理論上,從聲像的攝取經(jīng)信道傳輸?shù)浇邮斩私獯a的整個過程均為數(shù)字化的信號處理過程,即稱為數(shù)字電視或石子電視系統(tǒng)。由于在實際中有衛(wèi)星、地面和有線三種信道傳輸方式,所以就出現(xiàn)了對應的數(shù)字電視傳輸與接收標準,既DVB-S,DVB-C的形式。就我國目前而言,地面采用自主知識產(chǎn)權的單多載波傳輸標準(GB20600-2006),使得在信號構成上與采納歐洲傳輸標準的衛(wèi)星DVB-C差異較大,所以本文著重在 DVB-S 和DVB-C的信號或碼流構成的異同性作一個較為深入的分析研究與實際測試。這些工作對于讀者深刻了解數(shù)字電視碼流構成特點特別是指導數(shù)字電視的終端服務具有很強的針對性。
碼流構成上不同之處
DVB-C與DVB-S的不同之處主要體現(xiàn)在信息編碼上,經(jīng)過系統(tǒng)復用后的TS流還要針對傳輸?shù)男诺肋M行用于糾錯、抗干擾的信道編碼,之后將多節(jié)目的TS流調制到某一個高頻頻點上。就目前各地開通的數(shù)字有線電視,其絕大多數(shù)節(jié)目都是引入能夠糾錯8個字節(jié)的RS(188,204)信道編碼和64QAM調制技術,這種調制技術是先把3個字節(jié)的碼流映射成4個6比特的符號,由6比特組成的64個符號去控制載波的幅度和相位而形成64QAM。因此,DVB-C的當前傳輸碼率與符號率關系為:當前傳輸碼率=符號率*LOG264*188/204,DVB-C中多數(shù)情況下的符號率為6875MS/S。此外,DVB-C系統(tǒng)的多數(shù)節(jié)目是加密傳輸?shù)?,即幾乎所有頻點上的TS流都含有加密信息,即含有ECM/EMM信息,這也是目前數(shù)字電視運營商重要的經(jīng)濟增長點,也樂意在機卡不分離即捆綁銷售中分得一杯羹。
而在DVB-S的下行傳輸流中,面向大眾的節(jié)目,特別是教育頻道上的節(jié)目,都是未加密的,只是分布在不同的星上。比如,我國目前衛(wèi)星電視廣播的主要衛(wèi)星有中星6B(115.5°E)、鑫諾3號(125°E)和亞太6號(134°E),在亞太6號上對應頻點(下行頻率、極化方式和符號率分別為12275,V,27500)上的為CCTV-1/2/5/10/11/12/少兒等節(jié)目是加密的(即有ECM/EMM信息),而在鑫諾3號(4080,H,27500)和中星6B(3840,H,27500)上這些節(jié)目是開鎖的,即沒有ECM/EMM信息,等等。由于客觀條件(主要是經(jīng)濟實力和政策因素)的限制,許多省市上星的節(jié)目數(shù)不多,多數(shù)省僅一套上星的節(jié)目。因此在DVB-S中,頻帶是寶貴的,每個頻點上都有4~8套相當于DVD聲像質量的數(shù)字電視節(jié)目,有的頻點上還含有廣播、數(shù)據(jù)業(yè)務等。也即DVB-C都是MCPC的。為了充分利用衛(wèi)星轉發(fā)器的轉發(fā)功能及頻率資源,廣播電視的衛(wèi)星傳輸信號存在極化角波,常用水平和垂直兩種極化方式,而DVB-C不存在極化。又CATV網(wǎng)絡質量明顯優(yōu)于衛(wèi)星信道,所以數(shù)字有線電視多數(shù)為64QAM,而DVB-S多數(shù)采用QPSK調制技術即2比特一組的相位調制技術(載頻利用率不及DVB-C),調制前除了RS(188,204)外,還引入FEC前向糾錯措施,即采用卷積糾錯碼TCM與調制相結合的形式,主要是因為空間干擾大且多變性。所以DVB-S的當前傳輸碼率與符號率關系為:當前傳輸碼率=符號率*LOG24*FEC*188/204,這里的符號率對應于DVB-C中的就是符號率(單位上略有差異),衛(wèi)星中的信號編碼,其冗余大于DVB-C,即頻率利用率較低。
可靠性高
目前被廣泛應用的地面有線電視,由于要經(jīng)過漫長的傳輸路徑,其中某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題就有可能影響到整個鏈路的信號傳輸,輕則信號損失,重則信號中斷,所以可靠性并不高。而衛(wèi)星電視廣播可以直接被地面接收,其傳輸通路相對簡單許多,信號經(jīng)過的轉接少,且通過路徑為宇宙太空,受干擾的因素也少,不會受到地面自然災害的影響,所以信號比較穩(wěn)定,可靠性要高出有線電視很多。
如果是利用地面有線電視進行覆蓋的話,在當前條件下每將人口覆蓋率增加一個百分點,就需要可能大概成十億元的投入,在一些特殊的環(huán)境下,所需費用還要更高。而衛(wèi)星電視廣播雖然其衛(wèi)星轉發(fā)器使用費用比較昂貴,但由于可進行點對多點廣播,通信成本與通信距離無關,且可利用壓縮編碼和動態(tài)復用等技術以獲得較大的系統(tǒng)容量,當需要進一步擴大覆蓋面積時,其費用由眾多用戶分擔之后基本與地面有線電視設備相當,甚至還要更低。
技術指標
要衡量一副天線是好是壞,需要根據(jù)一些技術指標來決定,接收天線的主要技術參數(shù)和指標大致包括有:增益、方向性、頻帶寬度和幅頻特性等。
增益
天線增益表示天線在特定方向接收信號的能力,它與天線的方向性和效率有關,增益數(shù)值越大則天線的方向性越強,天線效率越高。而同一副天線,當工作的頻率越高時,其增益也就越大;同樣的天線,口徑越大,增益數(shù)也就越大??梢哉f,在同等條件下,增益越高的天線接收效果也就越好,當然一鍋雙星等特殊應用場合除外。
方向性
天線的方向性指的是天線在面對不同方向時表現(xiàn)出的不同增益,即天線是否對某個角度過來的信號特別的靈敏。衛(wèi)星接收天線在對來自空間中不同方向而強度相同的電波信號進行接收時,其相對接收能力也不盡相同。通常用方向性圖、方向系數(shù)等表示天線的方向性。由于在水平和垂直兩個平面上的接收能力不同,因此要表示一副天線的方向性時,需要有其水平面和垂直面兩個方向圖才行。我們將在水平面上輻射與接收無方向的天線稱為全向天線,有一個或多個方向的天線稱為定向天線。全向天線由于其無方向性,所以多用在點對多點通信的中心臺如電視發(fā)射臺。而定向天線由于具有輻射或接收方向,因此能量集中,增益相對全向天線要高,適合于遠距離點對點通信如衛(wèi)視接收,同時由于其具有方向性,抗干擾能力比較強。
頻帶寬度、幅頻特性
任何接收天線都是需要工作在一定的頻率范圍內(nèi)。我們規(guī)定天線輸送到饋線的功率下降到輸出功率的一半時,所對應的頻率范圍稱為天線的頻帶寬度。在此頻帶寬度內(nèi),天線的各種技術參數(shù)指標(增益、方向性等)其中保持不變。而接收天線對信號增益隨頻率變化的關系則稱為天線的幅頻特性。即使頻帶寬度很寬,如果接收天線的幅頻特性不好,那么在某些頻點工作時天線一樣不一定好用。所以接收衛(wèi)星電視廣播信號要求接收天線應該具有高增益、率、寬頻帶、幅頻特性好等特性。