补充4：DVB-S卫星信道编码与调制技术

DVB-S卫星信道编码与调制技术[e-mail]DVB是DigitalVideoBroadcasting的缩写，意为数字视频广播。DVB的宗旨是要设计一个通用的数字电视系统，在此系统内的各种传输方式之间的转换有最简单的方式，尽可能的增加通用性。DVB标准提供了一套完整的、适用于不同媒介的数字电视系统规范。其中用卫星作为传输媒体的DVB数字广播传输系统对应的标准：DVB-S。主要内容一、系统简述二、信道编码原理三、信道编码系统组成四、DVB的关键技术五、DVB的主要应用数字卫星上行站星载转发器数字卫星地面接收站数字卫星电视上行发射系统组成信道编码与调制节目流复用器视频编码器数据编码器音频编码器打包打包打包视频音频其它业务传送流复用上变频MPEG-2DVB-SDVB-S标准提供了一套完整的适用于卫星传输的数字电视系统规范，选定ISO/IECMPEG-2标准作为音频及视频的编码压缩方式，对信源编码进行了统一；随后对MPEG-2码流进行打包形成传输流(TS)，进行多个传输流复用，然后进行信道编码和数字调制，最后通过卫星进行传输。DVB-S的信道编码是采用RS(ReedSolomon)前向纠错编码(冗余度为16B)，卷积交织方式，调制则采用QPSK方式，DVB-S信道编码系统的组成TS流扰码器RS编码器卷积编码器QPSK调制交织输出信道处理流程基带成形1）扰码技术（能量扩散）加扰器/解扰器的原理图伪随机二进制系列(PRBS)生成多项式：1+x14+x15数据输出123456789101112131415++数据输入有效用于能量扩散的随机化处理通常称为“扰码”，即用较长的伪随机化序列与数字基带信号序列一个比特一个比特地模２加，以改变原信号的统计特性，使其具有伪随机性质。如此处理是为了避免出现这样的情况：输入比特流不存在或输入比特流与MPEG-2传送流格式不兼容而导致调制器发射未经调制的载波时，或者当数字基带信号是周期不长的周期信号时，已调波的频谱将集中在局部并含有相当多的高电平离散谱，这将使得对于卫星广播业务公用频段的其他业务的干扰超过规定值。还有，用伪随机序列扰乱后，可以限制连“０”码、连“１”码的长度，从而改善位定时恢复的质量。2）R-S码（里德--索罗门码）——外编码R-S（204,188,T=8）由R-S（255,235,T=10）码的截短而得到GF×6(2)GF×(3)GF×2(6)GF×5(4)GF×3()寄存器寄存器寄存器寄存器寄存器RS编码的生成多项式：g(x)=(x+0)(x+1)(x+2)……(x+15)=2R-S码（里德--索罗门码）Sync1byte187bytesMPEG-2传输复用包随机化的传输包：同步字节和随机化系列Sync1或syncnR-187bytesRS(204,188,8)RS(204,188,8)误码保护包Sync1R-187bytessync2R-187bytes……sync1R-187bytes1504bytes3）交织和去交织的原理图对RS编码后的204字节要进行交织。交织深度为12，因此，按行输入，每行12字节，按列读出，每列17字节。2041941932414131221CCCCCCCCC输入输出同步字路径交织深度=12去交织深度=12001117217=M17322331111=I-11711FIFO移位寄存器同步字路径17317217=M1711每一位置1字节每一位置1字节突发错误与随机错误是在实际信道中经常产生的。随机错误是由于随机噪声引起的，如白噪声，它在统计上是独立的。而突发错误往往是由脉冲干扰、多径衰落等因素引起的，在统计上是非独立的。这对纠错编码技术提出了新的要求。对于突发错误可以用专门为纠正突发错误而设计的纠错码，如RS码，但是对于较长的突发错误，如果与交织技术结合起来，把突发错误离散为随机独立错误再用纠随机错误的码纠错，则能取得明显的效果。这一模块即是采用这样的思路来设计的。4）(2,1,6)卷积编码器——内编码生成序列:g1=(1111001)g2=(1011011)约束长度：7卷积编码比率：1/2，2/3，3/4，5/6，7/8可变DDDDDD++UV1V25）基带成形到此为止编码器产生的是矩形基带脉冲，由于这种基带信号在频域内无限延伸，因此在信道带宽受限的应用中将会引起波形失真从而产生符号间干扰。为实现无符号间干扰传输，常常将基带信号的频谱设计为升余弦滚降的形状。因此，基带成形就是一个平方根升余弦滤波器，滚降系数0.35。6）QPSK调制(正交相移键控）驱动级QPSK调制LPFLPFBPF载波振荡器中频开关载波开关数据输入字符时钟IF输出140MHz