DVB-S和DVB-C标准简介

DVB-S/DVB-C标准简介
范围:特点;DVB-S标准;DVB-C标准
目的:简单介绍一下DVB-S(数字卫星电视广播)和DVB-C(数字有线电视广播)信道编码和调制标准,了解基本概念。
一、数字电视广播的特点:
!数字源编码技术已发展到一个成熟的水平,既在采用与传输容量相适应的比特速率的条件下,与常规的模拟技术相比,数字技术在视频和声音质量方面更具优势;
!数字复用技术可以更灵活地动态分配每一个节目组成部分的总数据速率,从而可以改变同一个复用码流中的饿节目数,适应多媒体业务的需要。
!数字传输技术可提供更好的频谱利用率并提供较高的功率效率。
!同模拟发射相比,数字发射需要的抗干扰保护较少,从而提高频谱的利用率。
!目前数字卫星广播在全球已得到广泛应用,中国也将在2005年取消全部的模拟卫星广播,改为数字化既
DVB-S广播;而数字有线电视广播在中国已开始应用,北京歌华的双向HFC网络改造已完成,数字有线电视广播已开始试播,明年将进入市场大发展阶段。
二、卫星数字电视广播信道编码和调制标准(GB/T 17700-1999 eqv ITU-R BO.1211)
1、范围
本标准规定了在固定卫星业务(FSS)和广播卫星业务(BSS)波段(11/12GHz)中,用于卫星数字多路节目电视/高清晰度电视业务一次和二次分配的调制和信道编码系统(简称系统)。
本标准适用于固定卫星业务(FSS)和广播卫星业务(BSS)波段(11/12GHz)中,卫星数字多路节目电视/高清晰度电视业务一次和二次分配,本标准也适用于C波段(4/6GHz)的固定卫星业务中的相应业务。
2、传输系统
2.1、系统定义
系统定义了从MPEG-2复用器输出到卫星传输通道的特性,能对电视基带信号进行适配处理的的设备功能模块。对数据流的处理包括如下几部分(见图1)
!传送复用适配和用于能量扩散的随机化处理
!外编码(即RS编码)
!卷积交织
!内编码(即收缩卷积编码)
!调制前的基带形成处理
!调制
图1  系统功能框图
2.2 信道编码
2.2.1 传送复用适配和能量扩散随机化处理
在MPEG-2传送复用器后,系统输入码流组成固定长度的数据包。MPEG-2传送复用包总长度为188字节。它包括一个同步字节(47H)。发送端的处理顺序总是从同步字节的最高有效位开始。采用伪随机二进制序列(PRBS)对MPEG-2数据包进行能量扩散随机化处理。
2.2.2 外码(RS),交织和成帧
每个已随机化传送包(188字节)都用截短的RS(204,188,T=8)编码生成一个误码保护数据包。数据包同步字节,不论是未反转的(47H)或是已逐比特取反的(B8H),都要进行RS编码处理。
将对每个误码保护数据包进行深度为I=12的卷积交织处理,起结果是生成一个交织帧。
卷积交织处理深度为I=12。交织帧由相互交迭的误码保护数据包组成并且界定与已取反或没有取反的MPEG-2同步字节(借次保持204字节的周期)交织器由12个分支构成,由输入开关周期地把输入字节流接入各路输入。每一路是深度为(M*J)个单元的先入先出(FIFO)移位寄存器,(这里M=17=N/I,
N=204=误码保护帧长度,I=12=交织深度,J=分支号)。每个FIFO 单元大小为一个字节,并且输入与输出的开关应同步。
为实现同步,同步字节和逐比特取反的同步字节总是经过交织器的“0”分支(相应于零延时)。
2.2.3 内码(卷积)
系统允许使用一系列基于约束长度K=7、编码率为1/2的卷积码的收缩卷积码。对于给定的业务或数据率,通过选择合适的编码率可以达到最合适的误
码保护水平。系统允许使用编码比率为1/2、2/3、3/4、5/6、7/8的卷积码。
2.3基带形成和调制
系统使用传统的绝对映射(不进行差分编码)格雷码QPSK调制。
3、误码性能要求
在中频(IF)环路的调制解调器必须满足由表1给出的BER与Eb/No之间的性能要求。
表1  系统的中频环路性能
内码编码率RS译码后达到QEF,维特比译码后BER=2*10-4所需的Eb/No 1/2  4.5
2/3  5.0
3/4  5.5
5/6  6.0
7/8  6.4
1、E b/No的值对应于RS编码前的可用比特率,并包括一个0.8dB的调制解调器实施裕量和由于外码导
卷积编码致的噪声带宽的增加(10log188/204=0.36dB)
2、准无误码(QEF)意味着每小时少于一个未校正的误码,即在MPEG-2解复用器的输入端达到BER
为10-10~10-11
4、发送端和接收端系统
图2为发送端和接收端系统示意框图
由于调制器和解调器框图相似,只对解调器进行描述如下:
!中频接口和QPSK解调器:该单元完成正交相干解调和模数转换,向内码译码器提供“软判决”I、Q信息。
!匹配滤波器:该单元根据滚降因子对脉冲波形进行反升余弦脉冲形成滤波。
!载波/时钟恢复单元:该单元用于恢复解调器同步。在解调器的整个C/N 范围内失锁产生的可能性应当很低。
!内码解码器:该单元提供第一级误码保护解码。它必须能在输入信号等效“硬判决”比特误码率(BER)的数量级为10-1和10-2(依赖于采
用的编码比率)的情况工作。并产生2*10-4或更低的输出误码率
(BER)。这个输出误码率经过外码校正后可提供无误码的业务。该单
元有可能利用“软判决)信息。该单元试用各种编码比率和收缩配置,
直到获得同步锁定。在这里还去除解调相位π/2不定性。
!同步字节解码器:通过对MPEG-2同步字节进行识别,该解码器为去交织提供同步信息。它也要辨别出QPSK解调器的π相位的不定性(该
不定性不能被维特比解码器检测到)。
!卷积去交织器:该单元将内码解码器输出端处的突发误码以字节为单位进行随机化处理,以提高外码解码器纠正突发误码的能力。
!外码解码器:这个单元提供第二级误码保护。当输入误码率约为7*10-4时,此单元应进行提供准无误码的输出(既BER为10-10到10-11);若
使用无限字节交织时,输出误码性能可以更好。在交织深度I=12,输
入误码率为BER=2*10-4时,即可认为能提供准无误码的输出。
!去能量扩散:该单元通过去除用于能量扩散目的而使用的随机化处理,恢复用户数据,并把自己反转的同步字节转变成正常的MPEG-2同步字
节。
!基带物理接口:该单元将数据结构转换成外部接口所需的格式和协议。
注:如果误码超过了外码的纠错能力,MPEG-2可以通过置位包头中的误码标志来提供指示信息。
图2  发送端和接收端系统示意框图
5、比特率和转发器带宽关系
传输符号率Rs可以与给定的饿转发器特性相匹配,以达到最大的传输容
量。这种传输容量是指在因转发器带宽限制而造成的信号劣化的情况下的可接受量值。当一个卫星转发器的带宽BW对应值为BW/Rs=1.28时可达到的可用比特率Ru。
R u= ( BW/1.28 ) * ( 188/204 ) * 2 * 卷积码
三、有线数字电视广播信道编码和调制标准(GB/T XXXX-XXXX eqv ITU-T J.83)
1、范围
本标准规定了在有线电视广播系统中传送数字电视的饿帧结构、信道编码和调制。
本标准适用于有线传输的数字多路节目电视/高清晰读电视业务分配的调制和信道编码系统。
2、有线电视数字广播系统
系统框图见图3
图2  有线前端与接收的原理框图
同数字卫星电视的前端和接收端基本一样,只是有线电视无内码,而采用
字节到m位符号变换和差分编码,以及采用QAM调制。
2.1 字节变换到m比特符号
该单元将交织器产生的字节变换为QAM符号。
2.2 差分编码
该单元对每符号的两个最高有效位(MSBs)进行差分编码,从而获得旋转不变的星座图。
2.3 基带形成
该单元将经差分编码的m比特符号映射为I、Q信号,在QAM调制前,对I、Q信号进行余弦滚降平方根滤波。
2.4QAM调制和物理接口
该单元对信号进行QAM调制。随后,它将QAM已调信号送至有线射频(RF)信道。

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