基于DVB—S2數字衛星電視的發展及技術概述

程龍

摘 要：在科技日新月異的當下，空間領域的探索是世界每個國家的話題。我國在衛星廣播電視方面的技術，也從最開始的落后到現在走在世界的前列。本文介紹了我國衛星廣播的發展，對數字衛星廣播傳輸技術的標準進行了簡要地介紹。

關鍵詞：衛星；數字傳輸；廣播電視；DVB-S2

中圖分類號：TN943 文獻標識碼：A

1.概述

隨著時代的發展，科技的日新月異，我們國家早已既“東方紅1號”之后發射了“東方紅2號”、“亞洲1號”、“亞洲2號”等衛星供我國衛星廣播事業所用。“東方紅1號”是我國進入衛星廣播時代的標志，最后一個上星的省級臺是1999年10月海南省電視臺節目，自此所有的省臺節目都可以通過衛星播送給廣大觀眾。信息技術迅猛發展，通信行業與科技的融合使電視廣播產業整體發生了變化，數字電視應運而生，它在電信之后成為引爆IT產業的又一熱點話題。在半導體、電子信息技術后，電子行業在數字電視的帶領下跨入了新時代。我國衛星廣播的發展之路現今已經完成了從C頻段向Ku頻段、從模擬到數字、從轉播到直播的3個過渡，但在很長一段時間內，還是會由C頻段向Ku頻段并存、收轉和直播并存的局面，而且還有等待我們加倍努力要實現的從非廣播電視專用衛星到專用的轉變。

2.數字衛星廣播傳輸標準概述

當前數字衛星廣播的傳輸標準有美國的ATSC（Advanced Television Systems Committee）、日本的ISDB（Integrated Services Digital Broadcasting）和歐洲的DVB（Digital Viideo Broadcasting）3種，下面著重介紹DVB標準。DVB標準采用MPEG-2的壓縮技術，它包含數字有線電視DVB-C、數字衛星電視DVB-S、數字地面電視DVB-T。為了有良好的抗干擾及抗噪聲性能，DVB-S使用QPSK正交相移鍵控的調制方式，并采用RS碼月卷積碼級聯的向前糾錯的方法，使衛星轉發器對信號的處理達到最優。在此基礎上發展出來的DVB-S2標準，與DVB-S不同的是采用了ACM自適應編碼調制方式，使用基于LDPC（Low-Density Parity-Check）的BCH（Boss-Chaudhuri-Hocquenghem）的前向糾錯方法，使DVB-S2有了更強大的工作效率。

3.基于DVB-S2的數字衛星電視傳輸系統概述

數字衛星電視傳輸系統通常由以下4部分組成：上行發射站、廣播衛星與設備、測控站和衛星地面接收站，其中基于DVB-S2的數字衛星電視傳輸系統是其重要組成部分，數據流通過基帶擾碼進行信號隨機化處理，再經過FEC（Forward Error Correction）信道糾錯編碼之后，通過星座映射將bit流轉化為符號流分層裝入物理層幀中，進行基帶濾波和正交調制及上變頻形成微波射頻信號，最后經過功率放大器由天線發射。（1）基帶擾碼。數字化設備都是處理“0”與“1”兩個碼元之間的關系來提取其中信息的，為了不在信號頻譜中產生離散譜線、不因為系統非線性導致的諧波干擾，就要進行基帶擾碼。數字信號進入擾碼器打亂連續出現的碼元，并使二者統計概率各為約50%，在基帶擾碼過程中用線性反饋移位寄存器擴展信號功率譜，這樣能夠使信號更具有隱蔽性、抗干擾性及抗衰減性。（2）FEC編碼。在數字信號中，為了防止外界信號干擾，保護信號不變異，要進行多重的糾錯碼設置。數字信號在解碼過程中對錯誤信號十分敏感，每秒鐘只要有非常小的誤碼就無法正常解碼。而數字衛星信號之所以能順利播放，又是得益于數字信號中的糾錯碼的設置。采用前向誤差校正FEC方法，是為了降低數字信號的誤碼率，提高信號傳輸的可靠性。數據流一般包括ES流、PES流、TS流，ES流也叫基本碼流是包含視頻、音頻或數據的連續碼流；PES流也叫打包的基本碼流，是將基本碼流ES流根據需要分成長度不等的數據包，并加上包頭就形成了打包的基本碼流PES流。TS流也叫傳輸流，是由固定長度為188字節的包組成，含有獨立時基的一個或多個節目，適用于誤碼較多的環境。（3）星座映射。在DVB-S2標準中，規定了4種調制方式，這4種格式的調制階數為：QPSK（2bit/sHz）、8PSK（3bit/sHz）、16APSK（4bit/sHz）、32APSK（5bit/sHz）。QPSK為四相位移鍵控，一般可以看成正交的兩路傳播，一路I支路、一路為Q支路。輸入的比特流分別映射成I/Q路的幅度信息，然后進行I/Q路調制，得到正交兩路數據。為了和四進制載波配合，需要變換調制器輸入的二進制數據為四進制，而二進制數據有4種組合即00、01、10、11，兩兩組合后分別代表四進制的符號。（4）物理層幀簡介。完成星座映射后，數據被封裝成物理層幀輸出。DVB-S2物理層幀頭由幀起始位置和物理層信令編碼組成，后面是需要傳輸的有效數據。幀起始位置SOF顧名思義用于識別幀起始位置由26個二進制符號組成；信令編碼PLSCODE長度為64個二進制符號，包含幀數據域調制方式、編碼速度、導頻是否存在等信息。

結語

世界各國的數字衛星電視傳輸技術發展前景廣闊，由于數字衛星通信的信號質量好、覆蓋面又較為廣泛，從長遠來看成本低，這些優點都使數字衛星電視傳輸的發展成為必然。與傳統的廣播電視傳輸相比較而言，衛星傳輸不受地理條件的限制，特別是傳輸容量大而且在壓縮技術有了進一步發展前景后，衛星傳輸的優勢更為明顯。本文簡要介紹蘿數字衛星電視傳輸在我國的發展及基本知識，希望能為更深的技術研究提供理論支撐。

參考文獻

[1]曹雪虹，張宗橙.信息論于編碼[M].北京：清華大學出版社，2004：19-22.