电视及视频技术第9章

1、第 9章 卫星数字电视广播第九章第九章 卫星数字电视广播卫星数字电视广播概述概述卫星数字电视系统组成卫星数字电视系统组成卫星传输信道特点卫星传输信道特点DVB-S传输系统的信道编码传输系统的信道编码星载转发系统星载转发系统第 9章 卫星数字电视广播9.1 概述概述一、发展历程一、发展历程l1964年美国通过同步通信卫星传输东京奥运会，是年美国通过同步通信卫星传输东京奥运会，是卫星电视广播成功的标志。卫星电视广播成功的标志。l1985年年8月，我国租用国际通信卫星东半球的转发器月，我国租用国际通信卫星东半球的转发器向全国转播中央电视台第一套节目。向全国转播中央电视台第一套节目。l1997年后各省

2、采用欧洲年后各省采用欧洲DVB-S标准传输电视节目。标准传输电视节目。l随后我国确定国家标准：随后我国确定国家标准：GY/T 17700-1999卫星数卫星数字电视广播信道编码和调制标准字电视广播信道编码和调制标准。第 9章 卫星数字电视广播卫星数字电视广播优点：卫星数字电视广播优点： 采用数字压缩技术和高效调制方式，有效减少传输信采用数字压缩技术和高效调制方式，有效减少传输信号带宽号带宽 所需发射功率小所需发射功率小 采用高效信道编码技术，抵抗各种信道干扰，消除信采用高效信道编码技术，抵抗各种信道干扰，消除信号失真号失真 便于实现条件接收便于实现条件接收 经济效益好经济效益好第 9章 卫星数

3、字电视广播我国卫星数字电视的发展方向：我国卫星数字电视的发展方向： 从从C波段向波段向Ku波段过渡波段过渡C波段受地面微波干扰，接收天线口径大；波段受地面微波干扰，接收天线口径大；Ku波段能克服波段能克服C波段缺波段缺点，但雨衰影响较大，需提高功率。点，但雨衰影响较大，需提高功率。 发展卫星直播业务发展卫星直播业务卫星直接到户，需要足够大的发射功率卫星直接到户，需要足够大的发射功率第 9章 卫星数字电视广播9.2 卫星数字电视系统组成卫星数字电视系统组成卫星传输标准：卫星传输标准： 欧洲广播联盟欧洲广播联盟 DVB-S 美国通用仪器公司美国通用仪器公司 DC-2我国卫星广播轨道位置及业务频率范

4、围我国卫星广播轨道位置及业务频率范围l轨道位置：轨道位置：l使用频段：使用频段： 波段波段/Cl上行频率：上行频率：l下行频率：下行频率：uK62; 92.2; 122; 134ooooEEEE 14/6GHzGHz11.712.2/3.74.2GHzGHzGHzGHz第 9章 卫星数字电视广播C频段卫星电视频道划分频段卫星电视频道划分 Ku频段卫星电视频道划分频段卫星电视频道划分第 9章 卫星数字电视广播卫星电视广播系统的构成卫星电视广播系统的构成上行站系统传输方式：上行站系统传输方式： 单路单载波传输单路单载波传输SCPC 多路单载波传输多路单载波传输MCPC第 9章 卫星数字电视广播1、

5、SCPC（单路单载波）方式（单路单载波）方式特点：特点：l多路节目射频带宽之间要有一定间隔，比如多路节目射频带宽之间要有一定间隔，比如1MHzl适合几个分散地区的省、市电视台复用同一转发器适合几个分散地区的省、市电视台复用同一转发器l在相同的转发器带宽内转发的节目路数比在相同的转发器带宽内转发的节目路数比MCPC少少l为减小互调干扰，转发器功放工作在线性工作区为减小互调干扰，转发器功放工作在线性工作区第 9章 卫星数字电视广播特点：特点：l卫星上行传输速率高卫星上行传输速率高l占有频带宽占有频带宽l可工作在准饱和状态，以提高发射功率可工作在准饱和状态，以提高发射功率2、MCPC（多路单载波）方

6、式（多路单载波）方式第 9章 卫星数字电视广播卫星数字电视广播系统上行站构成卫星数字电视广播系统上行站构成第 9章 卫星数字电视广播9.3 卫星传输信道的特点卫星传输信道的特点1.自由空间传输损耗自由空间传输损耗 频率越高，传输损耗越大频率越高，传输损耗越大2.大气对电波传输的影响大气对电波传输的影响 对流层和电离层影响对流层和电离层影响3.雨衰雨衰 雨滴吸收和散射衰减雨滴吸收和散射衰减4.噪声与干扰噪声与干扰 宇宙噪声、大气噪声、降雨噪声宇宙噪声、大气噪声、降雨噪声 工业设备干扰、雷电干扰工业设备干扰、雷电干扰第 9章 卫星数字电视广播在在MCPC系统中，多套节目送至各自的节目复用器后，再经

7、系统中，多套节目送至各自的节目复用器后，再经传输复用器复用成传输码流，再送至信道适配器：传输复用器复用成传输码流，再送至信道适配器：复用适配和能量扩散、向前纠错编码、基带成形和数字调制复用适配和能量扩散、向前纠错编码、基带成形和数字调制转变成适合于卫星信道传输的信号码流。转变成适合于卫星信道传输的信号码流。9.4 DVB-S传输系统的信道编码传输系统的信道编码第 9章 卫星数字电视广播1、复用适配与能量扩散、复用适配与能量扩散SYNC1R187字节字节SYNC2R187字节字节SYNC8R187字节字节SYNC1R187字节字节随机化传输小包周期=1503字节能量扩散能量扩散通过对数据进行随机

8、化处理来实现。通过对数据进行随机化处理来实现。目的：使数据流具有通透性和防止卫星转发器对地面同频段通目的：使数据流具有通透性和防止卫星转发器对地面同频段通信设备的干扰。信设备的干扰。通过能量扩散，使数据流出现通过能量扩散，使数据流出现“0”和和“1”的概率大致相等。的概率大致相等。第 9章 卫星数字电视广播100101010000000123456789101112131415异或门异或门1与门与门异或门异或门2使能信号使能信号原始数据或随机数据输入原始数据或随机数据输入00000011随机化输出随机化输出移位寄存器移位寄存器初始化序列初始化序列第 9章 卫星数字电视广播2、向前纠错编码、向前

9、纠错编码向前纠错由向前纠错由3层构成，分别是外码编码器、卷积交织器和内层构成，分别是外码编码器、卷积交织器和内码编码器，目的是提高传输的可靠性。码编码器，目的是提高传输的可靠性。外编码器采用外编码器采用R-S编码，它是在已完成扰码的编码，它是在已完成扰码的188B传输包中传输包中按一定规律加上按一定规律加上16个校验字节，形成个校验字节，形成R-S（204,188,8）误）误码保护数据包。码保护数据包。卷积交织器是把输出数据的顺序按一定规律打乱。卷积交织器是把输出数据的顺序按一定规律打乱。内编码采用了卷积编码。内编码采用了卷积编码。DVB-S系统中，采用了外编码和内系统中，采用了外编码和内编码

10、的级联编码，增强了信道纠错能力。编码的级联编码，增强了信道纠错能力。第 9章 卫星数字电视广播3、基带成形、基带成形由于向前纠错编码输出的是随机数字信号，其频谱非常由于向前纠错编码输出的是随机数字信号，其频谱非常宽，无法在卫星信道中传输，因此需要对它进行成形宽，无法在卫星信道中传输，因此需要对它进行成形滤波，使其与卫星信道相匹配。滤波，使其与卫星信道相匹配。)(1wH)(2wH)(3wH输入输入)(tN)(tR卫星传输系统总传输函数卫星传输系统总传输函数)()()()(321wHwHwHwH假设星载转发器的带宽远大于已调信号所要求的带宽，设假设星载转发器的带宽远大于已调信号所要求的带宽，设计发

11、端的成形滤波器和收端的匹配滤波器的频谱特性分配，使计发端的成形滤波器和收端的匹配滤波器的频谱特性分配，使接收机的误码率最小。接收机的误码率最小。第 9章 卫星数字电视广播基带成形采用采用的低通滤波器具有平方根升余弦特性，基带成形采用采用的低通滤波器具有平方根升余弦特性，滚降系数滚降系数=0.35第 9章 卫星数字电视广播4、数字调制（、数字调制（QPSK）选择调制方式的目的是使要传输信号的特性与传输信选择调制方式的目的是使要传输信号的特性与传输信道的特性相匹配，使接收端能尽量无失真地接收信号。道的特性相匹配，使接收端能尽量无失真地接收信号。ab第 9章 卫星数字电视广播星载转发系统星载转发系统

12、星载转发系统由星载转发天线星载转发器和电源组星载转发系统由星载转发天线星载转发器和电源组成，总的要求是体积小、重量轻、效率高，使卫星发射成，总的要求是体积小、重量轻、效率高，使卫星发射成本低。成本低。1、星载收发天线、星载收发天线为减小质量和体积，一般收发共用一副天线。为减小质量和体积，一般收发共用一副天线。为有效利用星上功率，避免电波外溢造成对相邻地为有效利用星上功率，避免电波外溢造成对相邻地区的干扰，将发射天线的方向图设计成与服务区的地理区的干扰，将发射天线的方向图设计成与服务区的地理形状大致相同，即所谓成形波束。形状大致相同，即所谓成形波束。第 9章 卫星数字电视广播2、星载转发器、星载转发器星载转发器实际上是一部高灵敏度、宽频带的大功率空星载转发器实际上是一部高灵敏度、宽频带的大功率空间中继站。间中继站。双工器双工器LAN下变下变频频本振本振输输入入分分路路器器激励激励激励激励功放功放功放功放输输出出多多工工器器下行信号下行信号6GHz4GHz4GHz4GHz 图图2-33 2-33 直接变频式星载转发器原理直接变频式星载转发器原理 直接变频式星载转发器原理框图直