三種數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的比較

1、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播）如 HDTV上面兩層確定地普通數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)上運(yùn)行的特定配置,三種數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的比較1、引言眾所周知，模擬電視有NTSC、PAL和SECAM三種標(biāo)準(zhǔn)。目前，數(shù)字電視也陷入這種局面，美國、歐洲和日本各自形成三種不同的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)。美國的標(biāo)準(zhǔn)是ATSC（AdvancedTelevisionSystemCommittee先進(jìn)電視制式委員會(huì)）；歐洲的標(biāo)準(zhǔn)是DVB（DigitalVideoBroadcasting數(shù)字視頻廣播）日本的標(biāo)準(zhǔn)是ISDB(IntegratedServicesDigitalBroadcasting現(xiàn)在，數(shù)字電視尚無統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，本文就現(xiàn)行的三種數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)分別

2、予以介紹，并在技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)及特點(diǎn)等方面進(jìn)行比較。2、 ATSC標(biāo)準(zhǔn)最高層圖象層第二層圖像壓縮層|第*系統(tǒng)復(fù)用層最晦|傳輸層|圖1ATSC層結(jié)構(gòu)ATSC數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)由四個(gè)分離的層級(jí)組成（圖1所示），層級(jí)之間有清晰的界面。最高層為圖像層，確定圖像的形式，包括像素陣列，幅型比和幀頻。第二層是圖像壓縮層？捎朋PEG-2圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。第三層是系統(tǒng)復(fù)用層，特定的數(shù)據(jù)被納入不同的壓縮包中，如節(jié)目1圖像，節(jié)目2聲音，或者輔助數(shù)據(jù)，采用MPEG-2系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。最后一層是傳輸層，確定數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制和信道編碼方案。對于地面廣播，其標(biāo)準(zhǔn)采用Zenith公司開發(fā)的8VSB,此系統(tǒng)可通過6MHz的地面廣播頻道實(shí)現(xiàn)19

3、.3Mb/s的傳輸速率。該標(biāo)準(zhǔn)也包含適合有線電視系統(tǒng)高數(shù)據(jù)率的16VSB模式，可在6MHz的有線信道中實(shí)現(xiàn)38.6Mb/s的傳輸速率。下面兩層共同承擔(dān)普通數(shù)據(jù)的傳輸，或SDTV（標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視）上面兩層還確定ATSC標(biāo)準(zhǔn)支持的具體圖像格式，共有18種格式（HDTV6種、SDTV12種），14種采用逐行掃描方式。（1） HDTV,1920像素（H）X1080像素（V）,寬高比16:9,幀頻60Hz/隔行掃描制，幀頻30Hz/逐行掃描制，幀頻24Hz/逐行掃描制；HDTV,1280像素（H）X720像素（V）,寬高比16:9,幀頻60Hz/逐行掃描制，幀頻30Hz/逐行掃描制，幀頻24Hz/逐行掃

4、描制；（3） SDTV,704像素（H）X480像素（V）,寬高比16:9或4:3,幀頻60Hz/隔行掃描制，幀頻60Hz/逐行掃描制，幀頻30Hz/逐行掃描制，幀頻24Hz/逐行掃描制；SDTV,640像素（H）X480像素（V）,寬高比4:3,幀頻60Hz/隔行掃描制，幀頻60Hz/逐行掃描制，幀頻30Hz/逐行掃描制，幀頻24Hz/逐行掃描制。HDTV除1種之外，圖像格式都采用逐行掃描。因?yàn)?920X1080格式不適合在6MHz信道內(nèi)以60幀/秒進(jìn)行逐行掃描，故以隔行掃描取代之。SDTV的640X480圖像格式與計(jì)算機(jī)的VGA格式相同，保證了與計(jì)算機(jī)的適用性。在所有12種SDTV格式中，

5、有9種采用逐行掃描，保留3種為隔行掃描方式以適應(yīng)現(xiàn)有的視頻系統(tǒng)。盡管ATSCDTV標(biāo)準(zhǔn)包含了高數(shù)據(jù)率的16VSB傳輸模式以適應(yīng)有線電視系統(tǒng)，而美國的有線電視業(yè)實(shí)際上采用的是相近但不相同的標(biāo)準(zhǔn)，這是因?yàn)槊绹芯€電視業(yè)在ATSCDTV標(biāo)準(zhǔn)被FCC通過之前已對發(fā)展不同的數(shù)字化技術(shù)投入大量的資金。作為ATSC的重要成員，有線電視通信工程協(xié)會(huì)已采納了數(shù)字化有線系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)了美國有線工業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)化和ATSCDTV的標(biāo)準(zhǔn)。另外，這些有線標(biāo)準(zhǔn)包括反映現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)圖像格式，ATSCSDTV圖像格式，同時(shí)設(shè)定了一套二級(jí)圖像格式，有線業(yè)可用于后兼容的電視上。二級(jí)圖像格式與ATSCDTV格式相同，包括HD

6、TV和SDTV兩種格式。另外ATSC還開發(fā)通過了在幀頻為50Hz的國家使用的另行標(biāo)準(zhǔn)。HDTV的像素陣列相同，但幀頻為25HZ和50HZ。SDTV格式的垂直分辨率為576行而水平分辨率則不同；也包含352X288格式，適應(yīng)必要的窗口設(shè)置?；?0Hz版本的ATSCDTV標(biāo)準(zhǔn)使采用幀頻為50Hz的國家更易于使用。3、DVB標(biāo)準(zhǔn)3.1 DVB廣播傳輸系統(tǒng)DVB數(shù)字廣播傳輸系統(tǒng)利用了包括衛(wèi)星、有線、地面、SMATV、MNDSD在內(nèi)的所有通用電視廣播傳輸媒體。它們分別對應(yīng)的DVB標(biāo)準(zhǔn)中：DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-SMATV、DVB-MS和DVB-MC。DVB-S(ETS300421)

7、數(shù)字衛(wèi)星直播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)以衛(wèi)星作為傳輸介質(zhì)。通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的壓縮數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過衛(wèi)星接收機(jī)后由衛(wèi)星機(jī)頂盒處理，輸出現(xiàn)有模擬電視機(jī)可以接收的信號(hào)。這種傳輸覆蓋面廣，節(jié)目量大。數(shù)據(jù)流的調(diào)制采用四相相移鍵控調(diào)制(QPSK)方式，工作頻率為11/12GHz。在使用MPEG2的MPML(主類主級(jí))格式時(shí)，用戶端達(dá)到CCIR601演播室質(zhì)量的碼率為9Mb/s，達(dá)到PAL質(zhì)量的碼率為5Mb/s。一個(gè)54MHz轉(zhuǎn)達(dá)發(fā)器傳送速率可達(dá)68Mb/s，并可供多套節(jié)目復(fù)用。在DVB-S標(biāo)準(zhǔn)公布之后，幾乎所有的衛(wèi)星直播數(shù)字電視均采用該標(biāo)準(zhǔn)，包括美國的Echostar等。我國也選用了DVB-S標(biāo)準(zhǔn)。DVB-C(ETS3004

8、29)數(shù)字有線廣播電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)以有線電視網(wǎng)作為傳輸介質(zhì)，應(yīng)用范圍廣。它具有16、32、64QAM三種方式，工作頻率在10GHz以下。采用64QAM正交調(diào)幅調(diào)制時(shí)，一個(gè)PAL通道的傳送碼率為41.34Mb/s，還可供多套節(jié)目復(fù)用。系統(tǒng)前端可從衛(wèi)星和地面發(fā)射獲得信號(hào)，在終端需要電纜機(jī)頂盒。DVB-T(ETS300744)數(shù)字地面廣播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)這是最復(fù)雜的DVB傳輸系統(tǒng)。地面數(shù)字發(fā)射的傳輸容量，在理論上大致與有線電視系統(tǒng)相當(dāng)，本地區(qū)覆蓋好?，F(xiàn)在采用編碼正交頻分復(fù)用(COFDM)調(diào)制方式，8MHz帶寬內(nèi)能傳送4套電視節(jié)目，而且傳輸質(zhì)量高。但這種系統(tǒng)其接收費(fèi)用高，頻道也較少。DVB-SMATV(ETS

9、300473)數(shù)字SMATV(衛(wèi)星共用天線電視)廣播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)是在DVB-S和DVB-C基礎(chǔ)上制定的。DVB-MS(ETS300748)高于10GHz的數(shù)字廣播MMDS分配系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)MMDS是采用調(diào)幅微波向多點(diǎn)傳送，分配多頻道電視節(jié)目的系統(tǒng)。該標(biāo)準(zhǔn)基于DVB-S，使攜帶大量節(jié)目的微波信號(hào)直接入戶。用DVB-S接收機(jī)配上一個(gè)MMDS頻率變換器就可接收DVB-MS信號(hào)。DVB-MC(ETS300749)低于10GHz的數(shù)字廣播MMDS分配系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)基于DVB-C，使攜帶大量節(jié)目的微波信號(hào)直接入戶。用DVB-C接收機(jī)配上一個(gè)MMDS頻率變換器就可接收DVB-MC信號(hào)。3.2 DVB基帶附加信息

10、系統(tǒng)DVB數(shù)字廣播系統(tǒng)除傳送普通的視頻、音頻信號(hào)外，還需傳送接收IRD調(diào)諧、節(jié)目指南，以及圖文、字幕、圖標(biāo)等信息。適用于此類基帶附加信息系統(tǒng)的DVB標(biāo)準(zhǔn)包括：DVB-SI、DVB-TXT和DVB-SUBDVB-SI(ETS300468)數(shù)字廣播業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)用于IRD自行設(shè)置，并為用戶提供廣播業(yè)務(wù)指南。DVBSI由一系列的表和描述符構(gòu)成，它們給出了有關(guān)DVB業(yè)務(wù)或節(jié)目的所有參數(shù)。DVB-TXT(ETS300472)數(shù)字圖文廣播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：該標(biāo)準(zhǔn)用于固定格式圖文電視的傳送。DVB-SUB(ETS300743)數(shù)字廣播字幕系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：該標(biāo)準(zhǔn)用于字幕及圖標(biāo)(臺(tái)標(biāo)等)的傳送。3.3 DVB交互業(yè)務(wù)

11、系統(tǒng)DVB數(shù)字廣播系統(tǒng)中的許多業(yè)務(wù)能根據(jù)需要，提供某中形式的交互服務(wù)。在通用DVB數(shù)字廣播系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步構(gòu)成交互業(yè)務(wù)系統(tǒng)的要素包括與其他相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)兼容的交互業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立協(xié)議，傳送交互服務(wù)過程命令與控制信號(hào)的回傳信道等。與此對應(yīng)的交互業(yè)務(wù)系統(tǒng)DVB標(biāo)準(zhǔn)有：DVBNIP、DVB-RCC和DVB-RCTDVB-NIP(ETS300802)DVB交互業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)DVB-RCC(ETS300800)CATV系統(tǒng)DVB反傳信道標(biāo)準(zhǔn)DVB-RCT(ETS300801)PSTN/ISDN的DVB反傳信道標(biāo)準(zhǔn)3.4 DVB條件接收及接口表準(zhǔn)DVB數(shù)字廣播系統(tǒng)中有些業(yè)務(wù)傳送的是加擾的條件接受信息。

12、條件接收的通用接口，使IRD(IntegratedReceiverDecoder,綜合解碼接收機(jī))能夠解擾采用通用加擾算法的加擾信息。DVB數(shù)字廣播系統(tǒng)與其他電信網(wǎng)絡(luò)(例如PDH、SDH、ATM等)的連接擴(kuò)展了DVB技術(shù)的應(yīng)用范圍，其與這些電信網(wǎng)絡(luò)的接口實(shí)現(xiàn)了DVB向電信網(wǎng)絡(luò)的過渡。此外還有用于連接專業(yè)設(shè)備及IRD的接口。關(guān)于這些接口的DVB標(biāo)準(zhǔn)包括：DVB-CI、DVB-PDH、DVB-SDH、DVB-ATM、DVB-PI和DVB-IRDI。DVB-CI(EN50221)條件接收及其它應(yīng)用的通用接口標(biāo)準(zhǔn)條件接收可確定哪些數(shù)字接收機(jī)能夠接收特定的廣播電視節(jié)目。這是付費(fèi)電視廣播的基本部分，因而對

13、數(shù)字電視運(yùn)行的成功發(fā)展至關(guān)重要。DVB-PDH(ETS300813)PDH(準(zhǔn)同步數(shù)字系列)網(wǎng)絡(luò)DVB接口標(biāo)準(zhǔn) DVB-SDHETS 300 814) SDH (同步數(shù)字系列)網(wǎng)絡(luò)DVB 接口標(biāo)準(zhǔn) DVB-ATM ( ETS 300 815) ATM 網(wǎng)絡(luò) DVB 接口標(biāo)準(zhǔn)DVB-PI(EN500839)CATV/SMATV前端及類似的專業(yè)設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)DVB-IPDI(EN50201)DVB-IRD接口標(biāo)準(zhǔn)4 、ISDB標(biāo)準(zhǔn)ISDB是日本的DIBEG(DigitalBroadcastingExpertsGroup數(shù)字廣播專家組)制訂的數(shù)字廣播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，它利用一種已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的復(fù)用方案在一個(gè)普通的

14、傳輸信道上發(fā)送各種不同種類的信號(hào)，同時(shí)已經(jīng)復(fù)用的信號(hào)也可以通過各種不同的傳輸信道發(fā)送出去OISDB具有柔軟性、擴(kuò)展性、共通性等特點(diǎn)，可以靈活地集成和發(fā)送多節(jié)目的電視和其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。ISDB基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2ISDB基本結(jié)構(gòu)5 、，DVB與ATSC的比較歐洲“DVB標(biāo)準(zhǔn)”和美國“ATSC數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)”的主要區(qū)別如下：(1)方形像素：在ATSC標(biāo)準(zhǔn)中采納了方形像素"(SquarePictureEelements),因?yàn)樗鼈兏舆m合于計(jì)算機(jī)；而DVB標(biāo)準(zhǔn)最初沒有采納，最近也采納了。止匕外，范圍廣泛的視頻圖像格式也被DVB采納，而ATSC對此則不作強(qiáng)制性規(guī)定。(2)系統(tǒng)層和視頻編碼：D

15、VB和ATSC標(biāo)準(zhǔn)都采納MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)層和視頻編碼，但是，由于MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)并未對視頻算法作詳細(xì)規(guī)定，因而實(shí)施方案可以不同，與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都無關(guān)。(3)音頻編碼：DVB標(biāo)準(zhǔn)采納了MPEG-2的音頻壓縮算法；而ATSC標(biāo)準(zhǔn)則采納了AC-3的音頻壓縮算法。(4)信道編碼：兩者的擾碼器(Radomizers)采用不同的多項(xiàng)式；兩者的里德一所羅門前向糾錯(cuò)(FEC)編碼采用不同的冗余度，DVB標(biāo)準(zhǔn)用16B,而ATSC標(biāo)準(zhǔn)用功20B;兩者的交織過程(Interleaving)不同；在DVB標(biāo)準(zhǔn)中網(wǎng)格編碼（Trellixcoding）有可選的不同速率，而在ATSC標(biāo)準(zhǔn)中地面廣播采用固定的2/3速率的網(wǎng)

16、格編碼，有線電視則不需采用網(wǎng)格編碼。（5）調(diào)制技術(shù)：衛(wèi)星廣播系統(tǒng)中DVB標(biāo)準(zhǔn)采用QPSK,而ATSC標(biāo)準(zhǔn)不涉及衛(wèi)星廣播。有線電視系統(tǒng)中DVB標(biāo)準(zhǔn)采用任選的16/32/64QAM,而ATSC標(biāo)準(zhǔn)采用16VSB,兩者完全不同。地面廣播系統(tǒng)中DVB標(biāo)準(zhǔn)采用具有QPSK、16QAM或64QAM的COFDM（2K個(gè)或8K個(gè)載波）；而ATSC標(biāo)準(zhǔn)采用8VSB。6、三種數(shù)字地面廣播系統(tǒng)的比較ISDB-T和歐洲的DVB-T非常類似，可以說是經(jīng)修改的歐洲方案，傳輸方案仍是COFDM,使用的編碼方式相同，調(diào)制方法也相同，也分為2K和8K兩種模式。因?yàn)槿毡倦娨暽漕l帶寬為6MHz,所以載波數(shù)、載波間隔有所差別。ISD

17、B-T與DVB-T、ATV的比較如表1所示。表1三種數(shù)字地面廣播系統(tǒng)的比較日本ISDB-T歐洲D(zhuǎn)VB-T美國ATSCATV帶寬5.6MHz,432kHz6.6,7.6MHz5.6MHz調(diào)制COFDMCOFDM8VSB載頻調(diào)制DQPSK、16QAM、64QAMQPSK、16QAM、64QAM8VSB載頻數(shù)5.6MHz:1045行（2K模式）5617彳f（8K模式）432kHz:109行（2K模式）433行（8K模式）1705彳f（2K模式）6817行（8K模式）單載頻糾錯(cuò)卷積（1/2,2/3,3/4,5/6,7/8）+RS（204,188）2/3格碼+RS（207,187）多工方式MPEG-2系

18、統(tǒng)MPEG-2系統(tǒng)MPEG-2系統(tǒng)編碼MPEG-2編碼MPEG-2編碼MPEG-2編碼（聲音為AC-3）信息碼率5.6MHz:3.68Mb/s21.46Mb/s432kHz:283kb/s1.65Mb/s4.35Mb/s31.67Mb/s19.39Mb/s移動(dòng)接收可以困難（有條件的可以）不可以同時(shí)傳送多種級(jí)別的圖像（HDTV、SDTV、LDTV），傳送多套節(jié)目，同時(shí)進(jìn)行圖像、聲音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，這些都是數(shù)字電視的共同優(yōu)點(diǎn)，對美、歐、日三種制式均適用。而抗多徑能力強(qiáng)，可分層，可移動(dòng)接收，可組成單頻網(wǎng)則是OFDM的優(yōu)點(diǎn)，也是歐洲、日本制式的共同優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)分層和窄帶接收同時(shí)實(shí)現(xiàn)固定接收、移動(dòng)接收和便攜接收，則僅是日本制式的特點(diǎn)。與DVB-T相比,ISDB-T增加了部分接收和分層傳輸功能。所謂部分接收是指系統(tǒng)將整個(gè)6MHz帶寬分為13段，每段423kHz,主要解決窄帶和寬帶業(yè)務(wù)的同時(shí)接收問題，其接收機(jī)可以接收6MHz全帶寬，也可以接收頻帶中心的那一段的窄帶423kHz信號(hào)。前者主要用于固定和車載移動(dòng)接收，而后者