卫星直播技术标准

卫星直播技术标准卫星直播技术标准 卫星直播技术标准.txt 生活，是用来经营的，而不是用来计较的。感情， 是用来维系的，而不是用来考验的。爱人，是用来疼爱的，而不是用来伤害的。金钱，是用来享 受的，而不是用来衡量的。谎言，是用来击破的，而不是用来装饰的。信任，是用来沉淀的，而 不是用来挑战的。 编者按： 国家确定在我国第一颗电视直播星—————中星 9 号卫星广播中将 采用我国自行研制的卫星电视传输技术标准 ABS-S 和视频信源编码技术标准 AVS。这是卫视领域 值得关注的一件大事，本刊将陆续介绍这些新标准。 . 卫星广播电视技术标准的发展情况 卫星直播系统中有关广播电视信号传输和处理的标准是最为核心的技术规范。目前， 世界上卫星 直播系统中的信道传输主要是采用 DVB-S 标准。 DVB-S 标准是 DVB 标准体系中问世最早的标准之 一，十年来，DVB-S 被公认为与 GSM 并列的全世界范围中两个最成功的技术标准，该标准也同 时被确定为我国的国家标准 GB/T 17700-1999《卫星数字电视广播信道编码和调制标准》 。图 1 是 DVB-S 系统的基本信号处理流程。 从图 1 中我们可以看出， 由于仅设计用于 MPEG-2 编码的音视频节目广播， DVB-S 只支持 MPEG-2 传输流格式的信号输入，前向纠错编码（ FEC）则采用里德-所罗门（RS）码+卷积码的级联编码 方式。这种信道编码技术在许多通信和广播传输系统中广泛使用，具有较好的性能，且实现成本 低，简单、安全。但这种编码方式的缺点也是明显的，首先是编码效率相对较低，其次是其载噪 比门限距离理论上的信道极限仍存在较大的差距。同时 DVB-S 采用单一 QPSK 信号调制，在相同 载噪比（C/N）条件下，每个符号传输的经信道编码的比特数仅为 2，在卷积编码率为 1/2 时， 实际有效载荷的传输效率仅为每符号 0.92 比特，而且在 DVB-S 的基带成型处理中升余弦滤波滚 降因子固定为 0.35，这些都限制了系统的信号传输能力，例如在 36MHz 的标准转发器带宽内， 3/4 卷积编码率条件下，DVB-S 的有效信息传输容量仅为 36.86Mbps。 今天，面临有线数字电视等的强大竞争的卫星直播系统，由于HDTV、VOD、PPV、交互业务等多 种业务的开展， 对传输总量的需求大大提高。这就要求卫星直播系统必须采用新的技术体制与手 段，提供比过去更多的传输能力。此外，在DVB-S 出现后的十年里，纠错编码等信号处理技术有 了突破性进展，使升级DVB-S 在技术上成为可能。特别是，卫星技术本身的进步，例如点波束卫 星的出现，使得采用比 DVB-S 中的 QPSK 更高效的调制方式成为可能。DVB 组织在两年左右的时 间里，完成了第 2 代 DVB-S 标准（DVB-S2）的制定工作。 DVB-S2 相比 DVB-S 在技术上有很 大改进，代表了国际卫星通信领域的技术发展水平，为现阶段和今后一 段时期内包括卫星广播电视在内的通信卫星应用提供了可靠的技术基础。DVB-S2 工作组在启动 研究工作之前，首先明确了这一系统所要实现的主要目标，即需求定义，这主要包括三个方面： ●好的传输性能； ●总体的灵活性； ●有限的复杂程度。 DVB-S2 工作组对这三个方面都作出了具体的量化的指标要求，并给出了相应的评估办法（如统 一的信道仿真模型）和计算工具（如芯片面积和功耗的计算模型等） 。经过对备选方案的测试比 较，最终确定的 DVB-S2 系统具有如下一些特点： 1、频谱效率（系统容量）大大提高。 DVB-S2 系统的前向纠错编码为外码采用 BCH 码，内码采用 低密度奇偶校验码（LDPC）的级联码结构，长达 64800 比特的码字长度使其性能接近理论上的 信道传输容量门限，仅相差 0.7-1.0dB。同时，DVB-S2 系统引入了 8PSK 等高阶调制方式，有关文 献表明，与 DVB-S 系统相比，在相同载噪比条件下，DVB-S2 的传输容量提高了 30-35%。 2、涵盖了更大的载噪比范围。由于卫星平台、转发器和天线的制造技术进步，使得高载噪比条 件下的卫星应用成为可能， 而相应的应用种类与范围也在不断发展， 如互联网接入业务等。 DVB-S2 提供了从 1/4 到 9/10 共 11 种前向纠错编码比率， 与不同的调制方式共有 28 种可能的组合方式， 涵盖的载噪比范围为-3.7dB 到 15.3dB， 广播机构可以根据不同的信道条件和业务需求进行灵活的 选择。同时，DVB-S2 还提供了可变编码调制（VCM）和自适应编码调制（ACM）工作模式，可 以进一步提高系统性能。 3、适应多种业务需求。DVB-S2 除提高了系统的传输性能外，还为适应不同业务需求提供了必要 的手段。如提供了灵活的数据接口匹配方式，可以接受包括 MPEG-2 传送流在内的各种格式的单 或多数据流，这些数据流可以是离散（异步）的，也可以是连续（同步）的。同时，DVB-S2 还 在物理层上引入了帧结构，通过同步字、信令、导频等辅助接收机实现快速帧同步和载波恢复， 并为不同的业务应用提供了底层接口。 DVB-S2 的系统结构如图 2 所示。 DVB-S2 中的采用多项技术代表了数字信号传输技术的发展趋势。例如，在我国的地面数字电视 传输标准（GB/T 20060-2006）中同样采用了 LDPC+BCH 级联码作为前向纠错编码，只是码字长度 与生成矩阵的构造方式有所不同。 DVB-S2 技术目前已经在美国 DirecTV，以及英国 BSkyB 系统中得到应用，其它一些运营商也在积 极考虑在高清晰度电视等业务中应用该技术。 先进卫星广播系统 2005 年初，国家广电总局启动了我国卫星直播专 用信号传输技术体制的预研与论证工作， 并于 2005 年下半年正式下达任 务， 由广播科学研究院承担此项研究工作。广科院根据对项目总体需求的分析及总局领导的具体 指示精神，确定了项目研究工作“自主创新、适用可行、先进安全、研用结合”的核心原则。 项目研究工作从 2005 年 9 月正式启动，2005 年底完成了主要的技术攻关工作，2006 年 1 月底 前实现了包括调制器与解调器在内的原型样机，可以进行实验室内的系统测试与演示工作。2006 年 3 月到 5 月间，在中央电视台、无线电台管理局等单位的大力支持与配合下，项目组完成了系 统实验室内测试与现场开路测试，测试结果表明，系统能够达到设计目标。 同时，项目组针对测试中的问题，对部分技术环节完成了优化与完善，形成了先进卫星广播系统 （ABS-S，Advanced Broadcasting System - Satellite）的技术体制建议。2006 年 8 月，ABS-S 专用解 调芯片 AVL1108 一次流片成功，2006 年 9 月，广科院完成了对该芯片及采用该芯片的接收机样 机的性能测试。2006 年 10 月到 11 月，完成了项目验收与标准化工作。 先进卫星广播系统的研究工作充分吸收、 借鉴了国际卫星电视广播技术发展的思路与先进的设计 理念，同时对包括信道编码、交织、符号映射、 帧结构设计等技术环节采取了整体