安杰 甘肅省廣播電影電視總臺(tái)微波傳輸中心工程師

WU2009 DVB ENCODER(編碼器) 的組成及工作原理探討

安杰 甘肅省廣播電影電視總臺(tái)微波傳輸中心工程師

主要介紹了該編碼器的組成、工作原理及主要技術(shù)引用。

視/音頻的A/D轉(zhuǎn)換；MPEG-2編碼壓縮；ES流打包；擾碼；RS碼編碼；卷積交織；卷積碼—?jiǎng)h除型卷積碼編碼；反向分復(fù)接器；FEC前向糾錯(cuò)；HDB3碼

1、組成

WU2009電視編碼器主要由圖像層、編碼壓縮層、系統(tǒng)復(fù)用層、傳輸復(fù)用層、傳輸層，即FEC前向糾錯(cuò)控制層（信道編碼）、輸出接口層、顯示控制層、AC220V輸入的電源模塊等組成。

（1）圖像層：完成視/音頻信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換；

（2）編碼壓縮層：完成視/音頻信號(hào)的編碼壓縮和數(shù)據(jù)碼流的分組即打包；

（3）系統(tǒng)復(fù)用層：完成各種數(shù)據(jù)包的復(fù)用及調(diào)整。

（4）傳輸復(fù)用層：完成三個(gè)節(jié)目信號(hào)的復(fù)用及調(diào)整。

（5）傳輸層：完成FEC前向糾錯(cuò)控制編碼，即信道編碼；

（6）輸出接口層：完成把串行的加有糾錯(cuò)碼的TS傳輸流經(jīng)三元碼HDB3碼型變換成9路標(biāo)準(zhǔn)的E1（2Mb）接口，DB3×25針的3×SPI、3×ASI并行輸出口。

（7）顯示控制層：完成LCD顯示、鍵盤(pán)操作控制及初始化系統(tǒng).

2、工作原理

WU2009電視編碼器，同時(shí)能對(duì)三套電視的模擬/數(shù)字視/音頻信號(hào)進(jìn)行編碼壓縮，F(xiàn)EC前向糾錯(cuò)編碼的數(shù)字傳輸。每一套電視的模擬/數(shù)字視/音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)各自的A/D轉(zhuǎn)換，MPEG-2編碼壓縮，視/音頻基本流ES打包、系統(tǒng)層復(fù)用后，三套數(shù)字電視的188包結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)碼流即節(jié)目流，又經(jīng)傳輸復(fù)用成一路564包結(jié)構(gòu)的總傳輸流TS，又經(jīng)過(guò)擾碼，在加入糾錯(cuò)碼（加入監(jiān)督碼元及加入校驗(yàn)碼元）即TS流經(jīng)過(guò)FEC前向糾錯(cuò)控制（信道編碼）的具有極強(qiáng)糾較短突發(fā)差錯(cuò)的長(zhǎng)RS碼編碼后，又進(jìn)行交織碼編碼（卷積交織），將TS碼流中串有較長(zhǎng)突發(fā)差錯(cuò)離散成若干個(gè)獨(dú)立、不相關(guān)的隨機(jī)差錯(cuò)，在糾隨機(jī)差錯(cuò)的卷積碼編碼器后，為了提高編碼效率，又經(jīng)刪除型卷積編碼器，刪除卷積碼中某些特定位置上的符號(hào)，而輸出了用刪除型卷積碼編碼的傳輸流TS。這時(shí)，加有糾錯(cuò)碼的TS流變?yōu)?12包的TS流。該TS傳輸流又經(jīng)編碼器內(nèi)置的E1反向分復(fù)接器，能夠?qū)⒕幋a器輸出的612包結(jié)構(gòu)的TS流轉(zhuǎn)化為G·703標(biāo)準(zhǔn)的9個(gè)E1（2Mb）接口。如編碼器輸出的經(jīng)過(guò)FEC信道編碼后，加有糾錯(cuò)碼的612包結(jié)構(gòu)的TS傳輸流，數(shù)碼率為12/18/24Mbps，則通過(guò)E1反向分復(fù)接器后分別轉(zhuǎn)換為6/9/12個(gè)符合ITU-G·703標(biāo)準(zhǔn)的E1（2Mb）接口。該編碼器的輸出接口為9個(gè)2Mb的E1接口和3個(gè)25針的SPI接口，其他3×8M/HDB3、3×34M/HDB3、3×45M/HDB3接口為選件。

總之，WU2009 DVB 編碼器能同時(shí)對(duì)3套電視節(jié)目的3個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼傳輸。它的編碼壓縮、FEC前向糾錯(cuò)控制方式完全遵循MPEG2/DVBS的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，它也有3組DB25針SPI的RS232數(shù)據(jù)輸出接口，可以和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遙控。它提供的9個(gè)E1（2Mb）接口能夠與SMART復(fù)接器的9個(gè)E1（2Mb）接口實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)了它與45MB/S數(shù)字微波系統(tǒng)的通連。

3、WU2009 DVB編碼器的主要技術(shù)引用

（1）、編碼器視/音頻的編碼壓縮、系統(tǒng)復(fù)用、傳輸復(fù)用均采用MPEG-2編碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)，圖像質(zhì)量很好。

（2）、編碼器采用擾碼器進(jìn)行對(duì)TS復(fù)合信號(hào)進(jìn)行擾碼，使“0”、“1”等概傳輸，便于收端提取時(shí)鐘同步信號(hào)。

（3）、編碼器采用FEC前向糾錯(cuò)控制（信道編碼）技術(shù)，符合DVB-S的糾錯(cuò)控制標(biāo)準(zhǔn)，是將RS內(nèi)碼編碼、卷積交織技術(shù)、卷積碼編碼—?jiǎng)h除型卷積碼編碼的內(nèi)碼編碼結(jié)合起來(lái)的FEC前向糾錯(cuò)控制技術(shù)，糾錯(cuò)能力很強(qiáng)。

其中，長(zhǎng)RS碼是糾錯(cuò)碼流中存在較短突發(fā)錯(cuò)誤的外碼，具有很強(qiáng)的糾錯(cuò)能力；而卷積交織是對(duì)抗較長(zhǎng)突發(fā)錯(cuò)誤的級(jí)聯(lián)碼，它將碼流中混有較長(zhǎng)的突發(fā)錯(cuò)誤，以時(shí)間分集法分散成各個(gè)獨(dú)立的、不相關(guān)的、隨機(jī)差錯(cuò)，然后，用糾隨機(jī)差錯(cuò)的卷積碼—?jiǎng)h除型卷積碼去糾錯(cuò)。卷積碼—?jiǎng)h除型卷積碼是糾隨機(jī)差錯(cuò)的內(nèi)碼。

（4）、為了提高信道卷積碼編碼的效率，引入了刪除型卷積碼。即將卷積編碼器輸出的卷積碼的某些特定位置上的“符號(hào)”刪除后形成的一種編碼方式。

（5）、采用帶有破壞點(diǎn)“V”的取代節(jié)000V或者B00V的三元碼HDB3碼作為數(shù)據(jù)信號(hào)TS流的傳輸碼型時(shí)，提高了數(shù)字信號(hào)的傳輸效率，在收端易提取時(shí)鐘同步信號(hào)，易于檢錯(cuò)，無(wú)直流分量。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.04.038

安杰，男、大專(zhuān)學(xué)歷，甘肅省廣播電影電視總臺(tái)微波傳輸中心工程師。