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分析数字卫星电视技术
来源:本站整理  作者:佚名  2012-07-28 16:13:28

数字卫星主要有两种方式:一种是卫星电视广播,将数字电视信号传送到有线电视前端,再由有线电视台转换成模拟电视信号传送到用户;另一种方式是卫星电视直播,用户直接接收数字电视信号。

DVB-S 标准提供了一套完整的适用于卫星传输的数字电视系统规范,选定 MPEC-2 标准作为音频及视频的编码压缩方式,对信源编码进行了统一,随后对 MPEG-2码流进行打包形成传输流(TS),进行多个传输流复用,然后进行信道编码和数字调制,最后通过卫星进行传输。

 

1. DVB- S 音频、视频

( 1) 音频

DVB-S 系统的音频编码使用 MPEG-2 LayerⅡ(2层)音频编码,也称 MUSICAM。

 

音频的 MPEG-2 LayerⅡ编码压缩系统利用了声音的低声音频谱掩蔽效应。这一人体生理学效应允许对于人耳不太敏感的频率进行低码率编码,此技术的采用可以大大地降低音频编码速率。MPEC-2 LayerⅡ音频编码可用于单音、立体声、环绕声和多路多语言声音的编码。

 

(2)视频

DVB-S 系统的视频采用标准的 MPEG-2 压缩编码。MPEC2 视频编码系统由一个大家族构成,每一个子系统之间都有兼容性和共同性。根据图像清晰度的不同,它分成 4 种信源格式或称“等级(Level)”,从录像带(VCR)的低图像清晰度到高清晰度电视。除了根据图像清晰度定义的“等级”以外,DVB-S 视频标准还定义了“档次(Profile)”的概念,每一个不同的“档次”能够提供构成编码系统的压缩工具和压缩算法。

 

2.数字卫星电视传输

数字电视信号的传输虽然有许多优点,但数字电视信号数码率太高,不易直接进行传输,因此在传输前要进行多种处理。如为了提高传输效率的有效性编码(或称信源编码)和为了提高信息传输可靠性的可靠性编码(或称信道编码)。

 

数字卫星电视传输分为以下两部分。

(1) 信号形成:信源编码和节目复用

信源编码部分主要完成模/数和标准变换以及数字压缩功能。模/数和标准变换系统能处理多种不同格式、不同标准,并将其变换为单一的、可以进行压缩处理的数字信号;数字压缩编码部分即是把该数字信号进行压缩,降低其码率,使常规的一条模拟传输通道可传输多路数字电视信号,且基本不降低信号质量。节目复用是指视频、音频相辅助数据经节目复用器混合成一个数据流,即构成节目数码流,同时加入一些业务用的信息。

 

信源编码以压缩源数码率为目的,尽量减少信源各符号的相关性,以提高信源的传输效率。电视信号本身有很大的冗余,如 18%的行逆程、8%的场逆程、多余的色度垂直分辨率、相邻像素、相邻行,特别是相邻像素之间相同的可能性很大,或者说像素间是有相关性的,是不独立的。这就意味着一个样值的接收带来了下一个样值或以后样值的某种信息,减少了以后样值的不确定性。

 

信源编码的目的就是要找出各样值的相关特性,予以去除,以提高信源的效率。

 

(2)信号传输:信道编码和数字调制

由于卫星信道中信号衰减很大,信噪比较低,因此必须牺牲一定的频谱利用率以保证足够的功率利用率。DVB-S 系统采取了两种措施:一是采用级联的信道编码方案;二是采用 QPSK 调制。

 

( 1)信道编码

数字信号在传输中最重要的是防止误码,因此传输中要在原信源编码序列中以某种方式加入某些作为误差控制用的数码(即纠错码),以实现自动纠错,从而提高信号传输的可靠性。DVB-S 采用了前向纠错编码(FEC)。

 

信道编码由 RS 编码(里德—索罗门编码)和卷积编码组成。其中,RS 码也称为外码,码型为 RS(204,188),其特点为纠正与本组(8b 为一组)有关的误码,对纠正突发性误码很有效。

 

卷积编码又为内码,码型可从 1/2、2/3、3/4、5/6 和 7/8 中选择,选择的标准是在频谱利用率和抗误码性能间权衡,卷积编码除纠正本组的误码以外,也纠正其他组的误码。

 

在 RS 码与卷积码间为交织器,采用卷积交织方案。交织是为解决卷积编码可能产生的连续误码,交织器可将连续误码分散开,使接收端能够有效的纠错,使连续误码不会超出纠错能力。

 

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