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In telecomunicazioni il DVB-S, acronimo di Digital Video Broadcasting - Satellite, è lo standard del consorzio europeo DVB per una modalità di trasmissione televisiva satellitare. Il sistema prevede la trasmissione in modalità broadcast di un flusso audio/video digitale della famiglia MPEG-2, utilizzando un sistema di modulazione QPSK con codifica di canale concatenata. È il sistema di trasmissione tipico di chi riceve programmi televisivi da satellite attraverso la nota antenna parabolica posta all'esterno dell'edificio ed il decoder satellitare all'interno.

Descrizione tecnica del sistema di trasmissione

Con riferimento alla figura, descriviamo brevemente le caratteristiche e lo scopo di ciascun blocco di elaborazione.

Codifica di sorgente e multiplazione (MUX) MPEG-2: un flusso video, uno audio e uno dati sono multiplati insieme a costituire un flusso di programma MPEG-2 PS (MPEG-2 Programme Stream). Uno o più flussi di programma costituiscono un flusso di trasporto MPEG-2 TS (MPEG-2 Transport Stream); tale flusso rappresenta la sequenza digitale che viene trasmessa e ricevuta nei set-top box (STB) domestici. Il bit rate ammessa per il trasporto MPEG-2 dipende principalmente dalla larghezza di banda del transponder posto a bordo del satellite: essa può variare da circa 19 a circa 68 Mbps (si veda la figura in fondo per l'elenco completo).
Adattamento di MUX e dispersione d'energia: il flusso di trasporto MPEG-2 viene identificato come una sequenza di pacchetti dati di lunghezza fissa pari a 188 byte. Con una tecnica chiamata dispersione d'energia (scrambling), la sequenza di byte viene quindi non correlata.
Codificatore esterno: un primo livello di protezione viene fornito ai dati trasmessi, usando un codice a blocchi non binario di tipo Reed-Solomon RS(204,188), che permette la correzione di un massimo di 8 byte errati per ogni pacchetto di 188 byte.
Interleaver esterno: si utilizza una tecnica di interleaving convoluzionale per mescolare la sequenza di dati trasmessa, in modo da renderla più robusta in caso di lunghe sequenze di errori.
Codificatore interno: un secondo livello di protezione è affidato all'uso di un codice convoluzionale binario con perforazione, che spesso viene indicato nei set-top box con il termine FEC (Forward Error Correction). I valori di codifica ammessi sono cinque: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8.
Modulatore QPSK: questo blocco effettua la modulazione in banda-base digitale della sequenza di bit, producendo una sequenza di simboli. Il metodo di modulazione utilizzato è QPSK.
Sagomatura in banda-base: il segnale QPSK è opportunamente filtrato con un filtro a coseno rialzato, che permette di diminuire le interferenze mutue del segnale in ricezione.
DAC e front-end: il segnale digitale viene opportunamente trasformato in un segnale analogico, grazie ad un convertitore digitale-analogico (DAC, Digital to Analog Converter), ed infine modulato a frequenza radio (11-12 GHz) dal front end ad RF.

Bit rate disponibili per un sistema DVB-S, assumendo un rapporto tra banda a -3 dB e symbol rate pari a 1.28 (modulazione QPSK e coefficiente di roll-off pari a 0.28). I valori espressi in corsivo sono in Mbps.

Descrizione tecnica del sistema di ricezione

In ricezione, il set-top box contiene tutti i circuiti necessari ad effettuare la demodulazione e la decodifica del segnale ricevuto, utilizzando tecniche duali a quelle descritte per la trasmissione.

Front-end e ADC: il segnale analogico ad RF viene portato in banda base e trasformato in un segnale digitale, grazie all'uso di un convertitore analogico-digitale (ADC, Analog to Digital Converter).
Demodulazione QPSK
Decodifica interna: si utilizza l'algoritmo di Viterbi.
Deinterleaving esterno
Decodifica esterna
Riadattamento di MUX
Demultiplazione MPEG-2 e decodifica di sorgente

Il segnale DVB-S, utilizzando frequenze elettromagnetiche più elevate rispetto alle telediffusioni terrestri, è soggetto a maggiore interferenza da parte dei disturbi da precipitazioni e la trasmissione diventa altamente disturbata o interrotta in casi di pioggia moderata o forte.

Bibliografia

ETSI EN 300 421 V1.1.2 (1997-08), Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite services, scaricabile dal sito ETSI