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(yīng)的數(shù)字電視傳輸與接收標(biāo)準(zhǔn)，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(quán)的單多載波傳輸標(biāo)準(zhǔn)（GB20600-2006）,使得在信號構(gòu)成上與采納歐洲傳輸標(biāo)準(zhǔn)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(gòu)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(gòu)成特點特別是指導(dǎo)數(shù)字電視的終端服務(wù)具有很強的針對性。

碼流構(gòu)成上的相同之處

經(jīng)過符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)的視音頻壓縮，進(jìn)入本文討論的信道或網(wǎng)絡(luò)（衛(wèi)星、有線）傳輸前將該路節(jié)目流進(jìn)行復(fù)用，形成一路打包的PES傳輸流，在這PES流中，3字節(jié)用來表示包開始前綴，1字節(jié)用來表示包標(biāo)識，2字節(jié)用來表示 PES包長度，剩下的是實時壓縮的活動圖像和聲音等可變PES包PID就在傳送包的包頭中，它的作用就好比是一份文件的文件名，有了標(biāo)識碼的傳輸包，會丟進(jìn)一個叫節(jié)目映射表（PMT）的控制信息中，PMT本身也有一個PID號，與其他信息流一樣，已經(jīng)打好了固定長度的用于傳輸?shù)?span lang=EN-US>188字節(jié)的TP包中，這個固定長度為188Byte的TP包有固定的一個字節(jié)的同步字節(jié)（47HEX）,有自己的PID值（13比特），這個PID值與該路節(jié)目ES的PID音頻、PID視頻、PID數(shù)據(jù)――對應(yīng)以確認(rèn)該流是“何物”，最后將與該線路節(jié)目有關(guān)的傳送包復(fù)接起來，共同形成單路節(jié)目傳送流。在多路節(jié)目傳送流中，還有一個特殊的控制信息即節(jié)目關(guān)聯(lián)表PAT,PAT中包含的是與每路節(jié)目傳送流相對應(yīng)的PID信息，通過對它譯碼，就可以對單個節(jié)目傳送進(jìn)行譯碼了，這也是PID變化的核心所在，傳送 PAT的傳送包有其獨特的PID號，即 PAT PID=0，一個TS流下的任何其他的比特不得再使用這個號，最后再把同類型的其他節(jié)目或傳送信息復(fù)接起來，形成一個系統(tǒng)級的傳送流級的傳送流的一部分，再調(diào)制到某一載頻上或者說某一點上（DVB-C收發(fā)載頻一樣，而DVB-S則是上行頻率）。表1所示的就是數(shù)字電視系統(tǒng)復(fù)用后相關(guān)信息或表格的PID號使用規(guī)律。

事實上，一個網(wǎng)絡(luò)上承載著許多傳輸流，也即存在許多個頻點，因此每一個傳輸流都有其自己的PID號即各自的TSID。這些都在網(wǎng)絡(luò)信息表NIT中反映。

數(shù)字電視系統(tǒng)是一個實時傳輸系統(tǒng)，為了保證收發(fā)端的正常工作，接收端與發(fā)射端的頻率和相位必須一致，必須建立收發(fā)端的同步時鐘，它就是PCR碼，否則系統(tǒng)無法工作。所謂PCR就是指節(jié)目時鐘參考，在發(fā)端，利用計時器對系統(tǒng)進(jìn)行計數(shù)形成 PCR值，然后每隔一段時間將PCR值隨數(shù)據(jù)一起傳送給收端，收端有一個正在工作的27MHZ本地時鐘，其額定頻率與發(fā)端時鐘相等，同樣也有一個計數(shù)器與發(fā)端時鐘相等，同樣也有一個計數(shù)器對它計數(shù)形成一個本地時鐘參考，這時發(fā)端會將PCR從傳送中提取出來與音頻幀、視頻幀的編碼信息插入PES包中，接收端將音頻幀、視頻幀中的PCR值放在緩存器中，等待比較發(fā)端的音視頻中的值出現(xiàn)，然后用比較的結(jié)果控制壓擰振蕩器（VCXO），通過調(diào)整使收發(fā)端的頻率鎖相，實現(xiàn)收發(fā)端聲音和圖像完全同步。碼率一般在38MBPS左右，對于DVB-C某頻點上視頻較少節(jié)目內(nèi)容使實際數(shù)量量不大時，此時對應(yīng)的空包數(shù)據(jù)量較大（最高達(dá)50%以上），SDT與BAT以及TDT與TOT具有相同的PID，但它們各自的還有不同的表標(biāo)示符，與TABLE-ID不同。此外，“未知”的碼流是運營商加入的不希望公眾用戶收看或收聽的內(nèi)容，也或是加入的不符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)的信息。許多TS流中都存在一些“未知”描述的信息。

總之，DVB-S與DVB-C的相同點主要體現(xiàn)在給數(shù)字電視接收機提供正確解碼必須的引導(dǎo)信息上。

碼流構(gòu)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(fù)用后的TS流還要針對傳輸?shù)男诺肋M(jìn)行用于糾錯、抗干擾的信道編碼，之后將多節(jié)目的TS流調(diào)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(diào)制技術(shù)，這種調(diào)制技術(shù)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(dāng)前傳輸碼率與符號率關(guān)系為：當(dāng)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(jì)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(yīng)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(jì)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(dāng)于DVD聲像質(zhì)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(wù)等。也即DVB-C都是MCPC的。為了充分利用衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的轉(zhuǎn)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(luò)質(zhì)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(diào)制技術(shù)即2比特一組的相位調(diào)制技術(shù)（載頻利用率不及DVB-C），調(diào)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(diào)制相結(jié)合的形式，主要是因為空間干擾大且多變性。所以DVB-S的當(dāng)前傳輸碼率與符號率關(guān)系為：當(dāng)前傳輸碼率=符號率*LOG24*FEC*188/204，這里的符號率對應(yīng)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。

我們通過北京澤華源科技有限公司研制的碼流分析儀，實際測出的由安徽廣播電視網(wǎng)絡(luò)總公司傳輸?shù)?span lang=EN-US>DVB-C所有數(shù)字廣播電視信號的節(jié)目分配，與通過衛(wèi)星接收天線接收的免費節(jié)目最多的且以C頻段為主的鑫諾3號及中星6B的若干頻點比較（亞太6號多數(shù)廣播電視節(jié)目由IRDETO加密，且以KU頻段為主）。

接收參數(shù)依次為下行頻率、極化方式（H水平，V垂直），符號率，且均為C波束。此外，鑫諾3號、中星6B上還有許多省市的免費節(jié)目，如6B上的福建、浙江、山東、寧夏、重慶、江蘇、江西、安徽等衛(wèi)視節(jié)目。目前全國各省市開通的數(shù)字有線電視廣播電視節(jié)目的頻點分配有相似之處。

KU波段是指頻率在12-48GHZ的電波，目前國際電信聯(lián)盟將11.7~12.2GHZ的頻率范圍優(yōu)先劃分給衛(wèi)星電視廣播專用。從頻率上看，KU波段的頻率范圍為C波段的3倍，而波長是C波段4GHZ對應(yīng)波長的1/3左右。因此，與C波段相比，KU波段的發(fā)展空間更大，其主要優(yōu)點有：

（1）接收天線的口徑可以設(shè)計得較小，這是因為KU波段的波長短，在口面效率和增益相同的條件下，KU波段使用的天線口徑可以是C波段天線口徑的1/3，天線方面的成本就低了。

（2）KU波段的地面場強較高，由于KU波段轉(zhuǎn)發(fā)器的功率比C波段轉(zhuǎn)發(fā)器功率大得多，其等效全向輻射功率就大，因而覆蓋率更大。

（3）可用頻帶較寬，C波段的頻率范圍是3.7-4.2GHZ，帶寬是500MHZ。而KU波段的帶寬達(dá)800MHZ，頻率的可利用性高。

（4）由于頻率高，各種電波對它的干擾較小。

當(dāng)然，KU波段衛(wèi)星廣播也有不足之處，這就是星蝕、雨衰對它的影響較大，當(dāng)電波穿過地球大氣層中降雨的區(qū)域時，雨水對電波會產(chǎn)生吸收和散射，造成衰減。雷電、雨水越大，干擾衰減越大，當(dāng)雨衰達(dá)到20DB時，就會暫時性的中斷衛(wèi)星廣播，這種情況不多。

目前世界上衛(wèi)星直播系統(tǒng)的傳輸主要DVB-S標(biāo)準(zhǔn)，2005年3月歐共體在DVB-S基礎(chǔ)上提出更高級的DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)，它具有低密度奇偶檢測LDPC和BCH級聯(lián)信道糾錯方式，除使用QPSK調(diào)制外，還使用多種高階調(diào)制方式（8PSK、16APSK、32APSK）等最新技術(shù)的成果，在相同的傳輸條件下比DVB-S容量提高30%。目前我國上星的絕大多數(shù)的數(shù)字電視節(jié)目仍為DVB-S標(biāo)準(zhǔn)的，而我國2008年6月發(fā)射的中星9號（滿足奧運會轉(zhuǎn)播標(biāo)清和高清數(shù)字電視的要求）以及以后發(fā)射的廣播電視通信衛(wèi)星，將采用與DVB-S2性能等價而具有自主知識產(chǎn)權(quán)的ABS-S標(biāo)準(zhǔn)。它們只是信源的壓縮編碼不同，其他相同，比如描述各類信息的內(nèi)容是完全一致的。在DVB-S衛(wèi)星數(shù)字電視信號傳輸中，MPEG音頻編碼分為第一層和第二層，在每一層中又有左右兩個聲道，由于我國現(xiàn)行的電視伴音均為單聲道，因而在每套衛(wèi)星電視頻道的音頻編碼中，都有3個聲道處于閑置狀態(tài)，各省市（區(qū)）的廣播節(jié)目就利用這些空閑聲道進(jìn)行聲音編碼，并與電視伴音同時播出，每路數(shù)字音頻信號占據(jù)的碼率相比視頻極小。衛(wèi)星數(shù)字廣播節(jié)目的播出，被安排在與電視伴音不同的層或同一層不同的聲道上面，大多數(shù)廣播節(jié)目都設(shè)在音頻的第一層，而且都是右聲道播出，也有個別的節(jié)目設(shè)在音頻的第二層播出，這些不同的廣播節(jié)目通過不同的音頻PID碼來區(qū)分；數(shù)字廣播節(jié)目的接收由于衛(wèi)星數(shù)字廣播節(jié)目被安排在與電視伴音不同的層或不同的聲道上，其接收方法也不同，比如，有兩種情況下衛(wèi)星數(shù)字廣播節(jié)目接收的方法與電視伴音在同一層右聲道播出的，數(shù)字廣播節(jié)目接收這種形式的數(shù)字廣播節(jié)目，可使用任何一種衛(wèi)星數(shù)字電視接收機接收時，只要在接收到相應(yīng)省市的電視節(jié)目后，將伴音切換到右聲道就可以，收聽數(shù)字廣播節(jié)目與電視伴音不在同一層的聲道播出的數(shù)字廣播節(jié)目。接收這種形式的數(shù)字廣播節(jié)目，可采用添加PID碼的方法來接收，或使用帶有兩層伴音的衛(wèi)星數(shù)字電視接收機接收。須指出，衛(wèi)星數(shù)字廣播節(jié)目的下行頻率、符號率、極化方式、極化電壓等參數(shù)同步衛(wèi)星電視節(jié)目設(shè)置一樣（在我國通過衛(wèi)星接收機收聽廣播的用戶不多，尤其是在山區(qū)、農(nóng)村）。國內(nèi)許多省市目前均有一套至幾套廣播節(jié)目與衛(wèi)星電視節(jié)目同時播出，在接收衛(wèi)星數(shù)字電視節(jié)目的同時，可以接收衛(wèi)星數(shù)字廣播節(jié)目。同樣，在DVB-C中除了某些頻點也傳輸數(shù)字廣播節(jié)目外，有的頻點還傳輸數(shù)據(jù)、NVOD等信息，更為豐富。

接收機制

此外，DVB-S與DVB-C在搜索節(jié)目上有相似之處，衛(wèi)星接收機（即綜合業(yè)務(wù)解碼器IRD）除了廠家在出廠前設(shè)置一些衛(wèi)星及其節(jié)目（用戶可以重新設(shè)置）正是當(dāng)前接收的且還在服役的衛(wèi)星外，不牽涉到轉(zhuǎn)星或節(jié)目調(diào)整，否則均需要將接收的節(jié)目設(shè)置到對應(yīng)頻點（TP）上的接收參數(shù)即“下行頻率、極化方式、符號率”，也可以在知道該節(jié)目的視音頻PID的情況下，對此進(jìn)行搜索，此法使用較少，因為每次只能搜索到一個節(jié)目。DVB-C上一般有“快速搜索、全頻段搜索、手動搜索”三種形式，其手動搜索需要設(shè)置預(yù)先知道的頻點，方可找到節(jié)目。DVB-C可以一次性地搜索完全網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)字廣播電視節(jié)目，但DVB-S必須每個頻點逐一設(shè)置且存儲下來。先前知道需要接收的衛(wèi)星及其頻點（下行頻率、極化方式、符號率）和較為復(fù)雜的操作機操作，也即稍微內(nèi)行者方可實現(xiàn)。QPSK星座圖離散度大于QAM星座圖的離散度，是因為空間傳輸?shù)母蓴_遠(yuǎn)大于有線信道的緣故，接收的雜散波太多，但由于采用復(fù)雜的糾錯編碼措施，一般情況下不影響收視，在個體衛(wèi)星接收的實際天線調(diào)整中，信號質(zhì)量達(dá)到45%就可以了，達(dá)到85%以上未必是必須的，但對準(zhǔn)衛(wèi)星特別是方位角是必要的。因為數(shù)字電視的收視質(zhì)量是一個矩形圖，在此矩形圖的范圍內(nèi)均是一個相當(dāng)于或高于DVD質(zhì)量的視音頻，超出范圍即出現(xiàn)“峭壁效應(yīng)”。

結(jié)語

DVB-C與DVB-S在壓縮編碼階段的碼流表示是一致的，但在用于糾錯編碼的信道編碼階段差異較大，從而導(dǎo)致組成的傳輸碼流形式之差異也大，這樣一來，在接收端的節(jié)目管理或頻道管理、以及搜索節(jié)目的形式也不一樣，通過全文的分析有助于我們在DVB-C和DVB-S中實踐中減少盲目，提高工作效率。