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卫星与有线数字电视信号的要点差异与检测

2011-12-29 01:23| 发布者: 00net| 查看: 32| 评论: 0

摘要: 理论上,高声像的摄取经信道传输到领受端解码的整个过程均为数字化的旌旗灯号措置过程,即称为数字电视或石子电视系统。因为在现实中有卫星、地面和有线三种信道传输体例,所以就呈现了对应的数字电视传输与领受尺度 ...

理论上,高声像的摄取经信道传输到领受端解码的整个过程均为数字化的旌旗灯号措置过程,即称为数字电视或石子电视系统。因为在现实中有卫星、地面和有线三种信道传输体例,所以就呈现了对应的数字电视传输与领受尺度,既DVB-S,DVB-C的形式。就我国今朝而言,地面采用自立常识产权的零丁载波传输尺度(GB20600-2006),使得在旌旗灯号组成上与采纳欧洲传输尺度的卫星DVB-C差异较年夜,所以本文着重在 DVB-S 和DVB-C的旌旗灯号或码流组成的异同性作一个较为深切的剖析研究与现实测试。这些工作对于读者深刻体味数字电视码流组成特点出格是指导数字电视的终端处事具有很强的针对性。

码流组成上的不异之处

经由合适MPEG尺度的视音频压缩,进入本文谈判的信道或收集(卫星、有线)传输前将该路节目流进行改暌姑,形成一路打包的PES传输流,在这PES流中,3字节用来暗示包起头前缀,1字节用来暗示包标识,2字节用来暗示 PES包长度,剩下的是实时压缩的勾当图像和声音等可变PES包PID就在传送包的包头中,它的浸染就好比是一份文件的文件名,有了标识码的传输包,会丢进一个叫节目映射表(PMT)的节制信息中,PMT自己也有一个PID号,与其他信息流一样,已经打好了固定长度的用于传输的188字节的TP包中,这个固定长度为188Byte的TP包有固定的一个字节的同步字节(47HEX),有自己的PID值(13比特),这个PID值与该路节目ES的PID音频、PID视频、PID数据――对应以确认该流是“何物”,最后将与该线路节目有关的传送包复接起来,配合形成单路节目传送流。在多路节目传送流中,还有一个非凡的节制信息即节目联系关系表PAT,PAT中包含的是与每路节目传送流相对应的PID信息,经由过程对它译码,就可以对单个节目传送进行译码了,这也是PID转变的焦点地址,传送 PAT的传送包有其怪异的PID号,即 PAT PID=0,一个TS流下的任何其他的比特不得再使用这个号,最后再把同类型的其他节目或传送信息复接起来,形成一个系统级的传送流级的传送流的一部门,再调制到某一载频上或者说某一点上(DVB-C收发载频一样,而DVB-S则是上行频率)。表1所示的就是数字电视系统改暌姑后相关信息或表格的PID号使用纪律。

事实上,一个收集上承载着良多传输流,也即存在良多个频点,是以每一个传输流都有其自己的PID号即各自的TSID。这些都在收集信息表NIT中纺暌钩。

数字电视系统是一个实时传输系统,为了保证收发端的正常工作,领受端与发射端的频率和相位必需一致,必需成立收发端的同步时钟,它就是PCR码,否则系统无法工作。所谓PCR就是指节目时钟参考,在发端,操作计时骥对系统进行计数形成 PCR值,然后每隔一段侍旧双PCR值随数据一路传送给收端,收端有一个正在工作的27MHZ当地时钟,其额定频率与发端时钟相等,同样也有一个计数器与发端时钟相等,同样也有一个计数器对它计数形成一个当地时钟参考,这时发端会将PCR年夜传送中提掏出滥暌闺音频帧、视频帧的编码信息插入PES包中,领受端将音频帧、视频帧中的PCR值放在缓存器中,期待斗劲发端的音视频中的值呈现,然后用斗劲的结不美观节制压拧振荡器(VCXO),经由过程调整使收发端的频率锁相,实现收发端声音和图像完全同步。码率一般在38MBPS摆布,对于DVB-C某频点上视频较少节目内容使现实数目量不年夜时,此时对应的空包数据量较年夜(最高达50%以上),SDT与BAT以及TDT与TOT具有不异的PID,但它们各自的还有分歧的表标示符,与TABLE-ID分歧。此外,“未知”的码流是运营商插手的不但愿公家用户收看或收听的内容,也或是插手的不合适MPEG尺度的信息。良多TS流中都存在一些“未知”描述的信息。

总之,DVB-S与DVB-C的不异点首要表此刻给数字电视领受机供给正确解码必需的指导信息上。

码流组成上分歧之处

DVB-C与DVB-S的分歧之处首要表此刻信息编码上,经由系统改暌姑后的TS流还要针对传输的信道进行用于纠错、抗干扰的信道编码,之后将多节目的TS流调制到某一个高几回点上。就今朝各地开通的数字有线电视,其绝年夜年夜都节目都是惹人能够纠错8个字节的RS(188,204)信道编码和64QAM调制手艺,这种调制手艺是先把3个字节的码流映射成4个6比特的符号,由6比特组成的64个符号去节制载波的幅度和相位而形成64QAM。是以,DVB-C的当前传输码率与符号率关系为:当前传输码率=符号率*LOG264*188/204,DVB-C中年夜都情形下的符号率为6875MS/S。此外,DVB-C系统的年夜都节目是加密传输的,即几乎所有频点上的TS流都含有加密信息,即含有ECM/EMM信息,这也是今朝数字电视运营商主要的经济增添点,也甘愿批准在机卡不分手即绑缚发卖平分得一杯羹。

而在DVB-S的下行传输流中,面向公共的节目,出格是教育频道上的节目,都是未加密的,只是分布在分歧的星上。好比,我国今朝卫星电视广播的首要卫星有中星6B(115.5°E)、鑫诺3号(125°E)和亚太6号(134°E),在亚太6号上对应频点(下行频率、极化体例和符号率分袂为12275,V,27500)尚?罾υ?CCTV-1/2/5/10/11/12/少儿等节目是加密的(寄暌剐ECM/EMM信息),而在鑫诺3号(4080,H,27500)和中星6B(3840,H,27500)上这些节目是开锁的,即没有ECM/EMM信息,等等。因为客不美观前提(主若是经济实力和政策身分)的限制,良多省市上星的节目数不多,年夜都省仅一套上星的节目。是以在DVB-S中,频带是珍贵的,每个频点上都有4~8套相当于DVD声像质量的数字电视节目,有的频点上还含有广播、数据营业等。也即DVB-C都是MCPC的。为了充实操作卫星转发器的转发功能及频率资本,广播电视的卫星传输旌旗灯号存在极化角波,常用水安然安祥垂直两种极化体例,而DVB-C不存在极化。又CATV收集质量较着优于卫星信道,所以数字有线电视年夜都为64QAM,而DVB-S年夜都采用QPSK调制手艺即2比特一组的相位调制手艺(载频操作率不及DVB-C),调制前除了RS(188,204)外,还惹人FEC前向纠错法子,即采用卷积纠错码TCM与调制相连系的形式,主若是因为空间干扰年夜且多变性。所以DVB-S的当前传输码率与符号率关系为:当前传输码率=符号率*LOG24*FEC*188/204,这里的符号率对应于DVB-C中的就是符号率(单元上略有差异),卫星中的旌旗灯号编码,其冗余年夜于DVB-C,即频率操作率较低。

我们经由过程北京泽华源科技有限公司研制的码流剖析仪,现实测出的由安徽广播电视收集总公司传输的DVB-C所稀有字广播电视旌旗灯号的节目分配,与经由过程卫星领受天线领受的免费节目最多的且以C频段为主的鑫诺3号及中星6B的若干频点斗劲(亚太6号年夜都广播电视节目由IRDETO加密,且以KU频段为主)。

领受参数依次为下行频率、极化体例(H水平,V垂直),符号率,且均为C波束。此外,鑫诺3号、中星6B上还有良多省市的免费节目,如6B上的福建、浙江、山东、宁夏、重庆、江苏、江西、安徽等卫视节目。今朝全国各省市开通的数字有线电视广播电视节目的频点分配有相似之处。

KU波段是指频率在12-48GHZ的电波,今朝国际电信联盟将11.7~12.2GHZ的频率规模优先划分给卫星电视广播专用。年夜频率上看,KU波段的频率规模为C波段的3倍,而波长是C波段4GHZ对应波长的1/3摆布。是以,与C波段对比,KU波段的成漫空间更年夜,其首要利益有:

(1)领受天线的口径可以设计得较小,这是因为KU波段的波长短,在口面效率和增益不异的前提下,KU波段使用的天线口径可所以C波段天线口径的1/3,天线方面的成本就低了。

(2)KU波段的地面场强较高,因为KU波段转发器的功率比C波段转发器功率年夜得多,其等效全向辐射功率就年夜,因而笼盖率更年夜。

(3)可用频带较宽,C波段的频率规模是3.7-4.2GHZ,带宽是500MHZ。而KU波段的带宽达800MHZ,频率的可操作性高。

(4)因为频率高,各类电波对它的干扰较小。

当然,KU波段卫星广播也有不足之处,这就是星蚀、雨衰对它的影响较年夜,当电波穿过地球年夜气层中降雨的区域时,雨水对电波会发生领受和散射,造成衰减。雷电、雨水越年夜,干扰衰减越年夜,当雨衰达到20DB时,就会且则性的间断卫星广播,这种情形不多。

今朝世界上卫星直播系统的传输首要DVB-S尺度,2005年3月欧共体在DVB-S基本上提出更高级的DVB-S2尺度,它具有低密度奇偶检测LDPC和BCH级联信道纠错体例,除使用QPSK调制外,还使用多种高阶调制体例(8PSK、16APSK、32APSK)等最新手艺的成不美观,在不异的传输前提下比DVB-S容量提高30%。今朝我国上星的绝年夜年夜都的数字电视节目仍为DVB-S尺度的,而我国2008年6月发射的中星9号(知足奥运会转播标清和高清癯字电视的要求)以及往后发射的广播电视通信卫星,将采用与DVB-S2机能等价而具有自立常识产权的ABS-S尺度。它们只是信源的压缩编码分歧,其他不异,好比描述各类信息的内容是完全一致的。在DVB-S卫星数字电视信盛传输中,MPEG音频编码分为第一层和第二层,在每一层中又有摆布两个声道,因为我国现行的电视伴音均为单声道,因而在每套卫星电视频道的音频编滤鱿脯都有3个声道处于闲置状况,各省市(区)的广播节目就操作这些余暇声道进行声音编码,并与电视伴音同时播出,每路数字音频旌旗灯号占有的码率对比视频极小。卫星数字广播节目的播出,被放置在与电视伴音分歧的层或统一层分歧的声道膳缦沔,年夜年夜都广播节目都设在音频的第一层,而且都是右声道播出,也有个此外节目设在音频的第二层播出,这些分歧的广播节目经由过水平歧的音频PID码来区分;数字广播节目的领受因为卫星数字广播节目被放置在与电视伴音分歧的层或分歧的声道上,其领受体例也分歧,好比,有两种情形下卫星数字广播节目领受的体例与电视伴音在统一层右声道播出的,数字广播节目领受这种形式的数字广播节目,可使用任何一种卫星数字电视领受机领受时,只要在领受到响应省市的电视节目后,将伴音切换到右声道就可以,收听数字广播节目与电视伴音不在统一层的声道播出的数字广播节目。领受这种形式的数字广播节目,可采用添加PID码的体例来领受,或使用带有两层伴音的卫星数字电视领受机领受。须指出,卫星数字广播节目的下行频率、符号率、极化体例、极化电压等参数同步卫星电视节目设置一样(在我国经由过程卫星领受机收听广播的用户不多,尤其是在山区、农村)。国内良多省市今朝均有一套至几套广播节目与卫星电视节目同时播出,在领受卫星数字电视节目的同时,可以领受卫星数字广播节目。同样,在DVB-C中除了某些频点也传输数字广播节目外,有的频点还传输数据、NVOD等信息,更为丰硕。

领受机制

此外,DVB-S与DVB-C在搜索节目上有相似之处,卫星领受机(即综合营业解码器IRD)除了厂家在出厂前设置一些卫星及其节目(用户可以年夜头设置)恰是当前领受的且还在服役的卫星外,不牵扯到转星或节目调整,否则均需要将领受的节目设置到对应频点(TP)上的领受参数即“下行频率、极化体例、符号率”,也可以在知道该节目的视音频PID的情形下,对此进行搜索,此法使用较少,因窝殴畚只能搜索到一个节目。DVB-C上一般有“快速搜索、全频段搜索、手动搜索”三种形式,其手动搜索需要设置预先知道的频点,方可找到节目。DVB-C可以一次性地搜索完全收集上的数字广播电视节目,但DVB-S必需每个频点一一设置且存储下来。先前知道需要领受的卫星及其频点(下行频率、极化体例、符号率)和较为复杂的操作机操作,也即稍微熟行者方可实现。QPSK星座图离散度年夜于QAM星座图的离散度,是因为空间传输的干扰弘远于有线信道的缘故,领受的杂散波太多,但因为采用复杂的纠错编码法子,一般情形下不影响收视,在个体卫星领受的现实天线调整中,旌旗灯号质量达到45%就可以了,达到85%以上未必是必需的,但瞄准卫星出格是方位角是需要的。因为数字电视的收视质量是一个矩形图,在此矩形图典型围内均是一个相当于或高于DVD质量的视音频,超出规模即呈现“峭壁效应”。

结语

DVB-C与DVB-S在压缩编码阶段的码流暗示是一致的,但在用于纠错编码的信道编码阶段差异较年夜,年夜而导致组成的传输码流形式之差异也年夜,这样一来,在领受端的节目打点或频道打点、以及搜索节目的形式也纷歧样,经由过程全文的剖析有助于我们在DVB-C和DVB-S中实践中削减盲目,提高工作效率。


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