三种数字电视标准的比较

1、三种数字电视标准的比较1、引言众所周知，模拟电视有 NTSC、PAL和SECAM三种标准。目前，数字电视也陷入这种局面，美国、欧洲和日本各自形成三种不同的数字电视标准。美国的标准是ATSC （Advanced Television SystemCommittee先进电视制式委员会）；欧洲的标准是 DVB （Digital Video Broadcasting数字视频广播）综合业务数字广播）日本的标准是 ISDB ( Integrated Services Digital Broadcasting现在，数字电视尚无统一的国际标准，本文就现行的三种数字电视标准分别予以介绍，并在技术规范、标准参数及

2、特点等方面进行比较。2、ATSC标准图1 ATSC层绪构ATSC数字电视标准由四个分离的层级组成（图 1所示），层级之间有清晰的界面。最高层为图像层， 确定图像的形式，包括像素阵列，幅型比和帧频。第二层是图像压缩层？捎肕PEG-2图像压缩标准。第三层是系统复用层，特定的数据被纳入不同的压缩包中，如节目1图像，节目2声音，或者辅助数据，采用MPEG-2系统标准。最后一层是传输层，确定数据传输的调制和信道编码方案。对于地面广播，其标准 采用Zenith公司开发的8VSB，此系统可通过6MHz的地面广播频道实现 19.3Mb/s 的传输速率。该标 准也包含适合有线电视系统高数据率的16VSB模式，可

3、在6MHz的有线信道中实现38. 6Mb/s 的传输速率。下面两层共同承担普通数据的传输，上面两层确定地普通数据传输的基础上运行的特定配置，如HDTV或SDTV （标准清晰度电视）。上面两层还确定 ATSC 标准支持的具体图像格式，共有 18 种格式（ HDTV6 种、 SDTV12 种），14 种采用逐行扫描方式。HDTV , 1920像素（H） X1080像素（V）,宽高比16 : 9，帧频60Hz/隔行扫描制，帧频30Hz/ 逐行扫描制，帧频 24Hz/ 逐行扫描制；HDTV , 1280像素（H ） X720像素（V）,宽高比16 : 9，帧频60Hz/逐行扫描制，帧频30Hz/ 逐行

4、扫描制，帧频 24Hz/ 逐行扫描制；SDTV，704像素（H） X480像素（V），宽高比16 : 9或4 : 3，帧频60Hz/隔行扫描制，帧 频 60Hz/ 逐行扫描制，帧频 30Hz/ 逐行扫描制，帧频 24Hz/ 逐行扫描制；SDTV，640像素（H） X480像素（V），宽高比4 : 3，帧频60Hz/隔行扫描制，帧频 60Hz/ 逐行扫描制，帧频 30Hz/ 逐行扫描制，帧频 24Hz/ 逐行扫描制。HDTV 除 1 种之外， 图像格式都采用逐行扫描。 因为 1920X 1080 格式不适合在 6MHz 信道内以 60 帧/秒进行逐行扫描，故以隔行扫描取代之。SDTV 的 640

5、X 480 图像格式与计算机的 VGA 格式相同，保证了与计算机的适用性。在所有 12种SDTV格式中，有9种采用逐行扫描，保留 3种为隔行扫描方式以 适应现有的视频系统。尽管 ATSC DTV 标准包含了高数据率的 16VSB 传输模式以适应有线电视系统， 而美国的有线电视业 实际上采用的是相近但不相同的标准，这是因为美国有线电视业在ATSC DTV 标准被 FCC 通过之前已对发展不同的数字化技术投入大量的资金。作为 ATSC 的重要成员，有线电视通信工程协会已采纳了数字化 有线系统的标准， 此标准协调了美国有线工业现行标准化和 ATSC DTV 的标准。 另外， 这些有线标准包括 反映现

6、行标准的一级图像格式， ATSC SDTV 图像格式，同时设定了一套二级图像格式，有线业可用于后 兼容的电视上。二级图像格式与 ATSC DTV 格式相同，包括 HDTV 和 SDTV 两种格式。另外 ATSC 还开发通过了在帧频为 50Hz 的国家使用的另行标准。 HDTV 的像素阵列相同，但帧频为 25HZ和50HZ。SDTV格式的垂直分辨率为 576行而水平分辨率则不同；也包含 352 X 288格式，适应 必要的窗口设置。基于 50Hz 版本的 ATSC DTV 标准使采用帧频为 50Hz 的国家更易于使用。3 、 DVB 标准3.1 DVB 广播传输系统DVB 数字广播传输系统利用了

7、包括卫星、有线、地面、SMATV 、 MNDSD 在内的所有通用电视广播传输媒体。它们分别对应的 DVB 标准中：DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-SMATV、DVB-MS 和 DVB-MC。 DVB-S (ETS 300 421 )数字卫星直播系统标准该标准以卫星作为传输介质。通过卫星转发的压缩数字信号，经过卫星接收机后由卫星机顶盒处理， 输出现有模拟电视机可以接收的信号。这种传输覆盖面广，节目量大。数据流的调制采用四相相移键控调 制(QPSK )方式，工作频率为 11/12GHZ 。在使用MPEG 2的MPML (主类主级)格式时，用户 端达到 CCIR601 演播室质量的码率为

8、 9Mb/s ，达到 PAL 质量的码率为 5Mb/s 。一个 54MHz 转达发器 传送速率可达 68Mb/s ，并可供多套节目复用。在 DVB-S 标准公布之后， 几乎所有的卫星直播数字电视均采用该标准， 包括美国的 Echostar 等。我 国也选用了 DVB-S 标准。 DVB-C (ETS 300 429 ) 数字有线广播电系统标准该标准以有线电视网作为传输介质，应用范围广。它具有 16、 32 、 64QAM 三种方式，工作频率在 10GHZ 以下。 采用 64QAM 正交调幅调制时， 一个 PAL 通道的传送码率为 41.34Mb/s ，还可供多套节目 复用。系统前端可从卫星和地

9、面发射获得信号，在终端需要电缆机顶盒。 DVB-T(ETS 300 744)数字地面广播系统标准这是最复杂的 DVB 传输系统。 地面数字发射的传输容量， 在理论上大致与有线电视系统相当， 本地区 覆盖好。现在采用编码正交频分复用( COFDM )调制方式， 8MHZ 带宽内能传送 4 套电视节目，而且传 输质量高。但这种系统其接收费用高，频道也较少。 DVB-SMATV ( ETS 300 473 )数字 SMATV (卫星共用天线电视)广播系统标准 该标准是在 DVB-S 和 DVB-C 基础上制定的 DVB-MS (ETS 300 748 )高于 10GHz 的数字广播 MMDS 分配系

10、统标准MMDS 是采用调幅微波向多点传送，分配多频道电视节目的系统。该标准基于 DVB-S ，使携带大量 节目的微波信号直接入户。用 DVB-S 接收机配上一个 MMDS 频率变换器就可接收 DVB-MS 信号。 DVB-MC (ETS 300 749 )低于 10GHz 的数字广播 MMDS 分配系统标准该标准基于 DVB-C ，使携带大量节目的微波信号直接入户。用 DVB-C 接收机配上一个 MMDS 频率变换 器就可接收 DVB-MC 信号。3.2 DVB 基带附加信息系统DVB 数字广播系统除传送普通的视频、音频信号外，还需传送接收 IRD 调谐、节目指南，以及图文、 字幕、图标等信息

11、。适用于此类基带附加信息系统的 DVB 标准包括： DVB-SI 、DVB-TXT 和 DVB-SUB DVB-SI (ETS 300 468 ) 数字广播业务信息系统标准该标准用于 IRD 自行设置，并为用户提供广播业务指南。 DVB SI 由一系列的表和描述符构成，它 们给出了有关 DVB 业务或节目的所有参数。 DVB-TXT (ETS 300 472 ) 数字图文广播系统标准：该标准用于固定格式图文电视的传送。 DVB-SUB (ETS 300 743 )数字广播字幕系统标准：该标准用于字幕及图标(台标等)的传送。3.3 DVB 交互业务系统DVB 数字广播系统中的许多业务能根据需要，

12、提供某中形式的交互服务。在通用 DVB 数字广播系统 的基础上，进一步构成交互业务系统的要素包括与其他相关国际标准兼容的交互业务网络独立协议，传送 交互服务过程命令与控制信号的回传信道等。与此对应的交互业务系统DVB 标准有： DVB NIP 、DVB-RCC 和 DVB-RCTDVB-NIP( ETS 300 802）DVB 交互业务网络独立协议标准DVB-RCC( ETS 300 800） CATV 系统 DVB 反传信道标准DVB-RCT( ETS 300 801） PSTN/ISDN 的 DVB 反传信道标准3.4 DVB 条件接收及接口表准DVB 数字广播系统中有些业务传送的是加扰的

13、条件接受信息。条件接收的通用接口，使IRD（Integrated Receiver Decoder,综合解码接收机）能够解扰采用通用加扰算法的加扰信息。 DVB 数字广播系统与其他电信网络（例如 PDH 、SDH 、ATM 等）的连接扩展了 DVB 技术的应用范围，其与这些 电信网络的接口实现了 DVB 向电信网络的过渡。此外还有用于连接专业设备及 IRD 的接口。关于这些接 口的 DVB 标准包括： DVB-CI 、DVB-PDH 、DVB-SDH 、 DVB-ATM 、DVB-PI 和 DVB-IRDI 。 DVB-CI （EN 50221 ） 条件接收及其它应用的通用接口标准条件接收可确

14、定哪些数字接收机能够接收特定的广播电视节目。这是付费电视广播的基本部分，因而对数 字电视运行的成功发展至关重要。DVB-PDH(ETS 300 813）PDHDVB-SDH(ETS 300 814）SDHDVB-ATM( ETS 300 815）ATM DVB-PI (EN 50083 9 ) CATV/S DVB-IPDI ( EN 50201 ) DVB-IRD准同步数字系列）网络 DVB 接口标准 （同步数字系列）网络 DVB 接口标准 网络 DVB 接口标准MATV 前端及类似的专业设备接口标准接口标准4 、 ISDB 标准ISDB 是日本的 DIBEG （ Digital Broad

15、casting Experts Group数字广播专家组）制订的数字广播系统标准，它利用一种已经标准化的复用方案在一个普通的传输信道上发送各种不同种类的信号，同时已经复用的信号也可以通过各种不同的传输信道发送岀去。ISDB具有柔软性、扩展性、共通性等特点，可以灵活地集成和发送多节目的电视和其它数据业务。ISDB基本结构如图2所示。E 2 LSDB基本结构5、,DVB与ATSC的比较欧洲“DVB标准”和美国“ATSC数字电视标准”的主要区别如下:（1 ）方形像素：在 ATSC标准中采纳了 方形像素” （Square Picture Eelements）,因为它们更加适合于计算机；而DVB标准最初

16、没有采纳，最近也采纳了。此外，范围广泛的视频图像格式也被DVB采纳，而ATSC对此则不作强制性规定。（2 ）系统层和视频编码：DVB和ATSC标准都采纳MPEG-2标准的系统层和视频编码，但是，由于MPEG-2标准并未对视频算法作详细规定，因而实施方案可以不同，与两个标准都无关。（3 ）音频编码：DVB标准采纳了 MPEG-2的音频压缩算法；而ATSC标准则采纳了AC-3的音频压缩算法（4 ）信道编码：两者的扰码器（Radomizers）采用不同的多项式；两者的里德一所罗门前向纠错（FEC）编码采用不同的冗余度，DVB标准用16B，而ATSC标准用功20B ;两者的交织过程（Interleav

17、ing） 不 同;在DVB标准中网格编码（Trellix coding ）有可选的不同速率，而在 ATSC标准中地面广播采用固定 的2/3速率的网格编码，有线电视则不需米用网格编码。（5 ）调制技术：卫星广播系统中 DVB标准采用QPSK，而ATSC标准不涉及卫星广播。有线电视系统中DVB标准采用任选的16/32/64QAM,而ATSC标准采用16VSB ,两者完全不同。地面广播系统中 DVB标准采用具有QPSK、16QAM或64QAM的COFDM （2K个或8K个载波）；而ATSC标准采用8VSB。6、三种数字地面广播系统的比较ISDB-T和欧洲的DVB-T非常类似，可以说是经修改的欧洲方案

18、，传输方案仍是COFDM,使用的编码方 式相同,调制方法也相同，也分为2K和8K两种模式。因为日本电视射频带宽为6MHz,所以载波数、载波间隔有所差别。ISDB-T 与DVB-T、 ATV的比较如表1所示。表1三种数字地面广播系统的比较日本ISDB-T欧洲DVB-T美国 ATSC ATV带宽5.6M Hz,432kHz6.6,7.6MHz5.6MHz调制COFDMCOFDM8VSB载频调制DQPSK、16QAM、64QAMQPSK、16QAM、64QAM8VSB载频数5.6MHz:1045 行（2K 模式） 5617 行（8K 模式）432kHz:109行（2K模式）433行（8K模式）170

19、5行（2K模式）6817行（8K模式）单载频纠错卷积（1/2,2/3,3/4,5/6,7/8）+RS（204,188）2/3 格码 + RS（207,187）多工方式MPEG-2系统MPEG-2系统MPEG-2系统编码MPEG-2编码MPEG-2编码MPEG-2编码（声音为AC-3 ）信息码率5.6MHz:3.68Mb/s21.46Mb/s432kHz:283kb/s1.65Mb/s4.35Mb/s31.67Mb/s19.39Mb/s移动接收可以困难（有条件的可以）不可以同时传送多种级别的图像（ HDTV 、SDTV 、LDTV ），传送多套节目，同时进行图像、声音和数据业务，这些都是数字电视的共同优点，对美、欧、日三种制式均适用。而抗多径能力强，可分层，可移动 接收，可组成单频网则是 OFDM 的优点，也是欧洲、日本制式的共同优点。根据分层和窄带接收同时实 现固定接收、移动接收和便携接收，则仅是日本制式的特点。与 DVB-T 相比 ,ISDB-T 增加了部分接收和 分层传输功能。所谓部分接收是指系统将整个6MHz带宽分为13段，每段423k H z，主要解决窄带和宽带业务的同时接收问题，其接收机可以接收6MHz全带宽，也可以接收频带中心的那一段的窄带423k H z信号。前者主要用于固定和车载移动接收，而后