议数字卫星电视信号传输标准

2018-09-06张燕

山西电子技术 2018年4期

张燕

(山西传媒学院，山西太原 030619 )

0 引言

数字卫星电视信号的传输同其他电视传输系统一样，为了与整体数字电视综合业务融合，为了使各国、各厂家的设备在进行信号传输与处理的过程中，相互兼容，达到互连互通，需要有一个统一的标准来规范，才能避免造成浪费。标准对设备的接口、信号处理的整个流程和细节都做了详细的规定，使用同一标准生产的同类型设备，其工作原理都是一样的；使用不同的标准生产的设备一般不能互换使用，也不能相互兼容。

1 卫星广播电视信号传输标准

我国目前采用的数字卫星电视系统标准有两种类型，分别是欧洲的DVB-S/DVB-S2标准和我国自主研发的ABS-S标准。

1.1 DVB-S/DVB-S2标准

从1993年起，欧洲数字电视广播集团陆续制定了一系列数字电视标准，亦即DVB(Digital Video Broadcast),当中就包含了适用于卫星电视广播的DVB-S(Digital Video Broadcasting-Satellite)标准。在1996年，我国颁布广播电视数字传输技术体制，同时符合DVB-S标准的数字电视卫星广播系统被采用[1]，用于固定卫星业务(FSS,Fixed Satellite Service)信号的转发，传输系统中各设备与接口均符合DVB-S标准规范，如图1中是支持DVB-S标准的数字卫星电视接收机。

图1 符合DVB-S传输标准的数字卫星电视接收机

1) DVB-S标准

从之前的地球上行站的系统组成示意图中看到，信号完成信源压缩编码和复用后，需进行信道编码和调制，在经上变频和功放后，发射给静止轨道的卫星。每一种数字卫星电视系统传输标准都应按照信号传输过程明确规定所采用的信源编码、信道编码和调制方式。

◆信源编码:DVB-S标准信源编码和复用采用的是MPEG-2标准。

◆信道编码:卫星传输电视节目时，信号衰减很大，信噪比较低，容易受到干扰而产生较大的误码，为了实现数字卫星电视信号的可靠传输，必须采取一定的措施进行误码控制，以使接收端在较差的接收条件下也能准确地还原节目数据。通常，我们将实现误码控制的编码过程称为信道编码，也叫纠错编码[1]。

理论上，由噪声引起的误码通常有两种，一种是随机性的误码，一种是由冲击噪声引发的突发性的误码。而在实际的卫星信号传输中出现的是以上这两种误码构成的混合型误码。级联码就能够同时纠正随机性的误码和突发性的误码。因此，几乎所有的数字卫星电视标准都采用了级联的信道纠错编码方案，当然DVB-S标准也不例外，信道编码采用的是里德-所罗门(RS)码+卷积码的级联码方式，属于前向纠错编码(FEC)。

◆数字调制:DVB-S标准规定数字调制采用QPSK(四相相移键控)方式。QPSK方式适用于数字卫星电视传输，不仅传输效率高，抗误码性能也很好[2]。

2) DVB-S2标准

为了提高卫星通信容量，以便提供更多的新业务，DVB组织于2004年发布了欧洲的第二代卫星数字视频广播系统——DVB-S2系统，该系统是DVB-S的升级版。与第一代系统DVB-S相比，DVB-S2标准有以下优点：系统的吞吐容量与DVB-S相比提高了30%[3]；既保留了DVB-S直接到户的应用，又有专业应用，拓宽了应用领域；实现成本低于DVB-S首次使用的成本。

◆ 信源编码:与DVB-S不同，DVB-S2标准除支持MPEG-2的信源编码格式外，还支持MPEG-4、MPEG-4AVC(H.264)和WM9等信源编码标准。

◆ 信道编码:DVB-S2的信道编码与DVB-S标准相比，采用的是功能更加强大的前向纠错系统，也就是BCH码和LDPC(低密度校验码)码级联的信道编码方式[1]。

◆ 数字调制:与DVB-S标准相比，DVB-S2标准可以提供更多的数字调制方式，包括QPSK、8PSK、16APSK、32APSK，高阶调制技术由于减少了幅度变化，提高了抗噪声技术水平，因此能够更好地适应线性特性相对较差的卫星传输信道。

1.2 ABS-S标准

ABS-S是中国自主研发的数字卫星电视广播系统，是我国拥有完全自主知识产权和安全性更高的第一个卫星信号传输标准，在性能上达到或超过最新一代国际卫星通信技术标准DVB-S2的水平，甚至部分性能指标更优，而复杂度却远低于DVB-S2，大大提高了卫星频谱利用效率，并有效提升信号传输能力，更适应我国直播卫星电视的发展[1]。中星9号卫星上的大部分节目均使用ABS-S标准传输，用户需要使用符合ABS-S标准的专用接收机，才能顺利地接收到中星9号卫星上的广播电视节目，如图2。