GBT 16812-1997 NICAM-728卫星电视信道副载波传送数字声技术规范.pdf

'GB/T16812一1997前言本标准是根据我国卫星电视信道具体应用情况以及广播节目传送要求，在理论分析和大量卫星实验的基础上，参照英国广播公司地面电视广播附加传送数字声伴音技术，结合我国的实际情况制定的。本标准扩展了GB11443.4-89的应用范围。本标准的附录A是标准的附录。本标准由中华人民共和国广播电影电视部提出。本标准由广播电影电视部标准化规划研究所归口。本标准起草单位:广播电影电视部广播科学研究院。本标准主要起草人:高少君、季淑芝、柴国理、李康。 中华人民共和国国家标准NICAM-728卫星电视信道副载波传送数字声技术规范GB/T16812一1997TechnicalspecificationforNICAM-728digitalaudiosignaltransmissionwithsatelliteTVchannelsubcarrier1范围本标准规定了卫星电视信道副载波传送数字立体声或两路单声信号的技术要求和格式。本标准适用于中国卫星电视信道副载波传送数字立体声或两路单声信号(NICAM-728)系统。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB3174-1995PAL-D制电视广播技术规范GB11443.4-89国内卫星通信地球站总技术要求第四部分:电视/调频载波通道3术语3.1NICAM-728near-instantaneouslycompandedaudiomultiplex-728准瞬时压扩音频复用，728代表数据传输速率为728kb/so3.2DQPSKdifferentiallyencodedquadraturephaseshiftkeying差分编码正交相移键控。4数据特性4.1数据格式4.1.1帧结构将串行数据流按帧结构划分，每帧728b,帧速率为1帧/ms。其中:8比特帧同步字8kb/s5比特控制信息5kb/s11比特附加数据11kb/s704比特声音/数据及奇偶校验位704kb/s总码率:728kb/s图la,lb是传送立体声、两路单声信号的帧结构。国家技术监督局1997一05一28批准1998一02一01实施 Gs/T16812一19977286奇偶校验位图la传送立体声信号的帧结构(交织前)728b64个样值，每样值116(声音十奇偶位)分配给压缩编码组们和n牛1图lb传送两路单声信号的帧结构(交织前)4.1.2比特交织为了尽可能地降低传输过程中连续多比特错误，对声音编码进行比特交织处理。每帧的728b按以下次序发送:帧同步字5位控制比特11位附加数据比特704b交织声音/数据一一一户一、一一一一‘一一16b1,2......7,89,10,11,12,1314,15,16--·一22,23,24一、-一~--‘25，6乳l。托|J，一26，70，nJ性价44b由，27，71，n5….二4X116气十:.︸:.:.二︸压扩样;二︸值组成16812，l﹄乃丹n.‘............7284.1.3能量扩散加扰为了使传输的数据流频谱成形，信号能量不集中于局部频段，采用了能量扩散加扰技术。实现方法是将伪随机序列发生器(PRSG)产生的伪随机序列代码与待加扰的数据串进行模2加，帧同步字不加扰，帧同步字之后的位是第一个加扰位。能量扩散加扰伪随机序列发生器如图2所示，生成多项式为:二，+z"+1，每帧进行一次初始化，初始字为1111111110 GB/T16812一1997数据加扰散据禁止〔帧同步字期间)初始字一一一一一洲一、I11,,>>IITL一一.TI一月TTL}1TTL--LTL--1T一.—戈少一一一一一异或图2能量扩散加扰伪随机序列发生器4.2编码方式4.2.1帧同步字帧同步字为01001110，最左边的位先发送。4.2.2控制信息码控制信息码由五位组成。其中帧标志位C。规定了16帧的序列，前八个连续帧Co=l，后八个连续帧C,=O,16帧序列的第一帧为Co=l的第一帧，第16帧为C,-。的最后一帧。Cl,C2,C:为应用控制位，规定了704b数据块所载信息类型(见表1).C;为预留控制位，设置1或。均可。C=C,C=C;在连续的16帧里保持不变。表1应用控制位规定704b所载信息应用控制码704比特声音/数据块内容C,CaC000立体声信号，由A信道或B信道样值交替组成010两路单声信号(M和M,)逐帧交替传送100一路单声信号和一个352kb/.的透明数据信号逐帧交替传送110一个704kb/s的透明数据信息4.2.3附加数据11位附加数据比特AD.-AD,o尚待规定。4.2.4声音/数据信息块每帧中最后的704b为声音或数据信息，每帧共传送64个声音样值(D,-D1,)，传送立体声时的帧结构见图la，传送两路单声信号时的帧结构见图16.C,=C,=C=O，传送立体声信号，奇数样值(D,,D3...Dca)传送A声道(左声道)，偶数样值(D2,D,..pb})传送B声道(右声道)。C,=O,C,=1,C,=0，传送两路单声信号，奇数侦传送单声信号M,，偶数帧传送单声信号Mz,Ci=1,Cx=Ca=O，奇数帧传送单声信号，偶数帧传送数据。数据格式尚未规定。 GB/T16812一19974.2.5声音信号4.2.5.1准瞬时压扩NICAM-728系统传送的数字声信号的取样频率为32kHz，每样值以146量化，以2的补码进行编码。为了提高传输效率，在发端，采用准瞬时压扩技术将每样值14b压缩至106，在每样值106之后增加一个奇偶校验位用作错误检测和传送标度系数。准瞬时压扩是以相邻32个样值为一组进行处理。以组中最大取样值来确定标度系数，将1ms内的全部样值按标度系数进行14^10b压缩编码，形成的标度系数将压缩程度信息传送给接收机。图3说明被压缩声音信号的编码。最高有效位最低有效位编码璧纂范围WaD,111，上，1021101.恤.介0)..1J，、00510火又火XXX介01们眨JJ00丫丫X冰火介亡J0nn00又丫义又丫介︺Ur刁1l只XXXXXX‘曰-l丫XX火X又X(001)七J1OX只又X只X义010510X丫XX沐火X火1005几只XX又只01l4JXX丫又冰10ln含XX又又X1lC门乙XXX火X，1l，.1l图压缩掉的数码值x二随意码值图3数字声音14-106压缩声音信号在压缩处理之前进行预加重处理。预加重按照CCITTRec.J17的规定(见附录A).表2为NICAM-728方式声音编码特性概要。4.2-5.2误码保护在每一压缩的tob样值的末尾增加一奇偶校验位，它与10b中的高6b组成偶校验，因此，每样值由106增至11b,在实际传摘过程中，奇偶码还兼任传送标度系数的作用，采用所谓SIP(signalling-in-parity)技术，即在奇偶校验位中传送信息的技术来兼传送标度系数。表3是与每个三位标度系数字有关的编码范围和保护范围。五个编码范围表征了准瞬时压扩过程中，取样组被压缩的程度。除了表征编码范围之外，标度系数还说明七个保护范围。这些信息可用于接收机中对样值的最高有效位提供额外保护。表2声音编码特性概要取样频率32kHz初始分辨率14b/样值压扩特性准瞬时压扩，在32个样值(1ms)信息组中每样值14b压缩至101,压缩样值的编码2的补码(见图3)预加重特性CCITTRec.J17音颇过载电平+14.8dBu>石:2kHz GB/T16812一1997表3编码范围和保护范围编码范围保护范围标度系数R2R,RO第一范围第一范围111第二范围第二范围110第三范围第三范围101第四范围第四范围011第五范围第五范围100第五范围第六范围010第五范围第七范围001第五范围第七范围0004.2-5.3奇偶码兼传标度系数通过修改传送声音信号样值的奇偶校验位来实现传送标度系数。发送立体声信号时，令FE:为与A取样有关的标度系数R2A,RIA,ROA，而FE，为与B取样有关的标度系数R2B,R,B,ROB。如果P为第L个取样的奇偶校验位，则要根据以下关系式，将标度系数的一位与尸，作模2加，将尸修改为P".,P,，二P;①R2Ai=1,7,13,19,25,31,37,43,49P";=P①RIAi=3,9,15,21,27,33,39,45,51P".=P;OROAi=5,11,17,23,29,35,41,47,53尸‘，=P;田人:。2=2,8,14,20,26,32,38,44,50P".=P;①R,Hi=4,10,16,22,28,34,40,46,52P".=P;①ROBi=6,12,18,24,30,36,42,48,54发送两路单声信号时，令FE,为与每帧中前32个取样有关的标度系数R2,=R,.,Ro=;而FE:为与每帧中后32个取样有关的标度系数Rz}+t+Rt}+t+Ro=+t。与传送立体声的情形一样，第i个取样的奇偶校验位P，与相关的标度系数字的一位模2加而修改为PI。但单声情况奇偶校验位的修改与单声信号块的结构有关，其关系式如下:P"i=PORzai=1,4,7,10,13,16,19,22,25P",=P;①R,.i=2,5,8,11,14,17,20,23,26P"i=Pi田Ro=i=3,6,9,12,15,18,21,24,27尸=P;OR_t=28,31,34,37,40,43,46,49,52尸=尸①R,.+,=29,32,35,38,41,44,47,50,53尸=P困Rte,+,=30,33,36,39,42,45,48,51,545调制参数5.，视频和电视伴音的调制特性视频和电视伴音的特性依据GS11443.4-890 GB/T16812一19975.2数字声副载波的调制特性5-2门调制类型差分编码正交相移键控(DQPSK)。将串行数据流依次形成并行比特对(A=,B})，比特对(A.-、.B,)与载波调制后相位变化的关系如表4,表4(A-B=)一载波相位关系A.B.载波相位相对变化0000(相位不变化)01一900(滞后900)10一2700(滞后2700)11一1800滞后1800)5.2.2总码率5.2.2.1总码率为728kb/s,5.2-2.2长期稳定性优于士1X10-1.5.2.3数字声副载波频率5.2.3.17.28MHz,5.2-3.2数字声副载波频率(7.28MHz)的长期稳定性优于士1x10-1.5.2.4数字声副载波引起主载波峰一峰频偏:4.5MH:士。.5MHz,5.2.5传送NICAM-728数字声的卫星电视信道基带示意图。AI视颇信号模拟伴音载濒、1数字声副载频f(MHz)0112345617186"6.28图4传送NICAM-728数字声的卫星电视信道基带示意图5.2.6频谱成形正交调制的基带数据流经过幅频响应为HT()的低通滤波器成形。该滤波器在f<1/t，的所有频率下具有固定的群时延。。。。Kf2t,。、f<去HT(f)=其中‘一丽36410005在接收端，采用相同的低通滤波器。 GB/T16812一1997附录A(标准的附录)音预预加重特性本附录参照采用CCITTRec.J17,音频预加重特性曲线由公式(A1)决定，根据(Al式所计算的预加重特性曲线通过表A1中各点，接收设备的去加重网络特性应与预加重网络特性互补。75十(&j/3000)2L=jolg⋯〔AI)1十(w/3000)2式中:L-插入损耗，dB;。—相对频率(f)的角频率。表A1频率插入损耗kHzdB018-750.0518-700.218.060416.480.813.102.06.984.03.106.41.498101.0110.00.68C(，0注:在测试颇率为800H:时，所侧试的预加重特性曲线与理论特性曲线误差应小于。.25dB.'