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第三節(jié) 數(shù)字衛(wèi)星廣播技術(shù) 當(dāng)前，在全世界范圍內(nèi)數(shù)字衛(wèi)星廣播正在迅速地取代模擬衛(wèi)星廣播,。利用傳統(tǒng)的地面無線傳輸方式（微波,、差轉(zhuǎn)、短波等 ) ,，來解決廣播電視覆蓋問題是極其困難的,。而利用衛(wèi)星傳輸廣播和電視節(jié)目，是一種提高廣播電視人口覆蓋率,、改進(jìn)傳輸質(zhì)量的最有效,、最經(jīng)濟(jì)、最先進(jìn)的手段,。 一,、數(shù)字衛(wèi)星廣播的特點(diǎn) 數(shù)字衛(wèi)星廣播與模擬衛(wèi)星廣播相比，有如下主要優(yōu)點(diǎn),。 1. 傳送的節(jié)目更多 一顆衛(wèi)星可傳送上百套電視節(jié)目,。按照目前的技術(shù)水平，采用數(shù)字壓縮和數(shù)字傳輸技術(shù)后,，在衛(wèi)星廣播系統(tǒng)中每個(gè)電視頻道的帶寬約在 7 MHz 左右,，因此使用一個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器可以傳輸 5 套電視節(jié)目。通常一顆衛(wèi)星裝備有 24 個(gè) C 波段轉(zhuǎn)發(fā)器,，這樣就可以傳送 120 套電視節(jié)目,； 另外，衛(wèi)星上一般還裝備若干個(gè) K u 波段的轉(zhuǎn)發(fā)器,，這樣可傳送的節(jié)目就更多,。 2. 經(jīng)濟(jì)效益好 租用一個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器來傳送多套電視節(jié)目，可降低運(yùn)營成本,；架設(shè)一副天線就可以接收幾十套乃至上百套的電視節(jié)目,。因此,，好的經(jīng)濟(jì)效益可大大促進(jìn)數(shù)字衛(wèi)星電視廣播的發(fā)展速度。 3. 節(jié)目傳輸質(zhì)量高 數(shù)字傳輸方式在傳輸過程中信號不易失真,，噪聲和天電干擾對信號質(zhì)量的影響也小,。另外，模擬電視廣播受到現(xiàn)行彩色電視制式的限制,，電視接收機(jī)的水平清晰度只有 300 線左右,，而采用數(shù)字衛(wèi)星廣播后，在理論上衛(wèi)星接收機(jī)輸出的有效像素可達(dá) 720 × 576 ,，傳輸質(zhì)量可達(dá)到數(shù)字演播室的水平,。 4. 所需的發(fā)射功率小 模擬衛(wèi)星廣播的圖像質(zhì)量是與信號的載噪比相關(guān)聯(lián)的，為了保證傳送的圖像質(zhì)量達(dá)到 4 級以上,，衛(wèi)星接收系統(tǒng)的載噪比一般要大于 17 dB ,，因此衛(wèi)星上行站的發(fā)射功率通常在數(shù)百瓦的范圍內(nèi)；而數(shù)字衛(wèi)星廣播的圖像質(zhì)量則與誤碼率相關(guān)聯(lián),，只要誤碼率小于某特定數(shù)值,，圖像的質(zhì)量就令人滿意，要達(dá)到這樣的誤碼率所需的信號載噪比比較小,，通常衛(wèi)星上行站的發(fā)射功率在數(shù)十瓦的數(shù)量級就足夠了,。 5. 能提供多路多聲道的優(yōu)質(zhì)音頻信號 目前音頻信號的壓縮是包含在視頻壓縮技術(shù)之內(nèi)的，數(shù)字化的音頻信號和數(shù)字化的視頻信號都被打成統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)包,，因此提供多路多聲道的優(yōu)質(zhì)音頻信號對于數(shù)字衛(wèi)星廣播來說是輕而易舉的,，接收端音頻信號的質(zhì)量可以達(dá)到 CD 的水平。 6. 能提供多種服務(wù) 與音頻信號類似,，各種數(shù)據(jù)信息也打成一定格式的數(shù)據(jù)包,，與視頻信號一起傳送，在接收端與計(jì)算機(jī)連接,，就可以享受到多種服務(wù),，如圖文電視、股票信息,、電子報(bào)紙等等,。 7. 便于實(shí)行節(jié)目的有條件接收 有條件接收就是采用一定的加擾措施，確保滿足一定條件的用戶才能收看到輸送的節(jié)目,，付費(fèi)電視業(yè)務(wù)就是一種有條件的接收。而采用數(shù)字信號之后,，加擾就變得非常容易了,。 二、數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)模型
圖 2-13 數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)模型 1. 發(fā)送端 發(fā)送端設(shè)備的功能是將信源與傳輸媒介匹配起來，即將信源產(chǎn)生的信息變換為便于傳輸?shù)男盘栃问?，送往傳輸媒介,。發(fā)送端設(shè)備包括信源、信源編碼,、信道編碼,、調(diào)制等部分。 信源輸出的信號可以是模擬信號也可以是數(shù)字信號,。信源編碼將模擬信號變換為二進(jìn)制或多進(jìn)制的數(shù)字序列,，并且為了使傳輸有效還去掉了一些與傳輸信息無關(guān)的冗余度，即壓縮編碼,。信道編碼是為了抗擊傳輸過程中的各種干擾,，提高傳輸?shù)目煽啃院陀行裕ㄟ^信道編碼人為地加人一些冗余度,，可以使數(shù)字信息序列具有自動檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力,。然后，信道編碼送出的信息序列通過調(diào)制器變換為適合于媒介傳輸?shù)男盘柌ㄐ?，送往傳輸媒介? 2. 傳輸媒介 傳輸媒介也就是傳輸信道,，是信息從發(fā)送設(shè)備傳遞到接收設(shè)備所經(jīng)過的媒介。它可以是有線的,，也可以是無線的,。數(shù)字信號在信道傳輸過程中，必然會遇到各種干擾如熱噪聲,、脈沖干擾等,，而使信號失真，信道的固有特性和干擾特性將直接關(guān)系到發(fā)送設(shè)備變換方式的選取,。 3. 接收端 接收端設(shè)備的功能是進(jìn)行發(fā)送設(shè)備的反變換,。包括解調(diào)器、信道譯碼器,、信源譯碼器和信宿等部分,。解調(diào)器把接收信號變換為數(shù)字信息序列；信道譯碼器用于對錯(cuò)誤進(jìn)行糾正,；信源譯碼器及解密器恢復(fù)出原始消息送給用戶,；信宿就是面向用戶的終端。 由上述模型可見,，一個(gè)數(shù)字傳輸系統(tǒng)的質(zhì)量在很大程度上依賴于所采用的調(diào)制方式和差錯(cuò)控制方式,。調(diào)制是為了使信號與信道特性相匹配,，差錯(cuò)控制是為了保證信號經(jīng)有噪聲和干擾的信道傳輸過程中所造成的誤碼最少，因此,，調(diào)制方式和差錯(cuò)控制方式的選擇主要由系統(tǒng)的信道特性決定,。 三、數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)模型 典型的數(shù)字衛(wèi)星廣播傳輸系統(tǒng)如圖 2-14 所示,。 圖 2-14 數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)模型 傳輸鏈路主要包括： MPEG - 2 信源編碼和復(fù)用,、信道編碼、地球站發(fā)射設(shè)備,、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器,、接收站前端、解調(diào),、信道譯碼,、 MPEG-2 解復(fù)用和譯碼。 在數(shù)字衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)中,，調(diào)制方式的選擇十分重要,。對調(diào)制方式的選擇應(yīng)綜合考慮多方面的因素，但對于實(shí)際系統(tǒng)究竟選擇哪種為好,，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行綜合比較,、仿真及試驗(yàn)而最后確定。從目前衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)的實(shí)際使用情況來看,，幾乎都使用數(shù)字調(diào)相方式,，并以稱為四相相移鍵控方式（QPSK) 為主導(dǎo)地位。 此外,，在數(shù)字衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)中,，數(shù)字信號在通過有噪聲和干擾的信道時(shí)會產(chǎn)生差錯(cuò)，使用差錯(cuò)控制技術(shù)可以保證所造成的差錯(cuò)減少到最低程度,。 |
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