数字电视标准

1、数字电视标准、数字电视三大国际标准、美国ATSC高级电视系统委员会、欧洲DVB数字视频广播、ISDB综合业务数字广播(日本ing)、数字电视三大标准比较、ATSC数字电视标准、美国ATSC :数字地面电视广播标准，1996年正式批准该系统标准。ATSC不仅适用于高清电视，还包括标准清晰度电视SDTV和计算机图形格式的参数规范。ATSC是美国高级电视标准委员会组织名称的缩写。在数字电视信号处理技术中，高清电视和SDTV的信道编码和调制方法是相同的；经过编码和调制后，可以在美国信道规划的6兆赫高频带传输19.39兆比特的码率；用于高清电视时，可以传输一套高清电视节目；当用于SDTV时，它可以传输3

2、到5套标准清晰度电视节目。ATSC标准允许18种图像源格式：像素宽高比扫描参数(水平和垂直)19201080 16:9 60I，30P，24P 1280720 16:9 60P，30P，24p704480 1633609/4:3 60i，60P 24p640480 433603 60i，60P，30P 图像信号的采样频率在60I扫描下，每行有2200个采样点，1920个正阶跃，280个消隐周期，720个有效行，扫描频率为33.750千赫，共750行，采样频率为74.25千赫。在60P扫描下，每行有1650个采样点，1280个正有效像素，370个消隐周期，370个有效行24P扫描，用于高清电视节

3、目制作，可通过磁性制成电影704480符合720480标准。在源编码中，每行丢失8个左侧像素和8个右侧像素，使用704个像素。VGA图形格式，信号源通过适当的重采样转换成704480格式，成为SDTV标准图像源。ATSC信道编码和调制系统，场同步，(1)数据随机化，数据随机化的目的是打破可能出现在TS流分组中的长“1”和长“0”，从而防止信号在低频频谱中具有大的能量并且不适应信道的传输特性。数据随机化，也称为能量扩散或数据加扰，将频谱的主要能量段移到上端。实现方法是用PRBS(伪随机二进制序列)发生器产生一个PRBS流，并逐位与输入数据流进行异或运算。ATSC框架结构图，2。RS编码是一种以字

4、节为单位的前向纠错的纠错编码方法，具有很强的随机纠错能力和突发纠错能力。在RS编码中，输入数据被分成多个段，每个段中的k是符号数，每个符号有m位。每段中有t个纠错符号的ATSC的RS码(n，k，t)值为(207，187，t=10)，每段的总码长为n=207个符号，有效数据k=187个符号，8比特/符号，监督段为2t=20个符号，纠错能力为10字节。3.数据交织(随后是RS编码)是通过改变数据码字的传输序列(以比特或字节为单位)而不添加纠错码字来提高接收端抵抗突发误码的能力。在传输过程中，引入了连续的比特或字节错误代码，当它们在解交织解码之后恢复到原始顺序时，这些错误代码将被分散，以便随后的RS

5、解码能够纠正它们。例如，位交织，图中，704位符号构成交织深度I=44位，用于位顺序重排。在以1，2，3，703，704的顺序被写入2D随机存取存储器之后，它以1，45，89， 660，704的顺序被读出。内存是一个16行44列的位矩阵。如果在传输中引入长度为16位的突发错误，则在接收端恢复位序后，这些突发错误将被分散到16个44位代码组中，这很容易被汉明码纠正。尽管交织方法没有增加符号的数量，但是它增加了编码和解码电路的复杂性和数据的延迟。ATSC的数据交织是字节交织。交织深度I越大，抗突发误码的能力越强。ATSC采用52个数据段的交织深度，并且场同步段不交织。一个字段中52个数据段的交织深

6、度对应于1/6字段(一个字段中312个数据段)(4毫秒)，并且该数据交织属于段间交织。交织器在数据字段的第一个数据段上同步(不包括第一个数据段的实际字段同步段，它不进行交织)，K1和K2在每个分支位置停留1个字节，总共有52个分支，每个分支的先进先出寄存器的数量增加4个字节。因此，数据不仅在数据段之间交错，而且在段内交错，这有利于实现网格编码的优点。每52个数据段完成一个段间和段内交织周期。优点是存储容量减小，交错条件易于改变；减少了由集成存储电路在始发端和接收端引入的数据延迟。ATSC数据交织电路，4。网格编码，第一个前向纠错编码是RS编码，它构成了(207，187) RS码，称为外编码。第

7、二种前向纠错编码一般采用卷积编码，称为内编码。统称为级联编码。ATSC内编码不是卷积编码，但网格编码调制(TCM)或网格编码、网格编码和网格编码TCM编码有助于提高抗随机噪声干扰的能力。它将卷积编码和调制技术相结合，在不增加信道带宽和降低信息速率的情况下，获得了3 4 dB的编码功率增益。编码功率增益：在相同的比特率下，TCM编码的8VSB或8PSK远低于TCM编码的4VSB或4PSK(信道带宽和信息速率前后相同)。这里，它是单个符号信息比特的平均信号功率和单位带宽内的噪声功率。在ATSC，TCM编码框图如下图所示，分为干扰滤波器预编码器、网格编码器和8级符号映射器。ATSC网格编码器。网格编

8、码器的输入X2和X1是数据交织器的串行数据流输出。串行/并行转换后的两个并行数据流，每对X2和X1代表一个符号(2位)并具有四种状态。X2由梳状滤波器组成的预编码器进行梳状滤波，数据由延迟器D延迟12个符号，输出为Y2。相应的X1被标记为Y1。该数字滤波器衰减NTSC信号的同信道干扰。在网格编码器Z2中，Y2在通过之后被标记为Z2，并且Y2通过其在下面的符号映射器中的1和0值来确定输出8电平的正值和负值。Y1通过由两个D和一个XOR组成的卷积编码电路产生Z1 Z0的比特对，形成四个电平状态(00 11)的符号集。(编码效率为1/2)，其正负电平由Z2值决定。从符号映射表中可以看出，变速器控制模

9、块后，X2X1原来的4电平状态变为Z2Z1 Z0的8电平状态。当载波频率是平衡调幅时，如果它是X2X1的原始4级，则调制载波可以具有1、3、5和7的8个不同的振荡波。TCM编码后，只有一定幅度的调制载波的幅度类数增加了一倍，电平差减半，这不影响调制载波的信息速率和所需的信道带宽。因为信号具有TCM编码特性和增强的纠错能力，所以在接收端TCM解码的总体效果是减少解码错误。并且编码和解码电路的复杂度增加。在TCM编码后的8级残留边带载波幅度调制(8VSB)中，可以在6兆赫调制载波带宽内传输的MEPG-2的恒定码率为0，传输的有效符号率为0。原则上，只需要一个网格编码器。网格编码器有助于抵抗随机干扰

10、，但对脉冲干扰和突发误码的抵抗能力较差。为此，编码器中使用了12个相同的网格编码器并行工作，它们的输出到达相同的8级符号映射器。5。添加段同步和字段同步。在网格编码之后，有一个复用框图，其中添加了段同步和场同步。在每个数据段之前添加段同步；在ATSC的8VSB中，载波频率距离信道下端为0.31 MHz，如下图所示，6 MHz频段的上、下下降沿分别为0.31 MHz，有效带宽仅为5.38 MHz，对应的符号速率为10.76mhz/s，图中r为滚降系数。6。导频相加，8VSB调制波的频带图，多路复用器后的导频相加级增加一个小DC电平的导频信息1.25，当载波被调制时，在调制波中出现一个高度稳定和精

11、确的载波信号，称为导频信号接收机，载波恢复由FPLL(频率和锁相环)实现。7。上变频器和射频载波偏移，8VSB发射机采用两级调制方式，第一次将数据信号调制到固定中频，第二次上变频到所需的电视频道。在同一信道上，ATSC发射机的平均功率一般比NTSC发射机的峰值功率低12dB。当共信道干扰严重时，采用载频精密偏移技术降低NTSC对ATSC的共信道干扰，使ATSC的载频在上变频器中向上偏移到NTSC镜像载波数据段速率一半的奇数倍(偏移量/2=6.47千赫)，从而使NTSC对ATSC接收机的载波干扰相位一个接一个地同步和交替，并通过对接收机中连续的段同步信号进行平均来消除干扰，从而可靠地检测段同步。

12、ATSC对NTSC的干扰程度主要取决于ATSC发射机的平均电平功率。导频信号干扰功率小，衰减超过20dB。ATSC-ATSC同信道干扰，当精度偏移为/2=6.47千赫时，干扰不会影响自适应均衡器的正常工作。ATSC ATSC的整体性能是一个数字地面电视广播系统，在规划的地面频道6兆赫射频带宽内，可以传输10.762兆秒/秒的符号速率和19.28兆比特/秒的有效载荷码率，可以承载一套高清或多套标清电视节目，也可以用于数据传输。在与NTSC相同的覆盖范围内，发射机功率可降低10dB以上，可将模拟电视广播中的禁播频道打开，在本地播放数字电视，实现NTSC和ATSC的联播，并过渡到全ATSC。即使电场

13、强度足够大，在城市地区也不容易在家里很好地接收。主要原因是高层建筑的发射波会影响载波频率的捕获。因此，ATSC系统被认为得到了部分改进。在欧洲数字电视广播系统和美国全数字高清晰度电视系统的影响下，欧洲不得不放弃1993年巴塞罗那奥运会上尝试过的高清数字电视系统。尽管日本仍在播放MUSE系统节目，但它已经承认MUSE系统不能适应未来数字电视发展的趋势。在此背景下，欧洲和日本提出了各具特色的全数字电视/高清电视的规划和方案。欧洲和日本在发展全数字电视的战略思路上与美国不同。它们有以下特点：(1)首先考虑的传输信道是卫星信道，而不是地面广播信道。(2)欧洲强调分组，而日本强调综合多种数字服务，而不是

14、只传输高清晰度电视信号。(3)地面电视广播采用正交频分复用调制方式。1995年，DVB联盟在欧洲成立。该机构的主要目标是在全球范围内开发和推广通用数字电视广播标准。数字电视的数字视频广播标准已经由数字电视联盟建立。这是一套统一的标准，包括电视广播系统家族的许多元素，其中最引人注目的标准是DVB数字卫星和有线电视传输系统。事实上，这些标准已经被包括中国在内的大多数国家所接受。与其他标准相比，它具有灵活性、可扩展性和移动通信的优点。数字电视标准规定数字电视系统采用统一的MPEG-2压缩方法和MPEG-2传输流及复用方法。统一业务信息系统提供广播节目的详细信息，统一的RS纠错码，统一的扰码它采用QP

15、SK调制，工作频率为11/12千兆赫。采用MPEG-2格式，客户端实现CCIR601演播室质量的比特率为9Mbps，实现PAL质量的比特率为5Mbps。一个54兆赫兹的中继器的传输速率可以达到68兆位/秒，并且可以重复使用多个程序。DVB-S标准发布后，几乎所有的卫星直播数字电视都采用了该标准。 dvb-c:用于有线电视系统。它有三种模式：16 QAM、32 QAM和64QAM。当使用64QAM时，一个PAL信道的传输速率为41.34兆位/秒，也可以用于多组节目。数字视频广播有许多音频压缩方法：立体声音乐，多声道音乐和AC-3。最近，MPEG专家组公布了一种新的MPEG-4和MPEG-2音频压

16、缩方法。据说其效果优于上述方法，可由DVB选择。DVB标准发布后，几乎所有的卫星直播数字电视都采用了DVB-S标准，包括美国的回声之星。中国各省的卫星电视台都采用了DVB-S标准。 dvb-t:用于地面开路数字电视系统。DVB-T标准于1998年2月获得批准。第一个正式的开路数字电视系统于1998年初开始运行。MPEG-2数字视频和音频压缩编码仍然是开路传输的核心。采用cofdm(编码正交频分复用)调制方式，可在8MHz带宽内传输4套标准清晰度的电视节目，传输质量高。数字地面电视(DVB-T)标准逐渐被世界各国采用，并已在欧洲、澳大利亚和新西兰的15个国家得到应用。由于基础设施投资相对较低，各国之间的标准协调相对简单，数字卫星电视(DVB-S)网络、数字有线电视(DVB-C)网络和数字开放电视(DVB-T)网络已经率先发展并迅速壮大。自1997年以来，基于DVB标准的数字电视已经在全球范围内普及，拥有数百万用户，对整个电视行业产生了深远的影响。 DVB-SMATV(ETS 300 473)数字SMATV(卫星共享天线电视)广播系统标准。本标准基于数字电视广播系统和数字电视广播系统。数字电视广播系统(ETS 300 748)高于10千兆赫的MMDS数字广播分配系统标准。MMDS是一个利用调幅微波向多个点传送和分发多频道电视节目的系统。该标