數(shù)字電視體系及有線數(shù)字電視傳輸技術(shù)

數(shù)字電視體系及有線數(shù)字電視傳輸技術(shù)唐明光電子科技大學(xué).13,2005內(nèi)容安排一、數(shù)字電視基本概念二、數(shù)字電視系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù)三、數(shù)字電視標準四、有線數(shù)字電視技術(shù)基礎(chǔ)五、信源編碼技術(shù)壓縮編碼技術(shù)六、信道編碼和調(diào)制七、有線數(shù)字電視傳輸技術(shù)八、條件接收（）系統(tǒng)九、有線電視傳輸系統(tǒng)對數(shù)字電視信號質(zhì)量的影響十、機頂盒的應(yīng)用要求十一、數(shù)字電視參數(shù)的測量

1.什么是數(shù)字電視

數(shù)字電視是一個系統(tǒng)。它指一個從節(jié)目攝制、制作、編輯、存儲、發(fā)送、傳輸，到信號接收、處理、顯示等全過程完全數(shù)字化的電視系統(tǒng)。一、數(shù)字電視基本概念2.數(shù)字電視實現(xiàn)的意義

數(shù)字電視系統(tǒng)將成為一個數(shù)字信號傳輸平臺：整個廣播電視節(jié)目制作和傳輸質(zhì)量顯著改善信道資源利用率大大提高提供其他增值業(yè)務(wù)：數(shù)據(jù)廣播，視頻點播，電子商務(wù)，軟件下載，電視購物，……為“三網(wǎng)融合”提供了技術(shù)上的可能性。3.數(shù)字電視分類：圖像分辨率1920×1080（16：9）：圖像分辨率720×756（）720×480（）：級圖像分辨率4.數(shù)字電視的優(yōu)點數(shù)字傳輸，信號質(zhì)量高彩色逼真可實現(xiàn)不同分辨率等級接收（，）可移動接收，無重影增加節(jié)目頻道應(yīng)實現(xiàn)加解密和加解擾，便于展開業(yè)務(wù)準交互和交互其它增值業(yè)務(wù)二.數(shù)字電視系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù)1、系統(tǒng)組成從橫向看：（硬件系統(tǒng)）節(jié)目制作數(shù)字信號處理傳輸接收顯示從縱向看：（軟件系統(tǒng)）物理層傳輸協(xié)議中間件標準信息表示信息使用內(nèi)容保護?節(jié)目制作設(shè)備：數(shù)字攝像機、數(shù)字錄像機、數(shù)字特技機、數(shù)字編輯機、數(shù)字字幕機、非線性編輯系統(tǒng)數(shù)字處理設(shè)備及技術(shù)：壓縮編/解碼設(shè)備及技術(shù)、數(shù)據(jù)加/解擾設(shè)備及技術(shù)、加/解密設(shè)備及技術(shù)信號傳輸：地面、有線、衛(wèi)星接收設(shè)備：數(shù)字電視接收機（衛(wèi)星、有線）顯示：、、、投影顯示等2.關(guān)鍵技術(shù)1)信源編碼技術(shù)視頻壓縮編碼——2音頻壓縮編碼——2（歐洲、日本）3(美國)我國標準：17975.2—2000“信息技術(shù)—運動圖像及其伴音信號的通用編碼規(guī)范第2部分：視頻”17975.3—2000“信息技術(shù)—運動圖像及其伴音信號的通用編碼規(guī)范第３部分：音頻”2)傳輸復(fù)用技術(shù)數(shù)據(jù)打包：N個信道的視頻、音頻和輔助數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分組傳輸流復(fù)用：將N個打包的數(shù)據(jù)復(fù)合成單路串行傳輸流標準：國際2我國17975.1—2000“信息技術(shù)—運動圖像及其伴音信號通用編碼第1部分：系統(tǒng)”傳送復(fù)用使電視信號具有與數(shù)據(jù)通信相似的數(shù)據(jù)分組（打包）傳輸，從而使數(shù)字電視系統(tǒng)具備了可擴展、分級和交互通信的基礎(chǔ)。3)信信道道編編碼碼和和調(diào)調(diào)制制經(jīng)信信源源編編碼碼的的傳傳輸輸碼碼流流通通常常不不適適合合在在傳傳輸輸信信道道（（無無線線、、有有線、衛(wèi)衛(wèi)星））中傳傳輸，，必須須經(jīng)過過某種種處理理，使使之變變成適適合在在規(guī)定的的信道道中傳傳輸?shù)牡男问绞?。在在通信信原理理中把把這種種處理理稱為為信道編編碼和和調(diào)制制。信道編編碼包包括：：糾錯錯編碼碼、網(wǎng)網(wǎng)格編編碼、、均衡衡等。。信道編編碼目目的：：提高高傳輸輸信號號在信信道中中的抗抗干擾擾能力力標準：：170——2001“有線線數(shù)字字電視視廣播播系統(tǒng)統(tǒng)信道道編碼碼與調(diào)調(diào)制規(guī)規(guī)范””4)有有條條件接接收（（）只允許許已付付費的的授權(quán)權(quán)用戶戶使用用某一一業(yè)務(wù)務(wù)，未未經(jīng)授授權(quán)的的用戶不能能使用用這一一業(yè)務(wù)務(wù)。涉及技技術(shù)：：前端端的加加密和和加擾擾技術(shù)術(shù)接收端端的對對用戶戶尋址址控制制和授授權(quán)解解擾技技術(shù)標準：：175-2001“數(shù)字字電視視廣播播條件件接收收系統(tǒng)統(tǒng)規(guī)范范”5)軟軟件件平臺臺———中間間件機頂盒盒中硬硬件功功能：：接收收信號號、信信道解解碼、、解調(diào)調(diào)。2碼流流解碼碼，模模擬視視/音音頻輸輸出。。機頂盒盒中軟軟件功功能：：電視視節(jié)目目內(nèi)容容顯示示、節(jié)節(jié)目信信息、、操作作界面面的實實現(xiàn)等等。中間件件：是是一種種將應(yīng)應(yīng)用程程序與與底層層的實實時操操作系系統(tǒng)及及硬實實現(xiàn)的的技術(shù)術(shù)細節(jié)節(jié)隔離離開來來的的軟件件環(huán)境境，支支持跨跨硬件件平臺臺和跨跨操作作系統(tǒng)統(tǒng)的軟軟件運運行，，使應(yīng)應(yīng)用不不依賴賴于特特定的的硬件件平臺臺和操操作系系統(tǒng)。。中間件件構(gòu)成成：虛虛擬機機、虛虛擬機機、虛虛擬機機等。。三.數(shù)數(shù)字電電視標標準1.國國際：：三大大標準準歐洲：：（（數(shù)數(shù)字視視頻廣廣播））美國：：（（高高級電電視制制式））日本：：（（綜綜合業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)數(shù)字廣廣播））2.中中國：：數(shù)字字電視視演播播室參參數(shù)標標準數(shù)字電電視廣廣播標標準四.有有線數(shù)數(shù)字電電視技技術(shù)基基礎(chǔ)1.有有線數(shù)數(shù)字電電視信信號傳傳輸?shù)鹊燃壖凹皞鬏斴斚到y(tǒng)統(tǒng)模式式1）傳傳輸?shù)鹊燃墸?)傳傳輸系系統(tǒng)模模式電纜傳傳輸———方方式光纖傳傳輸———方方式光纖——同同軸軸混合合傳輸輸———數(shù)字字調(diào)制制方式式2．有有線數(shù)數(shù)字電電視的的主流流標準準與方方式1)標標準準：16，，642)四四種方方式：：6416傳送方方式16-64641664頻帶寬寬度8666傳輸速接收滾滾降13%15%11.5%18%糾錯率率(204,188)(128,122)(207,187)(204,188)壓縮方方式23．數(shù)數(shù)字電電視信信號的的產(chǎn)生生直接產(chǎn)產(chǎn)生：：字幕幕機，，數(shù)字字攝像像機等等轉(zhuǎn)換生生產(chǎn)：：電影影膠片片———電視視電影影機模擬-數(shù)字字（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換））———信號號數(shù)字字化1)信信號號數(shù)字字化過過程取樣：：取樣樣頻率率，定定理連續(xù)信信號變變換成成離散散信號號量化：：將離離散信信號樣樣值進進行離離散化化處理理離散化化的量量化級級量化噪噪聲編碼：：量化化后的的信號號仍然然只是是離散散信號號，還還不是是數(shù)字字信號號。用用n比特特二進進制碼碼來表表示已已經(jīng)量量化了了的取取樣值值，稱稱為編編碼。。每個二二進制制數(shù)對對應(yīng)一一個量量化電電平，，再按按時序序?qū)⑺鼈兣排帕衅饋?，，就得得到基基帶?shù)數(shù)字信信息流流。傳輸速速率：：傳輸輸速率率=取取樣頻頻率××量化化比特特數(shù)2）音音頻信信號的的數(shù)字字化?取取樣頻頻率：：>40。。常用11.025，，22.05，，44.1，48。。?量量化比比特數(shù)數(shù)：8，12，，16。?聲聲道：：單聲聲道，，雙聲聲道（（立體體聲））取樣頻頻率××量化化比特特數(shù)××聲道道數(shù)?數(shù)數(shù)字音音存儲儲量：：（（字節(jié)節(jié)）8例：標標準取取樣頻頻率44.1，，量化化比特特數(shù)16，，立體體聲，，存儲儲一分鐘鐘數(shù)字字音樂樂的容容量為為10,584,000字節(jié)節(jié)或84,672,000比比特。。3）視視頻信信號的的數(shù)字字化編碼方方式：：復(fù)合合編碼碼———將彩彩色全全電視視信息息直接接編成碼碼分量編編碼———將將亮度度信號號Y，，色差差信號Y和分分別編編碼或碼二者比較較：“復(fù)合編編碼”與與電視制制式有關(guān)關(guān)“分量編編碼”與與電視制制式無關(guān)關(guān)在節(jié)目后后期制作作中：““復(fù)合合”需解解碼“分量””無需解解碼傳輸時：：“復(fù)合合”由于于頻分復(fù)復(fù)用，產(chǎn)產(chǎn)生亮，，色串擾擾“分量””采用時時分復(fù)用用，無亮亮，色串串擾分量編碼碼取樣頻頻率亮度信號號取樣頻頻率：足足夠小的的混疊噪噪聲（2.2～～2.7）=5.8-6≥12.76～～13.2滿足行鎖鎖相采樣樣,m為整數(shù)數(shù)使525/652行兼兼容（525行行/60場625行行/50場）要采用同同一取樣樣頻率在13.2附近近，只有有13.515625××864(625/50)=15734.264×858(525/60)亮度信號號取樣頻頻率取樣樣13.5色差信號號取樣頻頻率：需要滿足足與亮度度信號同同樣的三三個要求求取為6.75分量編碼碼取樣頻頻率的組組合，適適應(yīng)不同同圖像質(zhì)質(zhì)量要求求Y：()：（））：=13.5：13.5：13.5=4：4：4Y：()：（））：=13.5：6.75：：6.75=4：2：2（（演播播室圖像像質(zhì)量標標準）Y：()：（））：=13.5：3.375：3.375=4：1：1（（4：2：0））4：：4：4，4：：2：2和4：：2：0三種是是可以相相互兼容容，相互互轉(zhuǎn)換的的由高高檔轉(zhuǎn)為為低檔，，樣點數(shù)數(shù)減少，，稱為數(shù)數(shù)字信號號的抽去去；反之之稱為數(shù)數(shù)字信號號的內(nèi)插插。4：4：：44：2：：24：：2：0視頻取樣示例4：2：24：2：04：4：4

像素：在理想情況下可用“1份亮度+2份彩色差的樣品”來描述：

表示1份亮度樣品(Y)重合的亮度、色度樣品表示2個色度樣品(R-Y，B-Y)4為13.5MHz、2為6.75MHz和1為3.75MHz的取樣頻率4）量化化比特數(shù)數(shù)和量化化級量化比特特：Y，，都都采用8均均勻量量化未經(jīng)γ較較正的信信號采用用10均均勻量化化量化級：：亮度信號號8，256個個量化級級，0-255為防止過過載上上端留20級下端留16級量化級16表表示黑黑電平量化級235表表示白電電平5）601建議議編碼主主要參數(shù)數(shù)（4：：4：4格式））參數(shù)數(shù)625行50場制制式525行60場制式式1，編碼碼信號經(jīng)經(jīng)過γ校校正的信信號，，，或，，，2，各信信號的全全行樣點點數(shù)8648583，取樣樣結(jié)構(gòu)正正交，，按場，，行，幀幀重復(fù)，，并與此此4：2：2標標準的亮亮度樣點點重合4，每種種信號的的取樣頻頻率13.55，編碼碼方式每每樣值至至少8比比特均勻勻量化6，用樣樣點表示示的數(shù)字字有效行長長度至至少7207，視頻頻信號電電平每樣樣值共共220量化化級，黑黑電平對對應(yīng)于第第16量量化級；；8比特的的最高有有效位峰峰值白白電平相相應(yīng)于第第235量化級級（）量化化級之間間的在在量量化等級級中部共共分224級，，零電平平對應(yīng)128級級對應(yīng)值（（范圍：：0—255））601建建議演播播室分量量編碼主主要參數(shù)數(shù)(4∶∶2∶2格式)參數(shù)數(shù)625行行50場場制式525行60場制制式1、編碼碼信號Y、、2、全行行樣點數(shù)數(shù)亮度信號號(Y)864858每個色差差信號(、)4324293、取樣樣結(jié)構(gòu)正交，場場、行、、幀重復(fù)復(fù)，和的的樣點同同位，并并和每行行第奇數(shù)數(shù)個(1，3，，5...)Y樣點點同位4、取樣樣頻率亮度信號號13.5每個色差差信號6.755、編碼碼方式線性、8比特量量化/每每個取樣樣值6、每數(shù)數(shù)字有效效行數(shù)樣樣點數(shù)亮度信號號720每個色差差信號3607、視頻頻信號電電平與量量化級間間的對應(yīng)應(yīng)值亮度信號號每個色差差信號共22個個量化級級，黑電電平對應(yīng)應(yīng)量化級級16；；峰值白白電平對對應(yīng)量化化級235在量化等等級中間間部，共共分224級，，零電平平對應(yīng)于于128級數(shù)字電視視信號的的碼率1）標準準清晰度度數(shù)字電電視（））：在601標準中中，采用用10量量化時，，亮度信號號的碼率率為取樣頻率率X量量化比比特數(shù)=13.5X10=1352個色差差信號的的碼率為為2X6.75X10=135的總碼率率為亮度信號號碼率+2個色差差信號碼碼率=135+135=2702）高清清晰度電電視（））：在274M數(shù)字字電視標標準中，，采用10量化化時，亮度信號號的碼率率為取樣頻率率X量量化比比特數(shù)=74.25X10=742.52個色差差信號的的碼率為為2X37.125X10=742.5的總碼率率為亮度信號號碼率+2個色差差信號碼碼率=742.5+742.5=1485數(shù)字電視視信號的的有效碼碼率有效碼率率（視頻頻有效碼碼率）：：1）標準準清晰度度數(shù)字電電視信號號的有效效碼率是指在單單位時間間內(nèi)與視視頻信號號有關(guān)的的數(shù)據(jù)量量。因為為在電視視信號的的水平和和垂直消消隱期間間內(nèi)沒有有視頻信信號，所所以有效效碼率一一般只是是碼率的的6080%。。在601標準中中，8量量化時，，（480/60i）亮亮度信號號的有效效碼率為為：每行的取取樣點數(shù)數(shù)X有有效掃掃描行數(shù)數(shù)X量量化比比特數(shù)X幀幀頻=720X480X8X30=82.9442個色差差信號的的有效碼碼率為：：2X360X480X8X30=82.944總有效碼碼率為：：亮度信號號有效碼碼率+2個個色差信信號有效效碼率=82.944+82.944=165.888（（480/60i）（576/50i）亮亮度信號號的有效效碼率為為：每行的取取樣點數(shù)數(shù)X有有效掃掃描行數(shù)數(shù)X量量化比比特數(shù)X幀幀頻=720X576X8X25=82.9442個色差差信號的的有效碼碼率為：：2X360X576X8X25=82.944總有效碼碼率為：：亮度信號號有效碼碼率+2個個色差信信號有效效碼率=82.944+82.944=165.888（（576/50i）2）高清清晰度數(shù)數(shù)字電視視信號的的有效碼碼率在274M數(shù)字字電視標標準中，，采用8量化時時1080/60i信信號格式量量度信號號的有效效碼率為為每行的取取樣點數(shù)數(shù)X有效效掃描行行數(shù)X量量化比特特數(shù)X幀幀頻=1920X1080X8X30=497.6642個色差差信號的的有效碼碼率為2X960X1080X8X30=497.664總有效碼碼率為2X497.664=995.328（1080/60i）1080/50i信號號格式的的有效碼碼率為1920X1080X8X25X2=829.44（1080/50i）數(shù)字電視視技術(shù)中中電視系系統(tǒng)的表表示方法法示例1080/60i：1080表示每每幀有效效掃描行行數(shù)，60表示示幀頻或或場頻，，i表示隔隔行掃描描。720/50P：720表表示每幀幀有效掃掃描行數(shù)數(shù)，50表示示幀頻或或場頻，，P表示逐逐行掃描描。制可表示示為：480/60i制可表示示為：576/50i1080/60i還可可表示為為：1080/60/2：：1720/50P還可表表示為：：720/50/1：：11080/60i還可可表示為為：1080@60i720/50P還可表表示為：：720@50P五.信源源編碼技技術(shù)—壓壓縮編碼碼技術(shù)1．數(shù)字字視頻壓壓縮的必必要性1920×1080顯顯示格式式數(shù)字化后后傳輸速速率995復(fù)合編碼碼135分量編碼碼4：2：：2216存儲：：2小時，，存儲量量71642小時，，存儲量量972復(fù)復(fù)合編編碼1555分分量量編碼傳輸：需需1信道道需1～～2個155信信道無論對于于存儲或或傳輸，，碼率壓壓縮都是是絕對必必要的。。2．壓縮縮編碼方方法1)利利用圖圖象時間間的相關(guān)關(guān)性與時時間冗余余度的壓壓縮電視圖象象中相繼繼各幀對對應(yīng)象素素點的值值往往相相近或相相同，具具有時間間相關(guān)性性，找出出這些相相關(guān)性就就可以減減小信息息量，從從而實現(xiàn)現(xiàn)與時間間有關(guān)的的壓縮。。2)利利用圖象象空間的的相關(guān)性性與空間間冗余度度的壓縮縮一幅圖象象相鄰各各點的取取值往往往相近或或相同，，具有空空間相關(guān)關(guān)性，找找出這些些相關(guān)性性就可以以減少信信息量，，從而實實現(xiàn)與空空間有關(guān)關(guān)的壓縮縮。3)利用用事件的的統(tǒng)計特特性與統(tǒng)統(tǒng)計冗余余度的壓壓縮對經(jīng)常出出現(xiàn)的數(shù)數(shù)據(jù)用短短碼組表表，對不不經(jīng)常出出現(xiàn)的的數(shù)據(jù)用用長碼組組表示，，則最終終用于表表示這一一串數(shù)據(jù)據(jù)的總碼碼位就減減少了。。從而實實現(xiàn)與統(tǒng)統(tǒng)計冗余余有關(guān)的的壓縮。。4)利用用人眼的的視覺特特性與視視覺冗余余度的壓壓縮人眼的視視覺特性性：對亮亮度信號號比對色色度信號號敏感對低頻信信號比對對高頻信信號敏感感對靜止圖圖象比對對運動圖圖象敏感感對圖象中中水平和和垂直線線條比對對斜線條條敏感包含在色色度信號號、圖象象高頻信信號和運運動圖象象中的一一些數(shù)據(jù)據(jù)并不能能對增加加圖象相相對于人人眼清晰晰度作出出貢獻，，而被認認為是多多余的數(shù)數(shù)據(jù)，這這就是視視覺冗余余度。壓縮視覺冗冗余度就是是去掉那些些相對人眼眼而言是看看不到的或或可有可無無的圖象數(shù)數(shù)據(jù)。3．基本的的圖象壓縮縮編碼技術(shù)術(shù)1)分類類冗余度壓縮縮技術(shù)，無無損傷壓縮縮技術(shù)，無無失真，數(shù)數(shù)學(xué)上可逆逆。即它是是可還原的的。信息量壓縮縮技術(shù)，有有損傷壓縮縮技術(shù)，有有失真，數(shù)數(shù)學(xué)上不可可逆。即它它是不可還還原的。2)圖象象壓縮技術(shù)術(shù)優(yōu)劣評估估條件信息壓縮比比：壓縮前前后所需的的信息存儲儲量之比重現(xiàn)圖象精精度：重現(xiàn)現(xiàn)的圖象與與原圖象相相比有多大大失真執(zhí)行速度：：壓縮算法法要多少時時間完成壓縮比增大大，圖象損損傷程度也也隨之加大大。電視節(jié)目制制作：壓縮縮比2：1至8：1數(shù)字錄象象機2.37：：1模擬分量錄錄象機––8：1母盤，壓縮縮比12：：1采用幀內(nèi)壓壓縮方式，，標準。電視廣播：：壓縮比比15：1～20：：1采用幀間預(yù)預(yù)測編碼，，–2標準有線數(shù)字電電視壓縮比比可加大至至30：1，–2標標準3)基本壓壓縮編碼方方法預(yù)測編碼（（）——差差分脈沖編編碼調(diào)制不直接傳送送圖象樣值值本身，而而是對實際際樣值與它它的一個預(yù)預(yù)測值之間間的差值進進行再次量量化、編碼碼。這種方法可可消除圖象象信號的空空間相關(guān)冗冗余幀內(nèi)預(yù)預(yù)測）和時時間相關(guān)冗冗余（幀間間預(yù)測）。。利用象素素的相關(guān)性性還可進一一步減小差差值。離散余弦變變換（）()是是數(shù)碼率壓壓縮的一種種常用的變變換編碼方方法。是先先將整體圖圖像分成NN像像素塊，然然后對NN像素素塊逐一進進行變換。。由于多數(shù)數(shù)圖像高頻頻分量較少少，相應(yīng)圖圖像高頻分分量的系數(shù)數(shù)經(jīng)常為零零，加之人人眼對高頻頻成分的失失真不太敏敏感，所以以可用更粗粗的量化。。因此傳送送變換系數(shù)數(shù)的數(shù)碼率率，要大大大小于傳送送像素所用用的數(shù)碼率率。到達接接收端后通通過反離散散余弦變換換回到樣值值。雖有失失真，但人人眼是可以以接受的。。游程程長長度度編編碼碼（（））是指指一一個個碼碼可可同同時時表表示示碼碼的的值值和和前前面面有有幾幾個個零零。。在在用用之之字字形形讀讀出出方方式式情情況況下下，，出出現(xiàn)現(xiàn)連連零零的的機機會會較較多多，，尤尤其其在在最最后后，，如如果果都都是是零零，，在在讀讀到到最最后后一一個個數(shù)數(shù)后后只只要要給給出出““塊塊結(jié)結(jié)束束””（（））碼碼，，就就可可以以結(jié)結(jié)束束輸輸出出，，從從而而節(jié)節(jié)省省很很多多碼碼率率。。通常常，，系系數(shù)數(shù)量量化化之之后后，，都都采采用用之之字字形形方方式式讀讀出出。?；舴蚍蚵ǎǎ┚幘幋a碼霍夫夫曼曼()編編碼碼(屬屬于于統(tǒng)統(tǒng)計計編編碼碼)是是可可變變字字長長編編碼碼(:)的的一一種種，，相相當當于于對對概概率率大大的的符符號號給給短短碼碼，，對對概概率率小小的的符符號號給給長長碼碼。。4．．視視頻頻壓壓縮縮1））H.261標標準準1980年年通通過過為為國國際際標標準準用于于可可視視電電話話，，P××64，，1～～30可可變變，，（（64～～1920)用于于會會議議電電視視，，P≥≥36H.261(又又稱稱P64)是是最最早早的的一一個個碼碼率率壓壓縮縮標標準準。。2））標標準準1986年年提提出出，，1992年年公公布布為為國國際際標標準準。。屬幀幀內(nèi)內(nèi)壓壓縮縮編編碼碼方方法法，，主主要要用用于于數(shù)數(shù)字字電電視視編編錄錄設(shè)設(shè)備備（（如如非非線線性性編編輯輯系系統(tǒng)統(tǒng)））。。壓縮縮比比：：４４～～32４～～5.3接接近近原原始始圖圖象象質(zhì)質(zhì)量量5.3～～11圖圖象象很很好好,滿滿足足絕絕大大多多數(shù)數(shù)應(yīng)應(yīng)用用11～～16圖圖象象好好,滿滿足足多多數(shù)數(shù)應(yīng)應(yīng)用用15～～32圖圖象象較較好好,滿滿足足某某些些應(yīng)應(yīng)用用3））––1標標準準?1988年年提提出出，，1992年年公公布布為為國國際際標標準準?典典型型應(yīng)應(yīng)用用如如等等家家用用數(shù)數(shù)字字音音象象產(chǎn)產(chǎn)品品。。最最高高編編碼碼速速率1.8?實實現(xiàn)現(xiàn)方方法法：：、、運運動動補補償償和和霍霍夫夫曼曼編編碼碼?信信源源輸輸入入格格式式為為（（）），，如如為為–601格格式式的的信信源源要要轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換成成格格式式才才能能輸輸入入–1編編碼碼器器。。4））––2標標準準1988年年提提出出，，1994年年公公布布為為國國際際標標準準，，是是專專門門針針對對數(shù)數(shù)字字電電視視（（包包括括和和））的的信信源源編編碼碼標標準準。。是運運動動圖圖像像專專家家組組()的的縮縮寫寫，，成成立立于于1988年年，，以以建建立立活活動動圖圖像像及及相相應(yīng)應(yīng)音音頻頻的的編編碼碼標標準準。。2的的主主級級和和主主類類提提供供720××576()25幀幀的的––R601建建議議圖圖像像質(zhì)質(zhì)量量。。在在壓壓縮縮比比為為30∶∶1或或更更小小時時，，2可可以以提提供供廣廣播播質(zhì)質(zhì)量量的的編編碼碼圖圖像像，，2也也可可工工作作在在大大壓壓縮縮比比如如200∶∶1下下，，效效果果與與––1相相差差不不大大（（即即與與1兼兼容容））。。a）–2是一個個系統(tǒng)，它的的作用是：對音頻、視頻頻、數(shù)據(jù)、控控制等基本比比特流實現(xiàn)復(fù)復(fù)用提供各種定時時及初始化經(jīng)解碼器提供供（節(jié)目特定定信息）支持有條件接接收（），隨隨機接入，數(shù)數(shù)字存儲和糾糾錯b）2系統(tǒng)輸輸出兩個數(shù)碼碼流：節(jié)目比特流，，用于相對無無誤差的環(huán)境境傳輸比特流，，用于有噪聲聲媒質(zhì)d）2的類與與級1、2有4種種輸入格式，，稱為級(或或等級)。從從有限清晰度度的(家用錄錄像系統(tǒng))質(zhì)質(zhì)量圖像直到到圖像，每一一種輸入格式式編碼后都有有一個相應(yīng)的的范圍。除了在源格式式提供這種靈靈活性之外，，2還有不同同的處理方法法，稱為類(或?qū)用?，，每一類都包包括壓縮和使使用方法的一一個集合。不不同的類意味味著使用不同同集合的碼率率壓縮工具。。2、–2共分分６類，較高高的類編碼更更精細，而且且每升高一類類將提供前一一類沒有使用用的附加工具具。甲）簡單類()乙）主類()丙）信噪比可可分級類?。┛臻g可分分級類戊）高級類()己）４：２：：２格式在主類上的類類是信噪比可可分級類()、空間可分分級類()、、高級類和4:2:2格格式。這允許許將編碼的視視頻數(shù)據(jù)分為為基本層和另另一個或更多多的上層信號號?；緦颖肀硎揪幋a圖像像的基本數(shù)據(jù)據(jù)但代表的圖圖像質(zhì)量較低低。上層信號號則可用來改改進信噪比或或清晰度。e）圖像的4個級別：甲）低級(：：)的輸入入格式的像素素是601格式的1/4，即352×240×30或352×288×25，，相應(yīng)編碼最最大輸出碼率率為4M。。乙）主級(：：)：輸入入格式完全符符合.601格式，720×480×30或或720×576×25，輸出最大大碼率除高級級類和4:2:2外是15，高級類類主級是20，4:2:2是50。丙）高1440級(H14L：–1440)：是每行1440有效效像素的高清清晰度格式。。除高級類外外，最大輸輸出碼率為60，相應(yīng)的的高級類輸出出碼率為80。?。└呒?)：輸入是每每行1920有效像素的的高清晰度格格式，輸出最最大碼率為80，相應(yīng)的的高類輸出碼碼率為100。f）2的類和和級的組合如如下圖(常用用縮寫表示如如主類主級、、主類高級級等)。MP@LL35228830Hz4Mb/s，4Mb級

(Levels)高級(HIGH)1440高級(HIGH-1440)MP@HL1920115260Hz80Mb/s，128MbMP@H14L1440115260Hz60Mb/s，64MbSSP@H14L1440115260Hz60Mb/s，128MbHP@H11440115260Hz80Mb/s，128MbHP@HL1920115260Hz100Mb/s，256MbHP@M35228830Hz20Mb/s，32MbSP@ML720x57615Mb/s，8MbMP@ML72057630Hz15Mb/s，16MbSNRP@LL35228830Hz4Mb/s，8MbSNRP@MM72057630Hz15Mb/s，30Mb主級(MAIN)低級(LOW)

MPEG-2的類和級簡單類信噪比可分級類主類(MAIN)高類(MAIN)(SIMPLE)（SNRSCL)空間可分級類（SPAＳＣＬ）類(Profiles)專業(yè)類(4:2:2)72060830Hz50Mb/s,16Mb在24個所選選組合中有12個是獲準準通過的。圖圖中顯示了每每種組合的最最大分辨率(水平×垂直直)、最大幀幀速、最高碼碼速和解碼器器必須的緩存存容量。最廣泛采用的的類和級是和和。4:2:2是是對主類的修修改，它用4:2:2色色度格式代替替了2標準中中其它類所共共用的4:2:0格式。。由于色差數(shù)數(shù)據(jù)量增加，，故規(guī)定了比比主類更高的的數(shù)據(jù)率。4:2:2主主要用于演播播室設(shè)備，故故又稱演播室室類或?qū)I(yè)類類。2的色度格式式除專業(yè)類外外，都是4:2:0(或或4:1:1)，圖像類類型(除簡單單類為I、P外)都是I、P、B。。在所有2實實際實現(xiàn)中應(yīng)應(yīng)指明所選用用的組合，由由于最普及，，通常說2，，就意味著。。g）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)及基本碼流流結(jié)構(gòu)甲）2標準準的系統(tǒng)部分分：它涉及將一個個或多個圖像像、聲音和其其它數(shù)據(jù)的基基本碼流組合合成單一或多多個碼流，使使之便于存貯貯和傳輸。定義了一套系系統(tǒng)指標是為為了把視頻、、音頻壓縮過過程結(jié)合在一一起而設(shè)置的的。系統(tǒng)層中的信信息流通方式式如下：首先，數(shù)據(jù)從從視頻、音頻頻編碼器而來來，稱為基本本碼流()，，然后，被分別別打包，形成成兩個打包的的基本碼流()，再后，被復(fù)接接成一個節(jié)目目碼流()和和一個傳輸碼碼流()，附圖給出了2系統(tǒng)的簡化化總體結(jié)構(gòu)。。兩種比特流的的區(qū)別：節(jié)目碼流（））用于誤碼比比較小的傳輸輸或存貯媒介介，節(jié)目碼流流可以是固定定碼率也可以以是可變碼率率，其數(shù)值在在系統(tǒng)時鐘參參考()中定定義，為本地地應(yīng)用相對于于無誤碼的環(huán)環(huán)境設(shè)計；傳輸碼流（））用于誤碼比比較大的傳輸輸或存貯媒介介，其碼率可可以是固定的的或不固定的的，其數(shù)值在在節(jié)目時鐘參參考()中定定義。它是為為廣播應(yīng)用而而設(shè)計，即是是為易誤碼的的環(huán)境和有較較高比特差錯錯概率的噪聲聲媒質(zhì)設(shè)計的的，那里往往往需要把幾個個信道集合成成一束數(shù)據(jù)。。用在廣播系系統(tǒng)和長距離離網(wǎng)絡(luò)中。在在中可以包括括多個節(jié)目。。因此接收時時首先要解復(fù)復(fù)用。和是各針對一一類應(yīng)用而設(shè)設(shè)計的。都以以數(shù)據(jù)包為基基礎(chǔ)。的包長長可變，通常常較長；的包包長固定為188字節(jié)，，包頭4個字字節(jié)，184個凈荷字節(jié)節(jié)。并可與適適配。

MPEG-2系統(tǒng)簡化結(jié)構(gòu)視頻PES音頻PES系統(tǒng)規(guī)定的擴展PS復(fù)用TS復(fù)用節(jié)目碼流PS傳送碼流TS打包器打包器視頻編碼視頻數(shù)據(jù)音頻數(shù)據(jù)音頻編碼視頻ES音頻ES2的同步算法提供一定定的定時方法法，保證視音音頻的同步。。1為解碼器制制定了兩個時時鐘：系統(tǒng)時時鐘基準（））顯示時間標記記（）2為解碼器制制定了三個時時鐘：系統(tǒng)時時鐘基準（））顯示時間標記記（）節(jié)目時鐘基準準（）系統(tǒng)時鐘基準準（）：90，即一天天24小時中中產(chǎn)生7.8x10E9個時鐘。為保持對視音音頻的一致性性，視頻及及音頻編碼器器至少每0.7s（最小小值）將插入入到的碼流中中。在接收端的系系統(tǒng)解碼器中中被提取出來來，再分別送送到視頻、音音頻解碼器中中。視頻及音音頻解碼器使使用由系統(tǒng)解解碼器送來的的值刷新它們們的內(nèi)部時鐘鐘。從而與發(fā)發(fā)送端的編碼碼器同步。顯示時間標記記（）：是與視頻及音音頻顯示單元元有關(guān)的編碼碼器系統(tǒng)時鐘鐘的樣本，顯顯示單元是一一個解碼的視視頻或音頻時時間序列。代表了視頻圖圖像被顯示的的時間或音頻頻時間序列的的起始回放時時間。編碼器至少每每0.7s（（最小值）將將插入一個到到碼流中。用于通知解碼碼器何時顯示示一個已解碼碼的圖像幀，，由于一個包包對應(yīng)一幀圖圖像，因此每每個包中均應(yīng)應(yīng)設(shè)定與該圖圖像幀對應(yīng)的的值。節(jié)目時鐘基準準（）：僅應(yīng)用在2中中。用在傳送碼流流（）中（如如像被用在1的系統(tǒng)碼流流中一樣），，由于每個節(jié)節(jié)目均有其本本身的時鐘基基準，故包含含多個節(jié)目的的傳送碼流（（），對每個個節(jié)目各有其其本身的域值值。2編/解碼器器接口2數(shù)據(jù)信號的的三種接口：：同步并行接接口（）同步串行接口口（）異步串行接口口（）三種接口連接接的設(shè)備：解解調(diào)器、調(diào)制制器、復(fù)用器器、解復(fù)用器器、電信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)適配器。三種接口采用用的傳送包結(jié)結(jié)構(gòu)：204/188同步并行接口口（）應(yīng)用：用于數(shù)數(shù)據(jù)速率可變變的并行傳輸輸系統(tǒng)，主要要用于設(shè)備較較多的環(huán)境。。同步：數(shù)據(jù)傳傳輸通過2傳傳輸流中的字字節(jié)時鐘來同同步。傳輸鏈路：傳傳輸輸送鏈路路采用（低壓壓差分驅(qū)動））、25針D型超小型連連接器。信號格式：信信號是將時鐘鐘、數(shù)據(jù)和同同步信號并行行傳輸，即8個數(shù)據(jù)位、、1個2包同同步（）信號號、1個數(shù)據(jù)據(jù)有效（）信信號，一共10一起并行行傳輸。所有有信號均與時時鐘信號同步步，且以非歸歸零碼（）形形式編碼。時鐘信號頻率率=8（包長為為188字節(jié)節(jié)）；=（204/188）/8（包長長為204節(jié)節(jié)）。對應(yīng)于2傳送送層的有用比比特率，時時鐘信號頻率率<=13.5。異步串行接口口（）：應(yīng)用：僅用于于點對點鏈路路。協(xié)議結(jié)構(gòu)：三三層結(jié)構(gòu)，第0層為物理理層：規(guī)定傳傳輸媒介、驅(qū)驅(qū)動器、接收收器、傳輸速速率。物理接口有驅(qū)驅(qū)動的多模光光纖和同軸電電纜兩種。光纖連接器符符合874-14的型連連接器，同軸電纜連接接器為型?；緜鬏斔俾事识x為270（傳輸信信道速率）。。第1層為數(shù)據(jù)據(jù)編碼層：規(guī)規(guī)定串行編碼碼規(guī)則、專用用字符及差錯錯控制。編碼碼采用810B傳輸碼；；差錯校驗由由無效傳輸碼碼點和“游程程”不等性來來實現(xiàn)；專用用字符定義為為編碼數(shù)據(jù)字字節(jié)未用的附附加碼點。第2層為2層層：定義傳送送包同步、傳傳送包格式、、傳送包定時時。由2標準準規(guī)定。同步串行接口口（）：同步串行是指指以不同速率率的串行輸出出方式，其傳傳輸速率與數(shù)數(shù)據(jù)速率相等等。應(yīng)用：幾條鏈鏈路級聯(lián)的多多級傳輸鏈路路。協(xié)議結(jié)構(gòu)：三三層結(jié)構(gòu)，第0層為物理理層：規(guī)定傳傳輸媒介、驅(qū)驅(qū)動器、接收收器。第1層為數(shù)據(jù)據(jù)編碼層：規(guī)規(guī)定與傳輸媒媒介無關(guān)的編編碼處理，保保證全透明地地進行串行或或解串行處理理。第2層為傳送送協(xié)議層：符符合2標準。。高清晰度串行行數(shù)字分量接接口:使用符合292M標準的的串行數(shù)字分分量接口傳輸輸數(shù)字分量電電視信號及其其內(nèi)嵌的多路路數(shù)字音頻信信號,其取樣樣頻率為國為為74.25,量化電平平10,碼率率為1485。使用75Ω連接器和和75Ω同軸軸電纜，用8281電纜纜時最大傳輸輸距離100米。5）–4標準?1993年提出，，2000年年公布為國際際標準。?與––1和––2有有很大不同，，它更基于內(nèi)內(nèi)容的交互性性，高高的壓縮率和和靈活多樣的的存取模式。。目前主要用用于流媒體。。6)H.2641999年開開始制定，預(yù)預(yù)計2004年年底前發(fā)發(fā)布采用H.264標準的產(chǎn)產(chǎn)品2005年將大批面面市H.264建立立在塊塊匹配配混合合編碼碼基礎(chǔ)礎(chǔ)上，，采取取一系系列高高效壓壓縮編編碼技技術(shù)的的開放放式標標準新標準準H.264在H.263與4基礎(chǔ)礎(chǔ)上的的性能能提升升，必必將對對視頻頻移動動通信信，視視頻流流服務(wù)務(wù)，等等領(lǐng)域域的視視頻傳傳輸和和存儲儲產(chǎn)生生極其其深遠遠的影影響在相同同的下下，平平均碼碼流H.264比4降低低41%，，比H.263降低低52%，，比2降低低67%（（一套套6降降低為為1.98)5．音音頻壓壓縮標標準1)標標準準2)––3標標準準3)––1音音頻頻編碼碼標準準–1算算法的的第ⅡⅡ?qū)樱礃藰藴?，，我國國采用用?、編編碼編碼的的全稱稱叫做做“掩掩蔽型型自適適應(yīng)通通用子子頻帶帶集成成編碼碼與復(fù)復(fù)用””。編碼器器的輸輸入信信號是是每聲聲道為為768的的數(shù)字字化聲聲音信信號，，用濾波波器組組分割割成等等寬的的32個子子帶（（當取取樣頻頻率為為48時，，子帶帶寬度度為750），，將子帶帶信號號進行行建立立在聽聽覺特特性基基礎(chǔ)上上的自自適應(yīng)應(yīng)量化化，即即可完完成人人耳察察覺不不到量量化噪噪聲的的高質(zhì)質(zhì)量聲聲音編編碼，，再經(jīng)數(shù)數(shù)據(jù)壓壓縮成成壓縮縮編碼碼的數(shù)數(shù)字音音頻信信號。。解碼器器先將將數(shù)入入的壓壓縮編編碼的的數(shù)字字音頻頻信號號解壓壓縮，，然后后經(jīng)合合成濾濾波器器將32個個子帶帶取樣樣合成成為32個個音頻頻取樣樣，形形成樣樣值。。編解碼碼器原原理框框圖如如下：：2，1音頻頻編碼碼1標準準中的的11172-3是是1993年公公布的的音頻頻壓縮縮編碼碼國際際標準準。我我國現(xiàn)現(xiàn)有的的衛(wèi)星星和有有線標標清數(shù)數(shù)字電電視系系統(tǒng)的的音頻頻壓縮縮編碼碼標準準采用用1第第Ⅱ?qū)訉蛹础！?音頻頻壓縮縮編碼碼器輸輸入雙雙聲道道（L、R）數(shù)數(shù)字音音頻信信號，，用濾波波器陣陣分割割成等等寬的的32個相相同大大小的的子帶帶，每每個子子帶的的量化化和比比特分分配用用心理理聲學(xué)學(xué)模型型確定定，該該模型型符合合人類類聽覺覺的掩掩蔽特特性。。量化后后的取取樣值值與比比特因因子和和其它它編碼碼信息息合成成為所所謂的的“幀幀結(jié)構(gòu)構(gòu)”，，由此此生成成壓縮縮數(shù)據(jù)據(jù)流。。1音頻頻編碼碼器原原理框框圖如如下：：1算法法由層層Ⅰ、、層ⅡⅡ、層層Ⅲ三三種算算法構(gòu)構(gòu)成，，其共共同點點是算算法都都建立立在32個個子帶帶編碼碼的基基礎(chǔ)之之上，，層ⅠⅠ與層層Ⅱ的的最大大不同同是幀幀長度度，層層Ⅰ匯匯集384個取取樣加加以處處理，，而層層Ⅱ匯匯集3倍于于此的的1152個取取樣加加以處處理。。層ⅡⅡ使用用較低低的比比特率率，采采用較較長的的幀長長度，，通道道數(shù)為為2，，取樣樣頻率率是32、、44.1、48中中的任任意一一個。。層號號ⅠⅠⅡⅡⅢⅢ每聲道道數(shù)碼碼率19212864壓縮比比1：：3.61:5.61:11濾波器器子子頻頻帶編編碼子子頻帶帶編碼碼子子頻帶帶編碼碼+變變換編編碼頻譜分分辨率率32個子子帶32個子子帶32個個子帶帶、18條條子帶帶特征征基基本本算法法最最佳編編碼濾濾波器器組和和熵編編碼的的聯(lián)合應(yīng)應(yīng)用應(yīng)用用，，、、S通通過傳傳送聲聲音計算機機多媒媒體廣廣播播節(jié)目目六.信信道編編碼和和調(diào)制制1．信信道編編碼為什么么要進進行信信道編編碼？？信源編編碼的的碼流流不適適合在在信道道中傳傳輸，，必須須經(jīng)過過某些些處理理，使使之適適合在在信道道中傳傳輸，，這稱稱為信信道編編碼。。否則則，信信道中中噪聲聲和失失真的的影響響將導(dǎo)導(dǎo)致接接收信信號質(zhì)質(zhì)量劣劣化。。信道編編碼技技術(shù)有線數(shù)數(shù)字電電視信信號的的信道道編碼碼使用用:基于碼碼編碼碼的前前向糾糾錯（（）技技術(shù)，，為克克服信信道中中的突突發(fā)干干擾造造成的的誤碼碼還采采用了了字節(jié)節(jié)交織織技術(shù)術(shù)。a.能能量擴擴散———頻頻譜成成形隨隨機化化碼流隨隨機化化處理理編碼碼流中中加入入冗余余糾錯錯碼，，形成成誤碼碼保護護數(shù)據(jù)據(jù)包(204,188)。c.卷卷積交交織交織深深度12，，形成成相互互交迭迭的誤誤碼保保護數(shù)數(shù)據(jù)包包，以以抵抗信道中突突發(fā)的干擾擾。–2傳輸輸碼流結(jié)構(gòu)構(gòu)–2幀結(jié)結(jié)構(gòu)字節(jié)到符號號的映射經(jīng)信道編碼碼后的––2幀仍仍然是二進進制碼流，，對于調(diào)制制，要將二二進制碼流流映射成符符號，即進進行38電電平變換。。2.數(shù)字載載波調(diào)制技技術(shù)1)數(shù)數(shù)字載波調(diào)調(diào)制的基本本類型數(shù)字載波調(diào)調(diào)制技術(shù)是是在網(wǎng)中所所涉及的把把二進制數(shù)數(shù)字/數(shù)據(jù)據(jù)基帶信號號調(diào)制到載載波上的技技術(shù)。數(shù)字載波調(diào)調(diào)制技術(shù)基基本類型有有:(幅移鍵控控)、(頻移鍵控控)、(相移鍵控控)、(4，正交交相移鍵控控)、(正交幅度度調(diào)制).、的圖解分分述于后。。幅移鍵控()，不同同幅度代表表“1”和和“0”，，頻率、相相位不變。。頻移鍵控()，不同同頻率代表表“1”和和“0”，，振幅、相相位不變。。ASＫ（幅移鍵控）原理BW=(1+d)NbaudBW是帶寬Nbaud是波特率d是與線路有關(guān)的因子11100時間時間FSＫ頻移鍵控原理時間11100ASＫ所需帶寬fc（fc+N

baud/2）（fc－N

baud/2）N

baud振幅頻率2)多進進制的各種種組合調(diào)制制數(shù)字信號是是由“0””、“1””的編碼信信號組成的的，當傳輸輸頻帶受到到限制時,為了增加加信息量，，通常采用用多相位、、多振幅和和多頻率的的各種組合合調(diào)制。只變一個參參數(shù)的如:多進制制相移鍵控控;多進制幅移移鍵控;多進制頻移移鍵控.兩個參數(shù)以以各種組合合的方式變變化的組合合調(diào)制如:正交振幅調(diào)調(diào)制，殘留邊帶調(diào)調(diào)幅等.以多進制相相移鍵控為為例:它它是以載波波的不同相相位代表二二進制碼，，而載波的的振幅、頻頻率不變。。它的載波波相位可以以有M個不不同的取值值。例如2、4、8，其余可可類推。2相位(2):二二進制數(shù)數(shù)字“0””和“1””由兩個相相位來代表表，相對對對于某個參參考值，載載波電位超超前90°°代表“1”，遲后后90°代代表“0””。4相位(4)和8相相位(8)，它們的的比特數(shù)和和各相位間間的關(guān)系示示于后圖中中。

2PSK原理01100(a)波形“0”“1”(b)星坐圖

4PSK星痤圖00111001雙比特00011011相位/°090180270或451351253158PSK星痤圖三比特000001010011100101110111相位/°045901351802252703151100001000101010110011113)正交交相移鍵控控在中，常用用正交相移移鍵控()、正交振振幅調(diào)制()和殘留留邊帶調(diào)幅幅()等數(shù)數(shù)字載波調(diào)調(diào)制，這些些都屬于多多進制組合合調(diào)制方式式，載波調(diào)制的的基本模型型中，大都都只改變載載波三個參參數(shù)中的一一個，如果果把與結(jié)合合起來同時時改變兩個個參數(shù)，每每個又各有有x和y種種變化，，總共有種種可能變變化和對每每種變化的的比特數(shù)。。正交的兩個個載波之和和可以表示示為:(t)(ωω)(ωω)(2≤t≤≤2)(1)若相應(yīng)的0，±±π/2，，π()=(1，0)，(0，，1)，(-1，0)，(0，-1)；對于=±π/4，±3π/4(21/221/2)=(1，1)，(-1，1)，(-1，-1)，(1，，-1)；；用二維平平面上的點點來表示上上述兩種情情況，即得得起始相位位不同的兩兩種調(diào)制.如下圖是正交振幅幅調(diào)制最簡簡單的一種種。粗略地講，，在一個周周期內(nèi)可傳兩比特特數(shù)據(jù)，對對相同的帶寬，數(shù)數(shù)碼率提高高了一倍。。實際上,為為避免碼間間干擾，要要對波形進行均均衡，帶寬寬略有擴展展，數(shù)碼率就提提高不了一一倍。01Q軸I軸001011同向軸正交軸

QPSK(4QAM)星坐圖1(1振幅4相位圖)QPSK(4QAM)星坐圖2(1振幅4相位圖)1101I軸同向軸0010Φ=45°Φ=135°Φ=225°Φ=315°Q軸正交軸4)8星座圖和和編碼信號號時域圖2振幅4相相位的8星星座和時域域圖舉例。。由于振幅幅變化比相相位變化更更容易受噪噪聲影響，，因而振幅幅變化的數(shù)數(shù)量都小于于相位變化化的數(shù)量。。2振幅4相位001000110101100010011111

8-QAM星座圖舉例8時域圖5)多多值正交幅幅度調(diào)制()稱為正交幅幅度調(diào)制或或正交幅移移鍵控。在在式(1)中的、只只取兩個值值時是，、、本身取取不同的值值，所作的的處理就是是正交振幅幅調(diào)制().當它們們不再取兩兩個值而分分別取2、、4、6、、8個值時時，就分別別對應(yīng)8、、16、32、64,稱為多多值調(diào)制方方式。調(diào)制等級M=2m(m是每個個符號的比比特數(shù))；；(2)比特率R=Ｍ(為頻頻道帶寬)；(3)符號率=(1+α)；；(4)比特率R=(1+α)ｍα為2的濾濾波器滾降降系數(shù)(=0.15)；頻譜利用率率頻率率=R（傳輸比比特率）/（頻道道帶寬）=ｍ[()]；(5)載噪比與m有關(guān)。后面給出16振幅相相位坐標圖圖(即星坐坐圖),它它是取不同同振幅和相相位組合而而得到的不不同形式的的16的結(jié)結(jié)構(gòu)。也給給出了32振幅相位位坐標圖，，64振幅幅相位坐標標圖，圖256振幅幅相位坐標標圖。（b）16振幅相位位坐標圖(16種符符號，每個個符號4比比特，例1001)16的結(jié)構(gòu)構(gòu)圖（c）16振幅相位位坐標圖(16種符符號，每個個符號4比比特，例1001)4個振幅8個相位位Q軸I軸2個振幅8個相位位I軸Q軸

Q軸I軸3個振幅12個相相位（a）16振幅相位位坐標圖(16種符符號，每個個符號4比比特，例1001)I軸Q軸

32QAM振幅相位坐標圖32種符號，每個符號5比特，例0110164種符號，每個符號6比特，例011011

64QAM振幅相位坐標圖M=26=64M=25=32M=24=16M=22=4256QAM振幅相位坐標圖M=28=2566）64和和256調(diào)調(diào)制由調(diào)制器實實現(xiàn)，通常常調(diào)制器功功能包括：：碼流隨機化化處理編碼（204，188）卷積交織字節(jié)到m位位符號變換換調(diào)制上變頻至設(shè)設(shè)定頻道7）調(diào)制各各參數(shù)間的的關(guān)系：1）比特率率與波特率率編碼方式每每符號號比特數(shù)波波特率比比特率率164N4N325N5N646N6N1287N7N2568N8N2）衛(wèi)星數(shù)數(shù)字電視29.65帶寬模擬擬頻道可傳傳送的碼率率信道編碼門門限限傳傳輸速率/()頻頻譜利用用率/()818712.41622893.064281404.6128311605.4256341806.13)有線線數(shù)字電視視8帶寬模模擬頻道可可傳輸?shù)拇a碼率信道編碼門門限傳傳輸速率/()頻頻譜利用率率/()4)在8帶寬內(nèi)可可壓縮的數(shù)數(shù)字電視節(jié)節(jié)目數(shù)視頻壓縮標標準21壓縮碼率()86543264最多節(jié)節(jié)目數(shù)46781218128最多多節(jié)目數(shù)578101422256最多多節(jié)目數(shù)6891216248）不同調(diào)調(diào)制方式的的性能比較較比較標準為了比較不不同的調(diào)制制方案，可可用如下兩兩個基本的的工程標準準來描述：：頻譜利用率率：指每單單位調(diào)制帶帶寬所能傳傳送的比特特數(shù)[()]；每比特能量量：是指在在規(guī)定傳送送準確度下下的每比特特能量。對有線電視視經(jīng)營者來來講，頻譜譜利用率說說明在有限限帶寬內(nèi)可可容納多少少數(shù)字電視視信號；每每比特能量量則表明系系統(tǒng)需要多多高的信噪噪比。此外，還要要考慮諸如如成本和復(fù)復(fù)雜性等其其他重要特特性。(a)頻譜譜利用率：：指每秒每每赫芝傳送送比特數(shù)。。頻譜利用用率由比特特率(每個個符號比特特數(shù)乘以每每秒符號數(shù)數(shù))除以調(diào)調(diào)制帶寬(是調(diào)制器器和檢波器器中濾波器器的函數(shù))來確定。。二進制的頻頻譜利用率率為1()，采用正交調(diào)調(diào)制，不需需要增加帶帶寬，可使使的頻譜效效率增加為為的二倍。。和，其每字字符的大小小q（即比比特數(shù)）為為：q2M（）（（6）其頻譜利用用率為q()（（7）例如（相當當于4），，其2，頻頻譜利用率率為2()，64(6)頻譜譜效率為6()。(b)每比比特能量：：數(shù)字傳送送準確度通通常用誤碼碼率()來來衡量。它它表明一個個錯誤出現(xiàn)現(xiàn)的概率，，以10的的負冪表示示。如110-9是指產(chǎn)生生一個碼位位錯誤的概概率為1/109。。每比特能能量越大，，數(shù)字信號號的信噪比比越大（當當噪聲恒定定時），則則越小。從星座圖(可在矢量量示波器上上顯示出來來)可以直直接看到這這種關(guān)系。。如圖所示示的數(shù)據(jù)星星座圖。這這是示波器器上顯示的的對應(yīng)于相相位的信號號幅度的點點的積累。。理論上應(yīng)應(yīng)是四個清清晰的點，，實際看到到的是四個個模糊的點點的軌跡。。這表明信信道中有噪噪聲存在。。比較圖(a)和(b)，可可見點的位位置出現(xiàn)隨隨機偏差，，可理解為為判定電路路產(chǎn)生的誤誤判，因噪噪聲脈沖使使一個狀態(tài)態(tài)與另一個個狀態(tài)很接接近。減小小誤判的方方法是增加加信號強度度(不能同同時增加噪噪聲功率)。QPSK傳輸?shù)膶嶋H狀態(tài)圖(a)(b)性能比較如果噪聲恒恒定，每比比特能量越越高越能改改善誤碼率率。因為