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卫星数字电视制式DVB-S浅析

2011-12-29 01:14| 发布者: 00net| 查看: 30| 评论: 0

摘要: 广播电视行业是我国诸多事业中成长最为迅速的事业之一,其中高科技含量在各行业里也是含金量较高的一个行业。作为在通信行业老迈事卫星通信的一名工作者,很侥幸能够在我国电视行业蓬勃成长的今世社会里充任一名脚色 ...

广播电视行业是我国诸多事业中成长最为迅速的事业之一,其中高科技含量在各行业里也是含金量较高的一个行业。作为在通信行业老迈事卫星通信的一名工作者,很侥幸能够在我国电视行业蓬勃成长的今世社会里充任一名脚色。同时介于此刻良多人对其中的一些手艺十分关注饶暌怪不是十分体味,本作者想年夜根基概念出发简单阐述一下卫星数字电视一些焦点手艺和DVB-S制式的问题。
卫星通信根基事理
卫星年夜用途上可以分为:资本探测卫星,气象形象卫星,军事卫星,通信卫星,直播卫星等。年夜理论上讲,如不美观在地球赤道上空相对于地球静止的卫星轨道上放置三颗距离各120度的卫星,就可以实现全球通信或全球广播。如图(1):

卫星电视传输是在卫星通信的基本上成长起来的,它是在地球赤道上空35800km处静止卫星上,装载转发器和天线系统向地面转发广播电视旌旗灯号,直接进行年夜面积广播电视笼盖的一项手艺。它能笼盖区内的泛博用户直领受看千百里之外甚至地球另一面广播电视节目。我国幅员广宽,地形复杂,进口众多,而且分布又很不平均,如不美观完全依靠传统的地面无线传输体例解决广播电视笼盖率是极其坚苦的。操作卫星传输广播和电视节目,作为一种提高广播电视进口笼盖率,改良传输质量的最有用、最经济、最前进前辈的手段,在曩昔的十几年迈它获得了蓬勃的成长和普遍应用。

DVB介绍
DVB组织是一个来自33个国家、>?0个组织加入的国际机构,国家广电总局广科院于1999年4月13日作为协会会员插手了DVB组织。同时刻VB(Digital Video Broadcasting)也是欧洲数字视频广播尺度,首要的尺度搜罗了卫星电视DVB-S、电缆电视DVB-C、地面广播通俗电视的DVB-T和高清楚度电视(HDTV)的广材暌闺传输,以上三种传输尺度的编号分袂为ETS300421,ETS300429和ETS300744?ETS是欧洲电信尺度?。DVB-S是为改变模拟电视手艺因尺度分歧而形成朋分场所排场,年夜而拟定的一套数字广播手艺规范,它担负有促成其成为数字广播手艺的国际尺度,推进广播电视手艺的国际交流,合作与成长的使命。

DVB项目的首要方针是找到一种对所有传输媒体都合用的数字电视手艺和系统。对它的要求是:
1、能矫捷传送MPEG-2视频、音频和其他数据旌旗灯号。
2、使用统一的MPEG-2传送比特流改暌姑。
3、使用统一的处事信息系统供给广播节目的细节等信息。
4、使用统一的一级里德-所罗门前向纠错系统。
5、使用统一的加扰系统,但可有分歧的加密体例。
6、选择合用于分歧传输媒体的调制体例和信道编码体例以及任何须需的附加纠错体例。
7、鼓舞激励欧洲以外的地域使用DVB尺度,敦促成立世界规模的数字视频广播尺度。
8、撑持数字系统中的图文电视系统。

DVB-S系统的焦点手艺

DVB系统的焦点手艺是通用MPEG-2视频和音频编码,今朝首要应用于数字卫星和电视广播的是MP@ML。第一代的欧洲DVB领受机将供给直到625行演播室质量?ITU-Rec,BT601?的图像?ITU是国际电联?,可所以4:3或16:9的宽高比。还可以按照营业要求确定所用码率。一般来讲,所选码率越高,图像的质量越好,但占用频带越宽。码率的选用与图像的内容有很年夜关系,对于行为较多的图像如体育节目可采用较高的码率,对于卡通片等节目可以采用较低的码率。是以,今朝在把多个节目比特流复合成一个比特流的情形下,都采用统计改暌姑的体例,能在分歧码率的节目间矫捷地分配总码率数。为了知足各类素材的要求,ITU-Rec,BT601演播室质量所需数码为9Mbit/s,PAL/SECC兰片播出质量所需数码率为5Mbit/s,因为用MPEG-2传输比特流是一种数据包结构,所以可以很便利地插手恰当信息,把各类分歧的营业,如图像、声音和数据营业和在一路,并对处事信息的名目作具体的划定,所形成的尺度就是处事信息尺度ETS300468。DVB系统采用低数据率的MPEG-1层II音频尺度作为其通用的音频压缩编码尺度,以获得接近于CD质量的声音。

DVB-S系统的尺度描述了用于卫星数字多路传输的帧结构、信道编码和调制体例。在卫星传输系统中上行旌旗灯号的组织流程和框图如下:

DVB-S系统界说了年夜MPEG-2改暌姑器输出到卫星射频信道、能对电视基带旌旗灯号进行适配措置的设备功能模块,也可称之为卫星信道适配器。图(2)所示的流程图分袂对数据流做了如下措置:

1、传送改暌姑适配和用于能量扩散的随机化措置,“随机化”措置凡是称为“扰码”,寄暌姑较长的伪随机化序列与数字基带旌旗灯号序列一个比特一个比特意模2加,以改变原旌旗灯号的统计特征,使其具有伪随机性质,如斯措置是为了避免呈现这样的情形:输入比特流不存在或输入比特流与MPEG-2传送流名目不兼容而导致调制器发射未经调制的载波时,或者当数字基带旌旗灯号是周期不长的周期旌旗灯号时,已调波的频谱将集中在局部并含有相当多的高电平离散谱,这将使得对于卫星广播营业公用频段的其他营业的干扰跨越划定值。还有,用伪随机序列侵扰后,可以限制连“0”码、连“1”码的长度,年夜而改善位按时恢复的质量。

2、外编码(即RS码),RS就是Reed-Solomon码,是一类纠错能力很强的多进制码,1960年首先由里德和所罗门应用多项式机关出来的。在不异的编码冗余度下,RS码具有最强的纠错能力,它在通信规模里已被普遍应用。

3、卷积交叉,突发错误与随机错误是在现实信道中经常发生的。随机错误是因为随机噪声引起的,如白噪声,它在统计上是自力的。而突发错误往往是由脉冲干扰、多径式微等身分引起的,在统计上长短自力的。这对纠错编码手艺提出了新的要求,对于突发错误可以用专门为更正突发错误而设计的纠错码,如RS码,可是对于较长的突发错误,如不美观与交叉手艺连系起来,把突发错误离散为随机自力错误再用纠随机错误的码纠错,则能取得较着的效不美观。这一模块即是采用这样的思绪来设计的。

4、内编码(即卷积缩短码),卷积码的应用使得在译码过程傍边译码器不仅可以年夜当前时刻收到的码字中提取有关信息,还可年夜用以前或往后各时刻收到的码字中提取有关信息,年夜年夜提高了收端纠错的能力。这种优胜性使得它获得了普遍的应用,出格是在卫星通信和空间通信等加性白高斯信道中,首要与QPSK调制连系起滥暌功用。

5、基带成形,到此为止编码器发生的是矩形基带脉冲,因为这种基带旌旗灯号在频域内无限延长,是以在信道带宽受限的应用中将会引起波形失踪真年夜而发生符号间干扰。为实现无符号间干扰传输,经常将基带旌旗灯号的频谱设计为升余弦滚降的外形。

6、调制,在数字旌旗灯号的调制体例中QPSK四相移键控是今朝最常用的一种卫星数字旌旗灯号调制体例,它具有较高的频谱操作率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。

我国DVB-S尺度(GB/T 17700-1999)等效采用ITU-RBO.12吃紧建议书《用于吃紧/12GHz卫星营业中的电视、声音和数据营业的数字节目发射系统》。该尺度与等效采用的建议书ITU-RBO12吃紧的差异是:

1、按照我国的应用情形,使用规模扩展用于C波段(4/6GHz)固定卫星营业中的响应营业;

2、增添了在特定情形下系统使用BPSK调制体例。

DVB-S现状与瞻望

采用DVB-S传输尺度的数字卫视已成为搜罗亚洲国家在内的世界卫星电视的主流。

在不久的未来,您可以随意选择角度不美旁观角逐,甚至能将镜头始终锁定在自己喜欢的运带解缆上。在数字电视与社会信息化成长论坛上,可以获悉这样振奋人心的好动静。


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