用于传输卫星信号的系统、解码器和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于卫星信号传输的传输系统、接收机和方法。
【背景技术】
[0002]已知，DVB-S2是由DVB在2003年定义的用于卫星传输的第二代标准。此标准是为各种宽带卫星传输应用设计的，这些应用诸如标准清晰度电视(SDTV)和高清晰度电视(HDTV)广播、用于家庭和专业用户的交互式应用(例如，因特网接入)、专业电视贡献和SNG(卫星新闻收集)服务、向VHF/UHF数字地面发射机的TV信号的分布、数据和因特网站点分布(因特网中继)等。
[0003]基于DVB-S2标准的传输系统可以接受任意输入数据流格式(只要它是数字的)，诸如像MPEG传输流(MPEG-TS)类型的数字流。
[0004]MPEG-TS数字流可以或者是单类型或者是多类型的，S卩，它们例如可以传输一个或多个电视/无线电节目、交互式内容等等。例如通过使用可变编码&调制(VCM)技术或者在点对点应用中使用自适应编码&调制(ACM)技术，可以把特定的调制参数指定给每个MPEG-TS流。对于每个新的基本数据块，ACM技术允许改变调制方案从而改变错误保护水平，因而根据用户的接收条件来优化传输系统;事实上，这些条件会根据天气条件而改变。
[0005]当调制器正在使用ACM技术时，传输延迟会根据自适应调制/编码方案而变化。为了解决这个问题，DVB-S2标准提供了使用子系统用于同步输入数据流(可选并且不适用于单个MPEG-TS流)，其通过从调制器传输定时参数，确保在分组传输的接收机处的恒定的传输比特率和延迟(根据需要，例如对于MPEG-TS流)。
[0006]根据DVB-S2标准，当MATYPE字段的ISSYI比特的值为I时，在调制器中激活22比特计数器，其按与调制器的符号率Rs相等的频率计数。在调制器中，ISSY(输入流同步器)字段附于每个分组的末端，有2字节或3字节长，并且包括含有在分组进入调制器瞬间的计数器值的ISCR(输入流时钟基准)子字段。ISCR可以长(22比特)或者短(15比特)；在该后一种情况下，ISCR将包含计数器的15个最低有效比特。当前使用中的卫星在具有33-36MHZ典型宽度的波段上操作，这些波段在广播应用中允许按例如60Mbit/s的数量级的比特率在卫星应答机上传输数据。
[0007]超高清晰度电视(UHDTV)服务(也称为4K或8K电视)的引入对于每个要传送的电视服务需要在17_20Mbit/s的范围中的传输比特率。这使得需要改进对当前卫星提供的发送/接收容量的利用，最小化每个单个应答机的未使用的发送/接收容量。
[0008]目前，DVB-S2技术允许通过使用“统计复用”在33-36MHZ卫星信道上传送包含3个UHDTV节目的MPEG-TS流。包含多个节目的MPEG-TS流也称为“复用流(multiplex)”。
[0009]视频节目的统计复用是允许根据要传送的各种节目中的每一个的瞬时视频编码需求，在它们之间分割可用比特率的技术。通过使用可变比特率(VBR)编码，并且考虑到从视频节目获得给定质量所需的比特率随时间并不恒定、而是根据要编码的图像的类型而改变，以及统计而言，带宽请求峰值对于包含在复用流中的节目并不是同时的。因此，统计复用允许增大为MPEG-TS的同一总比特率传送的广播节目的数目。事实上，表示为可以包含在复用流中的节目(或服务)的数目的由统计复用提供的增益随MPEG-TS流的全局比特率和单个节目所需的平均比特率之间的比率而增大。这是由于MPEG-TS流的全局比特率越低，则卫星复用流内未使用的容量越大。
【发明内容】
[0010]本发明旨在通过提供用于卫星信号传输的传输系统、接收机和方法来解决这些问题和其他问题。
[0011]特别地，本发明提供用于卫星信号传输的方法，其最小化卫星通信信道内未使用的发送/接收容量。
[0012]本发明的基本思想是传送包含在包括第一分组和一个或多个第二分组的数据流中的信号，其中第一分组是经由第一传输信道传送的，而所述一个或多个第二分组是经由一个或多个第二传输信道传送的，其中所述一个或多个第二传输信道与第一传输信道不同并且彼此不同。
[0013]参考上述示例，如果生成120Mbit/s的MPEG-TS数据流，则可以合理地估计通过使用统计复用可以在同一复用流内传送7个或8个UHDTV节目，即多达比利用两个60Mbit/s的MPEG-TS流可以传送的多两个的UHDTV节目。
[0014]然而，现有技术不允许在传输中把MPEG-TS流分割为要在不同卫星信道上传送的几个不同的流并且随后在接收机侧上重构所述MPEG-TS流。
[0015]简而言之，根据本发明的方法允许在发射机侧把MPEG-TS流分离为要在很多卫星传输信道上传送的N个流，并且随后在已经适当解调了所接收的N个信号之后，在接收机中重构原始MPEG-TS流。下面将描述其中N值为2的实施例。
[0016]本发明的进一步有利特征将在权利要求中阐明。
【附图说明】
[0017]本发明的这些特征以及进一步的优点将根据下列如附图中示出的实施例的说明而变得更加明晰，其中附图通过非限制的示例的方式提供，其中:
[0018]图1是根据本发明的卫星信号传输系统的框图；
[0019]图2示出图1的系统如何分割要转发给两个调制器的分组的示例；
[0020]图3图解通用调制器的一个内部分组流；
[0021 ]图4图解根据本发明的解码器；
[0022]图5图解图1的卫星传输系统的第二实施例。
【具体实施方式】
[0023]参考图1，优选地与DVB-S2标准兼容的根据本发明的传输系统I包括至少第一调制器5和第二调制器6，第一调制器5和第二调制器6分别在彼此不同的第一传输信道Ch#l和第二传输信道Ch#2上进行传送，其中所述信道Ch#1、Ch#2优选地是卫星信道。事实上，这些信道占用有区别的(非重叠的)频率和/或不同的极性。此外，在这些传输信道Ch#l、Ch#2上传送的信号优选地具有相同的特性，即相同的带宽B、相同的符号率Rs和完全相同的调制和编码参数。
[0024]然而在不违背本发明的教导的情况下，本领域技术人员将能够使用多于两个的调制器(并且因此多于两个的传输信道和在接收机侧上相应的解调器)。
[0025]传输系统I还包括下列元件:
[0026]—速率适应装置2，也称为速率适配器，用于按需提供速率适应；
[0027]一分离装置4，也称为分割器，如果存在则位于速率适应装置2的下游，并且与其信号通信；
[0028]一基准时钟7，也称为时钟，其保持时间节拍(beat the time)并且与分离装置4和调制器5、6信号通信。
[0029]速率适配器是通常存在于典型数字调制器中的子系统，并且如本领域技术人员已知，其适应输入MPEG-TS流3的比特率Ri，使得输出流将具有适合于作为用于根据现有技术的所述调制器的输入而使用的比特率值，其中此比特率适应通过插入无效分组进行。在MPEG2-TS情况下，速率适配器重新计算并更新包含在音频/视频服务中的所有时间戳。
[0030]在根据本发明的应用中，速率适配器2接收输入MPEG-TS流3并且输出经适应的MPEG-TS流3b，随后该适应的MPEG-TS流3b输入给分割器4。事实上，速率适配器2使MPEG-TS流3的比特率Ri适应于由N个传输信道Ch#l、Ch#2传送的总比特率(其中在此示例中N = 2);更具体地，在速率适配器2的输出处的比特率Ri ’(即经适应的MPEG-TS流3b的比特率)将等于N*Ru，其中Ru是每个单个调制器(S2-M0D)5、6按其传送的传输速率或比特率。根据本发明，分割器4的下游没有其他速率适配器。如果由于不需要适应而不在链路中插入速率适配器，则MPEG-TS流3将直接进入分割器4，并且比特率Ri，将与Ri—致。
[0031]应当注意的是，调制器5、6会禁用传输速率适应功能(如果存在的话)，即它们会禁用速率适配器子系统，不然速率适配器子系统将对相应的伪流进行上述适应。此外，通常在调制器中存在的用于控制输入MPEG-TS分组的连续性(基于连续性计数器字段的值)的功能也可以优选地被禁用。
[0032]还参考图2，分割器4把经适应的输入MPEG-TS流分离为至少两个伪流3c、3d(N个伪流)，使得第一流将包含例如分组1、3、5、……(1、1+N、1+2*N、……)，第i个流将包含分组(1、i +N、i+2N、……)，第N个流将包含分组2、4、6 (N、2N、3N、……)；随后将流发送给这两个(N个)调制器5、6，以随后在传输信道Ch#l和Ch#2 (Ch#l、……、Ch#N)上传送。
[0033]此外，除此处描述的这种各个信道之间的分组分布之外，可以使用不同的分布。通过使用这种信道之间的不同的分布，将有利地可以以DVB-S2多传输流模式分配多于一个的MPEG-TS流，从而最小化未使用的波段，例如当通过使用三个卫星应答机传送两个独立的MPEG-TS复用流时。
[0034]由分割器4输出的MPEG-TS伪流3c、3d具有与MPEG-TS流的比特率Ri’的N分之一相等的比特率Ru，即Ru = Ri’/N，其在图1和图2中示出的示例中为比特率Ri ’的一半。假定在时亥IJt第i个分组被发送给信道Ch#j的调制器，则下一个分组(i+Ι)将以等于至少一个符号时钟节拍的延迟被发送给下一个信道Ch#(j+1)的调制器。
[0035]不同于DVB-S2标准所规定的——其未提供在单MPEG-TS模式中使用输入流同步器(ISSY)，在本发明中，调制器5、6将优选地通过把在基带头部的MATYPE-1字节中的ISSYI参数设置为I来激活ISSY功能。事实上，当ISSYI为I时，DVB-S2标准需要在每个调制器中激活22比特计数器，其按与调制器的符号率Rs相等的频率操作。
[0036]根据上述说明，并且还参考图3，在通用DVB-S2调制器内，每个MPEG-TS流由分组81的序列组成，最终字段82附到每个分组81。在最终字段82中，输入计数器的整体当前值(在ISSY长模式中)或者所述当前值的15个最低有效比特(在ISSY短模式中)。
[0037]在操作中，所有计数器最初被对准并且调制器5、6被配置在相同的ISSY模式中，使得它们都在ISSY长模式或ISSY短模式中。
[0038]根据DVB-S2标准，接收机使用ISCR字段的内容以在调制器处重构MPEG-TS流的时钟，以使得为每一个单个流确保恒定的比特率和恒定的延迟。
[0039]总而言之，根据本发明的