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《中国有线电视》2007(09/10)CHINADIGITALCABLETV·数字电视·中图分类号:TN943.6文献标识码:B文章编号:1007-7022(2007)09-0860-03基于DVB标准的数字卫星电视系统简介□生雪婷(滕州市广播电视局,山东滕州277500)摘要:简要分析DVB标准的数字卫星电视系统的基本原理,讨论了DVB-S系统的信源编码和信道编码,并介绍了DVB-S系统的基本结构。关键词:DVB视频;MPEG-2;信源编码;信道编码IntroductionofDVB-SDigitalSatelliteTelevisionSystem□SHENGXue2ting(TengzhouBroadcastTelevisionBureau,ShandongTengzhou277500,China)Abstract:ThistextsimplyanalyzesbasicprinciplesoftheDVB-SdigitalsatellitetelevisionSystem,discus2sesthesignalsourcecodingandchannelcodingofthesystemofDVB-S,andintroducesthebasicconstruc2tionofDVB-S.Keywords:DVBVideofrequency;MPEG-2;signalsourcecoding;channelcoding1基于DVB标准的数字卫星电视系统概述的MPEG-2码流再打包形成传输流(TS),进行多个DVB是DigitalVideoBroadcasting的缩写,即数字传输流复用,最后通过卫星、有线电视及开路电视等不视频广播。DVB是一种新型的电视广播系统,应用于同媒介传输。其传输数据率高,误码率低,在HFC(光90年代末的创新技术,被誉为面向21世纪的广播技纤同轴电缆混合)网中采用64QAM调制方式,一个标术革命。DVB分为3种:准的8M电视频道传输数据率可达40Mbps。DVB-S(Satellite):采用11/12GHz卫星频段进DVB采用数字压缩技术,可以清除传输过程中产行传输的DVB系统标准,广泛适用于各种转发器的频生的重影和“雪花”干扰,大大提高了电视节目的传输带和功放。效率、品质和收看效果。DVB又可以将图像、语音、文DVB-C(Cable):采用有线电视系统进行传输的字及各种数据信息综合到一起播出,适用于无线广播、DVB系统标准。有线广播和卫星电视,是当前最为实用的一种数字视DVB-T(Terrestrial):采用地面广播进行传输的频广播。DVB系统标准。目前世界上许多国家都在发展数字卫星电视系统DVB提供了一套完整的适用于不同媒介的数字(DVB-S),从1993年起,欧洲数字电视广播集团陆电视广播标准,该标准选定MPEG-2作为音频及视续制定了一系列数字电视标准,即DVB(DigitalVideo频的编码压缩方式,对信号源编码进行统一,经压缩后Broadcast),其中包括适用于卫星链路的DVB-S标作者简介:生雪婷(19762),女,助理工程师,从事有线电视网络管理与技术维护工作,E-mail:shengxueting@126.com。860©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 《中国有线电视》2007年第09/10期生雪婷:基于DVB标准的数字卫星电视系统简介准。欧洲的DVB-S标准在亚洲、澳洲、美国都得到了支持这两种“档次”。最高级的“档次”是HighProfile,响应,我国1996年颁布广播电视数字传输技术体制,它不仅兼容前面的低级“档次”,兼备所有的功能,而决定采用符合DVB-S标准的数字电视卫星广播系且可以进行多行同时编码,而前面的“档次”则是逐行统。编码。2基于DVB标准的数字卫星电视技术简介在“档次”中存在2种图像采样方式,即4∶2∶2和DVB标准提供了一套完整的适用于卫星传输的4∶2∶0格式。电视复合信号可以分成亮度信号分量数字电视系统规范,选定ISO/IECMPEG-2标准作为(Y)和色度信号分量(R-Y,B-Y),4∶2∶2格式是对音频及视频的编码压缩方式,对信源编码进行了统一;亮度信号进行4个采样,对色度信号(R-Y,B-Y)进随后对MPEG-2码流进行打包形成传输流,进行多行2个采样,4∶2∶0格式的色度信号(R-Y,B-Y)只个传输流复用,然后进行信道编码和数字调制,最后通做隔行采样,如果使用8比特采样,可以算出对标准过卫星进行传输。PAL制电视信号进行采样后的4∶2∶2格式图像码流率2.1音频编码如下:DVB-S系统的音频编码使用MPEG-2LayerⅡ亮度信号码流率为:第二层音频编码,也称MUSICAM。音频的MPEG-2720×576×25帧/秒×8bit=82.944Mb/sLayerⅡ编码压缩系列利用了声音的低声音频谱掩蔽色度信号码流率为:效应,允许我们对于人耳不太敏感的频率进行低码率2×1/2×720×576×25帧/秒×8bit=82.944编码,此技术的采用可以大大降低音频编码速率。Mb/sMPEG-2LayerⅡ音频编码可用于单音、立体声、环绕总码流率为:声和多路多语音声音的编码。82.944+82.944=165.888Mb/s2.2视频编码没有压缩的电视图像码流率非常高,占用带宽太DVB-S系统的视频采用标准的MPEG-2压缩宽,不适用于卫星传输,即使采用4∶2∶0格式,图像码编码,MPEG-2视频编码系统由一个大家族构成,每流率也高达124.416Mb/s。MPEG-2的压缩算法采一个子系统之间都有兼容性和共同性,根据图像清晰用除去电视视频信号的时间冗余和空间冗余的算法,度的不同,它分成4种信源格式或称“等级”(Level),使码流率降到3～8Mb/s仍然获得质量清晰的图像,从录像带(VCR)的低图像清晰度到高清晰度电视。使数字电视的传输成为可能。压缩算法的核心主要包除了根据图像清晰度定义的“等级”,DVB-S视频标含有离散余弦变换、之型扫描与游程编码、熵编码、信准还定义了“档次”(Profile)概念,每一个不同的“档道缓存、运动估计、运动补偿等一些关键技术环节。次”能够提供构成编码系统的压缩工具和压缩算法。(2)MPEG-2系统中的“等级”区分(1)MPEG-2系统中的“档次”区分根据图像节目源的由低到高的清晰度,MPEG-2目前在MPEG-2系统中存在5个“档次”,每一标准分成许多“等级”,最低的LowLevel的清晰度是个“档次”都会比它的前一个“档次”更加复杂、完善,IU-R-BT.601建议的1/4,即:352×288×25帧/秒;提供更多的工具,同时其相对应的设备的价格也更高。MainLevel是完全符合IU-R-BT.601建议标准,即:“档次”的最初级叫作简单档次(SimpleProfile),随后720×576×25帧/秒;High-1440Level采用了每行是主档次(MainProfile),它比简单档次增加了编码双1440个采样的方法;HighLevel采用了更高的每行1向预测的功能,即B-FRAMES,在使用同样的码流的920的采样方法。情况下,它的质量会更好,但算法更加复杂,使用的芯目前最常用的MPEG-2标准是MP@ML,即片更多。主档次的解码芯片可以兼容解码简单档次的MainProfile@MainLevel,它是第一代数字卫星电视的编码,这种向下兼容性贯穿整个系列的“档次”。基础,节目提供者可以提供625线质量的节目,图像的在主档次之后,是信噪比可分级档次(SNRScala2长宽比可以是4∶3或16∶9;它的码流率是由节目提供ble)及空间频谱可分级档次(SpatialityScalablePro2者根据节目质量来选定的,图像质量越高,所需码流率file),这两种“档次”可以调整信噪比与码流率的关系越高,反之则越低。以及图像清晰度与码流率的关系,出于其编码的复杂2.3MPEG-2系统的码流复用及服务信息性以及接收设备价格昂贵问题,DVB-S标准目前不音频、视频及数字信号首先经过MPEG-2编码861©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 生雪婷:基于DVB标准的数字卫星电视系统简介《中国有线电视》2007年第09/10期器进行数据压缩,通过节目复用器形成基本码流(6)最后对数据流进行QPSK调制。(ES),基本码流经过打包后形成有包头的基本码流DVB-S传输系统组成如图1所示。(PES)。代表不同音频、视频信号的PES流被送入传输复用器进行系统复用,复用后的码流叫作传输流(TS),传输流中包括多个节目源的不同信号,为了区分这些信号,在系统复用器上需要加入服务信息(SI),使接收端可以识别不同的节目。3基于DVB标准的数字卫星电视系统基本组成数字卫星电视的传输是为了满足卫星转发器的带宽及卫星信号的传输特点而设计的。卫星系统是一个单载波系统,如果我们将所要传输的有图1DVB-S传输系统组成示意图用信息称为“核”,那么它的周围包裹了许多保护传输系统首先对突发的误码进行离散化,然后加层,使信号在传输过程中有更强的抗干扰能力,视频、入R-S外纠错码保护,内纠错码可以根据发射功率、音频以及数据被放入固定长度打包的MPEG-2传输天线尺寸以及码流率进行调节变化。举例来讲,1个流中,然后进行信道处理。在卫星系统中,信道处理过36MHz带宽的卫星转发器采用3/4的卷积码可以达程包括:到的码流率是39Mb/s,这一码流率可以传送5～6路(1)首先进行同步字节的倒相,倒相字节的长度高质量电视信号。为每8个字节进行1次。(2)然后进行数据的能量扩散、数据随机化,避免参考文献:出现长串的“0”或“1”。(3)为每个数据包加上前向纠错的R-S编码,也[1]张贤达.现代信号处理[M].北京:清华大学出叫作外码。R-S编码的加入会使原始数据长度由原版社,2002.来的188字节增加到204字节。[2]曹志刚.现代通信原理[M].北京:清华大学出(4)进行数据交织。版社,2001.(5)加入卷积码纠错,也称内码,内码的数量可以[收稿日期:2007203215]根据信号的传输环境进行调节。扬州:年底前3万户居民可看上数字电视目前,扬州电视台已完成了数字电视运营平台的建设,结束了市区三个小区的试点工作,正集中工程技术人员对系统进行完善,整体转换工作将于5月18日正式启动。与传统的模拟电视相比,数字电视图像更清晰,音频质量更好,抗干扰能力强,传输效率高,互动性强。数字化以后,有线电视不仅可以提供丰富多彩的广播电视节目,而且还可以提供电子政务、教育、金融、生活资讯等各种信息服务。目前,整个数字化过程已完成试点和前期准备,18日将采用双向技术实施数字电视整体转换。所谓整体转换是指给每一有线电视用户免费配置一台可以点播的数字电视机顶盒,通过机顶盒让普通电视机能够接收数字电视。据了解,扬州市采用的是国内比较先进的机顶盒,在一定时期内用户不需再花钱更新机顶盒便能享受数字电视的相关功能。而采用双向技术实现有线电视数字化一步到位,这在全省也是首例。据了解,到2007年年底前,计划对扬州市区3万户居民完成数字电视整体转换,2008年年底前扬州市区数字电视完成整体转换,2008年至2010年实现扬州各县(市)城区有线电视数字化,到2015年扬州市全面实现有线电视数字化。862©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net
