1、Rap. UIT-R BO.2008-1 1RAPPORT UIT-R BO.2008-1RADIODIFFUSION NUMRIQUE MULTIPROGRAMME PAR SATELLITE(Question UIT-R 217/11)(1995-1998)Rap. UIT-R BO.2008-11 IntroductionLe prsent Rapport, qui rpond la Question UIT-R 217/11 donne des informations de fond recueillies pendant laprparation des Recommandatio
2、ns UIT-R BO.1211 et UIT-R BO.1294.Le champ dapplication des Recommandations est la radiodiffusion directe par satellite de signaux de tlvision destins tre capts par les antennes de petit diamtre, quutilisent, par exemple, les systmes rception directe chez leparticulier (DTH, direct-to-home), antenne
3、 de rception collective (SMATV, satellite master antenna television) ou station dalimentation de rseau cbl. Cependant, certaines Questions associes ont galement t traites, comme lesproblmes de compatibilit de dbit binaire ou les techniques de modulation et de codage canal utilises par lesinstallatio
4、ns de Terre, SMATV et cbles.La manire dont les tudes ont t organises est rsume la Fig. 1.Une liste des sigles utiliss dans le prsent Rapport se trouve au 9.2 Codage de source et multiplexageEn toute logique, les systmes de radiodiffusion vidonumrique (DVB, digital video broadcasting) par satellite s
5、erontlabors partir de normes volutives comme:1) pour le codage dimage: Norme internationale ISO/CEI 13818-2;2) pour le codage du son: Recommandation UIT-R BS.1196;3) pour le multiplexage: Norme internationale ISO/CEI 13818-1.Pour des raisons de compatibilit, les fournisseurs de services numriques de
6、 tlvision multiprogramme destins parailleurs tre reus par les installations SMATV doivent connatre les valeurs de dbit binaire caractristiques dessystmes SMATV (Doc. 10-11S/68).2.1 Architecture de compression vido MPEG-2La norme de compression vido MPEG-2, soit la Norme ISO/CEI 13818-2, dfinit une s
7、yntaxe ou un langage qui doittre compris par un dcodeur compatible MPEG-2. Un flux de donnes MPEG-2 dcrit exactement quelles sont lesactions quun dcodeur compatible MPEG-2 doit prendre pour reconstituer la squence vido dorigine.Larchitecture et la syntaxe globales MPEG-2 ont t conues de sorte quun d
8、codeur MPEG-2 soit un dispositifbeaucoup plus simple quun codeur MPEG-2. Ce fait est trs important dans les applications de radiodiffusion o il y atypiquement un seul codeur pour plusieurs milliers ou millions de dcodeurs. Ce type darchitecture rduitconsidrablement le cot global du systme.Pour une a
9、pplication donne, certains paramtres fondamentaux MPEG-2 peuvent tre slectionns pour tablir larsolution statique, le temps dacquisition, lutilisation de trames B et dautres caractristiques fondamentales. La gammede paramtres utilise dans un systme donn dterminera les exigences fondamentales de compa
10、tibilit pour lesdcodeurs du systme.Toute squence vido donne peut tre code en flux de donnes compatibles avec la syntaxe MPEG-2, de diffrentesmanires, en utilisant diffrents algorithmes de compression. Chacun de ces flux de donnes compatibles avec la syntaxeMPEG-2 sera diffrent des autres, et cependa
11、nt, quand ils seront prsents un dcodeur compatible MPEG-2, ilspourront tous donner des squences vido de sortie semblables aux squences originales dentre du codeur.2 Rap. UIT-R BO.2008-1FIGURE 1Organisation des travauxQuestion UIT-R 217/11missions de tlvision numrique multiprogramme dans un rpteur de
12、 satelliteQuels sont: le dbit binaire minimal par programme, les exigences de qualit de fonctionnement, les techniques de modulation etde codage, la structure de multiplexage, la capacit de la liaison en lments de service, la sensibilit au brouillage.?Rapport UIT-R BO.2008Radiodiffusion numrique mul
13、tiprogramme par satelliteIl contient des informations sur: Multiplexage et codage de source Codage canal Modulation Accs aux canaux satellite Recherche dlments communs aux divers supports Exemple de systmes de radiodiffusion numriquemultiprogramme par satellite Faisabilit dexigences communes de fonc
14、tionnementpour la rception de la tlvision multiprogramme parsatelliteRecommandation UIT-R BO.1211Systmes numriques dmission multiprogramme detlvision, son et donnes, pour satellites exploits dans lagamme de frquences 11/12 GHzElle recommande denvisager dappliquer la structure detrame, le codage des
15、canaux et les mthodes de modulationdu systme DVB-S spcifis dans llaboration parconvergence dune norme universelle pour lintroduction deservices de tlvision numrique multiprogramme parsatellite avec liaison descendante dans la gamme defrquences 11/12 GHzRapporteur spcial analyse les lments communs en
16、tre les systmesexistants dfinit et dcrit les fonctions dun modle de systmegnrique identifie les processus et lensemble minimal deparamtres des diffrents sous-systmes dfinit les interfaces internes entre les modules dusystme gnrique et les interfaces externes du systmeAnnexe 1 au Rapport UIT-R BO.200
17、8Faisabilit dexigences communes de fonctionnement pourla rception dmissions de tlvision multiprogramme parsatellite. Architecture et estimations de cots Modle de rfrence gnrique visant les exigencescommunes de fonctionnement dun IRD de satellite lments universels dun IRD de satellite Estimations de
18、cots Rsum des caractristiques des systmes de tlvisionnumrique multiprogramme par satelliteRecommandation UIT-R BO.1294Caractristiques fonctionnelles communes respecterpour la rception dmissions de tlvision numriquemultiprogramme par des satellites dans la gamme defrquences 11/12 GHzElle recommande:
19、quun des systmes de transmission dcrits soitslectionn au moment de mettre en uvre des servicesde tlvision numrique multiprogramme par satellite que les lments universels des caractristiquesfonctionnelles communes dun rcepteur-dcodeurintgr (IRD, integrated receiver-decoder) servent debase la mise en
20、uvre des services dans les rgions oplusieurs systmes coexistent ou pourraient coexisterdans lavenir que dautres tudes aient lieu en ce qui a trait auxavantages dinclure dautres fonctions essentielles dIRDde satellite non spcifies dans la prsente Recom-mandationRap. UIT-R BO.2008-1 3Un point importan
21、t noter est que les algorithmes de codage les plus efficaces peuvent donner une qualit vido desortie meilleure, en utilisant moins de bits par squence, que les algorithmes moins efficaces. Cela veut dire que toutesquence vido donne peut tre comprime en un flux binaire compatible MPEG-2 de plusieurs
22、manires, certainestant plus efficaces que dautres.Les codeurs MPEG-2 sont des dispositifs assez complexes, et les algorithmes de codage utiliss dans ces codeurs sontconstamment raffins et amliors. On sattend ce que ces amliorations continuent encore pendant quelque temps.Les dcodeurs MPEG-2 employs
23、actuellement dans de nombreux systmes numriques multiprogramme oprationnelssont conus de manire pouvoir dcoder correctement tout flux de donnes compatible avec la syntaxe MPEG-2.Ainsi, ces dcodeurs ne deviendront pas dsuets, car les codeurs seront amliors rgulirement au moyen dalgorithmesde codage p
24、lus efficaces.Les codeurs vido MPEG-2 peuvent donc tre amliors et mis jour sur une priode de temps, sans ncessiter de mise jour du matriel ou du logiciel au dcodeur. Il sagit l dune caractristique prcieuse de larchitecture vido MPEG-2,car elle permet des amliorations techniques futures de lefficacit
25、 de la compression vido MPEG-2 sans ncessiter demodification des dcodeurs MPEG-2.2.2 Mthodes de multiplexage statistiqueDes techniques ont t mises au point dans lindustrie de lquipement de radiodiffusion pour fournir des codeursMPEG-2 fonctionnant avec un dbit binaire variable. Cette technique met p
26、rofit la nature statistique des squencesvido, en attribuant une capacit de canal plus grande aux squences difficiles et une capacit de canal moins grande auxsquences plus faciles.Des algorithmes de multiplexage statistique sont dj utiliss dans de nombreux systmes, mais on croit que des progrstechniq
27、ues importants sont encore possibles dans ce domaine.2.3 Nombre de programmes par rpteurLe nombre de programmes pouvant tre achemins par un rpteur dpend dun certain nombre de paramtres. Cesparamtres comprennent le dbit dinformation disponible, le type du format de la source vido utilise (composante
28、oucomposite), la qualit globale du contenu de source vido, la rsolution vido, le caractre critique du contenu vidodans sa relation avec lalgorithme de compression (par exemple, type de contenu de programme) et la qualit vidodsire.tant donn ltat actuel de la technologie de compression vido, le Tablea
29、u 1 donne les gammes de dbit binairedinformation par programme, qui conviennent pour assurer une qualit de tlvision dfinition normale (TVDN).TABLEAU 1Exemples de dbits binaires par programme pour la TVDNOn peut estimer le nombre de programmes qui peuvent tre achemins par un rpteur en rpartissant le
30、dbit binairetotal dinformation du rpteur entre les services vido et audio choisis. Une certaine capacit doit aussi tre rserve auxcanaux dinformation sur les programmes et de donnes daccs conditionnel.On sattend ce que de futurs progrs de la technologie de compression, des mthodes de multiplexage sta
31、tistique et ducodage de transmission augmentent de manire importante le nombre des programmes actuellement achemins par unrpteur donn.Films 2,5 4 Mbit/sContenu ducatif 2,0 4 Mbit/sContenu gnral 3 7 Mbit/sSports 5 11 Mbit/sAudio associ (Deux canaux stro)(1)64 256 kbit/s(1)Des dbits binaires nettement
32、 suprieurs seraient ncessaires pourle son multicanal ambiance.4 Rap. UIT-R BO.2008-12.4 Identification dune stratgie pour distinguer les flux de transport MPEG-2 parmi lesapplicationsDans les systmes MPEG-2, les lments privs peuvent se dfinir individuellement selon chaque application. Lecadre de la
33、recommandation portant sur les donnes dinformation sur les programmes et de service pour les systmes deradiodiffusion numrique qui utilisent les lments privs a t tabli par le Groupe de travail 11D, en 1994. Mais deslments privs diffrents sont incorpors dans les systmes DVB ou dans dautres systmes. D
34、ans le cadre de laCommission dtudes 9 de la normalisation des tlcommunications, des tudes sur des guides de programme et desoutils de navigation ont aussi t entames par un Rapporteur spcial.Si cette question ne fait lobjet daucune unification, du brouillage mutuel entre les parties dfinies de manire
35、 prive seproduira dans le rcepteur. Ce problme sera vit si les systmes spcifiques sont identifis dans le contexte du flux detransport.On estime que ce point est essentiel pour raliser linteroprabilit des systmes numriques de radiodiffusion. Parconsquent, des tudes devraient tre effectues la Commissi
36、on dtudes 11 des radiocommunications en cooprationavec les Commissions dtudes, les Groupes de travail et les Groupes daction connexes au sein de lUIT-R et de lUIT-T,ainsi quau sein de lISO/CEI, pour la ralisation dune stratgie unifie.3 Codage canalLe codage canal recouvre les oprations suivantes: di
37、spersion dnergie, codage externe, entrelacement, codage interne etfiltrage en bande de base.Il serait souhaitable de se rapprocher dun systme commun de codage canal afin de permettre une compatibilit plustendue entre diffrents systmes, comme lexplique lAnnexe 1.4 ModulationPlusieurs techniques de mo
38、dulation de canal se prtent une utilisation bord dun satellite. La technique la plusrpandue parmi les systmes qui sont actuellement mis en place ou ltude est la modulation MDP-4, qui offre uncompromis satisfaisant entre la densit de puissance spectrale du satellite, la robustesse en prsence des non-
39、linaritsinhrentes aux rpteurs de satellite et la simplicit de mise en uvre du rcepteur-dcodeur intgr (IRD, integratedreceiver-decoder).On a tudi galement les problmes de compatibilit entre les techniques de modulation utilises bord du satellitedune part, et celles qui interviennent dans les systmes
40、de radiodiffusion de Terre ou par cble dautre part. En utilisantla mme technique de modulation, on pourrait obtenir une compatibilit maximale des missions numriques.Le multiplexage par rpartition orthogonale de la frquence (MROF) et les techniques monoporteuse de modu-lation MAQ ou bande latrale rsi
41、duelle sont galement ltude pour la radiodiffusion vidonumrique de Terre.Dautres travaux Cominetti et autres, 1993, ainsi que le Doc. 10-11S/136, indiquent quavec la technique MROF, lapuissance dmission du satellite nest pas exploite de manire optimale. En outre, ces techniques de modulationncessiten
42、t une puissance de rpteur suprieure et prsentent linconvnient davoir une sensibilit leve auxdistorsions de non-linarit de lamplificateur tube ondes progressives (ATOP).Il faut noter que ces conclusions prliminaires sur la technique MROF ne sont applicables qu la rception directe surdes antennes fixe
43、s, qui nest pas sujette aux affaiblissements par trajets de propagation multiples ou slectifs. Dans le casdes rcepteurs de tlvision mobiles ou portatifs, les avantages de la technique MROF en termes de marge pour lesaffaiblissements slectifs pourraient compenser les inconvnients qui rsultent de la p
44、uissance supplmentaire ncessaireet des distorsions de non-linarit dues aux ATOP. Des techniques de compensation par galisation sont nanmoins ltude pour la modulation MDP-4, qui devraient permettre de rgler le problme pos par la propagation multiple. Silon devait sintresser davantage la rception tlvi
45、suelle mobile par satellite, il faudrait effectuer un complmentdtude sur les technologies MROF et MDP-4 avec compensation.5 Accs aux canaux satelliteDeux techniques permettent dassurer la diffusion tlvisuelle multiprogramme avec un seul rpteur de satellite: lessystmes daccs par multiplexage rpartiti
46、on dans le temps (AMRT) et par rpartition en frquence (AMRF).Rap. UIT-R BO.2008-1 5Avec la technologie AMRT, les programmes de tlvision numrique sont multiplexs dans le temps sur une porteuseunique, alors quavec la technologie AMRF, ils sont achemins par N porteuses indpendantes qui utilisent en par
47、tage lamme largeur de bande de rpteur. Le Document 10-11S/135 (octobre 1993) compare ces deux techniques dans les casde figure suivants: modulation MDP-4 avec dbit de codage convolutif de 3/4, dbits binaires utiles compris entre 34 et45 Mbit/s, largeur de bande du rpteur de 36 MHz. Il serait galement possible dassurer des dbits binaires du mmeordre dans des largeurs de bande de rpteur comprises entre 24 et 33 MHz, en modifiant le dbit de codage en cons-quence. Les rsultats tabliss
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