卫星数字电视编码调制

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1、卫星数字电视的编码调制技术083203车恒飞083212曹丽娜卫星数字电视简介卫星数字电视，是从电视节目录制、播出到发射、接收全部采用数字编码与数字传输技术的新一代电视。它具有许多优点：可实现双向交互业务抗干扰能力强频率资源利用率高可提供优质的电视图像和视频服务(如远程教育、会议电视、电视商务、影视点播等)。卫星数字电视系统一个完整的数字电视系统包括数字电视信号的产生、处理、传输、接收和重现。数字电视信号在进入传输通道前的处理过程一般如图1所示：信号获取信源编码信道编码调制图1数字电视信号传输前的处理过

2、程地面无线传输卫星传输有线传输在数字电视卫星广播中，通过采用数字化技术，并利用数据压缩编码技术，一颗大容量卫星可转播100~500套节目，其调制方式在世界范围内都统一采用QPSK(正交移相键控)方式。我国的卫星数字电视选用DVB-S标准。卫星数字电视系统数字视频编码内码卷积交织外码R-S纠错编码QPSK调制基带整形内码卷积编码能量扩散传输流多路复用节目流多路复用数字音频编码数据编码图2数字电视卫星传输系统IF数字电视信源编码技术信源编码是数字电视系统的核心技术，其本质就是通过压缩编码技术来去除视频、音频

3、、数据等原始信号的冗余信息，以实现传输码率压缩与带宽减小。图像压缩的主要技术与标准目前有关图像压缩方面的主要标准包括CCITT的H.261（针对电视电话图像）JPEG（针对静止图像）MPEG（针对活动图像）这几种压缩标准虽然各自针对性不同，但压缩编码方法大体相似。H.261编码原理图中，DCT变换的输入输出选择开关由帧内/帧间模式选择电路控制。在帧内模式时，开关打到上面，输入信号经DCT变换，线性量化和变长编码后输出，图像只进行帧内压缩。在帧间模式时，开关打到下面，前一帧图像信号经过预测环中的运动补偿后

4、产生一个后帧的预测信号。后帧的实际输入信号与其预测值相减后，在进行一个帧内压缩编码的过程后输出。图3H.261压缩编码原理简图JPEG（静止图像压缩编码）JPEG是一种不含帧间压缩的帧内压缩编码方法，其主要编码过程与H.261大致相同。具体步骤如下：输入信号经DCT变换后，按固定的亮度与色度量化矩阵进行非线性量化。对量化后的DCT直流系数进行差分编码，交流系数进行行游程编码。按霍夫曼码表进行变长编码后，送缓存器输出。MPEG（运动图像压缩编码）1992年和1994年分别通过了MPEG－1和MPEG－2压

5、缩编码标准。MPEG－1主要是针对运动图像和声音在数字存储时的压缩编码，典型应用如VCD等家用数字音像产品，其编码最高码率为1.5Mbps。MPEG－2则针对数字电视的视音频压缩编码，对数字电视各种等级的压缩编码方案及图像编码中划分的层次作了详细的规定，其编码码率可从3Mbps到100Mbps。MPEG－2的压缩编码及其标准码流的形成构成了数字电视信源编码的核心。数字电视信道编码技术信道编码简介信道编码是通过按一定规则重新排列信号码元或加入辅助码的办法来防止码元在传输过程中出错，并进行检错和纠错，以保证

6、信号的可靠传输。信道编码是数字通信区别于模拟通信的显著标志，其主要实现方法是通过增大码率或频带，即增大所需的信道容量。这一点恰好与信源编码为适应存储及信道传输要求而进行压缩码率或频带而相反。数字电视信道编码技术数字电视系统信道编码技术主要包括纠错编码技术、数据交织技术、网格编码技术、均衡技术等，它们可提高数字电视信号的抗干扰能力，再利用调制技术即可将数字电视信号放在载波或脉冲串上，从而为信号发射做好准备。多路视频音频数据节目复用MPEG-2TSl流复用匹配能量扩散外码编码数据交织内码编码基带形成信道调制

7、图4信道编码结构框图数字电视信道编码技术RS编码技术里德一所罗门(Reed-Solomon)码，简称RS码，它是广泛应用在数字电视传输系统中的一种纠错编码技术。RS码以字节为单位进行前向误码纠正(FEC，ForwardErrorCorrection)，它具有很强的随机误码及突发误码纠正能力。在RS(n，k)编码中，输入信号分成km比特一组，每组包括k个符号，每个符号由m比特组成，因此总码长n=k+r个符号，共有k个信息符号、r个监督符号，最小码距d0=2t+1个符号，RS码能够纠正t=r／2个符号的错误

8、，通常一个可纠错t个误码字节的RS码可表示为(n，k，t)。数字电视信道编码技术数据交织技术数据交织是指在不附加纠错码字的前提下，利用改变数据码字传输顺序的方法，来提高接收端去交织解码时的抗突发误码能力。通过采用数据交织与解交织技术，传输过程中引入的突发连续性误码经去交织解码后恢复成原顺序，此时误码分散分布，从而减少了各纠错解码组中的错误码元数量。图5数据交织技术纠正突发误码原理图数字电视信道编码技术由图5可见，mn个数据为一组，按每行n比