議數(shù)字衛(wèi)星電視信號傳輸標準

張 燕

(山西傳媒學院， 山西 太原 030619 )

0 引言

數(shù)字衛(wèi)星電視信號的傳輸同其他電視傳輸系統(tǒng)一樣，為了與整體數(shù)字電視綜合業(yè)務融合，為了使各國、各廠家的設備在進行信號傳輸與處理的過程中，相互兼容，達到互連互通，需要有一個統(tǒng)一的標準來規(guī)范，才能避免造成浪費。標準對設備的接口、信號處理的整個流程和細節(jié)都做了詳細的規(guī)定，使用同一標準生產的同類型設備，其工作原理都是一樣的；使用不同的標準生產的設備一般不能互換使用，也不能相互兼容。

1 衛(wèi)星廣播電視信號傳輸標準

我國目前采用的數(shù)字衛(wèi)星電視系統(tǒng)標準有兩種類型，分別是歐洲的DVB-S/DVB-S2標準和我國自主研發(fā)的ABS-S標準。

1.1 DVB-S/DVB-S2標準

從1993年起，歐洲數(shù)字電視廣播集團陸續(xù)制定了一系列數(shù)字電視標準，亦即DVB(Digital Video Broadcast),當中就包含了適用于衛(wèi)星電視廣播的DVB-S(Digital Video Broadcasting-Satellite)標準。在1996年，我國頒布廣播電視數(shù)字傳輸技術體制，同時符合DVB-S標準的數(shù)字電視衛(wèi)星廣播系統(tǒng)被采用[1]，用于固定衛(wèi)星業(yè)務(FSS,Fixed Satellite Service)信號的轉發(fā)，傳輸系統(tǒng)中各設備與接口均符合DVB-S標準規(guī)范，如圖1中是支持DVB-S標準的數(shù)字衛(wèi)星電視接收機。

圖1 符合DVB-S傳輸標準的數(shù)字衛(wèi)星電視接收機

1) DVB-S標準

從之前的地球上行站的系統(tǒng)組成示意圖中看到，信號完成信源壓縮編碼和復用后，需進行信道編碼和調制，在經上變頻和功放后，發(fā)射給靜止軌道的衛(wèi)星。每一種數(shù)字衛(wèi)星電視系統(tǒng)傳輸標準都應按照信號傳輸過程明確規(guī)定所采用的信源編碼、信道編碼和調制方式。

◆信源編碼:DVB-S標準信源編碼和復用采用的是MPEG-2標準。

◆信道編碼:衛(wèi)星傳輸電視節(jié)目時，信號衰減很大，信噪比較低，容易受到干擾而產生較大的誤碼，為了實現(xiàn)數(shù)字衛(wèi)星電視信號的可靠傳輸，必須采取一定的措施進行誤碼控制，以使接收端在較差的接收條件下也能準確地還原節(jié)目數(shù)據(jù)。通常，我們將實現(xiàn)誤碼控制的編碼過程稱為信道編碼，也叫糾錯編碼[1]。

理論上，由噪聲引起的誤碼通常有兩種，一種是隨機性的誤碼，一種是由沖擊噪聲引發(fā)的突發(fā)性的誤碼。而在實際的衛(wèi)星信號傳輸中出現(xiàn)的是以上這兩種誤碼構成的混合型誤碼。級聯(lián)碼就能夠同時糾正隨機性的誤碼和突發(fā)性的誤碼。因此，幾乎所有的數(shù)字衛(wèi)星電視標準都采用了級聯(lián)的信道糾錯編碼方案，當然DVB-S標準也不例外，信道編碼采用的是里德-所羅門(RS)碼+卷積碼的級聯(lián)碼方式，屬于前向糾錯編碼(FEC)。

◆數(shù)字調制:DVB-S標準規(guī)定數(shù)字調制采用QPSK(四相相移鍵控)方式。QPSK方式適用于數(shù)字衛(wèi)星電視傳輸，不僅傳輸效率高，抗誤碼性能也很好[2]。

2) DVB-S2標準

為了提高衛(wèi)星通信容量，以便提供更多的新業(yè)務，DVB組織于2004年發(fā)布了歐洲的第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)——DVB-S2系統(tǒng)，該系統(tǒng)是DVB-S的升級版。與第一代系統(tǒng)DVB-S相比，DVB-S2標準有以下優(yōu)點：系統(tǒng)的吞吐容量與DVB-S相比提高了30%[3]；既保留了DVB-S直接到戶的應用，又有專業(yè)應用，拓寬了應用領域；實現(xiàn)成本低于DVB-S首次使用的成本。

◆ 信源編碼:與DVB-S不同，DVB-S2標準除支持MPEG-2的信源編碼格式外，還支持MPEG-4、MPEG-4AVC(H.264)和WM9等信源編碼標準。

◆ 信道編碼:DVB-S2的信道編碼與DVB-S標準相比，采用的是功能更加強大的前向糾錯系統(tǒng)，也就是BCH碼和LDPC(低密度校驗碼)碼級聯(lián)的信道編碼方式[1]。

◆ 數(shù)字調制:與DVB-S標準相比，DVB-S2標準可以提供更多的數(shù)字調制方式，包括QPSK、8PSK、16APSK、32APSK，高階調制技術由于減少了幅度變化，提高了抗噪聲技術水平，因此能夠更好地適應線性特性相對較差的衛(wèi)星傳輸信道。

1.2 ABS-S標準

ABS-S是中國自主研發(fā)的數(shù)字衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)，是我國擁有完全自主知識產權和安全性更高的第一個衛(wèi)星信號傳輸標準，在性能上達到或超過最新一代國際衛(wèi)星通信技術標準DVB-S2的水平，甚至部分性能指標更優(yōu)，而復雜度卻遠低于DVB-S2，大大提高了衛(wèi)星頻譜利用效率，并有效提升信號傳輸能力，更適應我國直播衛(wèi)星電視的發(fā)展[1]。中星9號衛(wèi)星上的大部分節(jié)目均使用ABS-S標準傳輸，用戶需要使用符合ABS-S標準的專用接收機，才能順利地接收到中星9號衛(wèi)星上的廣播電視節(jié)目，如圖2。

圖2 符合ABS-S標準的數(shù)字衛(wèi)星電視接收機

◆ 信源編碼:ABS-S標準信源壓縮編碼可以采用具有自主知識產權的AVS壓縮編碼，也可以選擇MPEG-2壓縮方式。

◆ 信道編碼:ABS-S標準采用的是LDPC(低密度校驗碼)碼級聯(lián)的信道編碼方案，LDPC級聯(lián)碼具有很強大的前向糾錯能力。與DVB-S2相比，ABS-S標準并未采用BCH碼(用來增強主要編碼技術糾錯能力的輔助編碼)，于是減小了編碼和系統(tǒng)的復雜程度，并提高了傳輸效率。

◆ 數(shù)字調制:ABS-S標準與DVB-S2相同，也提供了四種高階的數(shù)字調制方式，即QPSK、8PSK、16APSK、32APSK。

2 小結

通過上述說明可以看出，雖然DVB-S標準的應用最為廣泛，但由于技術上的落后，最終會被其他新的標準所替代。而擁有我國自主產權的ABS-S標準與衛(wèi)星通信領域最新技術發(fā)展水平的DVB-S2標準在性能上相當，甚至部分指標更優(yōu)，復雜度卻遠低于DVB-S2，相比之下具有很好的競爭力與發(fā)展?jié)摿Α?/p>

目前科技的迅速發(fā)展，人們對數(shù)字衛(wèi)星電視的要求也越來越高。伴隨時間的推移，相信有新的、更好的標準和技術會不斷涌現(xiàn)，那樣數(shù)字衛(wèi)星電視系統(tǒng)將擁有更簡單的結構、低廉的成本，更高質量的服務和豐富的應用，人們的精神文化生活將會更加豐富多彩。