高标清同播时期卫星接收的几个注意问题

目前，广西电视台的卫星频道正处在高标清同播时期，并且地面频道逐步向高清播出过渡。制作节目开始更多地希望信号源是高清信号，特别是在台外现场直播活动中，越来越多的卫星信号源加入到高清行列中。在高标清同播这一特殊时期，稳定的卫星信号接收、正确的画面幅型转换是安全播出的重要保障。工作人员要清楚在这一时期，卫星接收信号用于同播节目时应该注意的问题。

一、DVB-S2标准

由于HDTV、VOD、PPV、交互业务等多种业务的开展，卫星传输系统需要提供比过去更多的传输能力，适应多样性的业务需求。2003年DVB组织发布了DVB-S2系统，也就是欧洲的第二代卫星广播系统，这也是现在通过卫星方式交换高清节目的主要标准。与DVB-S相比，DVB-S2在技术上有很大改进，其特点如下。

（一）纠错编码使用低密度奇偶校验编码(LDPC)与BCH码级联，可提供除QPSK外的多种具有更高频带利用率的调制方式，如8PSK、8ASK、16APSK、32APSK。在相同的传输条件下，相比DVB-S，提高传输容量约30%至35%。

（二）支持1/2,3/5,2/3,3/4,4/5,5/6,7/8等多种FEC。现在的接收机一般都提供该项参数的自动识别功能。

（三）升余弦滚降系数α支持0.35、0.25、0.2三种选择，而不只是DVB-S标准中固定的0.35。α越小，频谱利用率越高。相比DVB-S，提高了频谱利用率。

（四）提供了灵活的数据接口匹配方式，可以接受包括MPEG-2传送流在内的各种格式的单或多数据流，这些数据流可以是离散（异步）的，也可以是连续（同步）的。

（五）还在物理层上引入了帧结构，通过同频字、信令、导频等辅助接收机实现快速帧同步和载波恢复，并为不同的业务应用提供了底层接口。

二、误码率（BER）

接收机维特比译码输出达到误码率BER≤1×10-7，才能保证解码图像和伴音正常。如果BER再增大，达到1×10-6级别及以上，解码图像将会发生停顿或者马赛克现象，严重时将会中断解码。

三、载噪比（C/N）、载噪比余量（C/N Margin）、Eb/No门限值

在接收机的状态显示页面中可以查看到载噪比（C/N）、载噪比门限值余量（C/N Margin）、接收门限（Eb/No）等的信号状态值，不同品牌接收机给出的种类有所不同。大家熟悉和经常谈论的是C/N，而对其余两个参数未深入了解。

Eb/No门限值是数字卫星接收机的一项重要指标。Eb为二进制码元信号能量，No为单位频谱的噪声功率，Eb/No门限值越小越好。通常FEC=1/2时，门限值为4.5dB，FEC=2/3时为5.0dB，FEC=3/4时为5.5dB，FEC=5/6时为6.0dB，FEC=7/8时为6.4dB。国标要求Eb/No门限值≤5.5dB（FEC=3/4）。当接收信号的Eb/No＞5.5dB，接收机载噪比C/N的变化不会影响图像的信噪比S/N；当接近门限值5.5dB时，接收机C/N的下降会引起S/N的急剧劣化，信号误码率会剧增，甚至无法解码出电视图像，即发生了数字信号传输中的“峭壁效应”。因此，在数字电视卫星传输中要留有充足的C/N门限值余量（C/N Margin），才能保证解码输出稳定优质的图像。

根据国际通信卫星组织Intelsat关于Eb/No与BER关系的规定，可以推算出在实际的卫星传输全程链路上，卫星接收机内Eb/No门限值与误码率BER的关系如下。

根据接收机的传输性能要求，当采用FEC=3/4 Eb/No=8.3 dB 时，BER≤1×10-7，则接收端C/N≥10.5 dB。在实际应用中，通常当接收机Eb/No≤7.5 dB 时，BER≥1×10-6，接收机解码图像开始出现抖动、马赛克、静帧等现象，严重时接收不到信号。所以在日常卫星传输中必须要保证接收端C/N＞10 dB。

可见，误码率、信噪比和载噪比之间关系非常密切，但因卫通系统是典型的功率受限系统，所以不能为降低误码率而刻意提高载噪比，比如简单地推高发射功率，必须认真地测试调整卫星传输全程链路。另外，应该选购门限值低的接收机，以相对提高接收端载噪比。

四、导频（Pilot）

现在的数字高清卫星接收机中，部分品牌设备提供了导频开启和关闭选项，但很少有人了解该项功能的作用。其实，不懂使用该项功能也就削弱了高清接收机的能力。

随着电视台的卫星接收业务的需求增加，卫星接收系统规模不断扩大，系统结构复杂度也随之提高，因此电缆传输距离长、电缆对不同频率信号衰减不同、经过设备环节多、环境温度和电源电压不稳定等因素增加了卫星信号在进入接收机之前引入干扰的可能性。

2003年发布的DVB-S2标准在物理层引入了帧结构，通过导频辅助接收机实现载波恢复。我们可以开启接收机提供的导频功能，进行自动增益控制（AGC）和自动斜率控制（ASC），保证输入接收机的载波电平的稳定，以利于接收机捕获和跟踪信号，从而增强接收机的稳定接收解码能力。在实际接收DVB-S2标准的卫星信号时，如果接收效果不佳，同时又排除了接收设备和线路故障问题，可以尝试打开接收机的导频功能，改善接收效果。

五、AFD和幅型变换

我国的电视产业经过几十年的发展，有大批4:3格式的电视系统和设备正在运行，而且在不久的将来仍将使用；现已归档的海量的4:3标清节目素材仍会在高清频道中被引用，一般采用镶边（Pillar Box）或者拉伸（Stretch）方式上变换；而新采集、制作的16:9高清节目素材也会应用到标清频道中，一般采用信箱（Letter Box）或者挤压（Squeeze）方式下变换。这些因素均将导致在节目制作、播出和交换的各个环节中两种幅型比混合存在，而且这个阶段会持续相当长的时间。

随着高清电视节目收视需求增加，电视台逐步提高了高清信号源和播出节目的比重，并要兼顾标清频道的同步播出。随着宽屏电视普及，电视台已经开始优先照顾16:9电视屏幕效果，越来越多的标清频道在播出高清信号源时开始采用挤压方式下变换，这样能保证观众在观看标清节目时，能够获得与高清节目同样比例的观看效果。

另外，为了省却同播频道采用两版节目（高清一版、标清一版）的繁琐操作，电视台开始通过在SDI信号或者MXF文件中嵌入AFD信息实现幅型变换自动适应。AFD（Active Format Description）是活动图像格式描述的缩写。它用于描述一个视频编码帧中，人们感兴趣的那部分活动图像的显示格式。AFD可以嵌入在MPEG视频流、基带SDI信号的辅助数据区和MXF文件内的元数据区，实际播出中可以在HD/SD-SDI信号流和MXF文件中写入AFD信息，达到自适应选择宽高比变换方式的目的。

上述高标清变换应用在改善电视观众收看效果的同时，也增加了卫星接收业务的复杂度，必须特别注意处理好接收标清节目信号的画面幅型，否则容易因为幅型变换处理不当，影响观看效果，甚至造成播出事故。对于相同输入信号源，不同品牌接收机内置的幅型变换方式不尽相同，早期的接收机的幅型变换方式比较简单，多数为厂家设定的变换方式，不可修改；现在的接收机能够灵活指定幅型变换方式，甚至还可以插入AFD信息。

在实际工作中务必谨慎使用AFD，如果技术系统没有统一调整以适应AFD自动变换幅型，则不应在信号或者文件中嵌入AFD信息，避免发生画幅意外变换的状况。与此同时，电视节目交换前后方应积极沟通保证信息通畅，重视检查具备幅型变换功能的设备，诸如上/下变换器、帧同步、编码器、卫星接收机等，避免“错误”变换画面幅型而引起播出事故的操作。

六、结语

以上只是我们在高标清同播节目中发现的一些问题和总结的解决方法。随着高标清同播的进一步发展，会出现更多的高清信号源，也会出现新问题需要解决，我们要不断实践，不断提高。