淺析衛(wèi)星數(shù)字電視技術(shù)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(shù)十分關(guān)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(shù)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(chǔ)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(zhuǎn)發(fā)器和天線系統(tǒng)向地面轉(zhuǎn)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(shù)。它能覆蓋區(qū)內(nèi)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(zhì)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(gòu)，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(shù)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(shù)規(guī)范，它擔負有促成其成為數(shù)字廣播技術(shù)的國際標準，推進廣播電視技術(shù)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(shù)和系統(tǒng)。對它的要求是：

　?。?、能靈活傳送MPEG-2視頻、音頻和其他數(shù)據(jù)信號。

　?。?、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。

　?。?、使用統(tǒng)一的一級里德－所羅門前向糾錯系統(tǒng)。

　?。?、使用統(tǒng)一的加擾系統(tǒng)，但可有不同的加密方式。

　?。?、選擇適用于不同傳輸媒體的調(diào)制方式和信道編碼方法以及任何必須的附加糾錯方法。

　?。?、鼓勵歐洲以外的地區(qū)使用DVB標準，推動建立世界范圍的數(shù)字視頻廣播標準。

　?。?、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(shù)

　　DVB系統(tǒng)的核心技術(shù)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D(zhuǎn)VB接收機將提供直到625行演播室質(zhì)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(zhì)量越好，但占用頻帶越寬。碼率的選用與圖像的內(nèi)容有很大關(guān)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(zhì)量所需數(shù)碼為9Mbit/s，PAL/SECAM，播出質(zhì)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(jié)構(gòu)，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(zhì)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(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)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