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實現多媒體衛星通信系統的關鍵技術

瀏覽:5134  來源:通信人在線  日期:2010-06-16
 

數字多媒體廣播(DMBDigital Multimedia Brodcasting)是通信和廣播融合的新概念。它融合了衛星廣播、有線電視和互聯網等多種傳輸手段,除了可以提供傳統的音頻廣播內容外,還可以提供諸如新聞、交通信息等高質量的語音服務和多樣化的數據服務,并提供雙向的移動接受服務。DMB可以通過衛星廣播也可以通過地面無線廣播方式來實現。在我國自己研制了,數字多媒體廣播(DMB)標準稱之為CMMB,欲了解的請進入。

衛星DMB業務是將數字視頻或音頻信息通過DMB衛星進行廣播,由移動電話或其它專門的終端實現移動接受。具體的網絡構成包括衛星DMB廣播中心、DMB衛星、直放站和接收終端等。實現DMB衛星系統應包括以下關鍵技術:

1、多媒體PC隨著計算機技術的發展,80年代出現了多媒體計算機的概念和技術,使計算機能實時處理語音、文字、圖形、圖像、動畫和視像等多媒體信息,并且具有交互性。不同層次的多媒體計算機軟硬件標準也相繼出臺。隨著多媒體計算機日益普及和信息高速公路的相繼建成,用戶對多媒體網絡通信的需求也在不斷增加。時至90年代,多媒體計算機系統已是計算機發展的一個主流方向,應用多媒體技術則是90年代計算機系統的時代特征。

2、壓縮技術到目前為止,數據壓縮技術已發展得相當成熟。數據壓縮可以為通信系統在時間、頻帶、能量上帶來高效率,其技術隨著通信手段的發展而發展。自:1980年以來,國際標準化組織(ISO)、國際電工委員會(IEC)、國際電信聯盟(ITU)陸續制定了各種數據壓縮與通信的標準和協議,為多媒體技術的實用化作出了巨大貢獻。其中ISO對靜止圖像壓縮編碼的JPEG系列標準和對運動圖像壓縮編碼的MEPG系列標準以及ITUH.26x系列標準已成為多媒體壓縮編碼的公認標準。

3、衛星技術由于多媒體系統對頻寬的需求相當苛刻(依目前歐美各家設計的系統而言,至少需要500MHz帶寬,有些系統甚至需要2500MHz),所以使得多媒體衛星通信系統所能選擇的頻段極為有限。從國際電信聯盟(ITU)的規劃看,多媒體衛星通信系統選擇Ka,波段(上行頻率為28GHz,下行頻率為20GHz)比較合適。但Ka波段的降雨衰減相當大,因此,在多媒體衛星通信系統設計中應慎重考慮衛星功率受限問題。地面用戶系統基本用VSAT方式,天線直徑最小0.5m,可大至2.5m(依傳輸數據速率而定)。低軌系統的接收天線要有追蹤的功能。天線系統設計以蜂窩式天線覆蓋圖做同頻再用。在低軌系統中,星上可用相控陣天線。同步軌道系統可用多饋源或相控陣天線形成蜂窩式覆蓋圖。因為系統采用蜂窩式覆蓋,為求得高的傳輸效能,蜂窩間的聯系應是機動的,每一個通信郵包必須在星上處理后再發射回地面,因此要求衛星上的處理器具有根高的工作量。

4、多媒體數據格式由于多媒體信息包括語音、數字、圖形、圖像、視頻等各類信息,功能要求千差萬別,數據壓縮方法各異,所以為了有效讀取各種數據并使其協調工作,需要制定特定的多媒體數據格式,對多媒體系統加以支持。另外多媒體數據可能存放在分布網絡(DN)上,為了支持多用戶讀取,也需要多媒體數據有統一的格式。為此,ISO/IEC JTC1/SC29/WG12ITU SG /Q9成立了多媒體與超媒體信息編碼專家組MHEG),MHEG首先將聲、文、圖、形等基本信息單元抽象為多媒體與超媒體信息對象(簡稱MH對象),然后提出了信息技術--多媒體與超媒體信息對象的編碼表示,并于1993年將此作為ISO CD13522標準草案,簡稱MHEG標準。該標準的目標是為各個領域開發出來的多媒體應用確立一個通用基礎,因而它特別注重交互性和多媒體同步、實時表現、實時交換、最終形式表現等幾方面。MHEG在標準的設計中采用了面向對象的方法,但它對于標準的實施卻并不是必須的。

5、多謀體同步多媒體信息的同步大致可分為兩類:一類是連續同步,即兩個以上實時連續媒體流之間的同步,如音頻與視頻之間的同步;另一類是時間驅動同步,即一個或一組相關事件發生與因此引起的相應動作之間的同步。在多媒體通信中,可采用緩沖和反饋法(用于單媒體向步)以及時間戳法(用于媒體同步)實現信息同步。目前針對各種應用已經開發出了大量的多媒體同步模型和方法。如Escobar等人提出了一種基于近似同步時鐘的多業務流同步協議,支持分布式應用同步和不同多媒體流之間的同步;YavatkerLakshman提出了多信息流會話協議,支持分布式協作應用中的時間和因果同步。

6、網絡技術現有的各種通信網,都只能在一定程度上支持多媒體通信。如采用傳統電路交換方式窄帶綜合業務數字網(N-ISDN),其基本速率接口只能傳輸音頻和可視電話質量的視頻信號,卻很難傳輸高分辨力電視(HRV)、直播電視、電話會議等。寬帶綜合業務數字網(B-ISDN)是最適合多媒體通信的網絡,它采用異步傳輸模式(ATM),能夠靈活地傳輸、交換不同類型(如聲音、圖像、數據、文本等)、不速率、不同性質(如實發性、連續性、離散性)、不同性能要求(如延遲、抖動、誤碼等)、不同方式(如面向連接、無連接等)的信息。

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