淺析衛星數字電視技術(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(gè)行業(yè)。作為在通信行業(yè)里從事衛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(huì )里充當一名角色。同時(shí)介于現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(jiǎn)單闡述一下衛星數字電視一些核心技術(shù)和DVB-S制式的問(wèn)題。

　　衛星通信基本原理

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

圖1

　　衛星電視傳輸是在衛星通信的基礎上發(fā)展起來(lái)的，它是在地球赤道上空35800km處靜止衛星上，裝載轉發(fā)器和天線(xiàn)系統向地面轉發(fā)廣播電視信號，直接進(jìn)行大面積廣播電視覆蓋的一項技術(shù)。它能覆蓋區內的廣大用戶(hù)直接收看千百里之外乃至地球另一面廣播電視節目。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(lài)傳統的地面無(wú)線(xiàn)傳輸方式

解決廣播電視覆蓋率是極其困難的。利用衛星傳輸廣播和電視節目，作為一種提高廣播電視人口覆蓋率，改進(jìn)傳輸質(zhì)量的最有效、最經(jīng)濟、最先進(jìn)的手段，在過(guò)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(gè)來(lái)自33個(gè)國家、230個(gè)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(huì )會(huì )員加入了DVB組織。同時(shí)DVB(DigitalVideo Broadcasting)也是歐洲數字視頻廣播標準，主要的標準包括了衛星電視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，從而制定的一套數字廣播技術(shù)規范，它擔負有促成其成為數字廣播技術(shù)的國際標準，推進(jìn)廣播電視技術(shù)的國際交流，合作與發(fā)展的任務(wù)。

　　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字電視技術(shù)和系統。對它的要求是：

　?。?、能靈活傳送MPEG-2視頻、音頻和其他數據信號。

　?。?、使用統一的MPEG-2傳送比特流復用。

　?。?、使用統一的服務(wù)信息系統提供廣播節目的細節等信息。

　?。?、使用統一的一級里德－所羅門(mén)前向糾錯系統。

　?。?、使用統一的加擾系統，但可有不同的加密方式。

　?。?、選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。

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

　?。?、支持數字系統中的圖文電視系統。

DVB-S系統的核心技術(shù)

　　DVB系統的核心技術(shù)是通用MPEG-2視頻和音頻編碼，目前主要應用于數字衛星和電視廣播的是MP@ML。第一代的歐洲DVB接收機將提供直到625行演播室質(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。還可以根據業(yè)務(wù)要求確定所用碼率。一般來(lái)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容有很大關(guān)系，對于運動(dòng)較多的圖像如體育節目可采用較高的碼率，對于卡通片等節目可以采用較低的碼率。因此，目前在把多個(gè)節目比特流復合成一個(gè)比特流的情況下，都采用統計復用的方法，能在不同碼率的節目間靈活地分配總碼率數。為了滿(mǎn)足各類(lèi)素材的要求，ITU-REC，BT601演播室質(zhì)量所需數碼為9Mbit/s，PAL/SECAM，播出質(zhì)量所需數碼率為5Mbit/s，由于用MPEG-2傳輸比特流是一種數據包結構，所以可以很方便地加入適當信息，把各種不同的業(yè)務(wù)，如圖像、聲音和數據業(yè)務(wù)和在一起，并對服務(wù)信息的格式作詳細的規定，所形成的標準就是服務(wù)信息標準ETS300468。DVB系統采用低數據率的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系統的標準描述了用于衛星數字多路傳輸的幀結構、信道編碼和調制方式。在衛星傳輸系統中上行信號的組織流程和框圖如下：

圖2