您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 商业/管理/HR > 广告经营 > 有线数字电视广播信道编码与调制规范-有线数字电视广播信道
1有线数字电视广播信道编码与规范前言本标准等效采用国际电信联盟ITUTJ.83建议书《电视、声音和数据业务有线分配的数字多节目系统》(DIGITALMULTIPROGRAMMESYSTEMSFORTELEVISION,SOUNDANDDATASERVICESFORCABLEDISTRIBUTION),并参考了国际电工委员会IEC607289《电视和声音信号的有线分配系统》(CABLEDDISTRIBUTIONSYSTEMSFORTELEVISIONANDSOUNDSIGNALSPART9:INTERFACESOFCABLEDDISTRBUTIONSYSTEMSFORDIGITALLYMODULATEDSIGNALS)。本标准规定了有线数字电视广播系统的帧结构、信道编码和调制,以MPEG-2系统层为基础,加上适当的前向误码纠错(FEC)技术,提出了与卫星传送相协调的有线数字电视广播系统标准。标准所规定的系统对于卫星传送的多节目数字电视调制/信道编码系统是透明的。该系统采用正交幅度调制(QAM),考虑到我国有线电视网络现状,建议在16、32、64、128、256-QA中选用。该系统设计的FEC可将比特误码率(BER)降至10-10至10-11,确保了传送中每小时只出现约一个未纠正的误码事件的准无误码(QEF)工作。本标准概述了有线数字电视广播系统,规范了数字信号的信道编码和调制方法,详细描述了发端信号处理的步骤,以此保证不同厂商开发的设备之间的兼容性。为确保标准尽快、有效地实施,特就MPGE-2数据信号接口做了详细规定。同时为满足业务的质量要求,标准还定义了系统的部分性能指标。本标准的附录A是标准的附录本标准的附录B、附录C和附录D都是提示的附录本标准由全国广播电视标准化技术委员会归口本标准起草单位:国家广播电影电视总局标准化规划研究所、成都新泰克电子有限公司、四川长虹电子集团公司、深圳华为技术有限公司。本标准主要起草人:杜白川、高少君、葛建华、陈宁、金罗军、李熠星、王东、马铁桥、陈小英ITU前言ITUT(电信标准化分布)是国际电信联盟(ITU)的一个永久性机构。ITUT负责研究制定全球电信标准化方面的有关技术、操作和关税方面的建议书。世界电信标准会议(WTSC)每四年召开一次,在大会上确定由ITUT研究小组研究的主题,然后生成有关这些主题的建议书。ITUT成员通过各项建议书,要按照WTSC第1号决议中规定的程序(日内瓦,1997年10月)。ITUTJ.83建议书的第二版由ITUT第9研究小组(19972000)负责起草,依照WTSC第1号决议的程序,连同补充件1和补充件2一起分别于1996年10月17日和21997年4月22日通过。1范围本标准规定了在有线电视广播系统中传送数字电视的帧结构、信道编码和调制方法。本标准适用于有线传数的数字多路节目电视/高清晰度电视业务分配的信道编码和调制系统。2应用标准下列标准所包含的条文、通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T17700-1999卫星数字电视广播信道编码和调制GB/T17975.12000信息技术运动图象及有关声音信号的通用编码第1部分:系统GB/T1795320004:2:2数字分量图像信号的接口ITUTG.65150/125um多模梯度光纤光缆的特性ITUTG.652单模光纤光缆的特性ITUTG.703系列数字接口的物理/电特性IEC7932光纤,第二部分:产品规格IEC87414光纤和光缆的接头,第14部分:SC型光纤接头的截面说明EN500836电视和声音信号的有线分配系统,第6部分:光设备3符号和缩略语3.1符号本标准使用了下述符号:a滚降系数Ak,Bk字节到m位(mtuple)变换器输出的最高位f0信道中心频率fN奈奎斯特频率g(x)里德所罗门(RS)码生成多项式HEX十六进制I交织深度(字节)I,Q调制信号的同相、正交相位分量j分支序号k映射至n个符号的字节数3m2m级QAM的幂次:对16、32、64、128、256QAM幂次分别为4、5、6、7、8Mj=1,M=N/I时,卷积交织分支深度n由k个字节映射的符号数N误码保护帧长度(字节)p(x)里德所罗门(RS)域生成多项式rm带内纹波(dB)R随机化序列Rs已调制信号双边带奈奎斯特带宽对应的符号率Ru在MPEG2传送复用器之后的有用比特率Ru'经RS外码编码后的比特率q比特数:对16、32、64、128、256QAM为2、3、4、5、6T在RS误码保护包中,误码可被纠正的字节数Ts符号周期3.2缩略语8B/10B8比特到10比特变换ACCP累加相位ACCT累加时间ASI异步串行接口BB基带BER比特误码率DFB分布反馈DJ确定性抖动DVALID数据有效DVB数字视频广播ETS欧洲电信标准FC光纤通道FEC前向纠错FIFO先进先出FWHM全宽度半最大值IEC国际电工委员会IF中频IRD综合解码接收机ISO国际标准组织ITUR国际电信联盟无线电通讯部ITUT国际电信联盟电信部LED发光二级管LSB最低有效位LVDS低压差分信号MPEG运动图象专家组MSB最高有效位MUX复用NRZ非归零码4OSC振荡器PID包指示符PDH准同步数字体系PLL锁相环PRBS伪随机二进制序列PSYNC包同步QAM正交幅度调制QEF准无误码QPSK正交相移鍵控RD游程不等性RF射频RJ随机抖动RMS均方根RS里德所罗门SPI同步并行接口SSI同步串行接口SYNC同步TS传送流VCO压控振荡器4有线数字电视广播系统本标准定义的有线系统由图1中的各功能块组成,将基带电视信号与有线信道特性进行适配。在有线前端,可考虑下述电视机基带信号源:卫星信号;其它外来信号;本地节目源;下面章节中的处理过程均应按照图1所示进行(为了保证图片的清晰,所以请点击观看!)图1有线前端与接收原理图(有线前端)(有线IRD)注:MPEG2传送复用包4.1基带接口与同步经过此单元的处理,使数据结构与信号源格式向适配,该单元中的信号帧结构应与含同步字节的MPEG2传送层一致。接口定义见附录A。4.2SYNC1变换和随机化5该单元根据MPEG2桢结构将SYNC1字节反转,同时为实现视频谱成形,对数据流进行随机化处理。4.3RS编码器该单元使用截断的RS(204,188)编码,对每一个已经随机化的传送包进行处理,产生一个错误保护包,同样,对同步字节本身也使用这种编码。4.4卷积交织器该单元完成一个深度I=12的误码保护包的卷积交织,同步字节的周期保持不变。4.5字节变换到M比特符号(MTUPLE)改单元将交织器产生的字节变为QAM符号。4.6差分编码改单元对每个符号的两个最高有效位(MSBs)进行差分编码,从而获得旋转不变的星座图。4.7基带成形改单元将经过差分编码的m比特符号映射为I、Q信号,在QAM调制前,对I、Q信号进行升余铉平方根滚降滤波。4.8QAM调制和物理接口改单元对信号进行QAM调制,随后将QAM已调信号通过IF或RF接口送至射频信道。4.9有线数字电视接收按照上述调制处理,系统接收设备要完成信号逆处理,从而获得基带信号。65MPEG2传送层有线数字电视传送采用GB/T17975.12000中规定的MPEG2传送层,见图2。MPEG2数据传送层由188个字节的包组成,其中,一个字节用于同步,包头的另外三个字节用于业务识别、加扰和控制信息,随后的184字节MPEG2数据或者附加数据。图2MPEG2传送码流结构6桢结构桢的组成结构基于MPEG2传送包结构。该系统的桢结构示于图3。图3桢结构7信道编码为满足有线数字电视广播误码保护要求,使用基于RS码编码的FEC,与卫星传送系统不同,有线传送不使用卷积编码,而使用字节交织来实现抗突发误码保护。7.1频谱成形随机化系统输入码流为MPEG2传送MUX包,包长为固定长度(见图3),总长是188字节,其中包括一个同步字节(即47hex)。发送端的处理顺序始终是从同步字节(即01000111)的MSB(即0)开始。MPEG2传送复用器输出端的数据应按图4所示的结构进行随机化,这样既可与GB/T177001999中的卫星系统相兼容,又保证了时钟复有足够的二电平过渡。伪随机二进制序列(PRBS)生成的多项式如下:如图4所示,在每8个传送包的开始时将序列“100101010000000”装入PRBS计数器,使其初始化。在一个8个包长的组中,第一个包的MPEG2同步字节应逐比特倒相,从47hex变为B8hex,这样处理是为了给解扰器提供一个启动信号。PRBS生成输出的第一个比特应作用于已倒相的MPEG2同步字节(即B8hex)后的第一个字节中的第一位。为了实现其他同步功能,在后续的7个传送包的MPEG2同步字节持续期间,PRBS继续工作,但其输出是无效的,不对这些字节进行随机化。因此,PRBS7序列的周期应为1503个字节。当调制器没有比特流输入或输入比特流与MPEG2传送码流格式(即1个同步字节+187个数据包字节)不兼容时,随机化过程仍将持续进行。这样可以避免调制器输出未调制载波。图4随机化与去随机化原理框图7.2RS编码在能量扩散随机化处理之后,采用T=8、截短的RS编码,并将其加到每一个已经随机化的MPEG2传送包上。即对每个传送包而言,可纠正8个错误字节。此过程在MPEG2传送包中增加了16个校验字节,码字为(204,188)。注:RS编码同样也作用于包同步字节,不论是未倒相的(即47hex)还是已经倒相的(B8hex)。此处截短的RS码的实现方法是在(255,239)编码器输入端输入信息字节之前,添加51个字节,并设置为全零。编码后,再将这些空字节丢弃。7.3卷积交织对误码保护包进行深度为I=12的卷积交织,如图5所示,这样即生成一个交织桢(见图3C)。已交织的桢由交叠的误码保护包组成,且以MPEG2同步字节为边界(保留204个字节的周期性)。交织器由I=12个分钟构成,有输入开关循环地轮流接通输入的字节流。每个分支都有一个先进先出(FIFO)移位寄存器,且深度为Mxj(其中M=17=N/I,N=204=误码保护桢长度,I=12=交织深度,j=分秩序号)。FIFO移位寄存器为一个字节,而且输入输出开关同步。为了实现同步,无论什么情况下,都是将同步字节以及相倒的同步字节送至交织器的分支'0'(相当于零延时)。注:去交织器和交织器在原理上相类似,但是分支序号恰好相反(即j=0相当于最大的延时)。去交织器的同步可通过将第一个可识别的同步字节传送到‘0’号分支来实现。图5RS(204,188)编码式的卷积交织器与去交织器原理框图8字节到符号的映射8经卷积交织后,要进行字节到符号的准确映射。对于不同级别的QAM调制,映射的符号数不同。在任何情况下,符号Z的MSB都应取字节V的MSB。相应的,该符号的下一个有效位应取字节的下一个有效位。2mQAM调制情况下,该处理将k个字节映射到n个符号,例如:8k=n×m64QAM情况下的处理在图6有详细的说明(这里m=6、k=3、n=4)图6用于64QAM的字节到m比特符号变换为获得m/2旋转不变的QAM星座,对每个符号的两个最高有效为进行差分编码。两个MSB的差分编码由下面的布尔表达式给出:图7布尔表达式&字节到m比特符号变换、两位MSB差分编码例9调制该系统调制方式采用16QAM、32QAM、64QAM、128QAM(正交幅度调制),星座图见图8,星座图代表了有线系统中传送的信号。图8星座图16QAM、32QAM星座图64QAM、128QAM星座图256QAM星座图如图8所示,通过改变两个MSB位(即Ik和Qk)并据表1给出的规律旋转q个LSB位,可将第1象限中的星座点变换至第2,3,4象限。接收机至少应支持64QAM调制。表1图8星
本文标题:有线数字电视广播信道编码与调制规范-有线数字电视广播信道
链接地址:https://www.777doc.com/doc-1480419 .html