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1、数字电视技术实训教程数字电视技术实训教程第第1章章 数字电视概述数字电视概述模拟电视基础模拟电视基础电磁波谱电磁波谱名称甚低频甚低频低频低频中频中频高频高频甚高频甚高频超高频超高频特高频特高频极高频极高频符号VLFLFMFHFVHFUHFSHFEHF频率3-30KHz30-300KHz0.3-3MHz3-30MHz30-300MHz0.3-3GHz3-30GHz30-300GHz波段超长波超长波长波长波中波中波短波短波米波米波分米波分米波厘米波厘米波毫米波毫米波波长1KKm-100Km10Km-1Km1Km-100m100m-10m10m-1m1m-0.1m10cm-1cm10mm-1mm传播
2、特性空间波空间波为主为主地波为主地波为主地波与地波与天波天波天波与地波天波与地波空间波空间波空间波空间波空间波空间波空间波空间波主要用途海岸潜艇通信；远距离通信；超远距离导航越洋通信；中距离通信；地下岩层通信；远距离导航船用通信；业余无线电通信；移动通信；中距离导航远距离短波通信；国际定点通信电离层散射（30-60MHz）；流星余迹通信；人造电离层通信（30-144MHz）；对空间飞行体通信；移动通信小容量微波中继通信；（352-420MHz）；对流层散射通信（700-10000MHz）；中容量微波通信（1700-2400MHz）大容量微波中继通信（3600-4200MHz）；大容量微波中继通
3、信（5850-8500MHz）；数字通信；卫星通信；国际海事卫星通信（1500-1600MHz）再入大气层时的通信；波导通信静止图像的传送静止图像的传送电视是在发送端，把一幅静止图像分解成许多像素，并把各个像素的亮度逐一转变为相应的电信号，经过一个通道按顺序一一传送出去；在接收端，按相同的顺序，按各个像素的电信号在电视机屏幕相应位置上转变为不同亮度的光点，从而合成一幅完整的图像。就像写字一样，从左到右；从上到下一字一字地顺序写出。这种在发送端按发送端按一定的顺序把图像分解成一个个像素，而在接收一定的顺序把图像分解成一个个像素，而在接收端按同一顺序再把像素组合成图像的过程，称为端按同一顺序再把像
4、素组合成图像的过程，称为扫描扫描。活动图像的传送活动图像的传送如何传送活动图像呢?要传送活动的图像，只要将运动的物体图像连续地分解为若干幅稍有变化的静止图像，然后将这些静止的图像顺序地快速传送，只要每两幅图像出现的时间小于人眼视觉惰性时间(每秒钟传送24幅图像)人眼就会有连续动作的图像感觉，即实现了活动图像的传送。我国现有电视标准每秒传送25幅(帧)图像，每幅图像分两场来传送。图像的光电转换图像的光电转换声音信号：图像信号：电子扫描电子扫描电子扫描是指电子束按一定规律在光电靶面上或电子扫描是指电子束按一定规律在光电靶面上或荧光屏面上运动的过程。荧光屏面上运动的过程。电子束从左到右、电子束从左到
5、右、自上而下的运动。自上而下的运动。A、行扫描：电子束从左到右(水平)的扫描。B、场(帧)扫描：电子束从上到下(竖直)的扫描。C、扫描频率：单位时间(每秒)扫描的次数。行频、场频。D、扫描周期：扫描一周需的时间。行周期、场周期。逐行扫描逐行扫描电子束从屏幕左上端开始，按照从左到右，从上到下的顺序以均匀速度一行接一行地扫描，称为逐行扫描。逐行扫描的优缺点：具有图像清晰度较高、逐行扫描的优缺点：具有图像清晰度较高、不会出现行间闪烁等优点，但对设备要求不会出现行间闪烁等优点，但对设备要求较高，图像信号需要占用较宽的带宽。较高，图像信号需要占用较宽的带宽。目前已经在高清晰度彩色电视机牛和数字电视广播中
6、采用了逐行扫描技术。1.11.1数字电视的概念与优势数字电视的概念与优势数字电视数字电视数字电视是指包括节目摄制、编辑、数字电视是指包括节目摄制、编辑、发送、传输、存储、接收和显示等环发送、传输、存储、接收和显示等环节全部采用数字处理的全新电视系统，节全部采用数字处理的全新电视系统，也可以说数字电视是在信源、信道、也可以说数字电视是在信源、信道、信宿三个方面全面实现数字化和数字信宿三个方面全面实现数字化和数字处理的电视系统。处理的电视系统。数字电视的优点数字电视的优点1.1.图像传输质量较高，距离远图像传输质量较高，距离远2.2.频谱资源利用率高频谱资源利用率高3.3.提供全新的业务，实现高速
7、数据传输提供全新的业务，实现高速数据传输4.4.信号稳定可靠信号稳定可靠,设备维护、使用简单设备维护、使用简单5.5.节省发送功率，覆盖范围广节省发送功率，覆盖范围广6.6.灵活友好的人机界面灵活友好的人机界面7.7.易于实现条件接收易于实现条件接收什么是数字化模拟信号：在时间上和幅度上都是连续变化的信号。如：模拟录相机。+-10-10数字信号：在时间上和幅度上不连续（离散）的信号，用二进制数字“0”、“1”表示信息。MPEG1（VCD）MPEG2（DVD）10复制再生数字技术基础一、模 拟 信 号（Analogul）与 数 字 信 号（Digital）1、模拟信号：在时间上和幅度上都是连续变
8、化的信号。模拟信号处理的本质是复制，通过扫描线来加以恢复信号。前一次处理与后一次处理要求波形完全一至，否则就有失真。所以信号经多次处理后失真和噪声不可避免。2、数字信号：在时间上和幅度上不连续（离散）的信号，用二进制数字0、1表示信息。数字信号处理的本质是再生，通过一个个的点来恢复信号。它不用复制原来的信息，而是重新生成与原来一样的信息0或1，虽然有可能发生0，1的差错（误码），但可以利用纠错的方式来减少误码。所以失真小。模拟信号模拟信号tV(t)tV(t)数字信号数字信号高电平高电平低电平低电平上跳沿上跳沿引言引言下跳沿下跳沿数字电视的清晰度目前共有五种广播制式。其中，标准清晰度数字电视（S
9、DTV）广播有480I和480P两种，高清晰度数字电视（HDTV）广播有720I、720P和1080I三种。其中的数字表示有效扫描线数，I和P表示扫描方式，I为隔行扫描，P为逐行扫描。如480P，表示扫描线数为480线的逐行扫描方式，480I就是480线的隔行扫描方式。高清晰度数字电视高清晰度数字电视高清晰度数字电视是目前世界上发达高清晰度数字电视是目前世界上发达国家积极开发应用的高新电视技术，国家积极开发应用的高新电视技术，它采用数字信号传输技术，比普通模它采用数字信号传输技术，比普通模拟电视信号传输具有更强的抗干扰性拟电视信号传输具有更强的抗干扰性能；图像的清晰度显著提高；接收图能；图像的
10、清晰度显著提高；接收图像的宽高比为像的宽高比为169169；配合多声道数字；配合多声道数字伴音，可达到伴音，可达到35 mm35 mm宽银幕电影的放映宽银幕电影的放映效果。效果。数字高清晰度电视接收机的输入接口数字高清晰度电视接收机的输入接口(1)射频信号(RF)。(2)视频信号(Video)。(3)S视频信号(S-Video)。(4)隔行色差信号(Y/CbCr)。(5)逐行色差信号(Y/Pb/Pr)。(6)基色信号(R/G/B)。(7)VGA接口。(8)DVI接口。(9)HDMI接口。数字信号的主要标准1、H.261和H.264标准2、MPEG标准MPEG（MovingPictureExpe
11、rt（Group活动图像专家组）是运动图像和声音的数字编码标准。它是标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）制订的。实际上MPEG是一个标准系列，有MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和MPEG-7。1MPEG-1标准MPEG-1标准可以处理各种类型的活动图像，MPEG-1所支持的输入图像格式有两种：352*240*30和352*288*25。其基本算法对于压缩水平方向360个象素、竖直方向288个象素的空间分辨力，每秒24至30副画面的运动图像有很好的效果。在MPEG-1标准中的一帧图像是成逐行扫描的图像。MPEG-2标准：能兼容MPEG-1，传输码率是MPEG1的4倍以上（4-1
12、00Mb/s）它是一个大家族，共分5类，4级。现有4四种常用组合；1）、主类/主级（MPML）720*576用于普通数字电视及DVD；码率15Mb/s2）、简单类/主级SPML，用于数字有线电视和数字录像机；720*576，码率15Mb/s3）空间可分级类/高1440级SSPH1440级，1440*1152（1080）；用于16/9HDTV。码率60Mb/s4）、主类/高级MPHL1920*1152用高清晰度电视HDTV。码率80Mb/sMPEG-2标准级与类MPEG-4标准MPEG-4标准MPEG-4是音视频对象（Object）的编码，是以内容为中心的描述方法。MPEG-4标准主要应用于视像
13、电话（Videophone），视像电子邮件（VideoEmail）和电子新闻（ElectronicNews）等。MPEG-4利用很窄的带宽，通过帧重建技术、压缩和传输数据，以求从最少的数据获得最佳的图像质量。MPEG-4的目标是建立一个通用有效的编码方法，对称之为音视频对象的应用音视频数据格式进行编码，这些音视频对象可以是自然的（Natural）或合成的（Synthetic）。MPEG-4标准支持7个新功能，可粗略的分3类：基于内容的交互性、高压缩率和灵活多样的存取模式。MPEG-7标准MPEG-7-多媒体内容描述接口，它的由来是1+2+4（因为没有MPEG-3、MPEG-5、MPEG-6）。
14、MPEG-7是针对存储形式（在线、离线）或流形式的应用而指定的，并且可以在实时和非实时环境中操作。它的功能将和其他MPEG标准互为补充，MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4是内容本身的表示，而MPEG-7是有关内容的信息，它是满足特定需求的视听信息的标准表示，并建立在其他MPEG标准的基础之上。数字电视广播数字电视标准是一个庞大的标准体系，牵扯到制作、传输、接收等5个主要技术环节和上十个技术标准，但最为核心的是传输标准，主要包括卫星、有线、地面三种。世界上数字电视的主要标准有三种：美国数字电视标准ATSC；欧洲数字电视标准DVB；日本数字电视标准ISDB。我国数字电视标准在这三个传输标准中
15、，卫星标准确定为DVB-S，有线电视标准采用欧洲标准DVB-C，地面数字标准确定为DMB-TH。2006年8月18日是中国广大广播电视工作者必须记住的日子，多方博弈了长达5年之久的数字电视地面传输标准终于发布，标准号为GB20600-2006的这项国家强制标准命名为数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制，于2007年08月01日正式实施。二、视频信号与音频信号的数字化1、抽样把信号从水平方向取点。如图：问题：用有限个抽样值来代替无限个模拟值，如何才能不失真？1）、奈奎斯特抽样定律：对于一个包含最高频率fm的模拟信号，当选择的抽样频率fs满足条件fs2fm时，经过抽样后的离散信号能够包含
16、原模拟信号的全部信息，并且通过反变换和低通滤波可以不失真地恢复出原模拟信号。2）、视频信号的抽样频率fs=（）倍因为P制行频为15.625KHz,N制行频为15.734264 KHz,取两者的最佳公倍数为13.5MHz。则对于625行制式每行取样点为13.5MHz/15.625KHz=864。对于525行制式每行取样点为13.5MHz/15.734264 KHz=8583）、4：2：2标准视频信号是由亮度信号和色度信号组成的，亮度带宽为6 MHz色度带宽为1.3 MHz,所以两色差信号取样频率为6.75 MHz（13.5MHz/2）每行取样点为864/2=432，这样亮度信号Y/红色差信号（R
17、-Y）/兰色差信号（B-Y）=4：2：24）、音频信号20KHz的抽样频率fs=（）倍fs=32 KHz用于卫星传输fs=44.1KHz用于CDfs=48KHz用于演播室2、量化把信号从垂直方向取点。如图：量化等级M用二进制的位数n（Bit）表示。n叫量化比特数。M=2n，一般用8比特量化M=28=256级（00000000-11111111）3、编码 PCM将抽样、量化后的信号用二进制数表示。1）、自然码2)、格雷码3）、折叠码三种二进制码（n=3Bit）如图：量化量化电平电平自然二进制自然二进制码码(直接、简单直接、简单)格雷码格雷码一次变化一一次变化一位位折叠二进制折叠二进制码正负对称码
18、正负对称00000000111001001010201001100130110100004100110100510111110161101011107111100111比特率和波特率比特：每一个二进制的元素称为比特（位数）。比特率是指二进制数码流的信息传输速率，单位是：bit/s简写b/s或bps，它表示每秒传输多少个二进制元素。波特率又称调制速率（码率），是针对模拟数据信号传输过程中，从调制解调器输出的调制信号每秒钟载波调制状态改变的数值，单位是s/s，称为波特(baud)率。因此，调制速率也称为波特率(电视台播出DVB系统的波特率是6.9MS/S)。三、数字信号的压缩（信源编码）1、标准，
19、如图：CCIR601；MPEG1；MPEG22、数码率数字信号的传输速率，单位：比特/秒，Bit/s或BPs.亮度信号码率=13.5*8=108MBit/s色度信号码率=6.75*8*2=108MBit/s总数码率=108*2=216MBit/s音 频 信 号 数 码 率=32*16=512KBit/s或44.1*16=705.6KBit/s双声道则为512*2=1024KBit/存在的问题？存在的问题？传 输 信 道（QPSK调 制）1Hz带 宽 只 能 充 许2b/s,216/2=108MHz,800 MHz带宽只能传送7个台。压缩思路：3、图像信号的冗余度1）、空间相关冗余；如图：空间压
20、缩2）、时间相关冗余；如图：时间压缩3）、结构相关冗余；如图：结构压缩4）、统计冗余5）、视觉冗余4、压缩方法数字信号的压缩分信源压缩和信道压缩。信源压缩有：H.261、H.264、MPEG1、MPEG2等，信道压缩有QPSK调制和64QAM调制等。1）、离散余弦变换（DCT）2）、可变游长编码3）、之字扫描4）、熵编码5）、统计编码（VLC霍夫曼编码）6）、差分脉冲编码调制（DPCM）7）、帧间编码和帧内编码（GOP）将图像帧转换成I帧P帧B帧，按IPBBPBBPII帧：主帧，帧内编码帧；P帧：前向预测帧；B帧：双向预测帧。可压缩10000倍。5、声音信号的压缩1）、频谱掩蔽效应2）、时间掩
21、蔽效应压缩方法采用MUSICAM编码。可压缩到96-128Kb/s。MPEG1988年，国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC共同组建了运动图像专家组MovingPictureExpertsGroup，对运动图像的压缩编码标准进行了研究。1992年和1994年分别通过了MPEG1和MPEG2压缩编码标准。MPEG1和MPEG2主要是针对运动图像和声音在数字存储时的压缩编码，典型应用如VCD等家用数字音像产品，其编码最高码率为1.5Mbps。MPEG2则针对数字电视的视音频压缩编码，对数字电视各种等级的压缩编码方案及图像编码中划分的层次作了详细的规定，其编码码率可从3Mbps到100Mbps
22、。MPEG-2标准：比MPEG-1更高级的标准，能兼容MPEG-1，传输码率是MPEG1的4倍（4-10Mb/s）它是一个大家族，共分5类，4级。现有4四种常用组合；1）、主类/主级（MPML）720*576用于普通数字电视及DVD；数码率为124.416Mb/s2）、简单类/主级SPML，用于数字有线电视和数字录像机；3）、空间可分级类/高1440级SSPH1440级，1440*1152；用于16/9HDTV。4）、主类/高级MPHL1920*1152用高清晰度电视HDTV。MPEG-2标准3、MPEG-2解码器4、MPEG-2系统将视频与音频数据码流组合成适于存储或传送的码流的规范。既将音
23、视频码流（ES流）经过打包后形成打包码流（PES），PES包的长度音频不超过64KByt，视频一般一帧一包。5、MPEG-2解码器常用芯片LSILogic公司的L64002；SGSThomson公司的STI3520A；NEC公司的PD61020；美国现代电子公司的HDM8211等。信源编码压缩MPEG1主要是针对运动图像和声音在数字存储时的压缩编码，典型应用如VCD等家用数字音像产品，其编码最高码率为1.5Mbps。MPEG2则针对数字电视的视音频压缩编码，对数字电视各种等级的压缩编码方案及图像编码中划分的层次作了详细的规定，其编码码率可从4Mbps到100Mbps。码率越高图像越清楚。数字电
24、视系统的标准目前国际上已有三种数字电视广播的传输标准出台，主要是ATSC标准(美国高级电视制式委员会)、ISDB标准（日本综合业务数字广播）、DVB标准（欧洲数字视频广播)DVB标准主要包括数字卫星电视(DVB-S)、数字有线电视(DVB-C)和数字地面广播电视(DVB-T)。我国卫星电视接收采用DVB-S标准。我国数字无线广播电视采用DMB-TH标准。(TerrestrialDigitalMultimediaTV/HandleBroadcasting)。DVB制式主要包括数字卫星电视(DVB-S)、数字有线电视(DVB-C)和数字地面广播电视(DVB-T)三个标准，这三个标准的信源编码方式都
25、是MPEG-2的复用数据包，规定视频采用MPEG-2编码，音频采用MPEG-2第二层(MUSICAM)编码标准。DVB标准对于不同的传输媒体，采用了不同的调制方式：DVB-S采用QPSK四相相移键控调制方式，DVB-C采用QAM正交幅度调制方式，DVB-T采用COFDM多载波频分复用技术。DVB-SDVB-S编码与调制方框图数字卫星电视接收机方框二、信道编码信源编码的基本过程压缩信道编码的基本过程纠错（FEC前向纠错）纠错编码的基本思想是在所要传输的信息序列上附加一些码元，附加的码元与信息码元之间以某种确定的规则相关联。接收端按照这种规则对接收的码元进行检验，一旦发现码元之间的确定关系受到破坏
26、便可通过恢复原有确定关系的方法来纠正误码。数字电视的前向纠错包括四个部分，即能量扩散(Energy Dispersal)、RS编码、交织(Interleaving)和卷积编码(ConvolutionalCoding)。例原稿-通知：明天14:00-16:00时开会。发送后：明天10:00-16:00时开会。错误无法纠正！修改后：明天下午14:00-16:00时开会。发送后错为：明天下午10:00-16:00时开会已知错误为下午10：00，但不能修改。再加为：明天下午14:00-16:00时开会两小时。发送后错为：明天下午10:00-16:00时开会两小时。可知错误为10:00，可修改为14：0
27、0。2、纠错编码FEC前向纠错(ForwardErrorCorrection)纠正单个错误。1）、奇偶校验码2）、汉明码纠正一组错误。3）、RS码（235，255，10）里德-索罗门码。截短RS码，将分组符号的长度204截短为188，可纠8个错误。RS（204，188，8）共204个符号有188个信息符号，能纠正8个错误。4）、卷积交织与维特比译码交织码-主要纠正突发错误，分为分组交织和卷积交织两种类型。为了增强RS码纠正突发错误的能力，使用交织技术，交织的作用是减小信道中错误的相关性，把长突发错误离散为短突发错误或随机错误。交织深度越大，则离散程度越高。卷积交织后具有超强纠错能力。卷积码-主
28、要纠正随机错误。系统编码比率为R=1/2，2/3，3/4，5/6，7/8五种。在DVB-S中采用维特比（Viterbi）译码去卷积交织。DVB的卷积交织器和去交织器 数据码流数字信号实际传送的是数据流,一般数据流包括以下三种:1、ES流:也叫基本码流,包含视频、音频或数据的连续码流。2、PES流:也叫打包的基本码流,是将基本码流ES流根据需要分成长度不等的数据包,并加上包头就形成了打包的基本码流PES流。3、TS流:也叫传输流,是由固定长度为188字节的包组成,含有独立时基的一个或多个节目,适用于误码较多的环境。如果把ES流比做产品的原材料,那么PES流就是工厂刚刚生产出来的一件产品,而TS流
29、就是经过包装好送到商店柜台或用户手里的商品。从PES流到TS流,这个过程中已经加进去FEC纠错码,可以采用不同的速率FECrate,在DVB-S标准中,规定5种速率1/2、2/3、3/4、5/6、7/8。以7/8为例,其实际意义是,在一个TS流中,只有7/8的内容是装有节目内容的PES流,而另外的1/8内容,则是用来保护数据流不发生变异的纠错码。数字电视中的码流码流ES(ElementStream)PES(PacketizedElementStream)PS(ProgramStream)TS(TransportStream)MPEG-2中的码流视频ES1音频ES1数据流1视频ES2音频ES2数
30、据流2打包打包打包打包视频PES1音频PES1视频PES2音频PES2节目复用PS流1传输复用TS流码流码流是一种统称，指包含一定格式数据的比特序列。ES在数字电视的码流中，ES是指组成数字电视主要元素（如视频、音频、数据等）按照相应标准，经过信源编码或其它处理后所形成的有格式的数据流。ES的格式与相应元素的编码或处理标准相关。如视频ES流符合MPEG-2标准。PES对ES流打包后形成PES它的格式由IS13818-1规定PES层的主要参数：流类型、包长度、PTS、DTS、加扰控制、版权信息等。TSTS是将各种PES和其它数据打成固定长度的包后复用形成的流。TS主要用于码流在传输介质中传输。T
31、S层的主要参数有：同步、传输错误指示、PID、连续计数、加扰控制、PCR等。码流的逻辑结构卫星卫星有线电视有线电视地面广播地面广播网络射频复用服务节目组成视频音频音频数据服务服务服务服务服务服务服务服务服务服务频道频道频道频道频道频道转发器转发器转发器转发器关联束关联束三、数字信号的调制在目前比较通用的术语中，把数字调制称为“键控”，这是由于数字信号的特点时间和取值的离散性，使受控参数离散化而出现所谓“开关控制”，故称为键控。数字信号对载波振幅调制称为幅度键控(或叫移幅键控)ASK(AmplitudeShiftKeying)，对载波频率调制称为频率键控(或叫移频键控)FSK(Frequency
32、，ShiftKeying)，对载波相位调制称为相位键控(也叫移相键控)PSK(PhaseShiftKeying)。数字信号调制的种类1、幅度键控（ASK）2、频率键控（FSK）3、相移键控（PSK）4、多进制正交幅度调制（64QAM）用于数字有线传输。DVB-C，现用机顶盒STB解码。5、四相移键控（QPSK）用于数字卫星传输。DVB-S，用数字卫星接收机解码。6、正交频分复用（OFDM）与残留边带调制（VSB）用于数字广播。DVB-T7、时域同步正交频分复用单多载波调制（TDSOFDM）。DMB-TH数字无线广播。下一页返回返回返回四相相移键控(QPSK，QuaternaryPhaseShi
33、ftKeying)在QPSK中，数字序列相继两个码元的4种组合对应着4个不同相位的正弦载波，即00、01、10、11分别对应,其中0t2T，T为 比 特 周 期，图 8-14（a）是QPSK相位矢量图，图中I表示同相信号，Q表示正交信号。QPSK调制QPSK调制图8-15是QPSK调制器的原理方框图，码率为R的数字序列S(t)经分裂器分裂为码率为R2的I、Q信号，再由I、Q信号生成幅度为-AA的双极性不归零序列Re(t)、Im(t)，Re(t)和Im(t)分别对相互正交的两个载波cosct和 进行ASK(幅度键控)调制，然后相加得到已调信号SQPSK(t)。SQPSK(t)Re(t)cosct
34、-Im(t)sinct(8-15)图 8-15 QPSK调制器原理方框图 图 8-14 QPSK的矢量图和星座图 (a)矢量图；(b)星座图图 8-16 QPSK调制器波形图 返回1.正交幅度调制(QAM,QuadratureAmplitudeModulation)正交幅度调制也称为正交幅移键控。这种键控由两路数字基带信号对正交的两个载波调制合成而得到。通常有2电平正交幅移键控(2-QAM或4QAM)、4电平正交幅移键控(4-QAM或16QAM)、8电平正交幅移键控(8-QAM或64QAM)等。电平数m和信号状态M之间的关系是M=m2。QAM调制图8-12是MQAM正交振幅调制方框图。调制信号
35、S(t)由分裂器分成I、Q两路信号，再经2-m电平变换器从2电平信号变成m电平信号x(t)、y(t),用x(t)、y(t)对正交的两个载波cosct和sinct进行调幅再相加得到已调信号MQAM。图 8-12 MQAM正交振幅调制方框图 返回中国创新的TDS-OFDM调制特点是同步头采用了伪随机序列，在每个OFDM保护间隔周期性地插入时域正交编码的帧同步序列，TDS-OFDM调制按下列步骤进行：1.输入的MPEGTS码流经过信道编码处理后通过星座映射形成3780点的星座；2.采用IDFT将该3780点星座变换成长度为3780的离散样值（单载波模式不需要这一步骤）帧体（500s）；3.在OFDM
36、的保护间隔插入长度为420（或595，945）的PN序列作为帧头；4.将帧头和帧体组合成时间长度为555.56s（或578.7s，625s）的信号帧；5.采用具有线性相位延迟特性的FIR低通滤波器对信号进行频域整形；f.将基带信号进行上变频调制到RF载波上。返回数字信号的传输1、数字信号的基带传输-直接送入传输线路。2、数字信号的载波传输-加载波调制后传输。基带传输的码型选择为：1）、8-14分组码（EFM）：将原8位数据码变换为14位，按某种规则选出对应于8bit的256个状态作为许用码组。用于VCD。减少连零的个数。2）、4-5分组码将数据每4位一组，再把它变换成每5位一组的码型。载波传输
37、采用QPSK调制。1、SCPC传输（单路单载波）每一个载波只传输一路电视信号，既存在多个载波。（会产生干扰）但各套节目可在不同地点上星。36MHz带宽传送4或5套数字电视节目。符号率2-10Mb/s符号率=信息率6.11Mb/s/FEC（3/4）/RS（188/204）/QPSK（2）=4.42 Mb/s，每频道带宽为6MHz2、MCPC（多路单载波）每个载波可同时传输多套广播电视信号，一个转发器只有一个载波，干扰小。但多套节目要在同一地点上星。36MHz带宽可传送6到10套数字电视节目。符号率18-45Mb/s小结：数字技术基础1、信号数字化PCM（取样、量化、编码）2、信源编码（MPEG2
38、MPML）3、信道编码-前向纠错编码FEC理德-索罗门编码RS（204、188、8）、卷积编码1/2、交织技术卫星数字信号的调制-四相移键控QPSK调制数字信号的传输-SCPC、MCPC4、确定码率为SCPC（2-10Mbps)MCPC（18-45Mbps）信号数字化口诀数字信号一串串PCM；数字脉冲编码调制压缩成为一块块DCT；离散余弦变换信道编码一堆堆FEC；前向纠错数据传输一包包TS流；信号发射一相相QPSK；四相移键控调制卫星接收一段段DVBS；解码变成一帧帧MPEG2；数字还原一点点MPML。MPML：主类/主级720*576像素，15Mbps数字化使频谱资源有效释放卫星电视：一个3
39、6MHz带宽的卫星转发器，只能传送一套模拟电视节目。但一路模拟电视信号经数字化、压缩编码后，码率为5Mbs，按ITU-R601建议可达广播级质量。若采用R-S编码(188/204)、，卷积编码(3/4)、升余弦平方滤波(a=0.4)后用QPSK调制到特定的载波上，其频谱带宽为506MHz；伴音信号经数字化、压缩、调制后带宽为0。13MHz。因此一路数字电视信号总带宽为506+0。13二519MHz，519MHz6MHz，36MHz6MHz：6。因此采用多路单载波(MCPC)方式传送时，一个36MHz带宽的转发器可传送6套数字电视节目，而采用单路单载波(SCPC)方式传送时，为了避免各节目间的相
40、互干扰，每个载波频谱间必须有空隙，故一个36MHz带宽的转发器可传送5套数字电视节目。有线电视网在有线电视网中，一个6MHzRF高频通道，若采用64QAM高效率调制技术，传输的数据率可达30Mbs，考虑纠错编码的效率后，数据率是27Mbs。而一个广播级的数字电视节目的码率约为5Mbs，故一个6MHzRF通道可以传送四套以上数字电视节目，而质量却优于传送一套模拟电视节目。地面电视广播地面数字电视广播DVB-T采用正交频分复用调制(OFDM)和纠错编码技术，可做到在传输过程中，信号不劣化、不失真和抗多径干扰，在一个8MHz频道内传输码率可达30Mbs，故在一个VI-IF和UHF频带内可传输四套以上
41、数字电视节目。甚至还可以启用在模拟电视频谱规划中禁用的频道传送数字电视节目。广播电视数字化与三网融合广播电视数字化与三网融合国家“十一五”规划明确指出：要“加强宽带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息基础设施建设，推进三网融合”。国家广电总局杜百川副总工程师关于“三网融合”的解析是：“十一五”规划中明确提出的三网第一是宽带通信网，是下一代通信网而不是现在的窄带通信网；第二是数字电视网，不是现在的模拟电视网；第三是下一代互联网，不是现在的互联网等。也就是说三网融合的基础是下一代通信网、互联网和数字电视网。光纤传输技术8.4.1信息高速公路的整体思路三网融合、互联互通、资源共享有线数字电视网络是
42、大容量透明传输网、是最佳广播网、是唯一兼容模拟和数字信号的网络、是目前唯一可传输高清晰度电视(HDTV)的现实网络。8.4.2我国有线数字电视网络我国有线数字电视网络采用四级组网方式，参看图8.11SDH成为光纤同步数字传输技术、体制、网络的代名词SDH和HFC网都传输数字电视信号；但是，数字电视信号的形式不同，前者的是光脉冲；后者的是被数字电视信号调制的光载波，载波的波形是连续的，所以，HFC的本质是模拟光纤网。8.4.3模拟光纤网HFC网中的光缆干线，参见图8.12HFC网中的光缆干线由驱动放大器、光发射机、光功率分配器、光接收机及单模光纤组成。100以上的光纤干线，必需使用数字光纤（SD
43、H）；100以内使用HFC网。其中的光纤干线，光载波波长为1550nm时，传输距离在30100之间，30以内使用1310nm的光载波。光节点的规模我国的管理部门规定：每个光节点的规模不超过500户光纤干线到路边（FTTC），500户以下；串接RF宽放两台；光纤干线到建筑物（FTTB），125户以下；串接RF宽放一台，光纤干线入户（FTTH），光节点规模为一户光节点越小，系统串行环节越少，可靠性越高8.4.3.2HFC网的上行通道双向有线电视网络，是一个不对称的通信系统，数据和图像的下行流量大，上行流量小。下行带宽780MHz与上行带宽60MHz之比为13，即下行通信能力是上行的13倍上行数据通
44、信采用时分多址（TDMA、A-TDMA），抗噪声能力差，要求信道的载噪比大于或等于25dB上行数据通信采用码分多址（S-CDMA），抗噪声能力强，只要求信道的载噪比大于或等于需15dB8.4.3.3 HFC网的下行通道容量每一个物理频道占8MHz带宽，通道频率范围为87至862MHz，共安排96个物理下行频道64-QAM时占用1.8Gbps。可容纳单节目传输流（SPTS）数量，即可容纳标准清晰度电视（SDTV）514套8.5射频（RF）同轴电缆分配网从图8.13看出，同轴电缆分配网是接入网的最后一部分，这是高低通滤波器到家庭网络之间的传输网。带宽是51000MHz（RF）高通滤波器的通频带带宽
45、是651000MHz，低通滤波器通频带带宽是565MHz。接入子网叫做双向网8.5.1比较A类网与B类网射频数字电视信号的载波电平用分贝毫瓦（dBm）计量；射频模拟信号载波电平用分贝微伏（dBV）计量A类网是双向网，B类网单向的YdBVxdBm108.75A类网中的有源设备内使用高低通滤波器，上行与下行信号分道扬镳8.5.2有源设备与无源设备補赏电缆损耗的放大器具有双向传输功能H/L滤波器，将上行与下行通道隔离起来集中分支器是终端星形器件用户盒有TV和数据（DP）两个插座。上行RF信号电平在112dBV以上，TV与DP之间的隔离度必须在60dB以上。8.5.3A类电缆分配网的技术要点减少上行汇聚（各个机顶盒产生的噪声和干扰向前端传输）噪声的六项措施：光节点要小：光纤到楼头（FTTB），每个光节点的负荷在125户以下；使用集中分支器，构建星形分配网络输出口之间的隔离度要达到60dB以上屏蔽系数大，使用四屏蔽电缆，设备的屏蔽系数达到60dB以上多点工作接地，与安全接地和防雷接地分离，不宜共用等电位连接体。8.5.4供电共缆供电（也称集中供电）选择供电器的功率，负荷功率不超过其额定功率的60%。有源设备内部的直流稳压电源，将60V整流成直流电压。