DVB开发指南
1. 基本知识
DVB,数字电视广播,一般按其传输方式,分为:
? C—有线 ? S—卫星 ? T—地面 数字电视的传输流程
(多路)原始节目流+节目表+节目指南+……
↓时分复用 传输(TS)流 ↓调制,高频搬移 载波传输 ↓接收,降频 中频信号(调制信号)
↓解调 TS流
↓解时分复用
──────────────────── 多路原始节目流 节目表 节目指南 ……
信源调制/解调
将原始音视频数字信号采用数字算法进行编码(得到ES流)的过程即为信源调制;将编码信号进行反向编码运算的过程称为信源解调。俗称编码和解码。
DVB规范里面有一系列关于编码和解码的标准,DVB标清节目采用的最多的视频编码标准是MPEG2,而音频编码则为AC-3。除此以外,在高清的场合下,有MPEG4,H.264等等更大的标准协议族来规范编解码算法。 信道调制/解调
信道调制指将数字信号加载到传输载波进行传输的过程,比如DVBS将以QPSK方式将TS流调制,DVBC以QAM将TS流调制,DVBT以COFDM调制TS流等。作为接收端为了得到TS流就必须以对应的方式反向进行,此过程就是解调了。
2. DVBS
上行/下行
前端将TS流调制发送给转播卫星为信号的上行,下行则是转播卫星将信号广播到地面。上行和下行自然采用不同的波段和频率,是否使用相同的调制方式并不确定。 转发器
卫星信号通过QPSK方式调制,其中频信号的范围是950MHz~2150MHz。转播卫星将这个范围的中频信号分段,每段对应一个转发器,一个中心频率,我们就以中心频率来指代转发器。转发器相关的参数有中心频率,极化方向,符号率,前向纠错码等等。除了中心频率,其他的参数对于带宽有要求,这样每个转发器中心频率确定后,就对于其所占用的频道带宽有了限制,自然的,在每个转发器的中心频率带宽范围内,就不可能有其他的转发器信号存在,(除非相邻的转发器覆盖不重叠的地面范围),否则地面接收其就无法还原信号。
转发器的参数:
? 波段
? C低于5150MHz的载波频率 ? Ku高于5150MHz的载波频率
? 极化方向,卫星广播信号有两种极化方式,线性极化和圆极化
? 线性极化
? 水平方向 ? 垂直方向 ? 圆极化
? 左旋圆极化 ? 右旋圆极化
? 前向纠错码,一般可见到的是1/2,3/4,5/6,7/8。分子为流信号中的有
效数据占比,剩下的就是纠错码所占比重。比如3/4表明信号分成4份,其中有一份是纠错码,剩下3份是有效信号。自然的,前向纠错码越大,纠错数据占比越小,那么出错不能恢复的概率就越大,信号质量自然就小了。
? 符号率,单位:波特率。QPSK信号每个符号可携带两个bit的数据,因
此大约可估算某个转发器下的TS流动数据传输率:
S×2×fec
其中S是符号率,fec为前向纠错码,因此符号率27500Kps,前向纠错码3/4的转发器,其每秒传输的数据大约为27500*1000*2*3/4=41.25Mbits。 关于带宽的大致估算: ±S/2
因此对于两个相邻的转发器,如F1/S1,F2/S2,且F1>F2,如果F1-S1/2 天线,俗称的“锅”,对于C波段信号,接收天线为圆球面的反射设备,其反射信号交叉于圆球队中心处;Ku波段信号,接收天线为抛物面的反射设备,反射信号位于抛物面的焦点处。因此,C波段信号和Ku波段信号天线的安装方式是不一样的,前者叫做正馈(天线),后者叫做偏馈(天线)。 LNB,本振/降频器,安放于天线的反射焦点处。 LNB中有有个部件叫做极化片,它的作用是选择某个极化方向的信号。如果是线性极化的LNB,那么只有符合极化片设定的线极化信号才能通过LNB,而圆极化信号则不受控制的通过LNB,如果是圆极化的LNB,那么只有符合设定的圆极化信号才能通过LNB,线性极化信号则不受控制的通过LNB。LNB的极化方向的设定受机顶盒控制,这就是机顶盒的13/18V信号。极化方式和极化方向的关系如下表所示: 机顶盒控制信号 LNB类型 信号类型 水平信号 线性极化 13V 圆极化 垂直信号 左旋 右旋 水平信号 垂直信号 左旋 右旋 水平信号 线性极化 18V 圆极化 垂直信号 左旋 右旋 水平信号 垂直信号 左旋 右旋 通过 X V V V V V V X V X V V V V X V 若前所述,空中的信号是调制后的,经过搬移后的信号,其频率非常高,LNB的作用就是把高频搬移的信号再搬移到中频范围(950~2150MHz)内,其计算方法为 f=Abs(F0-FLNB) 其中F0是转发器中心频率,FLNB是LNB本振频率,f就是搬移后的中频频率。 需要注意的是,此处LNB是不加选择的将所有接收到的信号都搬移到中频频率,所以这里经过LNB后得到的是所有频率,而不是某一个频率。 射频处理,选择通过的某个单一频率信号,常用的芯片如:rda5812,zl10039,stb6000等等。信号的选择是由机顶盒控制的,一般通过qpsk解调芯片的IIC总线转发主控芯片的选择指令来完成,经过射频处理之后,非选择的信号就被挡在外面了。 信道解调,QPSK,将调制的信号解调得到TS流。从此之后,就进入完全的数字信号处理阶段了。常见的QPSK处理芯片如海尔的hi3103.