第7章数字视频广播系统..ppt

第7章 数字视频广播系统 7.1 ATSC数字电视系统 7.2 DVB数字视频广播系统 7.3 ISDB-T数字电视系统 7.1 ATSC数字电视系统 美国的ATSC数字电视标准是为其国内的全数字化HDTV地面广播研究开发的一种标准，1988年由FCC(美国联邦通信委员会)提出设想，历经多年，于1996年正式批准为系统标准，名称为“ATSC数字电视标准”。 标准扩展了ATSC的适用范围，使其不仅应用于HDTV高清晰度电视中，也包括了SDTV标准清晰度电视和计算机图形格式等的参数规范。ATSC是美国“先进电视制式委员会”组织机构的名称缩写，它制定的包括SDTV和HDTV的标准也可以并称为ATV(先进电视)或DTV(数字电视)的地面广播标准。实际上，ATSC标准中容许18种图像源格式的存在。 7.1.1 ATSC的图像源格式 ATSC标准中规定了可以采用的18种数字图像源格式，包括一帧图像的像素数和扫描方式。 7.1.2 ATSC的系统复用 ATSC的信道编码器其输入是传送流(TS)数据，TS流形成过程如图7-1所示，从左到右分为应用层、压缩层、传送层和传输层4层，传送层的输出即为传送流TS。 应用层(Application Layer)是演播室内根据规定的视音频标准原始产生的、未压缩的视音频数据流，例如视频是SDI或HD-SDI数据流，音频是立体声或环绕声的数据流。 压缩层(Compression Layer)中根据规定的信源编码标准将输入的数据流予以码率压缩，产生出视频基本流(Video Elementary Strenam，VES)和音频基本流(AES)。 视频基本流由像块、宏块、像条、图像(帧)、GOP(图像组)和序列等6个层次构成。 传送层(Transport Layer)中将ES打包，形成打包基本流(PES)，并实现视音频PES的复用，组成复用的节目流(PS MUX)、传送流(TS MUX)。 传输层(Transmission Layer)内包含信道编码和载波调制，其输出是调制在中频上的数字已调波，馈送至上变频器，经高功放级后由天线发射。 7.1.3 ATSC信道编码与调制系统 ATSC信道编码与调制流程框图如图7-2所示，下面分步骤予以说明。 1．数据随机化 数据随机化的目的是打碎TS流包中可能出现的长“1”、长“0”，避免信号在低频段频谱上有大的能量，不适应信道的传输特性。 2．RS编码 RS编码即里德－索罗门编码，它是以字节为单位进行前向误码校正(FEC)的纠错编码方法，具有强的随机误码和突发误码校正能力。 3．数据交织 由图7-2可见，RS编码之后是数据交织，数据交织是在不附加纠错码字的前提下用改变数据码字(以比特或字节为单元)传输顺序的方法来提高接收端去交织解码时的抗突发误码能力。传输过程中引入的突发误码(连续的若干比特或若干字节的误码)，经去交织解码而恢复成原顺序时将分散开，使后面的RS解码更有能力予以纠正。 4．格栅编码 信道编码中，为了充分提高抗误码的纠错能力，通常采用两次附加纠错码的FEC编码。 格栅编码是1982年由Ungenboeck提出的，它将卷积编码与调制技术结合一起，可在不增加信道带宽和不降低信息速率的情况下获得3～4dB的编码功率增益。 5．格栅编码交织器 原理上，图7-2中数据交织器后面的格栅编码器(图7-7)只需要一个。然而，虽然格栅编码器有助于抗白噪声干扰(随机干扰)，但对于脉冲干扰和突发误码其抗御性能并不好。为了改善这方面的性能，以及为了使接收端的格栅解码器电路简化，编码器中采用了12个同样的格栅编码器并行地工作，它们接受经过块交织的、交织深度I=12符号的数据符号。 6．段同步和场同步的加入 场同步段有下列作用。 (1)给出每个数据场的起始信息。 (2)PN511向接收端提供信道特性均衡用的训练序列数据，使接收端得到时变的信道特性信息，及时实现解码信道的特性均衡。 (3)PN63供接收端实现重影补偿中作测试序列使用，能补偿延时范围在63个符号内即时间为63×93=5.86μs内的重影信号，接收机设计人员可在5.86μs总量内任意分配前重影和后重影的校正范围。 (4)最后12符号供接收机中的梳状滤波器(干扰抑制滤波器)使用。 (5)可用于接收信号信噪比的测量。 (6)可供接收机中的相位跟踪电路用来使电路复位，并确定跟踪环路参数。 7．导频的加入 ATSC中高频调制采用8VSB也即8电平残留边带调幅方式，它不同于NTSC中高频调制的VSB残留边带调幅方式。 8．上变频器和射频载波偏置 8VSB发射机像通常那样采用两级调制方式，第一次将数据信号调制到一个固定中频上，第二次再上变频到所需的电视频