第5章 數(shù)字電視標準

1、15.1 歐洲的數(shù)字電視傳輸標準歐洲的數(shù)字電視傳輸標準(DVB)5.2 美國的美國的ATSC標準標準5.3 日本的數(shù)字電視標準（日本的數(shù)字電視標準（ISDB）5.4 我國數(shù)字電視地面廣播傳輸標準我國數(shù)字電視地面廣播傳輸標準2 數(shù)字電視標準（或稱制式）是指數(shù)字電視采用的采樣、壓數(shù)字電視標準（或稱制式）是指數(shù)字電視采用的采樣、壓縮格式、傳輸方式和服務信息格式等的規(guī)定?？s格式、傳輸方式和服務信息格式等的規(guī)定。 數(shù)字電視相對模擬電視的巨大優(yōu)勢使之成為公認的下一代數(shù)字電視相對模擬電視的巨大優(yōu)勢使之成為公認的下一代電視系統(tǒng)，而要將數(shù)字電視變成現(xiàn)實，需要完成復雜的系電視系統(tǒng)，而要將數(shù)字電視變成現(xiàn)實，需要完成

2、復雜的系統(tǒng)性工作，其中最重要的一環(huán)就是數(shù)字電視標準的制定。統(tǒng)性工作，其中最重要的一環(huán)就是數(shù)字電視標準的制定。 標準的作用在于定義整個數(shù)字電視系統(tǒng)的具體實現(xiàn)細節(jié)，標準的作用在于定義整個數(shù)字電視系統(tǒng)的具體實現(xiàn)細節(jié)，主要內容涵蓋主要內容涵蓋 在所有這些標準確定之后，整套數(shù)字電視系統(tǒng)才可以組合在所有這些標準確定之后，整套數(shù)字電視系統(tǒng)才可以組合并運轉起來。并運轉起來。 3目前世界上主要存在三種比較成熟的數(shù)字電視標準目前世界上主要存在三種比較成熟的數(shù)字電視標準:n美國的美國的ATSCATSC（Advanced Television System Committee，先進電視制式委員會）制先進電視制式委員會

3、）制;n 歐洲的歐洲的DVBDVB（Digital Video Broadcasting， 數(shù)字視頻廣播）制數(shù)字視頻廣播）制;n 日本的日本的ISDBISDB（Integrated Services Digital Broadcasting，綜合業(yè)務數(shù)字廣播）制。綜合業(yè)務數(shù)字廣播）制。其中歐洲的其中歐洲的DVB制和美國的制和美國的ATSC制占主導地位。制占主導地位。4v 演播室里完成信號的抽樣、量化、壓縮編碼的信源壓縮部分演播室里完成信號的抽樣、量化、壓縮編碼的信源壓縮部分;v 信道傳輸部分信道傳輸部分v 接收和顯示部分等接收和顯示部分等.v 因此數(shù)字電視制式是個龐大的標準體系。無論哪一種制式

4、，從因此數(shù)字電視制式是個龐大的標準體系。無論哪一種制式，從信號發(fā)射到落地，要有信號發(fā)射到落地，要有三套標準三套標準: 數(shù)字電視是一個復雜的系統(tǒng)，主要包括數(shù)字電視是一個復雜的系統(tǒng)，主要包括: 衛(wèi)星電視傳輸標準衛(wèi)星電視傳輸標準; 有線電視傳輸標準有線電視傳輸標準; 無線地面?zhèn)鬏敇藴?。無線地面?zhèn)鬏敇藴省?n信源部分的標準信源部分的標準主要是國際標準組織主要是國際標準組織MPEGMPEG（活動圖像專活動圖像專家組）提出的家組）提出的MPEG1MPEG1、MPEG2MPEG2、MPEG4 MPEG4 等視等視音頻標準，以及音頻標準，以及ITU H.264/MPEG AVCITU H.264/MPEG A

5、VC、Microsoft/SMPTE VC1Microsoft/SMPTE VC1標準。標準。n信道部分的標準信道部分的標準是最為核心的標準，每一種制式，根據(jù)傳是最為核心的標準，每一種制式，根據(jù)傳輸媒介的不同又分為衛(wèi)星、有線和地面三種不同的標準。輸媒介的不同又分為衛(wèi)星、有線和地面三種不同的標準。比如，比如，DVBDVB傳輸標準包括衛(wèi)星標準傳輸標準包括衛(wèi)星標準DVBSDVBS、DVBS2DVBS2，有線傳輸標準有線傳輸標準DVBCDVBC，地面?zhèn)鬏敇藴实孛鎮(zhèn)鬏敇藴蔇VBTDVBT。 DVB DVBS S和和DVBDVBC C標準是最成熟的標準，標準是最成熟的標準，目前已成為全目前已成為全球化的衛(wèi)

6、星和有線傳輸標準，大多數(shù)國家都在使用（包括球化的衛(wèi)星和有線傳輸標準，大多數(shù)國家都在使用（包括中國）。中國）。 數(shù)字電視標準之爭主要集中在地面數(shù)字廣播系統(tǒng)。數(shù)字電視標準之爭主要集中在地面數(shù)字廣播系統(tǒng)。 無論哪一種標準，它們的視頻壓縮技術都采用了無論哪一種標準，它們的視頻壓縮技術都采用了MPEG-2標準。標準。因此因此6 我國對數(shù)字電視的發(fā)展十分重視，從“八五”和“九五”期間就設立了專項進行理論研究和技術攻關。1998年9月8日我國第一代高清晰度電視功能樣機在中央電視臺試用成功。1999年又研制成功了第二代高清晰度電視樣機，10月1日在HDTV試播中成功地完成了國慶50周年慶典的實況轉播。2000

7、年成立了國家數(shù)字電視領導小組，決定自主制定我國數(shù)字電視標準。并于2000年1月3日發(fā)布了信息技術 運動圖像及其伴音信息的通用編碼 第1部分：系統(tǒng)標準（GB/T17975.1-2000），之后陸續(xù)在2000年7月14日發(fā)布了信息技術 運動圖像及其伴音信息的通用編碼 第2部分：視頻標準（GB/T17975.2-2000）；7 2002年5月8日信息技術 運動圖像及其伴音信息的通用編碼 第3部分：音頻標準（GB/T17975.3-2002）；而對地面無線廣播數(shù)字電視傳輸標準的制定較慢，原因是地面無線廣播面對的是可以實現(xiàn)移動、便攜接收以及中國廣大農村無線電視用戶，使用范圍很大，地形情況復雜等因素，傳輸

8、標準制定起來較困難。從從20012001年初全國廣播電視標準化委員會就公開向國內征年初全國廣播電視標準化委員會就公開向國內征集我國數(shù)字電視地面廣播傳輸方案，并于集我國數(shù)字電視地面廣播傳輸方案，并于20012001年年4 4月和月和20012001年年1010月收到月收到HDTVHDTV總體組等國內五種不同的數(shù)字電總體組等國內五種不同的數(shù)字電視地面廣播傳輸建議方案和樣機，視地面廣播傳輸建議方案和樣機，20022002年上半年完成了年上半年完成了對以上五個方案系統(tǒng)的測試。對以上五個方案系統(tǒng)的測試。 8 根據(jù)地面數(shù)字多媒體電視廣播的服務需求、傳輸條件和信道特征，根據(jù)地面數(shù)字多媒體電視廣播的服務需求、

9、傳輸條件和信道特征，清華大學提出的地面數(shù)字多媒體電視廣播清華大學提出的地面數(shù)字多媒體電視廣播（Terrestrial Terrestrial Digital Multimedia/TV BroadcastingDigital Multimedia/TV Broadcasting，DMBDMBT T） 多多載波方案；載波方案；上海交通大學的單載波高級數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)上海交通大學的單載波高級數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)ADTB-TADTB-T（Advanced Digital television Broadcasting Advanced Digital television Broadcastin

10、g TerrestrialTerrestrial）方案較適合我國的國情。方案較適合我國的國情。9 2004 2004年數(shù)字電視傳輸標準研發(fā)聯(lián)合工作組按照知識產權年數(shù)字電視傳輸標準研發(fā)聯(lián)合工作組按照知識產權含量、性能的先進性、實現(xiàn)技術的成熟性，含量、性能的先進性、實現(xiàn)技術的成熟性，在統(tǒng)一帶寬、在統(tǒng)一帶寬、統(tǒng)一傳輸碼率、統(tǒng)一時鐘、統(tǒng)一系統(tǒng)信息四個統(tǒng)一的原則統(tǒng)一傳輸碼率、統(tǒng)一時鐘、統(tǒng)一系統(tǒng)信息四個統(tǒng)一的原則下下，對單、多載波兩種體制的原有方案的組成模塊進行融，對單、多載波兩種體制的原有方案的組成模塊進行融合優(yōu)化，形成了數(shù)字電視地面廣播傳輸融合方案合優(yōu)化，形成了數(shù)字電視地面廣播傳輸融合方案基本上傾向清

11、華大學的多載波方案（基本上傾向清華大學的多載波方案（DMBTDMBT）和上和上海交通大學的單載波方案（海交通大學的單載波方案（ADTBTADTBT）兩大標準的融合兩大標準的融合體（體（DMBTHDMBTH）。）。 102006年年8月月18日廣電總局公布了數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)日廣電總局公布了數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結構、信道編碼和調制的國家標準（幀結構、信道編碼和調制的國家標準（GB 206002006）。）。同時還制定了與地面數(shù)字電視相關的同時還制定了與地面數(shù)字電視相關的17項配套標準項配套標準。第第1個個配套標準是地面數(shù)字電視廣播標準實施指南，該標準配套標準是地面數(shù)字電視廣播標準實施

12、指南，該標準主要規(guī)定了建立符合主要規(guī)定了建立符合GB 206002006地面數(shù)字電視傳輸標地面數(shù)字電視傳輸標準的工作模式、組網模式選擇以及工程實施等規(guī)范；準的工作模式、組網模式選擇以及工程實施等規(guī)范； 第第2個個則是地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)測量方法；則是地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)測量方法； 第第3個個是是VHF/UHF頻段地面數(shù)字電視廣播的標準，這個標頻段地面數(shù)字電視廣播的標準，這個標準主要適用于地面數(shù)字電視的頻率規(guī)劃；準主要適用于地面數(shù)字電視的頻率規(guī)劃； 第第4個個標準則是中間件的標準，這個標準主要定義地面有線、標準則是中間件的標準，這個標準主要定義地面有線、衛(wèi)星等數(shù)字廣播電視系統(tǒng)等中間件系統(tǒng)的應用環(huán)

13、境、傳輸衛(wèi)星等數(shù)字廣播電視系統(tǒng)等中間件系統(tǒng)的應用環(huán)境、傳輸協(xié)議等；協(xié)議等；11第第5個個標準是地面數(shù)字電視廣播單頻網技術要求和實施指南；標準是地面數(shù)字電視廣播單頻網技術要求和實施指南； 第第6個標準個標準是廣播信號覆蓋評估標準和測量方法。是廣播信號覆蓋評估標準和測量方法。上述前六項標準屬于地面數(shù)字電視網絡和頻率等方面的基礎上述前六項標準屬于地面數(shù)字電視網絡和頻率等方面的基礎性標準。性標準。第第710個個配套標準則是發(fā)射機、接收機、接口等方面的技術配套標準則是發(fā)射機、接收機、接口等方面的技術要求和測量方法；要求和測量方法； 第第1114個個標準則是針對之前標準的測試標準細則，如第標準則是針對之前

14、標準的測試標準細則，如第11個個則是單頻網規(guī)劃準則；則是單頻網規(guī)劃準則； 第第1517個個標準都是修訂標準。標準都是修訂標準。測試表明，國標系統(tǒng)的性能明顯優(yōu)于國外的測試表明，國標系統(tǒng)的性能明顯優(yōu)于國外的DVBT標準。標準。122007年年8月月1日起強制執(zhí)行地面數(shù)字電視國家標準（日起強制執(zhí)行地面數(shù)字電視國家標準（ DMBTH標準標準）。）。此前，使用歐洲方案（此前，使用歐洲方案（DVBT）、）、清華大學方案（清華大學方案（DMBT）和上海交通大學方案（和上海交通大學方案（ADTBT）的地區(qū)必須轉換成新的國的地區(qū)必須轉換成新的國家標準家標準DMBTH標準。標準。移動電視傳輸標準：移動電視傳輸標準

15、： 2006年年10月國家廣電總局頒布了移動電視月國家廣電總局頒布了移動電視的傳輸標準的傳輸標準StiMi，2008年移動多媒體完成了為奧運會服年移動多媒體完成了為奧運會服務的任務。務的任務?？傊?，制式的概念范圍很大，可以是不同的系統(tǒng)，如模擬電總之，制式的概念范圍很大，可以是不同的系統(tǒng)，如模擬電視的三大兼容制式視的三大兼容制式NTSC制、制、PAL制和制和SECAM制；制； 數(shù)字數(shù)字電視的三大標準電視的三大標準ATSC制、制、DVB制和制和ISDB制等。制式有制等。制式有時也稱為標準，在沒有管理權的情況下，有時標準又稱為建時也稱為標準，在沒有管理權的情況下，有時標準又稱為建議，如議，如ITU的

16、各種標準均稱為建議。的各種標準均稱為建議。13q 1995年歐洲的數(shù)字視頻廣播（Digital Video Broadcasting，DVB）計劃開始。由電視工業(yè)界中150個組織成立了數(shù)字視頻廣播（DVB）聯(lián)盟，目的是建立用于引入基于MPEG2標準的數(shù)字電視服務的框架。q 1997年，DVB聯(lián)盟發(fā)表了它的數(shù)字廣播技術規(guī)范，包括衛(wèi)星數(shù)字電視傳輸標準DVBS、有線電視傳輸系統(tǒng)標準DVBC和地面?zhèn)鬏敇藴蔇VBT，為衛(wèi)星、有線和地面電視頻道傳送高速數(shù)據(jù)鋪平了道路。其中，DVBS規(guī)定了衛(wèi)星數(shù)字廣播調制標準，使原來傳送一套PAL制節(jié)目的頻道可以傳播四套數(shù)字電視節(jié)目，大大提高了衛(wèi)星的效率。DVBC規(guī)定了在有

17、線電視網中傳播數(shù)字電視的調制標準，使原來傳送一套PAL制節(jié)目的頻道可以傳播四至六套數(shù)字電視節(jié)目。 14 qDVB制定了一系列的數(shù)字電視廣播標準，其中很重要的一部分是數(shù)字電視的傳輸標準，這些標準已經在世界范圍內得到大量推廣。其中衛(wèi)星傳輸標準被廣泛采用，基本上已成為世界性的標準，有線傳輸標準也被大量采用。q由于各方面原因，地面廣播標準的推廣不如衛(wèi)星傳輸標準和有線傳輸標準，美國、日本和中國都已經制定了各自的標準。 15q 數(shù)字衛(wèi)星電視（數(shù)字衛(wèi)星電視（DVBSDVBS）標準針對的業(yè)務是標準針對的業(yè)務是1111GHzGHz頻頻段的固定衛(wèi)星業(yè)務（段的固定衛(wèi)星業(yè)務（Fixed Satellite Servi

18、ceFixed Satellite Service，F(xiàn)SSFSS）和廣播衛(wèi)星業(yè)務（和廣播衛(wèi)星業(yè)務（Broadcast Satellite Service Broadcast Satellite Service BSSBSS），），用于實現(xiàn)多節(jié)目數(shù)字電視和高清晰度電視廣播。比用于實現(xiàn)多節(jié)目數(shù)字電視和高清晰度電視廣播。比如：如： 為綜合接收設備提供衛(wèi)星直播（為綜合接收設備提供衛(wèi)星直播（Direct To HomeDirect To Home，DTHDTH）服務、用衛(wèi)星向有線電視前端提供節(jié)目等。服務、用衛(wèi)星向有線電視前端提供節(jié)目等。q DVB DVBS S主要描述了信道編碼和調制的方法，即規(guī)定了衛(wèi)主

19、要描述了信道編碼和調制的方法，即規(guī)定了衛(wèi)星系統(tǒng)中從星系統(tǒng)中從MPEGMPEG2 2復用碼流到衛(wèi)星信道之間的部分如何復用碼流到衛(wèi)星信道之間的部分如何來實現(xiàn)，完成從基帶信號到高頻信號之間的適配，來實現(xiàn)，完成從基帶信號到高頻信號之間的適配，DVBDVBS S系統(tǒng)組成方框圖如圖系統(tǒng)組成方框圖如圖5-15-1所示。所示。 5.1.1 數(shù)字衛(wèi)星電視數(shù)字衛(wèi)星電視16圖5-1DVBS系統(tǒng)方框圖圖5-1 DVBS系統(tǒng)方框圖5.1.1 17q 差錯控制編碼技術對改善誤碼率、提高信號傳輸?shù)目煽啃跃咧匾饔谩 在DVBS標準中，為了對信號進行抗干擾的編碼和調制，采用了多重編碼。多重編碼的方法是： 外碼為既能糾正隨機

20、錯誤、又能糾正突發(fā)錯誤、具有很強糾錯能力的RS碼； 內碼為卷積收縮碼。調制采用抗干擾能力較強的正交相移鍵控QPSK（或采用二相相移鍵控BPSK）。q 在接收信號信噪比高于所要求的門限時，系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)冗余性的信道編碼技術前向糾錯（Forward Error Correction，F(xiàn)EC）技術，籍此在接收端獲得一定的糾錯能力。 5.1.1 18（1） 復用適配和能量擴散復用適配和能量擴散 傳輸復用器的輸出是定長的傳輸包，根據(jù)MPEG2的規(guī)定，包長度為188字節(jié)（包括1個同步字節(jié)），傳輸端對碼流處理的順序總是從同步字節(jié)（0b01000111）的最高位（0）開始。為提高衛(wèi)星轉發(fā)器的利用率和便于接收端

21、恢復數(shù)據(jù)，需對輸入碼流進行隨機化處理，以實現(xiàn)能量擴散，這一過程由圖5-2所示。5.1.1 圖圖5-2 數(shù)據(jù)流隨機化方案數(shù)據(jù)流隨機化方案19這時采用的偽隨機序列（PRBS）生成多項式為1X14X15。每隔8個傳輸包，初始化序列“100101010000000”必須重裝一次，為區(qū)別初始化序列的重裝點，每8個包中第一個包的同步字節(jié)被取反（即取為0 xb8）。 5.1.1 圖圖5-2 數(shù)據(jù)流隨機化方案數(shù)據(jù)流隨機化方案20經過能量擴散后的數(shù)據(jù)流要進行外碼的編碼，外碼采用截短的里德-所羅門碼RS(204，188,T=8)。它是由RS(255,239,T=8)作用于188個字節(jié)的傳輸包(后面加上51個零字節(jié)

22、)，被截短后得到的。RS碼的生成多項式為：碼字生成多項式 其中 =02 （十六進制）域生成多項式 )()()()(15210 xxxxxg02348)(xxxxxxp5.1.1 （2）外碼的編碼）外碼的編碼21 所謂交織就是改變數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)塊的發(fā)送順序的技術，籍此使原本相鄰的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)塊經受相對獨立的信道畸變。這里對經過RS誤碼保護的包進行操作，交織所采用的交織深度為I=12，如圖5-3所示。在交織操作前后，同步字節(jié)仍處于包的第一個字節(jié)，如圖5-4所示。5.1.1 (3) 交織交織圖5-3 交織和去交織框圖22圖圖10-4 經過交織后的包經過交織后的包(4) 內碼的編碼內碼的編碼 系統(tǒng)要求內碼可

23、以采用一定范圍內不同方式的卷積收縮碼，系統(tǒng)要求內碼可以采用一定范圍內不同方式的卷積收縮碼，允許的碼率為允許的碼率為1/2、2/3、3/4、5/6、7/8，以適應不同，以適應不同服務要求和數(shù)據(jù)碼率，提供不同的誤碼保護程度。服務要求和數(shù)據(jù)碼率，提供不同的誤碼保護程度。(5) 基帶成形基帶成形 經過內編碼后的數(shù)據(jù)在進行經過內編碼后的數(shù)據(jù)在進行QPSK調制前調制前,I和和Q信號要進行信號要進行基帶整形，如圖基帶整形，如圖5-5所示。所示。圖圖5-5 內碼編碼、整形和調制內碼編碼、整形和調制5.1.1 23(6) QPSK調制調制 衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)采用普通格雷碼編碼的衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)采用普通格雷碼編碼的QPSK

24、（正交相移鍵（正交相移鍵控）調制，應采用絕對映射控）調制，應采用絕對映射(不是差分編碼不是差分編碼)，信號空間中的，信號空間中的位映射如圖位映射如圖5-6所示。所示。 5.1.1 它的實現(xiàn)方法，是將上面卷它的實現(xiàn)方法，是將上面卷積收縮碼輸出的積收縮碼輸出的I、Q信號交信號交替地合并成一個串行序列，替地合并成一個串行序列，作為作為BPSK的調制數(shù)據(jù)流。的調制數(shù)據(jù)流。圖5-6 QPSK位映射(7) BPSK調制調制 BPSK調制適用于某調制適用于某些些QPSK不適合的場合不適合的場合.24 DVB-C標準針對的業(yè)務是有線電視(Cable TV，CATV)系統(tǒng)，它規(guī)定了從基帶數(shù)字電視信號到CATV信

25、道之間的適配方法，即信道編碼及調制方法。它的輸入數(shù)字電視信號可以是衛(wèi)星接收到的節(jié)目、分配鏈路傳來的節(jié)目或本地節(jié)目，其系統(tǒng)方框圖如圖5-7所示。 25圖5-7 DVB-C系統(tǒng)方框圖26q 在DVB-C系統(tǒng)中，采用RS碼進行前向糾錯，并采用交織抗突發(fā)誤碼。信道編碼的許多部分采用了與DVB-S相同的方法。q 輸入接口部分保證向系統(tǒng)輸入的信號格式與MPEG-2傳輸復用輸出的幀結構相同。q 輸入的信號要進行隨機化處理，再經過RS編碼、交織，這些步驟與DVB-S相同。采用的方法也與DVB-S相同，即在經過交織后，這里的信號幀格式與DVB-S的幀格式完全兼容，這一點便于將按DVB-S標準調制的衛(wèi)星節(jié)目進行解

26、調和內碼解碼后，直接用于CATV廣播。q CATV的傳輸環(huán)境相對比較可靠，因此，在DVB-C中不再采用內碼，以提高傳輸效率，而且調制方式也改用QAM (正交幅度調制)。 由于DVB-C從隨機化到卷積交織以前的部分與DVB-S相同，這里只對系統(tǒng)中卷積交織以后的部分，即字節(jié)到符號映射、差分編碼、基帶成形和調制部分進行介紹。275.1.3 數(shù)字電視地面廣播數(shù)字電視地面廣播(DVB-T) 圖5-10 DVB-T發(fā)送端系統(tǒng)方框圖DVB-T發(fā)送端系統(tǒng)方框圖發(fā)送端系統(tǒng)方框圖28 DVB-T系統(tǒng)的信號處理模塊中，前面幾個模塊與系統(tǒng)的信號處理模塊中，前面幾個模塊與DVB-S相同，相同，與與DVB-C也有部分是相

27、同的，這是為了與后兩者盡量兼容。也有部分是相同的，這是為了與后兩者盡量兼容。由于地面廣播的條件較差，而且要應付已有的由于地面廣播的條件較差，而且要應付已有的PAL/NTSC/SECAM服務所產生的較大的同頻和鄰頻干擾，服務所產生的較大的同頻和鄰頻干擾，DVB-T采用了更多的抗干擾和防誤碼的措施。系統(tǒng)中內碼的采用了更多的抗干擾和防誤碼的措施。系統(tǒng)中內碼的碼率和碼率和QAM符號的比特數(shù)，以及保護間隔是可以在一定范圍符號的比特數(shù)，以及保護間隔是可以在一定范圍內進行調整的，這樣可以靈活地針對不同條件傳輸有效碼率內進行調整的，這樣可以靈活地針對不同條件傳輸有效碼率和可靠性之間的平衡。和可靠性之間的平衡。

28、COFDM的載波數(shù)可有兩種模式：的載波數(shù)可有兩種模式：2K模式和模式和8K模式，用于不同的組網模式。模式，用于不同的組網模式。DVB-T允許將輸入碼允許將輸入碼流分割成不同優(yōu)先級的兩個碼流，在同一系統(tǒng)中進行傳輸，流分割成不同優(yōu)先級的兩個碼流，在同一系統(tǒng)中進行傳輸，而對不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)采用不同的誤碼保護措施，即對不同而對不同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)采用不同的誤碼保護措施，即對不同性質的數(shù)據(jù)流采取分層的編碼方式。性質的數(shù)據(jù)流采取分層的編碼方式。5.1.3 數(shù)字電視地面廣播數(shù)字電視地面廣播(DVB-T) 29 由于由于DVB-T系統(tǒng)模塊中，能量擴散、外碼編碼、外交織、系統(tǒng)模塊中，能量擴散、外碼編碼、外交織、內碼

29、編碼等與內碼編碼等與DVB-S及及DVB-C中有關部分相同，因此主要討中有關部分相同，因此主要討論其特有的部分，即論其特有的部分，即DVB-T中的內交織和中的內交織和COFDM調制。調制。 內交織主要分兩步進行：先做位交織，再做符號交織。交內交織主要分兩步進行：先做位交織，再做符號交織。交織對分層的編碼方式和不分層的編碼方式是不同的。織對分層的編碼方式和不分層的編碼方式是不同的。 圖圖5-11所示為一個采用所示為一個采用QPSK調制的內交織的例子。調制的內交織的例子。圖5-11 采用QPSK調制的內交織方法5.1.3 數(shù)字電視地面廣播數(shù)字電視地面廣播(DVB-T) 30 DVB-T的優(yōu)缺點的優(yōu)

30、缺點（1）優(yōu)點）優(yōu)點 DVB-T是歐洲數(shù)字電視廣播傳輸系列標準中最復雜的DVB系統(tǒng)。它采用RS前向糾錯系統(tǒng)，以及交織、卷積收縮碼等信道保護編碼。調制方式為多載波的COFDM調制，把傳輸比特分割到數(shù)以千計的副載波上。 DVB-T根據(jù)副載波數(shù)目的不同分為2K模式(1705個載波)和8K模式(6817個載波)。其中2K模式由于子載波帶寬較寬，抗多譜勒頻移性能更好，因而適合于移動接收網絡；而8K模式由于符號速率低，每個符號的時長更長，相應保護間隔更長，因而更適合于組建大型的地面廣播單頻網。5.1.3 數(shù)字電視地面廣播數(shù)字電視地面廣播(DVB-T) 31 DVB-T系統(tǒng)中采用了大量的導頻信號，穿插于數(shù)據(jù)

31、之中，系統(tǒng)中采用了大量的導頻信號，穿插于數(shù)據(jù)之中，并以高于數(shù)據(jù)并以高于數(shù)據(jù)3dB的功率發(fā)送。這些導頻信號完成系統(tǒng)同步、的功率發(fā)送。這些導頻信號完成系統(tǒng)同步、載波恢復、時鐘調整和即時的信道估計。該系統(tǒng)還使用了保載波恢復、時鐘調整和即時的信道估計。該系統(tǒng)還使用了保護間隔的技術，即在每個符號前加入一定長度的該符號后段護間隔的技術，即在每個符號前加入一定長度的該符號后段重復數(shù)值，由此抵御多徑的影響?？梢哉J為，大量導頻信號重復數(shù)值，由此抵御多徑的影響?？梢哉J為，大量導頻信號插入和保護間隔技術是歐洲數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)的技術核插入和保護間隔技術是歐洲數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)的技術核心，正是這兩項技術使歐洲系統(tǒng)

32、能夠在抗強多徑和動態(tài)多徑，心，正是這兩項技術使歐洲系統(tǒng)能夠在抗強多徑和動態(tài)多徑，以及移動接收的實測性能方面優(yōu)于美國數(shù)字電視地面廣播系以及移動接收的實測性能方面優(yōu)于美國數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)。另外，歐洲系統(tǒng)還對載波數(shù)目、保護間隔長度和調制星統(tǒng)。另外，歐洲系統(tǒng)還對載波數(shù)目、保護間隔長度和調制星座數(shù)目等參數(shù)進行組合，形成了多種傳輸模式供使用者選擇。座數(shù)目等參數(shù)進行組合，形成了多種傳輸模式供使用者選擇。多種模式中，常用的其實只有兩種，分別對應固定接收和移多種模式中，常用的其實只有兩種，分別對應固定接收和移動接收應用。動接收應用。5.1.3 數(shù)字電視地面廣播數(shù)字電視地面廣播(DVB-T) 32（2）缺點）

33、缺點 頻帶損失嚴重，導頻信號和保護間隔至少占據(jù)了有效帶頻帶損失嚴重，導頻信號和保護間隔至少占據(jù)了有效帶寬的寬的14左右，若采用大的保護間隔，此數(shù)值將超過左右，若采用大的保護間隔，此數(shù)值將超過30，因此，因此，DVB-T是以減小系統(tǒng)傳輸容量為代價來換取系統(tǒng)的抗是以減小系統(tǒng)傳輸容量為代價來換取系統(tǒng)的抗多徑性能的一個折中方案；多徑性能的一個折中方案； 在交織深度、抗脈沖噪聲干擾及信道編碼等方面的性能在交織深度、抗脈沖噪聲干擾及信道編碼等方面的性能存在明顯不足；存在明顯不足； 覆蓋面較小。覆蓋面較小。5.1.3 數(shù)字電視地面廣播數(shù)字電視地面廣播(DVB-T) 33 TSC(Advanced Telev

34、ision System Committee先進電視制式委員先進電視制式委員會會)， ATSC數(shù)字電視標準由四個分離的層級組成，層級之間有清數(shù)字電視標準由四個分離的層級組成，層級之間有清晰的界面。最高為圖像層，確定圖像的形式，包括象素陣列、幅晰的界面。最高為圖像層，確定圖像的形式，包括象素陣列、幅型比和幀頻。接著是圖像壓縮層，采用型比和幀頻。接著是圖像壓縮層，采用MPEG-2壓縮標準。再下壓縮標準。再下來是系統(tǒng)復用層，特定的數(shù)據(jù)被納入不同的壓縮包中，采用來是系統(tǒng)復用層，特定的數(shù)據(jù)被納入不同的壓縮包中，采用MPEG-2壓縮標準。最后是傳輸層，確定數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{制和信道壓縮標準。最后是傳輸層，確定數(shù)

35、據(jù)傳輸?shù)恼{制和信道編碼方案。對于地面廣播系統(tǒng)，編碼方案。對于地面廣播系統(tǒng)，ATSC采用的是采用的是VSB（殘留邊帶）（殘留邊帶）調制技術。調制技術。VSB系統(tǒng)有兩種模式：同播的地面系統(tǒng)有兩種模式：同播的地面8-VSB廣播模式和廣播模式和高比特率的電纜高比特率的電纜16-VSB模式。兩種模式的導頻、符號速率、數(shù)據(jù)模式。兩種模式的導頻、符號速率、數(shù)據(jù)幀結構、交織、幀結構、交織、RS編碼和同步脈沖都是相同的。編碼和同步脈沖都是相同的。5.2.1 ATSC概述概述34 8-VSB傳輸模式，在傳輸模式，在6MHz地面廣播頻道上可實現(xiàn)地面廣播頻道上可實現(xiàn)19.3Mb/s的傳輸速率。有線電視系統(tǒng)高數(shù)據(jù)率的的

36、傳輸速率。有線電視系統(tǒng)高數(shù)據(jù)率的16-VSB傳輸傳輸模式，可在模式，可在6MHz有線電視信道中實現(xiàn)有線電視信道中實現(xiàn)38.6Mb/s的傳輸速率。的傳輸速率。下面兩層共同承擔普通數(shù)據(jù)的傳輸，上面兩層確定在普通數(shù)下面兩層共同承擔普通數(shù)據(jù)的傳輸，上面兩層確定在普通數(shù)據(jù)傳輸基礎上運行的特定配置，如據(jù)傳輸基礎上運行的特定配置，如HDTV或或SDTV，還確定，還確定ATSC標準支持的具體圖像格式，共有標準支持的具體圖像格式，共有18種種(HDTV 6種、種、SDTV 12種種)。 為了使服務區(qū)盡可能地大，地面廣播模式要用一個為了使服務區(qū)盡可能地大，地面廣播模式要用一個NTSC阻塞濾波器阻塞濾波器(在接收機

37、中在接收機中)和格形編碼，以提高傳輸?shù)目煽啃?。和格形編碼，以提高傳輸?shù)目煽啃?。電纜模式則不需要。電纜模式則不需要。35綜合業(yè)務數(shù)字廣播ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting)標準是日本1999年春季制定的地面廣播標準，即ISDB-T，用于地面數(shù)字視頻、數(shù)字音頻與數(shù)據(jù)廣播。 ISDB-T在調制方面與DVB-T一樣選擇了多載波調制，但具體的技術與DVB-T不一樣，它是將信道分成多個OFDM段。 5.3.1 ISDB-T概述ISDB-T規(guī)定的內容主要包括再復用、信道編碼、調制、傳輸與復用控制和接收機等部分。ISDB-T傳輸系統(tǒng)各部分的相互關系如圖

38、5-19(a)所示。圖5-19(a) ISDB-T傳輸系統(tǒng)各部分的關系36 ISDB-T中的復用與MPEG-2系統(tǒng)兼容，在分層時，也只有一個傳輸流在信道中傳輸。因此，發(fā)送端與接收端都要做相應的分割與合成。在ISDB-T中，對每一數(shù)據(jù)段能獨立指定OFDM載波調制方式的傳輸參數(shù)、內碼的編碼速率和時間間隔的長度。通過在通道中傳輸具有不同傳輸參數(shù)的OFDM段組來獲得ISDB-T的分層傳輸。一條通道中可同時傳輸三層。通過在段內限制頻率間隔的范圍，規(guī)定OFDM段中的中心段作為部分接收的專用段，在接收時用窄帶接收機將其與其他段分離，從而實現(xiàn)部分接收。 根據(jù)OFDM段中的載波間隔將ISDB-T的傳輸分成三種模

39、式，采用的載波間隔分別為250/63kHz、125/63kHz、125/126kHz。圖5-20所示為ISDB-T模式1的傳輸實例。37圖5-20 ISDB-T模式1的傳輸實例圖38 我國的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇藴室?guī)定了地面廣播傳輸系統(tǒng)信號的幀結構、信道編碼和調制方式，測試表明，國標系統(tǒng)的性能明顯優(yōu)于國外的DVB-T標準的性能，提高系統(tǒng)性能的關鍵技術有：能實現(xiàn)快速同步和高效信道估計與均衡的PN序列幀頭設計和符號保護間隔填充方法、低密度校驗糾錯碼(LDPC)、系統(tǒng)信息的擴頻傳輸方法等。 數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)，不但必須具有支持傳統(tǒng)電視廣播服務的基本功能，而且還要具有適應廣播電視的可擴展功能。數(shù)字電

40、視地面廣播系統(tǒng)支持固定（含室內、外）接收和移動接收兩種模式。39 在固定接收模式下，可以提供標準清晰度數(shù)字電視業(yè)務、高清晰度電視業(yè)務、數(shù)字聲音廣播業(yè)務、多媒體廣播和數(shù)據(jù)服務業(yè)務；在移動接收模式下，可以提供標準清晰度數(shù)字電視業(yè)務、數(shù)字聲音廣播業(yè)務、多媒體廣播和數(shù)據(jù)服務業(yè)務。 數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)支持多頻網和單頻網兩種組網模式，可根據(jù)應用業(yè)務的特性和組網環(huán)境選擇不同的傳輸模式和參數(shù)，并支持多業(yè)務的混合模式，以達到業(yè)務特性與傳輸模式的匹配。40(1) 術語和定義加擾：用二進制偽隨機序列與信息數(shù)據(jù)逐位模二相加的技術，籍此使數(shù)據(jù)呈現(xiàn)更強的隨機性。前向糾錯碼：在發(fā)送端引入數(shù)據(jù)冗余性的信道編碼技術，籍此

41、在接收端獲得一定的糾錯能力。符號星座映射：將待傳輸?shù)姆枌尚亲鶊D上的信號矢量的過程交織：改變數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)塊的發(fā)送順序的技術，籍此使原本相鄰的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)塊經受相對獨立的信道畸變?；緮?shù)據(jù)塊：待傳輸?shù)男旁创a流經過加擾碼、前向糾錯編碼、映射與交織后形成的特定長度(3 744個符號)數(shù)據(jù)塊。5.4.1 我國數(shù)字電視地面廣播傳輸標準的技術特點我國數(shù)字電視地面廣播傳輸標準的技術特點41 系統(tǒng)信息：系統(tǒng)信息為每個信號幀提供必要的解調和解碼信息，包括符號星座映射模式、LDPC編碼率模式、交織模式、幀體數(shù)據(jù)處理模式等的指示。 幀體：基本數(shù)據(jù)塊和系統(tǒng)信息組合后經幀體數(shù)據(jù)處理形成的3780個符號長度的數(shù)據(jù)塊。 幀頭：一段已