Анализ адаптивных схем модуляции и кодирования в системах вещания DVB-T2 для повышения устойчивости сигнала, эффективности передачи и общего качества обслуживания

Исследована производительность адаптивной модуляции и кодирования в системах цифрового вещания второго поколения (DVB-T2) с точки зрения надежности передаваемого сигнала, уровня сложности использования пропускной способности канала и качества поддерживаемой услуги. Проведена оценка производительности схем модуляции квадратурной фазовой манипуляции QPSK (16QAM, 64QAM, 256QAM) с помощью кодов с низкой плотностью проверок на четность (LDPC) со скоростями 1/2–9/10 в контексте применения этих схем для обеспечения высококачественного цифрового наземного телевизионного вещания на основе методов адаптивной модуляции и кодирования. В результате моделирования получены характеристики битовой ошибки различных схем модуляции с использованием кодов LDPC при разных скоростях в каналах аддитивного белого гауссовского шума и многолучевом замирании одновременно. Установлено, что более простые схемы модуляции, такие как QPSK со скоростью 1/2, могут обеспечить битовую ошибку менее 10^–5 при отношении сигнал/шум 5 дБ, а наиболее сложные, такие как 256QAM со скоростью 9/10, требуют отношения сигнал/шум 25 дБ для обеспечения битовой ошибки менее 10^–6. Отмечено улучшение пропускной способности канала с 1,0 бит/с/Гц для модуляции QPSK до 6,7 бит/с/Гц для 256QAM в условиях высокого отношения сигнал/шум.

1. ETSI EN 302 755 v.1.4.1 (2015-02) Digital Video Broadcasting. Frame Structure Channel Coding and Modulation for a Second Generation Digital Terrestrial Television Broadcasting System (DVB-T2).

2. Kodheli O., Lagunas E., Maturo N., Sharma Sh. K., Shankar B., Montoya J. F. M., et al. (2021) Satellite Communications in the New Space Era: A Survey and Future Challenges. IEEE Communications Surveys & Tutorials. 23 (1), 70–109. https://doi.org/10.1109/COMST.2020.3028247.

3. Porambage P., Gür G., Osorio D. P. M., Liyanage M., Gurtov A., Ylianttila M., et al. (2021) The Roadmap to 6G Security and Privacy. IEEE Open Journal of the Communications Society. 2, 1094–1122. https://doi.org/10.1109/OJCOMS.2021.3078081.

4. Grenier A., Lohan E. S., Ometov A., Nurmi J. (2023) A Survey on LOW-POWER GNSS. IEEE Communications Surveys & Tutorials. 25 (3), 1482–1509. https://doi.org/10.1109/COMST.2023.3265841.

5. Wu H., Ferlin S., Caso G., Alay Ц., Brunstrom A. (2021) A Survey on Multipath Transport Protocols Towards 5G Access Traffic Steering, Switching and Splitting. IEEE Access. 9, 164417–164439. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3134261.

6. Jasim M. A., Shakhatreh H., Siasi N., Sawalmeh A. H., Aldalbahi A., Al-Fuqaha A. (2021) A Survey on Spectrum Management for Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). IEEE Access. 10, 11443–11499. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3138048.

7. Liu F., Cui Y., Masouros C., Xu J., Han T. X., Eldar Y. C., et al. (2022) Integrated Sensing and Communications: Toward Dual-Functional Wireless Networks for 6G and Beyond. IEEE Journal on Selected Areas in Communications. 40 (6), 1728–1767. https://doi.org/10.1109/JSAC.2022.3156632.

8. Abdallah B., Khriji S., Chéour R., Lahoud Ch., Moessner K., Kanoun O. (2024) Improving the Reliability of Long-Range Communication Against Interference for Non-Line-of-Sight Conditions in Industrial Internet of Things Applications. Applied Sciences. 14 (2), 868. https://doi.org/10.3390/app14020868.

9. Singya P. K., Shaik P., Kumar N., Bhatia V., Alouini M.-S. (2021) A Survey on Higher-Order QAM Constellations: Technical Challenges, Recent Advances, and Future Trends. IEEE Open Journal of the Communications Society. 2, 617–655. https://doi.org/10.1109/OJCOMS.2021.3067384.

10. Zhang S., Yu G., Yu S., Zhang Y., Zhang Y. (2022) Weather-Conscious Adaptive Modulation and Coding Scheme for Satellite-Related Ubiquitous Networking and Computing. Electronics. 11 (9). https://doi.org/10.3390/electronics11091297.

11. Bejarano J. M. R. (2021) Contribución a la Mejora de la QOS y Eficiencia en Sistemas de Comunicación Por Satélite Interactivos de Banda Ancha. PhD Thesis, Universidad Politйcnica de Madrid.

12. Tarigan N. Y., Pamungkas W., Isnawati A. F. (2024) Performance of DVB-T2 Application in High-Speed Train Transportation System. Engineering, Technology & Applied Science Research. 14 (5), 17084–17090. https://doi.org/10.48084/ETASR.8247.

13. Wang Z., Lu F., Wang D., Zhang X., Jionghui Li, Jindong Li (2022) A Transmission Efficiency Evaluation Method of Adaptive Coding Modulation for Ka-Band Data-Transmission of LEO EO Satellites. Sensors. 22 (14). https://doi.org/10.3390/s22145423.

14. Brunnstrӧm K., Djupsjӧbacka A., Billingham J., Wistel K., Andrén B., Ozolins O., et al. (2024) Video Expert Assessment of High Quality Video for Video Assistant Referee (VAR): A Comparative Study. Multimedia Tools and Applications. 83, 58783–58825. https://doi.org/10.1007/s11042-023-17741-4.