電視及視頻技術第9章

第九章衛(wèi)星數(shù)字電視廣播概述衛(wèi)星數(shù)字電視系統(tǒng)組成衛(wèi)星傳輸信道特點DVB-S傳輸系統(tǒng)的信道編碼星載轉發(fā)系統(tǒng)§9.1概述一、發(fā)展歷程1964年美國通過同步通信衛(wèi)星傳輸東京奧運會，是衛(wèi)星電視廣播成功的標志。1985年8月，我國租用國際通信衛(wèi)星東半球的轉發(fā)器向全國轉播中央電視臺第一套節(jié)目。1997年后各省采用歐洲DVB-S標準傳輸電視節(jié)目。隨后我國確定國家標準：GY/T17700-1999《衛(wèi)星數(shù)字電視廣播信道編碼和調制標準》。衛(wèi)星數(shù)字電視廣播優(yōu)點：采用數(shù)字壓縮技術和高效調制方式，有效減少傳輸信號帶寬所需發(fā)射功率小采用高效信道編碼技術，抵抗各種信道干擾，消除信號失真便于實現(xiàn)條件接收經(jīng)濟效益好我國衛(wèi)星數(shù)字電視的發(fā)展方向：從C波段向Ku波段過渡C波段受地面微波干擾，接收天線口徑大；Ku波段能克服C波段缺點，但雨衰影響較大，需提高功率。發(fā)展衛(wèi)星直播業(yè)務衛(wèi)星直接到戶，需要足夠大的發(fā)射功率§9.2衛(wèi)星數(shù)字電視系統(tǒng)組成衛(wèi)星傳輸標準：歐洲廣播聯(lián)盟DVB-S√美國通用儀器公司DC-2我國衛(wèi)星廣播軌道位置及業(yè)務頻率范圍軌道位置：使用頻段：波段/C上行頻率：下行頻率：C頻段衛(wèi)星電視頻道劃分Ku頻段衛(wèi)星電視頻道劃分衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)的構成上行站系統(tǒng)傳輸方式：單路單載波傳輸SCPC多路單載波傳輸MCPC1、SCPC（單路單載波）方式特點：多路節(jié)目射頻帶寬之間要有一定間隔，比如1MHz適合幾個分散地區(qū)的省、市電視臺復用同一轉發(fā)器在相同的轉發(fā)器帶寬內轉發(fā)的節(jié)目路數(shù)比MCPC少為減小互調干擾，轉發(fā)器功放工作在線性工作區(qū)……特點：衛(wèi)星上行傳輸速率高占有頻帶寬可工作在準飽和狀態(tài)，以提高發(fā)射功率2、MCPC（多路單載波）方式衛(wèi)星數(shù)字電視廣播系統(tǒng)上行站構成§9.3衛(wèi)星傳輸信道的特點1.自由空間傳輸損耗頻率越高，傳輸損耗越大2.大氣對電波傳輸?shù)挠绊憣α鲗雍碗婋x層影響3.雨衰雨滴吸收和散射衰減4.噪聲與干擾宇宙噪聲、大氣噪聲、降雨噪聲工業(yè)設備干擾、雷電干擾在MCPC系統(tǒng)中，多套節(jié)目送至各自的節(jié)目復用器后，再經(jīng)傳輸復用器復用成傳輸碼流，再送至信道適配器：復用適配和能量擴散、向前糾錯編碼、基帶成形和數(shù)字調制轉變成適合于衛(wèi)星信道傳輸?shù)男盘柎a流?！?.4DVB-S傳輸系統(tǒng)的信道編碼1、復用適配與能量擴散…SYNC1R187字節(jié)SYNC2R187字節(jié)…SYNC8R187字節(jié)SYNC1R187字節(jié)……隨機化傳輸小包周期=1503字節(jié)能量擴散通過對數(shù)據(jù)進行隨機化處理來實現(xiàn)。目的：使數(shù)據(jù)流具有通透性和防止衛(wèi)星轉發(fā)器對地面同頻段通信設備的干擾。通過能量擴散，使數(shù)據(jù)流出現(xiàn)“0”和“1”的概率大致相等。100101010000000123456789101112131415異或門1與門異或門2使能信號原始數(shù)據(jù)或隨機數(shù)據(jù)輸入00000011…隨機化輸出移位寄存器初始化序列2、向前糾錯編碼向前糾錯由3層構成，分別是外碼編碼器、卷積交織器和內碼編碼器，目的是提高傳輸?shù)目煽啃?。外編碼器采用R-S編碼，它是在已完成擾碼的188B傳輸包中按一定規(guī)律加上16個校驗字節(jié)，形成R-S（204,188,8）誤碼保護數(shù)據(jù)包。卷積交織器是把輸出數(shù)據(jù)的順序按一定規(guī)律打亂。內編碼采用了卷積編碼。DVB-S系統(tǒng)中，采用了外編碼和內編碼的級聯(lián)編碼，增強了信道糾錯能力。3、基帶成形由于向前糾錯編碼輸出的是隨機數(shù)字信號，其頻譜非常寬，無法在衛(wèi)星信道中傳輸，因此需要對它進行成形濾波，使其與衛(wèi)星信道相匹配。輸入衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)總傳輸函數(shù)假設星載轉發(fā)器的帶寬遠大于已調信號所要求的帶寬，設計發(fā)端的成形濾波器和收端的匹配濾波器的頻譜特性分配，使接收機的誤碼率最小?；鶐С尚尾捎貌捎玫牡屯V波器具有平方根升余弦特性，滾降系數(shù)α=0.354、數(shù)字調制（QPSK）選擇調制方式的目的是使要傳輸信號的特性與傳輸信道的特性相匹配，使接收端能盡量無失真地接收信號。QPSK調制的星座圖ab星載轉發(fā)系統(tǒng)星載轉發(fā)系統(tǒng)由星載轉發(fā)天線星載轉發(fā)器和電源組成，總的要求是體積小、重量輕、效率高，使衛(wèi)星發(fā)射成本低。1、星載收發(fā)天線為減小質量和體積，一般收發(fā)共用一副天線。為有效利用星上功率，避免電波外溢造成對相鄰地區(qū)的干擾，將發(fā)射天線的方向圖設計成與服務區(qū)的地理形狀大致相同，即所謂成形波束。2、星載轉發(fā)器星載轉發(fā)器實際上是一部高靈敏度、寬頻帶的大功率空間中繼站。雙工器LAN下變頻本振輸入分路器激勵激勵功放功放輸出多工器下行信號6GHz4GHz4GHz4GHz圖2-33直接變頻式星載轉發(fā)器原理直接變頻式星載轉發(fā)器原理框圖