基本介紹
- 中文名：IRD
- 外文名：Integrated Receiver Decoder
- 概念：綜合解碼衛星接收機
- 分類：衛星電視IRD、有線電視IRD
簡介,測量方法探討,基本測試系統組成,基本測量方法,單頻網同步音頻 IRD 系統關鍵性分析,IRD的信道解碼部分,IRD的TS解復用和音頻解碼部分,
簡介
分類：
根據廣播方式的不同，IRD分為衛星電視IRD、有線電視IRD和地面廣播電視IRD。
根據使用場合的不同，IRD又分為家用（Consumer）和商用（Commercial）兩大類。前者適用於家庭，有遙控、螢幕選單顯示等功能；後者常用於有線電視前端的集體接收，要求有更高的質量、可靠性和更多的接口。
優點：
數字IRD比模擬IRD有如下優點：
- 數字IRD 接受的圖像基本與傳送端一致；
- 完全消除色亮干擾、微分增益和微分相位失真引起的圖像畸變；
- 長距離數字傳輸不會產生噪聲積累；
- 便於加工處理、保存、多工制和加密處理；
- 節約頻譜資源。
我國暫定了IRD的標準，即《數字壓縮衛星接收IRD暫行技術要求》。
從TS到節目：
從衛星接收下來的信息、信號，或加入其他的數據均要按照標準達成MEPG2碼流，形成固定長度（188bytes）的TS進行傳輸。
為了讓這么TS能夠被IRD正常解碼，同時需要下發一些引導信息（PSI），從而能夠完成從TS到具體節目的過程。
IRD調諧到頻點後，開始解表最後構成節目。
測量方法探討
同模擬衛星電視相比，數字衛星電視系統具有獨特的優點。國產的數字衛星接收機越來越多，為了維護用戶的 利益，保證IRD的質量，國家頒布了“ 數字衛星壓縮接收機技術要求 ( 暫行 ) ” 第二版。依據上述要求，進行IRD測量方法的探討。
基本測試系統組成
由數字視頻信號發生器產生的符合MEPG一2一DvB一 S 標準測試信號送人測試發信機，進行信道編碼的 處理和QSPK調製及變頻，產生符合MEPG一2一DVB一 S 標準的信號後，與噪 聲源產生的噪聲混合，然後送人RID，IRD 的視頻、音頻輸出連線相應的測量儀器進行音、視頻指標的測量。
基本測量方法
① 門限值Eb/ No的測量：
當信號處於門限點附近時，收端C/N值下降會引起S/N急劇變化，此時稱為數字傳輸中的“ 峭壁效應 ” 。此時若誤碼過大會使接收畫面出現“ 靜幀” ，傳輸靜態圖像時會誤認為正常狀態。為了準確地確定門限點，在信號源中應置 活動圖像輸出。從小到大以零點一分貝逐 步調節可變衰減器， 即C/ N由大到小，直到彩色監視器的畫面出現誤碼，即所謂的“ 馬賽克 ” 時，用頻譜儀測 出 IRD 收端的 No 值，然後測出發射機的單載波功率C，Eb 計算公式為：Eb= C 一LgIR。從而求出 Eb/No 。
② 覆蓋範圍的測量：
按照頻率範圍的要求 ( 950 一 215o MHz 或 950 -1750MHz )，將信道發信機輸出載頻置於低端頻率，調整 IRD接收頻率，使IRD 輸出圖像正常：以同樣方法使 IRD 在高端輸出圖像正常；此時說明IRD滿足頻率範圍。否則 ，逐漸提高或降低信道發信機輸出頻率，直到IRD 輸出圖像正常為止。此時的頻率範圍即為 IRD 的頻率覆蓋範圍。
③ 字元率的測量 ：
根據暫行技術要求，字元率為 2一45MHz/s，且連續可調。可在發信機上由低到高置出所要求的各種字元率， 在IRD 上置出相應字元率，RID 輸出圖像正常，則滿足要求，否則 ，說明不符合要求。
④ 音、視頻指標的測量：
在進行視頻指標測試前，按要求將相應的參數、條件置好，並使 DI R 的輸出信號工作在門限以上，根據不同 的視頻指標要求，正確選擇數位訊號發生器的測試信號，利用視頻分析儀進行測量。 一般設定的條件如下： 輸人載波電平： c =一50dBm 或取 一75 一 30dBm 的中間值 )；輸人載波頻率： fo=1450 MHz ( 或取 950 一 1750 MHz 的中間值 )；字元率 ( Rs ) ： 4。4MHz/s；RS 編碼率 ( RS) ：188/ 204；卷積編碼率( Cr ) ：3 /4。
⑤ 功能與物理接口的測試：
對於一些功能和物理接口的測試，如調天線用強度顯示、可以在監視器顯示屏上檢測，也可在IDR 面板上顯 示；為檢查接收機是否同時有SPCP 和 MCPC 功能，可令信號發生器產生一 路或多路信號，檢驗IRD 是否可以接收一 路或多路信號； 為檢查頻譜倒置功能， 可以外接一高頻振盪器以模擬一 低本振頻率輸出的信號，若DIR 能自動識別，則DIR有頻譜倒置功能。對於所有的功能與物理接口都須予以測試。
⑥ 編碼、系統條件及參數、產品兼容性的測試：
對於MPEG 一 /2DVB 標準一致性測試，包括系統視、音頻，符號率變化範圍，QPSK 解調技術性能等等， 採用碼率分析儀檢測TS流是否符合MEPG 一 2/ DVB 各項參數指標要求。檢測各廠家IRD 產品的兼容性時，用廠 家的RID 接收數字衛星電視節目，或者對其中一廠家的編碼系統用不同廠家的IRD 接受，觀測接收畫面是否正常 。
⑦ 電磁兼容、安全性等性能的測量：
為避免帶外信號對其他設備引起干擾，IRD 需進行電磁兼容測試，RID 產生的帶外干擾主要是二本振信號，在測試過程中應對此加以重視。在正常情況下，帶外信號 比帶內信號低與 35dB。電磁兼容、安全性等性能應按國標給出的測試方法進行測試。
單頻網同步音頻 IRD 系統關鍵性分析
針對用於組建基於衛星傳輸信號源的傳統音頻廣播單頻網的同步衛星 IRD 系統的技術特性要求，通過對衛星 IRD 系統中與音頻輸出延時和抖動等技術指標密切相關的信道解碼、解復用及音頻解碼等環節工作時序的深入分析，提出相應以降低音頻輸出延時、減小抖動為目的的電路結構和算法的選擇和最佳化意見。為改進同步衛星 IRD 系統的相關技術指標提供了基礎數據，為分析單頻網覆蓋工程建設中的相關問題和提高單頻網覆蓋質量提供了理論依據和解決方案。
IRD的信道解碼部分
IRD 的信道解碼部分主要功能就是糾錯，在此不再累述，關注的是這一部分對輸出時間延時和抖動的影響。而這部分正是同步音頻 IRD 系統產生處理延時主要環節之一，如何最佳化各部分的解碼算法，處理好各個環節的時序分配，以儘量減少碼流輸出延時，避免抖動，是同步音頻 IRD 系統對這一部分關注的首要問題。
1、內碼解碼：
維特比解碼器是內碼解碼其的核心部分，解碼過程相對複雜，因此輸出延時相對較大，而且不同算法間的輸出延時相差能差幾倍甚至幾十倍。常使用流水線技術來最佳化解碼速度。這一部分對系統延時的影響只發生系統初始階段，當然也包括 QPSK 解調信號丟失又恢復的時候。
2、解交織：
內碼解碼完成後要進行的是解交織，解卷積交織器和卷積交織器是一樣的，整個 DVB-S 的卷積交織 / 解卷積交織的延時為 M×(I-1)×I = 17×11×12 = 2244 個時鐘周期。雖然解交織有較長的延時，但他的延時是穩定沒有抖動的，滿足同步音頻 IRD 系統的要求，不必過多考慮。
3、外碼解碼：
外碼解碼即 RS (204，188) 解碼，RS 解碼理論（請參考相關文獻）可知 RS(204，188) 解碼大概可以分為以下 4 步來實現：
1） 用接收到的碼字 r (x) 計算伴隨式 s (x)。
2）利用 BM 算法計算錯誤位置多項式 σ(x) 和錯誤值多項式 ω(x)。
3） 利用錢氏搜尋找出錯誤位置。
4） 利用 Forney 算法計算錯誤值，與同步 FIFO 所存貯的接收碼字相異或得到正確的傳輸碼字。
外碼解碼環節雖然結構複雜，但由於同步音頻 IRD 系統只關心不穩定的時序，所以此環節對同步音頻IRD 系統影響不大。
4、解隨機化：
在 IRD 的信道解碼的最後一個環節是解隨機化，這個環節只要將 RS 解碼器輸出的數據再次執行信道編碼時的操作即可解隨機化，操作簡單明了，電路結構也不複雜，固定的延時也僅僅是 15 位暫存器的延時而已。
IRD的TS解復用和音頻解碼部分
解復用和音頻解碼是密切相關的兩部分，因為音頻解碼的時序是由解復用過程中產生的時間碼來控制的。因此，為分析 IRD 的這部分工作時序，必須解復用和音頻解碼作為一個整體環節分析。在 DVB-S 系統中這部分主要作用是將節目傳輸流還原成音視頻信息，但由於 TS 中含有多種與時間相關的信息，就是這些時間信息控制著 IRD 系統最終音頻輸出的延時和抖動。所以這一環節的設計方案和算法是否得當，對IRD 系統整體的延時抖動指標起著決定性的作用。
這樣的 PCR 抖動幅度對於一般 IRD 系統，即使不做任何PCR 處理，接收也不會造成任何影響，但作為同步音頻 IRD系統而言，為了達到μs 級輸出穩定，還是需要進行更加精確的 PCR 校正。校正的方法有多種，因而就出現了多種方案同步音頻 IRD 系統，但使用校正的方法不同，同步輸出的效果亦不相同。最直接的方案是給同步音頻 IRD 系統提供一個外部的標準的 27MHz 時鐘和一個秒脈衝，來源一般是取自 GPS系統。秒脈衝主要用來同步 IRD 系統解復用器中緩衝解碼的標誌 ；用 27MHz 的時鐘產生計數值來重寫 PCR，但是由於PCR 要求是編碼器中的 27MHz 時鐘的計數，而這個時鐘和本地 27 MHz 時鐘還是有誤差的，所以效果一般 ；如果此方案能將編碼器端同時輸入外部標準的 27MHz，效果將會得到改善。
要得到良好的校正效果必須保證 ：1) 接收到的傳送流中的 PCR 在傳輸過程中沒有經過破壞 ；2) 本地 27MHz 時鐘和編碼器端 27 MHz 時鐘的誤差不能太大，為保證這一點，可以通過 TS 中的 PCR 信息，用一個 PLL 將本地 27 MHz 時鐘和編碼器端的 27MHz 時鐘鎖定在一起，減小二者之間的誤差。
