數(shù)字衛(wèi)星廣播傳輸系統(tǒng)的同步與信道編碼技術(shù)

王少杰

（作者單位：國(guó)家新聞出版廣電總局七三一臺(tái)）

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數(shù)字衛(wèi)星廣播傳輸系統(tǒng)的同步與信道編碼技術(shù)

王少杰

（作者單位：國(guó)家新聞出版廣電總局七三一臺(tái)）

摘 要：在世界信息化的發(fā)展趨勢(shì)下，同步傳輸技術(shù)與信道編碼技術(shù)的迅猛發(fā)展，促使數(shù)字衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)不斷向前發(fā)展。本文基于發(fā)展現(xiàn)狀與未來前景兩方面淺談數(shù)字衛(wèi)星廣播的同步傳輸與信道編碼技術(shù)。

關(guān)鍵詞：發(fā)展現(xiàn)狀；未來前景；數(shù)字衛(wèi)星廣播；同步傳輸；信道編碼

1 數(shù)字衛(wèi)星同步傳輸技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)字衛(wèi)星廣播主要是利用衛(wèi)星廣播的覆蓋網(wǎng)或其他的獨(dú)立數(shù)字廣播通道完成信息的同步傳輸過程。目前，比較典型的數(shù)字衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)是歐洲的DVB-S以及SDTV，接下來就簡(jiǎn)單介紹一下這兩個(gè)同步傳輸系統(tǒng)。

1.1 DVB-S標(biāo)準(zhǔn)

DVB-S標(biāo)準(zhǔn)的主要業(yè)務(wù)是處于11 GHz頻段的廣播衛(wèi)星業(yè)務(wù)（BSS）和固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)（FSS），從而達(dá)到為民眾提供多樣化的廣播服務(wù)的目的。但是，衛(wèi)星廣播的傳輸效果非常容易受到功率限制，因此，在信息傳播過程中，必須增強(qiáng)信息的抗干擾能力。為達(dá)到這一目的，技術(shù)人員往往會(huì)對(duì)所要傳輸?shù)男盘?hào)實(shí)行多重編碼，比如：外碼為RS碼，內(nèi)碼采用卷積收縮碼，而調(diào)制在一般情況下則采用抗干擾能力比較強(qiáng)的QPSK。

1.2 SDTV衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)

SDTV是目前大多數(shù)數(shù)字衛(wèi)星采用的傳輸方式。在SDTV衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)中，以復(fù)合的模擬信號(hào)或SDI數(shù)字信號(hào)作為全部編碼器的視頻輸入，并且視頻編碼的格式通常為4：2：0，對(duì)于一些圖像質(zhì)量要求比較高的場(chǎng)合也可采用4：2：2的比例。而它的音頻輸入則一般為模擬信號(hào)或者在SDI中嵌入音頻信號(hào)。

2 信道編碼技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 DVB-S信道編碼技術(shù)

級(jí)聯(lián)編碼技術(shù)是DVB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的信道編碼技術(shù)，并且在完成編碼后信源要經(jīng)過RS編碼、交織、卷積碼、鑿孔等幾個(gè)步驟逐步完成整個(gè)信道編碼工作[1]。具體操作步驟如下。

第一步，在級(jí)聯(lián)碼的外碼編碼中，包含188個(gè)字節(jié)的傳輸信號(hào)按照（204,188）的方式通過RS編碼轉(zhuǎn)換成RS編碼，該編碼的字節(jié)長(zhǎng)度為204[2]。

第二步，對(duì)上述生成的RS碼進(jìn)行交織處理，從而達(dá)到外碼與內(nèi)碼相接的目的。交織可解決卷積編碼所產(chǎn)生的連續(xù)錯(cuò)誤編碼，因?yàn)榻豢椘骺梢詫⑦B續(xù)的錯(cuò)誤編碼分開，從而使接收端能夠有效糾錯(cuò)并且所產(chǎn)生的連續(xù)錯(cuò)誤編碼不會(huì)超出接收端的最大糾錯(cuò)能力，在此條件下，不會(huì)影響數(shù)字衛(wèi)星廣播的同步傳輸機(jī)制。

第三步，在級(jí)聯(lián)碼的內(nèi)碼中采用碼率為二分之一，約束長(zhǎng)度為7的卷積碼進(jìn)行信道編碼[3]。實(shí)踐表明，QPSK的信號(hào)產(chǎn)生效率比較高，對(duì)誤碼的抵抗能力也比較強(qiáng)，在信號(hào)傳輸過程中即使傳輸信道的幅度減小，它的傳輸性能也不會(huì)發(fā)生變化，因此，它非常適合運(yùn)用于數(shù)學(xué)衛(wèi)星信道中。但是，它也存在一個(gè)較大缺陷，就是對(duì)信道的利用率非常低。

第四步，對(duì)所得到的卷積碼進(jìn)行鑿孔處理，最后得到四種不同的編碼率。

3 數(shù)字衛(wèi)星廣播的同步傳輸技術(shù)的未來前景

總體而言，目前已有的同步傳輸系統(tǒng)可以說比較完善，在今后的發(fā)展中進(jìn)一步擴(kuò)大覆蓋面。因?yàn)槠鋵?shí)就目前的數(shù)字衛(wèi)星廣播傳輸效果而言，依然存在一些比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)無法收聽廣播信息的情況。因此，對(duì)于未來的數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)而言，應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)同時(shí)、同質(zhì)接收。

4 數(shù)字衛(wèi)星廣播信道編碼的未來發(fā)展

相比目前現(xiàn)存的幾種信道編碼技術(shù)而言，LDPC具有較大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。LDPC碼一種帶有稀疏校驗(yàn)矩陣的線性分組碼，其信號(hào)是通過生成矩陣方式來映射成編碼序列的[4]。LDPC碼有很多優(yōu)點(diǎn)，首先它所生成的編碼編譯復(fù)雜程度比較低，其次它的結(jié)構(gòu)非常靈活，而且在相同帶寬下能實(shí)現(xiàn)更加高速的數(shù)字信息傳播。

5 總結(jié)

綜上，同步傳輸系統(tǒng)以及信道編碼技術(shù)的發(fā)展對(duì)數(shù)字衛(wèi)星廣播的發(fā)展有至關(guān)重要的作用。雖然就目前的發(fā)展現(xiàn)狀而言，數(shù)字衛(wèi)星廣播產(chǎn)業(yè)已處于比較成熟的階段，但這兩方面的技術(shù)還需要不斷向前發(fā)展。只有這樣，才能使數(shù)字衛(wèi)星廣播產(chǎn)業(yè)更加繁榮昌盛。當(dāng)然，這需要很多科研人員以及技術(shù)專家的不懈努力以及廣大人們?nèi)罕姷闹С帧?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]喬華,項(xiàng)海格．衛(wèi)星廣播通信信道編碼技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]．衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò),2006(1)．

[2]楊友福．信道編碼技術(shù)與新發(fā)展[J]．通信技術(shù),2008(7)．

[3]武信行．?dāng)?shù)字衛(wèi)星直播傳輸系統(tǒng)[J]．家電檢修技術(shù),2014(6)．

[4]王萃．中國(guó)專業(yè)電影數(shù)字拷貝的衛(wèi)星傳輸發(fā)展概況[J]．電影技術(shù),2013(12)．