数字电视系统原理与应用培训讲义

数字电视系统原理与应用第一部分数字电视基础知识第二部分数字电视前端系统第三部分有线数字电视主要技术指标讲义提纲一、数字电视基础知识1.1数字电视系统基本构成模拟电视信号输入→模数转换→信源编码→信道编码→信道→信道解码→信源解码→数模转化→模拟显示1.2信道与带宽信道：传输信息的通路称为信道，可以分为两种：传输模拟信号的称为模拟信道，传输数字信号的信道称为数字信道。数字电视基础知识带宽：信道所能传送信号的频率宽度，称为带宽。数字信号本身频谱的宽度，决定了传输信道的最小频道宽度。数字电视基础知识1.3数据传输速率比特率：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（每一个二进制的元素称为比特）。数字电视基础知识波特率：也就是符号率，是针对模拟数据信号传输过程中，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。比特率与波特率关系式：R=Blog2N（b/s）R是比特率，B是波特率，N是n比特符号数。数字电视基础知识1.4模拟信号的数字化抽样：时间上连续的取值变为有限个离散取值。量化：幅度上无限多种连续的样值变为有限个离散值。编码：把量化后的信号按照一定的对应关系转变成一系列数字编码脉冲的过程。数字电视基础知识模数转化一般过程：模拟电视信号→取样→量化→编码→数字电视信号数字电视基础知识4321012876543数字电视基础知识4321012876543数字电视基础知识1.5信源编码压缩过程：去除图像中与信息无关或对图像质量影响不大的部分，即冗余部分。电视信号中存在很多这样的冗余部分，这就为压缩提供了可能性。数字电视基础知识电视信号的冗余性表现在以下方面：空间相关冗余时间相关冗余数字电视基础知识1.6调制传输基带信号变为频带信号，频谱搬移；便于远距离传输；比如：QPSK、QAM数字电视基础知识1.7数字电视的几种分类传输分类：数字卫星电视、数字有线电视、数字地面广播电视。清晰度分类：标准清晰度数字电视（SDTV）、高清晰度数字电视（HDTV）。数字电视基础知识二、数字电视前端系统视频音频数据视频编码音频编码节目复用传输复用信道编码调制器信道调谐器解调器信道解码解复用视频解码音频解码数据显示器数字电视系统信号原理图数字电视前端系统复用器混合器1550nm传输网市数字电视平台ASI县传输网调制器县本地节目1县本地节目nASISDISDIASI/TS编码器县公司数字电视前端系统示意图2.2主要设备原理与应用编码器：作用是将原始节目的图像和声音信号经过编码压缩成符合系统要求的数字信号，主要有两种应用分别是：CVBS(模拟音视频信号)经编码生成MPEG-2ASI/TS信号SDI(数字分量串行接口)经编码生成MPEG-2ASI/TS信号数字电视前端系统复用器：将多路节目的TS流复用成一路TS流，使得多路节目在一个频道中传输。数字电视前端系统复用器工程实践中的应用：将多个单节目TS流复用成一路TS流在复用的过程中，插入PSI信息和SI信息，重新组合，并且重新分配PID值。作为接收端的解复用和再复用数字电视前端系统复用器的容量计算：举例：64QAM的符号率在8MHz最高可以达到6.89MBps那么最高数据传输速率为：6.89×6＝41.34Mbps其中有RS编码，去掉冗余，有效传输数据速率为：41.34×（188/204）＝38.1Mbps数字电视前端系统一路节目TS流为4Mbps，预留保护带宽，复用后的一个传输流的数据传输速率一般不超过35Mbps，那么在以上条件下一个流最多可以复用8套节目数字电视前端系统QAM调制器QAM（QuadratureAmplitudeModulation）正交幅度调制，数字调制器接收来自编码器、复用器、DVB网关、视频服务器等设备的TS流，进行RS编码、卷积编码和QAM数字调制，输出的射频信号可以在有线电视网上传送。数字电视前端系统64QAM调制星座图数字电视前端系统三、数字电视主要技术指标3.1数字信号电平定义：在有效带宽内所选射频或中频信号的均方根值(RMS)功率。注释：均方根值，也称有效值，计算方法是先平方、再平均、然后开方。QAM调制的数字电视信号，在整个带宽内是平顶的，无峰值。QAM数字频道的电平是用被测频道信号的平均功率来表达的，称为数字频道平均功率。3.2调制误差率MER为了对接收到的信号做单一的“品质因数”分析，定义符号误差矢量幅度的平方和与理想符号矢量幅度的平方和之比的分贝值为调制误差率（MER）。数字电视主要技术指标调制误差示意图调制误差实际传输的信号数字电视主要技术指标在数字调制信号中，突发脉冲、各种失真对信号造成的损伤和噪声十分相似。如果系统的MER减小，信号受到的损伤变大，出现误码的概率增加。数字前端系统输出口MER≥36dB，分配网MER≥35dB，用户端MER≥30dB数字电视主要技术指标数字电视主要技术指标图1较理想的MER星座图图2、热噪声引起的损伤MER≥35dBMER＜25dB数字电视主要技术指标图3、相干干扰图4、相位噪声损伤MER＜30dBMER＜30dB3.3误码率BER误码率是衡量数字传输系统质量的基本指标，定义为错误比特数与传输总比特数之比。通过前向纠错技术，可以在实际误码率10-4的情况下，获得的10-10相对误码率，一般规定BER=10-4是数字有线接收机的门限值。数字电视主要技术指标前向纠错(ForwardErrorCorrection简称FEC)，是提高数据通讯准确度的方法。在单向通讯信道中，一旦错误被发现，其接收器无法请求传输。FEC是利用数据进行传输冗长信息的方法，当传输中出现错误，接收器将重建数据。数字电视主要技术指标FEC：3/4在一个TS流中,只有3/4的内容是装有节目内容的PES流,而另外的1/4内容,则是用来保护数据流不发生变异的纠错码。数字电视主要技术指标3.4载噪比载噪比C/N指已调制信号的平均功率与噪声的平均功率之比，载噪比中的已调制信号的功率包括了传输信号的功率和调制载波的功率。数字电视主要技术指标谢谢！