高標清同播時期衛星接收的幾個注意問題

□李珂

高標清同播時期衛星接收的幾個注意問題

□李珂

本文主要總結了電視臺在高標清同播時期衛星接收工作中值得注意的幾個問題，特別是關系到高清信號接收的一些特性，包括接收門限值、誤碼率、導頻、畫面幅型等，希望與同行分享和交流經驗。

高標清同播；衛星接收；DVB-S2；導頻；幅型

目前，廣西電視臺的衛星頻道正處在高標清同播時期，并且地面頻道逐步向高清播出過渡。制作節目開始更多地希望信號源是高清信號，特別是在臺外現場直播活動中，越來越多的衛星信號源加入到高清行列中。在高標清同播這一特殊時期，穩定的衛星信號接收、正確的畫面幅型轉換是安全播出的重要保障。工作人員要清楚在這一時期，衛星接收信號用于同播節目時應該注意的問題。

一、DVB-S2標準

由于HDTV、VOD、PPV、交互業務等多種業務的開展，衛星傳輸系統需要提供比過去更多的傳輸能力，適應多樣性的業務需求。2003年DVB組織發布了DVB-S2系統，也就是歐洲的第二代衛星廣播系統，這也是現在通過衛星方式交換高清節目的主要標準。與DVB-S相比，DVB-S2在技術上有很大改進，其特點如下。

（一）糾錯編碼使用低密度奇偶校驗編碼 （LDPC）與BCH碼級聯，可提供除QPSK外的多種具有更高頻帶利用率的調制方式，如8PSK、8ASK、16APSK、32APSK。在相同的傳輸條件下，相比DVB-S，提高傳輸容量約30％至35％。

（二）支持1/2，3/5，2/3，3/4，4/5，5/6，7/8等多種FEC。現在的接收機一般都提供該項參數的自動識別功能。

（三）升余弦滾降系數α支持0.35、0.25、0.2三種選擇，而不只是DVB-S標準中固定的0.35。α越小，頻譜利用率越高。相比DVB-S，提高了頻譜利用率。

（四）提供了靈活的數據接口匹配方式，可以接受包括MPEG-2傳送流在內的各種格式的單或多數據流，這些數據流可以是離散（異步）的，也可以是連續（同步）的。

（五）還在物理層上引入了幀結構，通過同頻字、信令、導頻等輔助接收機實現快速幀同步和載波恢復，并為不同的業務應用提供了底層接口。

二、誤碼率（BER）

接收機維特比譯碼輸出達到誤碼率BER≤1×10-7，才能保證解碼圖像和伴音正常。如果BER再增大，達到1× 10-6級別及以上，解碼圖像將會發生停頓或者馬賽克現象，嚴重時將會中斷解碼。

三、載噪比（C/N）、載噪比余量（C/N Margin）、Eb/No門限值

在接收機的狀態顯示頁面中可以查看到載噪比（C/N）、載噪比門限值余量（C/NMargin）、接收門限（Eb/No）等的信號狀態值，不同品牌接收機給出的種類有所不同。大家熟悉和經常談論的是C/N，而對其余兩個參數未深入了解。

Eb/No門限值是數字衛星接收機的一項重要指標。Eb為二進制碼元信號能量，No為單位頻譜的噪聲功率，Eb/No門限值越小越好。通常FEC=1/2時，門限值為4.5dB，FEC=2/3時為5.0dB，FEC=3/4時為5.5dB，FEC=5/6時為6.0dB，FEC=7/8時為6.4dB。國標要求Eb/No門限值≤5.5dB（FEC=3/4）。當接收信號的Eb/No＞5.5dB，接收機載噪比C/N的變化不會影響圖像的信噪比S/N；當接近門限值5.5dB時，接收機C/N的下降會引起S/N的急劇劣化，信號誤碼率會劇增，甚至無法解碼出電視圖像，即發生了數字信號傳輸中的“峭壁效應”。因此，在數字電視衛星傳輸中要留有充足的C/N門限值余量（C/N Margin），才能保證解碼輸出穩定優質的圖像。

根據國際通信衛星組織Intelsat關于Eb/No與BER關系的規定，可以推算出在實際的衛星傳輸全程鏈路上，衛星接收機內Eb/No門限值與誤碼率BER的關系如下。

BER　Eb/No（dB）　C/N（dB）10-3　5.7　8.2 10-7　8.7　10.8 10-8　9.2　11.3

根據接收機的傳輸性能要求，當采用 FEC=3/4 Eb/No=8.3 dB時，BER≤1×10-7，則接收端C/N≥10.5 dB。在實際應用中，通常當接收機Eb/No≤7.5 dB時，BER≥1×10-6，接收機解碼圖像開始出現抖動、馬賽克、靜幀等現象，嚴重時接收不到信號。所以在日常衛星傳輸中必須要保證接收端C/N＞10 dB。

可見，誤碼率、信噪比和載噪比之間關系非常密切，但因衛通系統是典型的功率受限系統，所以不能為降低誤碼率而刻意提高載噪比，比如簡單地推高發射功率，必須認真地測試調整衛星傳輸全程鏈路。另外，應該選購門限值低的接收機，以相對提高接收端載噪比。

四、導頻（Pilot）

現在的數字高清衛星接收機中，部分品牌設備提供了導頻開啟和關閉選項，但很少有人了解該項功能的作用。其實，不懂使用該項功能也就削弱了高清接收機的能力。

隨著電視臺的衛星接收業務的需求增加，衛星接收系統規模不斷擴大，系統結構復雜度也隨之提高，因此電纜傳輸距離長、電纜對不同頻率信號衰減不同、經過設備環節多、環境溫度和電源電壓不穩定等因素增加了衛星信號在進入接收機之前引入干擾的可能性。

2003年發布的DVB-S2標準在物理層引入了幀結構，通過導頻輔助接收機實現載波恢復。我們可以開啟接收機提供的導頻功能，進行自動增益控制（AGC）和自動斜率控制（ASC），保證輸入接收機的載波電平的穩定，以利于接收機捕獲和跟蹤信號，從而增強接收機的穩定接收解碼能力。在實際接收DVB-S2標準的衛星信號時，如果接收效果不佳，同時又排除了接收設備和線路故障問題，可以嘗試打開接收機的導頻功能，改善接收效果。

五、AFD和幅型變換

我國的電視產業經過幾十年的發展，有大批4：3格式的電視系統和設備正在運行，而且在不久的將來仍將使用；現已歸檔的海量的4：3標清節目素材仍會在高清頻道中被引用，一般采用鑲邊（Pillar Box）或者拉伸（Stretch）方式上變換；而新采集、制作的16：9高清節目素材也會應用到標清頻道中，一般采用信箱（Letter Box）或者擠壓（Squeeze）方式下變換。這些因素均將導致在節目制作、播出和交換的各個環節中兩種幅型比混合存在，而且這個階段會持續相當長的時間。

隨著高清電視節目收視需求增加，電視臺逐步提高了高清信號源和播出節目的比重，并要兼顧標清頻道的同步播出。隨著寬屏電視普及，電視臺已經開始優先照顧16：9電視屏幕效果，越來越多的標清頻道在播出高清信號源時開始采用擠壓方式下變換，這樣能保證觀眾在觀看標清節目時，能夠獲得與高清節目同樣比例的觀看效果。

另外，為了省卻同播頻道采用兩版節目（高清一版、標清一版）的繁瑣操作，電視臺開始通過在SDI信號或者MXF文件中嵌入AFD信息實現幅型變換自動適應。AFD （Active Format Description）是活動圖像格式描述的縮寫。它用于描述一個視頻編碼幀中，人們感興趣的那部分活動圖像的顯示格式。AFD可以嵌入在MPEG視頻流、基帶SDI信號的輔助數據區和MXF文件內的元數據區，實際播出中可以在HD/SD-SDI信號流和MXF文件中寫入AFD信息，達到自適應選擇寬高比變換方式的目的。

上述高標清變換應用在改善電視觀眾收看效果的同時，也增加了衛星接收業務的復雜度，必須特別注意處理好接收標清節目信號的畫面幅型，否則容易因為幅型變換處理不當，影響觀看效果，甚至造成播出事故。對于相同輸入信號源，不同品牌接收機內置的幅型變換方式不盡相同，早期的接收機的幅型變換方式比較簡單，多數為廠家設定的變換方式，不可修改；現在的接收機能夠靈活指定幅型變換方式，甚至還可以插入AFD信息。

在實際工作中務必謹慎使用AFD，如果技術系統沒有統一調整以適應AFD自動變換幅型，則不應在信號或者文件中嵌入AFD信息，避免發生畫幅意外變換的狀況。與此同時，電視節目交換前后方應積極溝通保證信息通暢，重視檢查具備幅型變換功能的設備，諸如上/下變換器、幀同步、編碼器、衛星接收機等，避免“錯誤”變換畫面幅型而引起播出事故的操作。

六、結語

以上只是我們在高標清同播節目中發現的一些問題和總結的解決方法。隨著高標清同播的進一步發展，會出現更多的高清信號源，也會出現新問題需要解決，我們要不斷實踐，不斷提高。

（作者單位：廣西電視臺）