數(shù)字電視系統(tǒng)原理與應(yīng)用培訓(xùn)講義

1、數(shù)字電視系統(tǒng)原理與運(yùn)用 第一部分 數(shù)字電視根底知識(shí)第二部分 數(shù)字電視前端系統(tǒng)第三部分 有線數(shù)字電視主要技術(shù)目的 講義提綱 一、數(shù)字電視根底知識(shí) 1.1 數(shù)字電視系統(tǒng)根本構(gòu)成 模擬電視信號(hào)輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換信源編碼信道編碼信道信道解碼信源解碼數(shù)模轉(zhuǎn)化模擬顯示1.2 信道與帶寬 信道：傳輸信息的通路稱為信道，可以分為兩種：傳輸模擬信號(hào)的稱為模擬信道，傳輸數(shù)字信號(hào)的信道稱為數(shù)字信道。數(shù)字電視根底知識(shí)帶寬：信道所能傳送信號(hào)的頻率寬度，稱 為帶寬。數(shù)字信號(hào)本身頻譜的寬度，決議了傳輸信道的最小頻道寬度。數(shù)字電視根底知識(shí)1.3 數(shù)據(jù)傳輸速率 比特率：是指二進(jìn)制數(shù)碼流的信息傳輸速率，單位是：bit/s簡(jiǎn)寫(xiě)b/s或b

2、ps，它表示每秒傳輸多少個(gè)二進(jìn)制元素每一個(gè)二進(jìn)制的元素稱為比特。數(shù)字電視根底知識(shí)波特率：也就是符號(hào)率，是針對(duì)模擬數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸過(guò)程中，調(diào)制解調(diào)器輸出的調(diào)制信號(hào)每秒鐘載波調(diào)制形狀改動(dòng)的數(shù)值，單位是s/s，稱為波特(baud)率。 比特率與波特率關(guān)系式：R=Blog2Nb/s R是比特率，B是波特率，N是n比特符號(hào)數(shù)。數(shù)字電視根底知識(shí)1.4 模擬信號(hào)的數(shù)字化抽樣：時(shí)間上延續(xù)的取值變?yōu)橛邢迋€(gè)離散取值。 量化：幅度上無(wú)限多種延續(xù)的樣值變?yōu)橛邢迋€(gè)離散值 。編碼：把量化后的信號(hào)按照一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)變成一系列數(shù)字編碼脈沖的過(guò)程。 數(shù)字電視根底知識(shí)模數(shù)轉(zhuǎn)化普經(jīng)過(guò)程： 模擬電視信號(hào)取樣量化編碼數(shù)字電視信號(hào)數(shù)字電視

3、根底知識(shí)數(shù)字電視根底知識(shí)數(shù)字電視根底知識(shí)1.5 信源編碼 緊縮過(guò)程：去除圖像中與信息無(wú)關(guān)或?qū)?圖像質(zhì)量影響不大的部分，即冗余部 分。電視信號(hào)中存在很多這樣的冗余部 分，這就為緊縮提供了能夠性。數(shù)字電視根底知識(shí)電視信號(hào)的冗余性表如今以下方面： 空間相關(guān)冗余 時(shí)間相關(guān)冗余數(shù)字電視根底知識(shí)1.6 調(diào)制傳輸 基帶信號(hào)變?yōu)轭l帶信號(hào)，頻譜搬移； 便于遠(yuǎn)間隔傳輸； 比如：QPSK、QAM 數(shù)字電視根底知識(shí)1.7 數(shù)字電視的幾種分類傳輸分類：數(shù)字衛(wèi)星電視、數(shù)字有線電視、數(shù)字地面廣播電視。明晰度分類：規(guī)范明晰度數(shù)字電視SDTV、高明晰度數(shù)字電視HDTV。 數(shù)字電視根底知識(shí) 二、數(shù)字電視前端系統(tǒng)數(shù)字電視系統(tǒng)信號(hào)原

4、理圖 數(shù)字電視前端系統(tǒng) 縣公司數(shù)字電視前端系統(tǒng)表示圖 2.2 主要設(shè)備原理與運(yùn)用編碼器：作用是將原始節(jié)目的圖像和聲音信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼緊縮成符合系統(tǒng)要求的數(shù)字信號(hào)，主要有兩種運(yùn)用分別是：CVBS(模擬音視頻信號(hào))經(jīng)編碼生成MPEG-2 ASI/TS信號(hào)SDI(數(shù)字分量串行接口) 經(jīng)編碼生成MPEG-2 ASI/TS信號(hào) 數(shù)字電視前端系統(tǒng) 復(fù)用器：將多路節(jié)目的TS流復(fù)用成一路TS流，使得多路節(jié)目在一個(gè)頻道中傳輸。 數(shù)字電視前端系統(tǒng) 復(fù)用器工程實(shí)際中的運(yùn)用：將多個(gè)單節(jié)目TS流復(fù)用成一路TS流在復(fù)用的過(guò)程中，插入PSI信息和SI信息，重新組合，并且重新分配PID值。作為接納端的解復(fù)用和再?gòu)?fù)用 數(shù)字電視前端

5、系統(tǒng) 復(fù)用器的容量計(jì)算：舉例：64QAM的符號(hào)率在8MHz最高可以到達(dá)6.89MBps那么最高數(shù)據(jù)傳輸速率為： 6.89641.34Mbps其中有RS編碼，去掉冗余，有效傳輸數(shù)據(jù)速率為： 41.34188/20438.1Mbps 數(shù)字電視前端系統(tǒng) 一路節(jié)目TS流為4Mbps，預(yù)留維護(hù)帶寬，復(fù)用后的一個(gè)傳輸流的數(shù)據(jù)傳輸速率一般不超越35Mbps，那么在以上條件下一個(gè)流最多可以復(fù)用8套節(jié)目 數(shù)字電視前端系統(tǒng) QAM調(diào)制器 QAMQuadrature Amplitude Modulation正交幅度調(diào)制，數(shù)字調(diào)制器接納來(lái)自編碼器、復(fù)用器、DVB網(wǎng)關(guān)、視頻效力器等設(shè)備的TS流，進(jìn)展RS編碼、卷積編碼和

6、QAM數(shù)字調(diào)制，輸出的射頻信號(hào)可以在有線電視網(wǎng)上傳送。 數(shù)字電視前端系統(tǒng) 64QAM調(diào)制星座圖 數(shù)字電視前端系統(tǒng) 三、數(shù)字電視主要技術(shù)目的3.1 數(shù)字信號(hào)電平 定義：在有效帶寬內(nèi)所選射頻或中頻信號(hào)的均方根值(RMS)功率。 注釋：均方根值，也稱有效值，計(jì)算方法是先平方、再平均、然后開(kāi)方。QAM調(diào)制的數(shù)字電視信號(hào)，在整個(gè)帶寬內(nèi)是平頂?shù)模瑹o(wú)峰值。 QAM數(shù)字頻道的電平是用被測(cè)頻道信號(hào)的平均功率來(lái)表達(dá)的，稱為數(shù)字頻道平均功率。 3.2 調(diào)制誤差率MER 為了對(duì)接納到的信號(hào)做單一的“質(zhì)量因數(shù)分析，定義符號(hào)誤差矢量幅度的平方和與理想符號(hào)矢量幅度的平方和之比的分貝值為調(diào)制誤差率MER。數(shù)字電視主要技術(shù)目的

7、 調(diào)制誤差表示圖 調(diào)制誤差實(shí)踐傳輸?shù)男盘?hào)數(shù)字電視主要技術(shù)目的在數(shù)字調(diào)制信號(hào)中，突發(fā)脈沖、各種失真對(duì)信號(hào)呵斥的損傷和噪聲非常類似。假設(shè)系統(tǒng)的MER減小，信號(hào)遭到的損傷變大，出現(xiàn)誤碼的概率添加。數(shù)字前端系統(tǒng)輸出口MER36dB，分配網(wǎng)MER35dB，用戶端MER30dB數(shù)字電視主要技術(shù)目的數(shù)字電視主要技術(shù)目的圖1 較理想的MER星座圖 圖2、熱噪聲引起的損傷 MER35dB MER25dB 數(shù)字電視主要技術(shù)目的圖3、相關(guān)干擾 圖4、相位噪聲損傷 MER30dB MER30dB 3.3 誤碼率BER 誤碼率是衡量數(shù)字傳輸系統(tǒng)質(zhì)量的根本目的，定義為錯(cuò)誤比特?cái)?shù)與傳輸總比特?cái)?shù)之比。 經(jīng)過(guò)前向糾錯(cuò)技術(shù)，可以在實(shí)踐誤碼率10-4的情況下，獲得的10-10相對(duì)誤碼率，普通規(guī)定BER =10-4是數(shù)字有線接納機(jī)的門(mén)限值。數(shù)字電視主要技術(shù)目的前向糾錯(cuò)(Forward Error Correction簡(jiǎn)稱FEC)，是提高數(shù)據(jù)通訊準(zhǔn)確度的方法。在單向通訊信道中，一旦錯(cuò)誤被發(fā)現(xiàn)，其接納器無(wú)法懇求傳輸。FEC 是利用數(shù)據(jù)進(jìn)展傳輸冗長(zhǎng)信息的方法，當(dāng)傳輸中出現(xiàn)錯(cuò)誤，接納器將重建數(shù)據(jù)。數(shù)字電視主要技術(shù)目的FEC：3/4 在一個(gè)TS流中,只需3/4的內(nèi)容是裝有節(jié)目?jī)?nèi)容的PES流,而另