIA JIMENEZ, UPM BIBLIOGRAFIA U. Reimers, DVB The Family of International Standars for Digital Video Broadcasting. Ed. Springer, 2005...

TEMA 2 CODIFICACION DE CANAL JESUS GARCIA JIMENEZ, UPM ESTANDARES PRIMERA GENERACION JESUS GARCIA JIMENEZ, UPM BIBLIOGRAFIA U. Reimers, DVB The Family of International Standars for Digital Video Broadcasting. Ed. Springer, 2005 ETSI EN 300 744 V1.6.1 (2009-01) European Standard (Telecommunications series) Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television 3 CODIFICACION DE CANAL LOS CANALES DE TRANSMISION TIENEN ERRORES (RUIDO) HEMOS QUITADO TODA LA REDUNDANCIA POSIBLE Espacial, Temporal, Entropía…. LA OFDM DISTA MUCHO DE SER IDEAL (ISI,ICI….) AÑADIMOS CONTROLADAMENTE REDUNDANCIA PARA CORREGIR ERRORES FORWARD ERROR CORRECTION (FEC) PARIDAD, HAMMING, CICLICOS.... SIEMPRE HAY UNA CODIFICACIÓN EXTERNA REED-SOLOMON (204,188,t=8) CUANDO ES NECESARIA, UNA CODIFICACION INTERNA CONVOLUCIONAL COMPARACION DVB-T/ DVB-S / DVB-C Mohammed El-Hajjar and Lajos Hanzo, “ A Survey of Digital Television Broadcast Transmission Techniques”, IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS & TUTORIALS, VOL. 15, NO. 4, FOURTH QUARTER 2013 ENTRELAZADO INTERNO (1) DA LUGAR A UN ENTRELAZADO FRECUENCIAL TIEMPO FRECUENCIA ENTRELAZADO INTERNO (2) SE ORIENTA AL TAMAÑO DE LOS SIMBOLOS QUE ES FUNCION DE LA CONSTELACION ENTRELAZADO DE BITS SEGUIDO DE ENTRELAZADO DE SIMBOLOS AMBOS BASADOS EN BLOQUES EL ENTRELAZADO DE BITS SOLO ACTUA SOBRE LOS DATOS UTILES EL FUJO SE DEMULTIPLEXA EN UN CIERTO NUMERO DE SUBFUJOS QUE DEPENDE DEL TAMAÑO DEL SIMBOLO HAY DOS CASOS POSIBLES: MODULACION NO JERARQUICA MODULACION JERARQUICA CODIFICACION EXTERNA (1/2) REED SOLOMON RS(204,188,T=8) AÑADE 16 BYTES PARA CORREGIR HASTA 8 ERRONEOS Por encima de 8 bytes erróneos el paquete se marca como no válido Si la “bit error rate” en la entrada es inferior a 2x10-4 este código la reduce a 10-11 Rendimiento 188/204=0.92 Distancia de Hamming de 17 octetos VERSION MODIFICADA DEL RS(255,239,T=8) Se añaden 51 bytes nulos a los 188 del paquete de transporte. Se aplica a la entrada de un codificador RS(255,239,T=8) Se suprimen los 51 bytes nulos CODIFICACION EXTERNA (2/2) U. Reimers, DVB The Family of International Standars for Digital Video Broadcasting. Ed. Springer, 2005 ENTRELAZADO EXTERNO (1) DISPERSION TEMPORAL DE ERRORES AUMENTA LA EFICIENCIA DE LA CODIFICACION DE CANAL DISPERSAR EN VARIOS PAQUETES LOS ERRORES CONSECUTIVOS (RAFAGAS) SE USA UN ENTRELAZADO CONVOLUCIONAL PRESENTA VENTAJAS FRENTE A UNO CONVENCIONAL REQUIERE MENOR CAPACIDAD DE MEMORIA SOLUCIONA CIERTOS PROBLEMAS DE SINCRONIZACION ES POCO SENSIBLE A PERTURBACIONES PERIODICAS ENTRELAZADO EXTERNO (2) ENTRELAZADO CONVOLUCIONAL DE PROFUNDIDAD I=12 CON RETARDOS DE M=17 POSICIONES (M: RETARDO BASE) SE USAN I – 1 REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO, 12 RAMAS EN TOTAL CADA REGISTRO TIENE UNA LONGITUD DE 0, M, 2M, ….(I-1)M, con M=17 Encaminamiento Rama de los bytes de Rama de los bytes de sincronismo de bytes sincronismo D = 17x 11 D = 17 D = 17x 2 D = 17x 2 D = 17 D = 17x 11 Reloj de byte ENTRELAZADOR DESENTRELAZADOR ETSI EN 300 744 V1.6.1 (2009-01) European Standard (Telecommunications series). Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television ENTRE DOS OCTETOS ADYACENTES SE INSERTAN M·I=204 OCTETOS EL OCTETO DE SINCRONIZACION, INVERTIDO O NO, SIEMPRE SIGUE EL CAMINO DE INDICE CERO EL RETARDO TOTAL (ENTRELAZADO Y DESENTRELAZADO) ES DE M·(I-1)·I=2244 OCTETOS CODIFICACION INTERNA (1) CODIGO CONVOLUCIONAL FLUJOS DE LONGITUD NO PREDETERMINADA. COMPLEMENTA A UNA CODIFICACION POR BLOQUES SE DIVIDE EL TREN BINARIO EN VARIAS SALIDAS CADA SALIDA ES UNA SUMA ENTRE EL TREN DE ENTRADA Y LAS TOMAS DE CADA ETAPA DE UN REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO  CODIFICACION INTERNA (2) Número de líneas de entrada: m=1 Sumador en módulo 2 Numero de líneas de salida n=2 SALIDA X G1 Entrada Code rate: R=m/n=1/2 4 3 de 6 5 2 1 Datos Memoria: S·m=6 S: longitud del registro de desplazamiento SALIDA Y G2 Estados posibles: 2Sm=32 Sumador en módulo 2 ETSI EN 300 744 V1.6.1 (2009-01) European Standard (Telecommunications series) Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television Constraints lenght: K=(S+1)m=7 Numero de bits que intervienen en la codificación Polinomio Generador Número de salidas de los registros de desplazamiento y su posición CODIFICACION INTERNA (4) ENORME REDUNDANCIA: 100% REDUCE EL RENDIMIENTO ESPECTRAL A LA MITAD PUNCTURING (PICADO) NO TRANSMITIR TODOS LOS BITS AUMENTA LA EFICIENCIA ESPECTRAL REDUCIENDO LA DISTANCIA Y LA CAPACIDAD DE CORREGIR ERRORES HAY UNA SERIE DE REGLAS QUE SE ESTUDIARAN MÁS ADELANTE. RC=(Code rate del codigo convolutivo)·(tasa de picado); EJEMPLO: RC=1/2*4/3=2/3 ½ POR CADA BIT DE ENTRADA SE GENERAN 2 DE CADA 4 BITS GENERADOS TRANSMITO 3 POR CADA 2 BITS DE ENTRADA TRANSMITO 3 TASAS DE PICADO DEFINIDAS: 1, 4/3, 6/4, 10/6, 14/8 COMPROMISO ENTRE EL FLUJO UTIL POR CANAL Y LA EXTENSION DE LA ZONA DE SERVICIO FIJADAS UNA POTENCIA DE EMISION Y UNA GANANCIA DE LA ANTENA CODIFICACION INTERNA (6) U. Reimers, DVB The Family of International Standars for Digital Video Broadcasting. Ed. Springer, 2005 RESUMEN CODIFICACION Y ENTRELAZADO DVB-T/ DVB-S U. Reimers, DVB The Family of International Standars for Digital Video Broadcasting. Ed. Springer, 2005 BIBLIOGRAFIA U. Reimers, DVB The Family of International Standars for Digital Video Broadcasting. Ed. Springer, 2005 ETSI EN 300 744 V1.6.1 (2009-01) European Standard (Telecommunications series) Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television 17 ESTANDARES SEGUNDA GENERACION JESUS GARCIA JIMENEZ, UPM CODIFICACION DE CANAL, SEGUNDA GENERACION (1) CONSIDERACIONES GENERALES: ES CLAVE EN UN SISTEMA POR SATELITE CON BAJAS RELACIONES S/N SE EXIGE UNA TASA DE PAQUETES ERRONEOS (PER) EN UN TS DE 10-7 UN PAQUETE ERRONEO POR HORA PARA UN FLUJO DE 5 Mbits/Seg. ES UNA ESPECIFICACION MUY EXIGENTE CODIFICACION INTERNA: SE UTILIZAN LOW DENSITY PARITY CHECK CODES LDPC FUNCIONAN MEJOR CON SECUENCIAS LARGAS (TRAMAS DE 64.800 ó 16.200 BITS) SON CODIGOS DE BLOQUES CARACTARIZADOS POR UNA MATRIZ DE PARITY CHECK DISPERSA Impensables en 1.993 para aplicaciones de consumo CADA PALABRA DE K BITS GENERA UNA PALABRA DE CODIGO DE N BITS TASA K/N. PUEDEN SER: ¼,1/3,2/5,1/2,3/5,273,3/4,4/5,5/6,8/9 y 9/10 DEPENDE DE LA CONSTELACION Y DE LAS APLICACIONES QPSK, CON TASAS DE 1/4, 1/3 Y 2/5 PEMITEN ENLACES CON E0/N0 < 0 dB LDPC TIENEN ALGORITMOS DE DECODIFICACION PARALELIZABLES, CON OPERACIONES MUY SIMPLES 2/5/2025 DVB-S2 19 CODIFICACION DE CANAL, SEGUNDA GENERACION (2) CODIFICACION EXTERNA: Bose-Chaudhury-Hocquenghem (BCH) TIENEN LA MISMA LONGITUD DE BLOQUES QUE EL LDPC PUEDEN CORREGIR DE 8 A 12 BITS ERRONEOS LOGITUDES DE LOS BLOQUES: BCH+LDPC TRAMA LARGA: 64.800 BITS PARA APLICACIONES CON RETARDOS NO CRITICOS TRAMA CORTA: 16.200 PARA APLICACIONES CON RETARDOS CRITICOS 2/5/2025 DVB-S2 20 CODIFICACION DE CANAL, SEGUNDA GENERACION (3) ETSI EN 302 307 V1.3.1 (2013-03), Digital Video Broadcasting (DVB); Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications (DVB-S2) 2/5/2025 DVB-S2 21  CODIFICACION DE CANAL, SEGUNDA GENERACION (4) AWGN FECFRAME NORMAL, QPSK, 8PSK Y 16 APSK 27,5 Mbaud, 32APSK 20 Mbaud, Roll-off 35 % A. Bertella, V. Mignone, B. Sacco, M. Tabone, “ Laboratory Evaluation of DVB-S2 , State of art equipment “, EBU TECHNICAL REVIEW – January 2007 2/5/2025 DVB-S2 22 ¿PREGUNTAS?