用于傳輸衛(wèi)星信號的系統(tǒng)、解碼器和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于衛(wèi)星信號傳輸?shù)膫鬏斚到y(tǒng)、接收機(jī)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知，DVB-S2是由DVB在2003年定義的用于衛(wèi)星傳輸?shù)牡诙鷺?biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)是為各種寬帶衛(wèi)星傳輸應(yīng)用設(shè)計的，這些應(yīng)用諸如標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視(SDTV)和高清晰度電視(HDTV)廣播、用于家庭和專業(yè)用戶的交互式應(yīng)用(例如，因特網(wǎng)接入)、專業(yè)電視貢獻(xiàn)和SNG(衛(wèi)星新聞收集)服務(wù)、向VHF/UHF數(shù)字地面發(fā)射機(jī)的TV信號的分布、數(shù)據(jù)和因特網(wǎng)站點(diǎn)分布(因特網(wǎng)中繼)等。
[0003]基于DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)的傳輸系統(tǒng)可以接受任意輸入數(shù)據(jù)流格式(只要它是數(shù)字的)，諸如像MPEG傳輸流(MPEG-TS)類型的數(shù)字流。
[0004]MPEG-TS數(shù)字流可以或者是單類型或者是多類型的，S卩，它們例如可以傳輸一個或多個電視/無線電節(jié)目、交互式內(nèi)容等等。例如通過使用可變編碼&調(diào)制(VCM)技術(shù)或者在點(diǎn)對點(diǎn)應(yīng)用中使用自適應(yīng)編碼&調(diào)制(ACM)技術(shù)，可以把特定的調(diào)制參數(shù)指定給每個MPEG-TS流。對于每個新的基本數(shù)據(jù)塊，ACM技術(shù)允許改變調(diào)制方案從而改變錯誤保護(hù)水平，因而根據(jù)用戶的接收條件來優(yōu)化傳輸系統(tǒng);事實(shí)上，這些條件會根據(jù)天氣條件而改變。
[0005]當(dāng)調(diào)制器正在使用ACM技術(shù)時，傳輸延遲會根據(jù)自適應(yīng)調(diào)制/編碼方案而變化。為了解決這個問題，DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)提供了使用子系統(tǒng)用于同步輸入數(shù)據(jù)流(可選并且不適用于單個MPEG-TS流)，其通過從調(diào)制器傳輸定時參數(shù)，確保在分組傳輸?shù)慕邮諜C(jī)處的恒定的傳輸比特率和延遲(根據(jù)需要，例如對于MPEG-TS流)。
[0006]根據(jù)DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)MATYPE字段的ISSYI比特的值為I時，在調(diào)制器中激活22比特計數(shù)器，其按與調(diào)制器的符號率Rs相等的頻率計數(shù)。在調(diào)制器中，ISSY(輸入流同步器)字段附于每個分組的末端，有2字節(jié)或3字節(jié)長，并且包括含有在分組進(jìn)入調(diào)制器瞬間的計數(shù)器值的ISCR(輸入流時鐘基準(zhǔn))子字段。ISCR可以長(22比特)或者短(15比特)；在該后一種情況下，ISCR將包含計數(shù)器的15個最低有效比特。當(dāng)前使用中的衛(wèi)星在具有33-36MHZ典型寬度的波段上操作，這些波段在廣播應(yīng)用中允許按例如60Mbit/s的數(shù)量級的比特率在衛(wèi)星應(yīng)答機(jī)上傳輸數(shù)據(jù)。
[0007]超高清晰度電視(UHDTV)服務(wù)(也稱為4K或8K電視)的引入對于每個要傳送的電視服務(wù)需要在17_20Mbit/s的范圍中的傳輸比特率。這使得需要改進(jìn)對當(dāng)前衛(wèi)星提供的發(fā)送/接收容量的利用，最小化每個單個應(yīng)答機(jī)的未使用的發(fā)送/接收容量。
[0008]目前，DVB-S2技術(shù)允許通過使用“統(tǒng)計復(fù)用”在33-36MHZ衛(wèi)星信道上傳送包含3個UHDTV節(jié)目的MPEG-TS流。包含多個節(jié)目的MPEG-TS流也稱為“復(fù)用流(multiplex)”。
[0009]視頻節(jié)目的統(tǒng)計復(fù)用是允許根據(jù)要傳送的各種節(jié)目中的每一個的瞬時視頻編碼需求，在它們之間分割可用比特率的技術(shù)。通過使用可變比特率(VBR)編碼，并且考慮到從視頻節(jié)目獲得給定質(zhì)量所需的比特率隨時間并不恒定、而是根據(jù)要編碼的圖像的類型而改變，以及統(tǒng)計而言，帶寬請求峰值對于包含在復(fù)用流中的節(jié)目并不是同時的。因此，統(tǒng)計復(fù)用允許增大為MPEG-TS的同一總比特率傳送的廣播節(jié)目的數(shù)目。事實(shí)上，表示為可以包含在復(fù)用流中的節(jié)目(或服務(wù))的數(shù)目的由統(tǒng)計復(fù)用提供的增益隨MPEG-TS流的全局比特率和單個節(jié)目所需的平均比特率之間的比率而增大。這是由于MPEG-TS流的全局比特率越低，則衛(wèi)星復(fù)用流內(nèi)未使用的容量越大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明旨在通過提供用于衛(wèi)星信號傳輸?shù)膫鬏斚到y(tǒng)、接收機(jī)和方法來解決這些問題和其他問題。
[0011]特別地，本發(fā)明提供用于衛(wèi)星信號傳輸?shù)姆椒?，其最小化衛(wèi)星通信信道內(nèi)未使用的發(fā)送/接收容量。
[0012]本發(fā)明的基本思想是傳送包含在包括第一分組和一個或多個第二分組的數(shù)據(jù)流中的信號，其中第一分組是經(jīng)由第一傳輸信道傳送的，而所述一個或多個第二分組是經(jīng)由一個或多個第二傳輸信道傳送的，其中所述一個或多個第二傳輸信道與第一傳輸信道不同并且彼此不同。
[0013]參考上述示例，如果生成120Mbit/s的MPEG-TS數(shù)據(jù)流，則可以合理地估計通過使用統(tǒng)計復(fù)用可以在同一復(fù)用流內(nèi)傳送7個或8個UHDTV節(jié)目，即多達(dá)比利用兩個60Mbit/s的MPEG-TS流可以傳送的多兩個的UHDTV節(jié)目。
[0014]然而，現(xiàn)有技術(shù)不允許在傳輸中把MPEG-TS流分割為要在不同衛(wèi)星信道上傳送的幾個不同的流并且隨后在接收機(jī)側(cè)上重構(gòu)所述MPEG-TS流。
[0015]簡而言之，根據(jù)本發(fā)明的方法允許在發(fā)射機(jī)側(cè)把MPEG-TS流分離為要在很多衛(wèi)星傳輸信道上傳送的N個流，并且隨后在已經(jīng)適當(dāng)解調(diào)了所接收的N個信號之后，在接收機(jī)中重構(gòu)原始MPEG-TS流。下面將描述其中N值為2的實(shí)施例。
[0016]本發(fā)明的進(jìn)一步有利特征將在權(quán)利要求中闡明。
【附圖說明】
[0017]本發(fā)明的這些特征以及進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)下列如附圖中示出的實(shí)施例的說明而變得更加明晰，其中附圖通過非限制的示例的方式提供，其中:
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明的衛(wèi)星信號傳輸系統(tǒng)的框圖；
[0019]圖2示出圖1的系統(tǒng)如何分割要轉(zhuǎn)發(fā)給兩個調(diào)制器的分組的示例；
[0020]圖3圖解通用調(diào)制器的一個內(nèi)部分組流；
[0021 ]圖4圖解根據(jù)本發(fā)明的解碼器；
[0022]圖5圖解圖1的衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)的第二實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0023]參考圖1，優(yōu)選地與DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)兼容的根據(jù)本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)I包括至少第一調(diào)制器5和第二調(diào)制器6，第一調(diào)制器5和第二調(diào)制器6分別在彼此不同的第一傳輸信道Ch#l和第二傳輸信道Ch#2上進(jìn)行傳送，其中所述信道Ch#1、Ch#2優(yōu)選地是衛(wèi)星信道。事實(shí)上，這些信道占用有區(qū)別的(非重疊的)頻率和/或不同的極性。此外，在這些傳輸信道Ch#l、Ch#2上傳送的信號優(yōu)選地具有相同的特性，即相同的帶寬B、相同的符號率Rs和完全相同的調(diào)制和編碼參數(shù)。
[0024]然而在不違背本發(fā)明的教導(dǎo)的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠使用多于兩個的調(diào)制器(并且因此多于兩個的傳輸信道和在接收機(jī)側(cè)上相應(yīng)的解調(diào)器)。
[0025]傳輸系統(tǒng)I還包括下列元件:
[0026]—速率適應(yīng)裝置2，也稱為速率適配器，用于按需提供速率適應(yīng)；
[0027]一分離裝置4，也稱為分割器，如果存在則位于速率適應(yīng)裝置2的下游，并且與其信號通信；
[0028]一基準(zhǔn)時鐘7，也稱為時鐘，其保持時間節(jié)拍(beat the time)并且與分離裝置4和調(diào)制器5、6信號通信。
[0029]速率適配器是通常存在于典型數(shù)字調(diào)制器中的子系統(tǒng)，并且如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知，其適應(yīng)輸入MPEG-TS流3的比特率Ri，使得輸出流將具有適合于作為用于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的所述調(diào)制器的輸入而使用的比特率值，其中此比特率適應(yīng)通過插入無效分組進(jìn)行。在MPEG2-TS情況下，速率適配器重新計算并更新包含在音頻/視頻服務(wù)中的所有時間戳。
[0030]在根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用中，速率適配器2接收輸入MPEG-TS流3并且輸出經(jīng)適應(yīng)的MPEG-TS流3b，隨后該適應(yīng)的MPEG-TS流3b輸入給分割器4。事實(shí)上，速率適配器2使MPEG-TS流3的比特率Ri適應(yīng)于由N個傳輸信道Ch#l、Ch#2傳送的總比特率(其中在此示例中N = 2);更具體地，在速率適配器2的輸出處的比特率Ri ’(即經(jīng)適應(yīng)的MPEG-TS流3b的比特率)將等于N*Ru，其中Ru是每個單個調(diào)制器(S2-M0D)5、6按其傳送的傳輸速率或比特率。根據(jù)本發(fā)明，分割器4的下游沒有其他速率適配器。如果由于不需要適應(yīng)而不在鏈路中插入速率適配器，則MPEG-TS流3將直接進(jìn)入分割器4，并且比特率Ri，將與Ri—致。
[0031]應(yīng)當(dāng)注意的是，調(diào)制器5、6會禁用傳輸速率適應(yīng)功能(如果存在的話)，即它們會禁用速率適配器子系統(tǒng)，不然速率適配器子系統(tǒng)將對相應(yīng)的偽流進(jìn)行上述適應(yīng)。此外，通常在調(diào)制器中存在的用于控制輸入MPEG-TS分組的連續(xù)性(基于連續(xù)性計數(shù)器字段的值)的功能也可以優(yōu)選地被禁用。
[0032]還參考圖2，分割器4把經(jīng)適應(yīng)的輸入MPEG-TS流分離為至少兩個偽流3c、3d(N個偽流)，使得第一流將包含例如分組1、3、5、……(1、1+N、1+2*N、……)，第i個流將包含分組(1、i +N、i+2N、……)，第N個流將包含分組2、4、6 (N、2N、3N、……)；隨后將流發(fā)送給這兩個(N個)調(diào)制器5、6，以隨后在傳輸信道Ch#l和Ch#2 (Ch#l、……、Ch#N)上傳送。
[0033]此外，除此處描述的這種各個信道之間的分組分布之外，可以使用不同的分布。通過使用這種信道之間的不同的分布，將有利地可以以DVB-S2多傳輸流模式分配多于一個的MPEG-TS流，從而最小化未使用的波段，例如當(dāng)通過使用三個衛(wèi)星應(yīng)答機(jī)傳送兩個獨(dú)立的MPEG-TS復(fù)用流時。
[0034]由分割器4輸出的MPEG-TS偽流3c、3d具有與MPEG-TS流的比特率Ri’的N分之一相等的比特率Ru，即Ru = Ri’/N，其在圖1和圖2中示出的示例中為比特率Ri ’的一半。假定在時亥IJt第i個分組被發(fā)送給信道Ch#j的調(diào)制器，則下一個分組(i+Ι)將以等于至少一個符號時鐘節(jié)拍的延遲被發(fā)送給下一個信道Ch#(j+1)的調(diào)制器。
[0035]不同于DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的——其未提供在單MPEG-TS模式中使用輸入流同步器(ISSY)，在本發(fā)明中，調(diào)制器5、6將優(yōu)選地通過把在基帶頭部的MATYPE-1字節(jié)中的ISSYI參數(shù)設(shè)置為I來激活I(lǐng)SSY功能。事實(shí)上，當(dāng)ISSYI為I時，DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)需要在每個調(diào)制器中激活22比特計數(shù)器，其按與調(diào)制器的符號率Rs相等的頻率操作。
[0036]根據(jù)上述說明，并且還參考圖3，在通用DVB-S2調(diào)制器內(nèi)，每個MPEG-TS流由分組81的序列組成，最終字段82附到每個分組81。在最終字段82中，輸入計數(shù)器的整體當(dāng)前值(在ISSY長模式中)或者所述當(dāng)前值的15個最低有效比特(在ISSY短模式中)。
[0037]在操作中，所有計數(shù)器最初被對準(zhǔn)并且調(diào)制器5、6被配置在相同的ISSY模式中，使得它們都在ISSY長模式或ISSY短模式中。
[0038]根據(jù)DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)，接收機(jī)使用ISCR字段的內(nèi)容以在調(diào)制器處重構(gòu)MPEG-TS流的時鐘，以使得為每一個單個流確保恒定的比特率和恒定的延遲。
[0039]總而言之，根據(jù)本發(fā)明的