A transmissão digital via satélite definida pela norma DVB-S (ETS300421) determina quais as transformações aplicadas no transport stream impostas pelo meio devido à necessidade de se ter uma taxa de erros reduzida. Para atingir esse objectivo é necessária uma codificação de canal robusta e uma modulação com grande imunidade ao ruído.

O canal utilizado para fazer a transmissão tem como característica mais restritiva a limitação de potência de retransmissão e como característica mais favorecedora uma largura de banda relativamente elevada. Na Figura 3 encontra-se representado o sistema de transmissão DVB via satélite.

Figura 3

A entrada deste sistema é um transport stream proveniente de um multiplexer de transporte. Cada bloco do sistema de transporte tem uma função especifica.

A dispersão de energia, usualmente referida como scrambling, tem como objectivo reorganizar os bits numa sequência pseudo-aleatória, pseudo random binary sequence (PRBS). A reorganização dos bits elimina longas sequências de “uns” ou “zeros” consecutivos de forma a garantir a sincronização do receptor por aumento do número de transições binárias. Permite ainda obter um espectro uniforme à saída do modulador o qual minimiza o efeito de não linearidade do canal. A função de scrambling é implementada com base num gerador polinomial de posição dos bits da forma (1+n¹⁴+n¹⁵), de notar a necessidade de implementação de um sistema idêntico no receptor para realizar a função de descrambling.

A codificação Reed-Solomon  consiste na utilização de um código de blocos que adiciona redundância ao sinal a transmitir. O código é caracterizado por três parâmetros (n, k, t),em que n representa o tamanho do bloco após codificação, k representa o tamanho do bloco original e t representa o número de símbolos que é possível corrigir. O código utilizado é do tipo RS(204,188,8). A redundância, sob a forma de 16 bytes adicionados a cada pacote do transport stream de 188 bytes, resultando em pacotes de 204 bytes, permite a correcção até 8 bytes errados por pacote. O aumento relativo de símbolos a enviar, overhead, é relativamente baixo . A estrutura de um pacote está representada na Figura 4, onde se indica também o byte de sincronização que é o primeiro de cada sequência de oito pacotes, utilizado para que o descrambler identifique o início da sequência.

Figura 4

O espalhamento temporal, interleaving, tem como objectivo aumentar a robustez dos códigos RS de correcção de erros, espalhando no tempo os bytes de cada pacote de forma a não serem transmitidos sequencialmente. Assim, mesmo que ocorram mais que oito bytes errados consecutivamente no tempo a probabilidade de pertencerem ao mesmo pacote é extremamente reduzida.

A codificação convolucional complementa a codificação Reed-Solomon aumentando a redundância em 100%. O codificador convolucional transforma o bitstream à entrada em dois bitstreams à saída, aumentando o code rate para o dobro, . Os dois bitstreams constituem as entradas I e Q do modulador QPSK do transmissor DVB-S. A redundância introduzida, 100%, pode ser reduzida através da remoção de alguns bits, puncturing, obtendo-se taxas de codificação normalizadas,  ,  ,  ,  e.

A formatação de banda de base consiste em filtrar o sinal digital constituído por pulsos rectangulares. O filtro passa-baixo utilizado do tipo coseno-elevado, raised-cosine, trunca a largura de banda, teoricamente infinita característica dos pulsos rectangulares, limitando assim a largura de banda do sinal a transmitir e minimizando a interferência intersimbólica, IIS. A largura de banda do sinal filtrado é , em que  é o débito simbólico e  é o factor de decaimento do filtro, roll-off factor. Em DVB-S utiliza-se um filtro com .

A modulação QPSK, quadrature phase shift keying, é a última etapa antes do sinal entrar no meio sobre o qual vai ser transmitido. Esta modulação consiste em modificar a fase de uma portadora de acordo com o símbolo a enviar. Agrupando dois bits para formar um símbolo obtêm-se quatro valores distintos possíveis para a fase. O espectro do sinal modulado ocupa uma largura de banda dupla da largura de banda do sinal em banda de base, .

A capacidade de transmissão de um canal DVB-S pode ser calculada a partir da largura de banda disponível para transmissão, . A partir do débito simbólico,   , pode calcular-se o débito binário bruto, tendo em conta que cada símbolo transmitido é composto por dois bits,  . Devido a utilização de códigos de detecção e correcção de erros introduzirem redundância o débito binário retirando a redundância,  , é menor que o débito binário bruto. Tendo em conta os casos extremos das taxas de codificação convolucional calculam-se os débitos úteis máximo e mínimo,  ,   . Verifica-se com facilidade que a capacidade de transmissão do canal disponível é significativamente reduzida devido à redundância introduzida pela codificação de canal em relação à capacidade de transmissão que o canal teria se não fosse necessária a utilização de códigos detectores e correctores de erros.