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    2024-12-03 02:50:01 178次浏览
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    理论上,从声像的摄取经信道传输到接收端解码的整个过程均为数字化的信号处理过程,即称为数字电视或石子电视系统。由于在实际中有卫星、地面和有线三种信道传输方式,所以就出现了对应的数字电视传输与接收标准,既DVB-S,DVB-C的形式。就我国目前而言,地面采用自主知识产权的单多载波传输标准(GB20600-2006),使得在信号构成上与采纳欧洲传输标准的卫星DVB-C差异较大,所以本文着重在 DVB-S 和DVB-C的信号或码流构成的异同性作一个较为深入的分析研究与实际测试。这些工作对于读者深刻了解数字电视码流构成特点特别是指导数字电视的终端服务具有很强的针对性。

    码流构成上的相同之处

    经过符合MPEG标准的视音频压缩,进入本文讨论的信道或网络(卫星、有线)传输前将该路节目流进行复用,形成一路打包的PES传输流,在这PES流中,3字节用来表示包开始前缀,1字节用来表示包标识,2字节用来表示 PES包长度,剩下的是实时压缩的活动图像和声音等可变PES包PID就在传送包的包头中,它的作用就好比是一份文件的文件名,有了标识码的传输包,会丢进一个叫节目映射表(PMT)的控制信息中,PMT本身也有一个PID号,与其他信息流一样,已经打好了固定长度的用于传输的188字节的TP包中,这个固定长度为188Byte的TP包有固定的一个字节的同步字节(47HEX),有自己的PID值(13比特),这个PID值与该路节目ES的PID音频、PID视频、PID数据――对应以确认该流是“何物”,后将与该线路节目有关的传送包复接起来,共同形成单路节目传送流。在多路节目传送流中,还有一个特殊的控制信息即节目关联表PAT,PAT中包含的是与每路节目传送流相对应的PID信息,通过对它译码,就可以对单个节目传送进行译码了,这也是PID变化的核心所在,传送 PAT的传送包有其独特的PID号,即 PAT PID=0,一个TS流下的任何其他的比特不得再使用这个号,后再把同类型的其他节目或传送信息复接起来,形成一个系统级的传送流级的传送流的一部分,再调制到某一载频上或者说某一点上(DVB-C收发载频一样,而DVB-S则是上行频率)。表1所示的就是数字电视系统复用后相关信息或表格的PID号使用规律。

    事实上,一个网络上承载着许多传输流,也即存在许多个频点,因此每一个传输流都有其自己的PID号即各自的TSID。这些都在网络信息表NIT中反映。

    数字电视系统是一个实时传输系统,为了保证收发端的正常工作,接收端与发射端的频率和相位必须一致,必须建立收发端的同步时钟,它就是PCR码,否则系统无法工作。所谓PCR就是指节目时钟参考,在发端,利用计时器对系统进行计数形成 PCR值,然后每隔一段时间将PCR值随数据一起传送给收端,收端有一个正在工作的27MHZ本地时钟,其额定频率与发端时钟相等,同样也有一个计数器与发端时钟相等,同样也有一个计数器对它计数形成一个本地时钟参考,这时发端会将PCR从传送中提取出来与音频帧、视频帧的编码信息插入PES包中,接收端将音频帧、视频帧中的PCR值放在缓存器中,等待比较发端的音视频中的值出现,然后用比较的结果控制压拧振荡器(VCXO),通过调整使收发端的频率锁相,实现收发端声音和图像完全同步。码率一般在38MBPS左右,对于DVB-C某频点上视频较少节目内容使实际数量量不大时,此时对应的空包数据量较大(达50%以上),SDT与BAT以及TDT与TOT具有相同的PID,但它们各自的还有不同的表标示符,与TABLE-ID不同。此外,“未知”的码流是运营商加入的不希望公众用户收看或收听的内容,也或是加入的不符合MPEG标准的信息。许多TS流中都存在一些“未知”描述的信息。

    总之,DVB-S与DVB-C的相同点主要体现在给数字电视接收机提供正确解码必须的引导信息上。

    接收机制

    此外,DVB-S与DVB-C在搜索节目上有相似之处,卫星接收机(即综合业务解码器IRD)除了厂家在出厂前设置一些卫星及其节目(用户可以重新设置)正是当前接收的且还在服役的卫星外,不牵涉到转星或节目调整,否则均需要将接收的节目设置到对应频点(TP)上的接收参数即“下行频率、极化方式、符号率”,也可以在知道该节目的视音频PID的情况下,对此进行搜索,此法使用较少,因为每次只能搜索到一个节目。DVB-C上一般有“快速搜索、全频段搜索、手动搜索”三种形式,其手动搜索需要设置预先知道的频点,方可找到节目。DVB-C可以一次性地搜索完全网络上的数字广播电视节目,但DVB-S必须每个频点逐一设置且存储下来。先前知道需要接收的卫星及其频点(下行频率、极化方式、符号率)和较为复杂的操作机操作,也即稍微内行者方可实现。QPSK星座图离散度大于QAM星座图的离散度,是因为空间传输的干扰远大于有线信道的缘故,接收的杂散波太多,但由于采用复杂的纠错编码措施,一般情况下不影响收视,在个体卫星接收的实际天线调整中,信号质量达到45%就可以了,达到85%以上未必是必须的,但对准卫星特别是方位角是必要的。因为数字电视的收视质量是一个矩形图,在此矩形图的范围内均是一个相当于或高于DVD质量的视音频,超出范围即出现“峭壁效应”。

    偏馈天线

    偏馈天线特别适合接收KU波段信号,一般来说口径较小,通常在一米以下,反射面呈现椭圆。由于馈源安装的位置不在天线反射面的中心线上,所以被称为偏馈天线。而正是因为其馈源不在天线反射面与卫星之间,得以避免了馈源对卫星电波信号的遮挡,所以这种天线的接收效率比较高。由于偏馈天线具有易于安装、节省空间、效率较高等优点,目前正在被广泛应用中。

    我们可以清晰地看出偏馈天线的形成原理,正馈天线上有一个由实线勾勒出的椭圆形部分,这个部分实际上就是偏馈天线。偏馈天线是从正馈抛物面天线正上方,以YO线为中心线而切下来的一部分。由于该偏馈天线是从正馈天线上沿YO和XZ线为中心切下的部分正馈天线,所以必然是一个椭圆形,而且这样形成的偏馈天线因为天线边缘均在同一平面上,椭圆形天线面显得十分平坦,所以极易加工和制造。偏馈天线由长轴和短轴组成,长轴即为YO,短轴即为XZ,椭圆形的偏馈天线的有效面积是以短轴为直径而画面的圆形的面积,故我们一般提到的偏馈天线的标称口径都是以短轴长度为准的。偏馈天线同正馈天线一样,天线面上各部分入射电波信号的密度都应该是相同的。

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