• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.定义
  • 4.发展
  • 5.频段
  • 6.DVB-S标准
  • 7.SDTV卫星传输技术
  • 8.HDTV卫星传输技术

数字电视卫星传输技术

数字电视卫星传输技术是把数字电视节目信息集中经卫星地面发射站用微波发送到离地面3.8万公里高度的同步卫星上,同步卫星用微波转发回地面,用户电视机通过对星无遮挡的小型卫星接收天线和卫星制式机顶盒收视卫星数字电视节目的技术。

基本信息

  • 中文名

    数字电视卫星传输技术

  • 外文名

    Digital television satellite transmission technology

  • 特点

    通信环节少抗干扰能力强容量大组网方便覆盖面广以及不受地域限制

定义

数字电视传输技术是把数字电视节目信息集中经卫星地面发射站用微波发送到离地面3.8万公里高度的同步卫星上,同步卫星用微波转发回地面,用户电视机通过对星无遮挡的小型卫星接收天线和卫星制式机顶盒收视卫星数字电视节目的技术。根据电波传播原理,卫星数字电视广播信道是微波直线传播的恒参信道,传输功率效率是其主要矛盾。

发展

随着卫星广播电视技术的飞速发展,电视节目克服了时间、空间的限制,覆盖的地域越来越广泛20世纪90年代后,数字处理技术在广播电视领域的应用带来了一场新的革命,经过数字压缩的电视信号所占卫星转发器带宽大大减少,一个36MHz带宽的卫星转发器只能传输一套模拟电视信号,采用数字压缩技术后,36MHz带宽的卫星转发器可以传输四至六套演播室质量的电视信号,使用户租用转发器的费用大大降低,同时提高了信号传输质量,促进了卫星广播电视的应用,使越来越多的电视媒体可利用卫星快速、及时地传输电视新闻和转播体育赛事。目前大多数电视信号的卫星传输采用SDTV方式,也有一些电视传媒已经在卫星传输中使用HDTV方式,如日本的NHK等。

频段

常用的频段为C频段和Ku频段,有关C频段和Ku频段的频率范围见表1和表2。

C频段通常用在全球广播、半球广播及越洋中继传输。新型的C频段卫星由于功率大,采用数字压缩信号时可用作DTH广播。

Ku频段通常用在区域广播、点对点传输、DBS卫星直播及SNG中继传输。Ku频段因带宽达2GHz,为了使LNB有较高的使用效率,一般又将它分为五个频段,见表3。

由于C频段频率是和地面微波通信业务频率共用的,为了避免卫星电视信号对地面通信业务的干扰,卫星发射到地面的功率通量密度受到限制(一般 =36dBW左右)。为保证接收图像质量,通常采用口径为1.8~3.0m的接收天线,对于图像质量要求高的场合,必须采用更大的接收天线。而Ku频段频率高、频带宽、信道容量大,是卫星电视广播的优选频段。卫星发射Ku频段到地面,其功率通量密度不受限制(一般 >50dBW)。加上信号波长短,同样口径天线的增益要比C频段高,采用较小口径的天线(0.45~1.2m)就能获得满意的图像。一般情况下数字电视卫星的移动站传输,如DSNG、FLYAWAY采用Ku频段,而固定站传输采用C频段或Ku频段。

在数字电视卫星传输中,将多套电视节目用一个卫星转发器传输有单路单载波(SCPC)和多路单载波(MCPC)两种方式。SCPC就是将每套电视节目作为一个传送数据流(TS流),然后调制到一个载波发射到卫星转发器,即一套节目一个载波,允许每套节目在不同的地点上星。MCPC是将多套电视节目合并成一个传送数据流(TS流),然后调制到一个载波发射到卫星转发器,即多套节目一个载波,多套节目在同一个卫星地球站上星。

DVB-S标准

DVB-S标准针对的业务是11GHz频段的固定卫星业务(FSS,Fixed Satellite Service)和广播卫星业务(BSS,Broadcast Satellite Service),用于实现多节目数字电视和高清晰度电视广播。所适用的应用有:用综合接收设备(IRD,Integrated Receiver Decoder)提供卫星直播(DTH,Direct To Home)服务、建立卫星地面天线电视(SMATV,Satellite Master Antenna Television)系统以及用于卫星向有线电视前端站提供节目。

DVB-S主要规定卫星系统中从MPEG-2复用码流到卫星通道之间的部分的实现方法,即描述了信道编码和调制的方法,完成从基带信号到高频信号之间的适配,图1给出了这一部分的功能模块。

由于卫星广播的主要特点是功率受到限制,因此为能够提供较稳定的服务,必须着重考虑对信号进行抗干扰的编码和调制。在DVB-S标准中,信号采用了多重编码:外码为RS码,内码采用卷积收缩码,而调制则采用抗干扰能力较强的QPSK(在某些情况下采用BPSK)。在接收信号信噪比高于所要求的门限时,系统中采用前向纠错技术的设计目标是提供一个“准无误码”(QEF,Quasi Error Free)的质量结果。QEF的意思是每个传输小时内未纠正的误码的个数不能超过1个,相应于在MPEG-2解复用输入处的误码率为10~10。

系统应用普通的格雷码编码的QPSK调制,应采用绝对映射(不是差分编码),信号空间中的位映射如图2所示。

DVB-S的标准主要为时分复用的MCPC的广播方式,但同样可以用于采用频分复用的SCPC的广播方式。

SDTV卫星传输技术

MCPC方式数字电视卫星传输系统基本结构如图3所示,SCPC方式数字电视卫星传输系统基本结构如图4所示。在这些系统中视频编码通常采用ISO/IEC 13818标准,音频编码采用ISO/IEC 11172

编码标准或DOLBY-AC3编码标准,信道编码采用ETSI 300421标准。