淺析衛(wèi)星數(shù)字電視技術與制式DVB-S

　　廣播電視行業(yè)是我國諸多事業(yè)中發(fā)展最為迅速的事業(yè)之一，其中高科技含量在各行業(yè)里也是含金量較高的一個行業(yè)。作為在通信行業(yè)里從事衛(wèi)星通信的一名工作者，很榮幸能夠在我國電視行業(yè)蓬勃發(fā)展的當代社會里充當一名角色。同時介于現(xiàn)在很多人對其中的一些技術十分關注卻又不是十分了解，本作者想從基本概念出發(fā)簡單闡述一下衛(wèi)星數(shù)字電視一些核心技術和DVB-S制式的問題。

　　衛(wèi)星通信基本原理

　　衛(wèi)星從用途上可以分為：資源探測衛(wèi)星，氣象衛(wèi)星，軍事衛(wèi)星，通信衛(wèi)星，直播衛(wèi)星等。從理論上講，如果在地球赤道上空相對于地球靜止的衛(wèi)星軌道上放置三顆間隔各120度的衛(wèi)星，就可以實現(xiàn)全球通信或全球廣播。如圖(1):

圖1

　　衛(wèi)星電視傳輸是在衛(wèi)星通信的基礎上發(fā)展起來的，它是在地球赤道上空35800km處靜止衛(wèi)星上，裝載轉發(fā)器和天線系統(tǒng)向地面轉發(fā)廣播電視信號，直接進行大面積廣播電視覆蓋的一項技術。它能覆蓋區(qū)內的廣大用戶直接收看千百里之外乃至地球另一面廣播電視節(jié)目。我國幅員遼闊，地形復雜，人口眾多，而且分布又很不均勻，如果完全依賴傳統(tǒng)的地面無線傳輸方式

解決廣播電視覆蓋率是極其困難的。利用衛(wèi)星傳輸廣播和電視節(jié)目，作為一種提高廣播電視人口覆蓋率，改進傳輸質量的最有效、最經(jīng)濟、最先進的手段，在過去的十幾年里它得到了蓬勃的發(fā)展和廣泛應用。

　　DVB介紹

　 DVB組織是一個來自33個國家、230個組織參加的國際機構，國家廣電總局廣科院于1999年4月13日作為協(xié)會會員加入了DVB組織。同時DVB(DigitalVideo Broadcasting)也是歐洲數(shù)字視頻廣播標準，主要的標準包括了衛(wèi)星電視DVB-S、電纜電視DVB-C、地面廣播普通電視的DVB-T和高清晰度電視(HDTV)的廣播與傳輸，以上三種傳輸標準的編號分別為ETS300421,ETS300429和ETS300744 ETS是歐洲電信標準。DVB-S是為改變模擬電視技術因標準不同而形成分割局面，從而制定的一套數(shù)字廣播技術規(guī)范，它擔負有促成其成為數(shù)字廣播技術的國際標準，推進廣播電視技術的國際交流，合作與發(fā)展的任務。

　　DVB項目的主要目標是找到一種對所有傳輸媒體都適用的數(shù)字電視技術和系統(tǒng)。對它的要求是：

　?。薄⒛莒`活傳送MPEG-2視頻、音頻和其他數(shù)據(jù)信號。

　　２、使用統(tǒng)一的MPEG-2傳送比特流復用。

　?。?、使用統(tǒng)一的服務信息系統(tǒng)提供廣播節(jié)目的細節(jié)等信息。

　?。础⑹褂媒y(tǒng)一的一級里德－所羅門前向糾錯系統(tǒng)。

　　５、使用統(tǒng)一的加擾系統(tǒng)，但可有不同的加密方式。

　?。丁⑦x擇適用于不同傳輸媒體的調制方式和信道編碼方法以及任何必須的附加糾錯方法。

　?。贰⒐膭顨W洲以外的地區(qū)使用DVB標準，推動建立世界范圍的數(shù)字視頻廣播標準。

　　８、支持數(shù)字系統(tǒng)中的圖文電視系統(tǒng)。

DVB-S系統(tǒng)的核心技術

　　DVB系統(tǒng)的核心技術是通用MPEG-2視頻和音頻編碼，目前主要應用于數(shù)字衛(wèi)星和電視廣播的是MP@ML。第一代的歐洲DVB接收機將提供直到625行演播室質量ITU-REC，BT601的圖像ITU是國際電聯(lián)，可以是4:3或16:9的寬高比。還可以根據(jù)業(yè)務要求確定所用碼率。一般來講，所選碼率越高，圖像的質量越好，但占用頻帶越寬。碼率的選用與圖像的內容有很大關系，對于運動較多的圖像如體育節(jié)目可采用較高的碼率，對于卡通片等節(jié)目可以采用較低的碼率。因此，目前在把多個節(jié)目比特流復合成一個比特流的情況下，都采用統(tǒng)計復用的方法，能在不同碼率的節(jié)目間靈活地分配總碼率數(shù)。為了滿足各類素材的要求，ITU-REC，BT601演播室質量所需數(shù)碼為9Mbit/s，PAL/SECAM，播出質量所需數(shù)碼率為5Mbit/s，由于用MPEG-2傳輸比特流是一種數(shù)據(jù)包結構，所以可以很方便地加入適當信息，把各種不同的業(yè)務，如圖像、聲音和數(shù)據(jù)業(yè)務和在一起，并對服務信息的格式作詳細的規(guī)定，所形成的標準就是服務信息標準ETS300468。DVB系統(tǒng)采用低數(shù)據(jù)率的MPEG-1層II音頻標準作為其通用的音頻壓縮編碼標準，以獲得接近于CD質量的聲音。

　　DVB-S系統(tǒng)的標準描述了用于衛(wèi)星數(shù)字多路傳輸?shù)膸Y構、信道編碼和調制方式。在衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)中上行信號的組織流程和框圖如下：

圖2