衛星廣播電視技術標準DVB-S
衛星直播系統中有關廣播電視信號傳輸和處理的標準是最為核心的技術規范。目前,世界上衛星直播系統中的信道傳輸主要是采用DVB-S標準。DVB-S標準是DVB標準體系中問世最早的標準之一,該標準也同時被確定為我國的國家標準GB/T 17700-1999《衛星數字電視廣播信道編碼和調制標準》。圖1是DVB-S系統的基本信號處理流程。

從圖1中我們可以看出,DVB-S只支持MPEG-2傳輸流格式的信號輸入,前向糾錯編碼(FEC)采用里德-所羅門(RS)碼+卷積碼的級聯編碼方式,該技術具有較好的性能,實現成本較低。但其缺點也是明顯的,首先是編碼效率相對較低,其次是其載噪比門限距離理論上的信道極限仍存在較大的差距。同時DVB-S采用單一QPSK信號調制,在卷積編碼率為1/2時,實際有效載荷的傳輸效率僅為每符號0.92比特,而DVB-S的升余弦濾波滾降因子固定為0.35,這些都限制了系統的信號傳輸能力。
2、第2代DVB-S標準(DVB-S2)歐洲的第二代衛星廣播系統
DVB-S2相比DVB-S在技術上有很大改進,代表了國際衛星通信領域的技術發展水平。DVB-S2工作組在啟動研究工作之前,首先明確了這一系統所要實現的主要目標,即需求定義,主要包括好的傳輸性能、總體的靈活性、有限的復雜程度三個方面。工作組對這三個方面都做出了具體的量化的指標要求,并給出了相應的評估辦法(如統一信道仿真模型)和計算工具(如芯片面積和功耗計算模型等)。經過對備選方案的測試比較,最終確定的DVB-S2系統具有如下一些特點:
(1)頻譜效率(系統容量)大大提高
DVB-S2系統的前向糾錯編碼為外碼采用BCH碼,內碼采用低密度奇偶校驗碼(LDPC)的級聯碼結構,長達64800比特的碼字長度使其性能接近理論上的信道傳輸容量門限,僅相差0.7-1.0dB。同時,DVB-S2系統引入了8PSK等高階調制方式,有關文獻表明,與DVB-S系統相比,在相同載噪比條件下,DVB-S2的傳輸容量提高了30-35%。
(2)涵蓋了更大的載噪比范圍
由于衛星平臺、轉發器和天線的制造技術進步,使得高載噪比條件下的衛星應用成為可能,而相應的應用種類與范圍也在不斷發展,如互聯網接入業務等。DVB-S2提供了從1/4到9/10共11種前向糾錯編碼比率,與不同的調制方式共有28種可能的組合方式,涵蓋的載噪比范圍為-3.7dB到15.3dB,廣播機構可以根據不同的信道條件和業務需求進行靈活的選擇。同時,DVB-S2還提供了可變編碼調制(VCM)和自適應編碼調制(ACM)工作模式,可以進一步提高系統性能。
(3)適應多種業務需求
DVB-S2除提高了系統的傳輸性能外,還為適應不同業務需求提供了必要的手段。如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。同時,DVB-S2還在物理層上引入了幀結構,通過同步字、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。

DVB-S2中的采用多項技術代表了數字信號傳輸技術的發展趨勢。例如,在我國的地面數字電視傳輸標準(GB/T 20060-2006)中同樣采用了LDPC+BCH級聯碼作為前向糾錯編碼,只是碼字長度與生成矩陣的構造方式有所不同。
DVB-S2技術目前已經在美國DirecTV,以及英國BSkyB系統中得到應用,其它一些運營商也在積極考慮在高清晰度電視等業務中應用該技術。
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