數(shù)字電視技術(shù)交流資料

1、數(shù)字電視技術(shù)交流資料一. 數(shù)字通訊系統(tǒng)介紹1).信源編碼:減少數(shù)字信號的冗余度,提高系統(tǒng)的有效性;2).信道編碼:給信源編碼器輸出符號增加冗余符號,并讓這些符號滿足一定的數(shù)學(xué)規(guī)律,使傳輸具有糾錯或檢錯能力;3).同步器:確保收發(fā)端準(zhǔn)確同步4)調(diào)制器:將基帶信號變換為更適合于信道中傳輸?shù)男盘栃问?).基帶傳輸系統(tǒng)不包括調(diào)制和解調(diào)環(huán)節(jié)2)基帶信號形成器可能包括有編碼器,加密器以及波形變換(碼行變換)等二. 數(shù)字電視系統(tǒng)簡介2.1概述所謂數(shù)字電視，就是將圖像畫面的每一個像素、伴音的每一個音節(jié)都用二進制數(shù)編成多位數(shù)碼，并以非常高的比特率進行數(shù)碼流發(fā)射、傳輸、接收的系統(tǒng)工程。數(shù)字電視廣播，其信號流程包括

2、制作(編輯)、信號處理、廣播(傳輸)和接收(顯示)幾個過程2.1.1目前用于數(shù)字節(jié)目制作的手段主要有：數(shù)字?jǐn)z像機和數(shù)字照像相機、計算機、數(shù)字編輯機、數(shù)字字幕機；2.1.2用于數(shù)字信號處理的手段有：數(shù)字信號處理技術(shù)(DSP)、壓縮、解壓、縮放等技術(shù)；2.1.3用于傳輸?shù)氖侄斡校旱孛鎻V播傳輸、有線電視(或光纜)傳輸、衛(wèi)星廣播(DSS)及寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)(ISDN)、DVD等；2.1.4用于接受顯示的手段有：陰極射線管顯示器(CRT)、液晶顯示器、等離子體顯示器、投影顯示(包括前投、背投)等2.2地面廣播傳輸系統(tǒng)原理框圖數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)發(fā)送端完成從輸入數(shù)據(jù)碼流到地面電視信道傳輸信號的轉(zhuǎn)換。輸入

3、數(shù)據(jù)碼流經(jīng)過擾碼器（隨機化）、前向糾錯編碼（FEC），然后進行從比特流到符號流的星座映射，再進行交織后形成基本數(shù)據(jù)塊。基本數(shù)據(jù)塊與系統(tǒng)信息組合（復(fù)用）后，經(jīng)過幀體數(shù)據(jù)處理形成幀體。而幀體與相應(yīng)的幀頭（PN序列）復(fù)接為信號幀（組幀），經(jīng)過基帶后處理轉(zhuǎn)換為基帶輸出信號（8MHz帶寬內(nèi)）。該信號經(jīng)正交上變頻轉(zhuǎn)換為射頻信號（UHF和VHF頻段范圍內(nèi)）。本系統(tǒng)的發(fā)送端原理如圖1 所示。2.3信源部分的國際標(biāo)準(zhǔn)主要是MPEG（活動圖像專家組）提出的MPEG-1、MPEG-2MPEG-4 等視音頻標(biāo)準(zhǔn)，以及最新的 ITUH.264/MPEG AVC、Microsoft/SMPTE VC1 和我國自己制定的

4、AVS視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。2.4信道部分的標(biāo)準(zhǔn)這部分標(biāo)準(zhǔn)比較多，根據(jù)傳輸媒介的不同分為衛(wèi)星、有線、地面三種，其中衛(wèi)星的標(biāo)準(zhǔn)有:歐洲D(zhuǎn)VB組織提出的DVB-S、DVB-S2；有線主要有:DVB-C，OpenCable。當(dāng)前，地面數(shù)字電視的國際標(biāo)準(zhǔn)主要有三個：2.4.1歐洲D(zhuǎn)VB 組織提出的以COFDM 為核心技術(shù)的DVB-T標(biāo)準(zhǔn)；2.4.2美國大聯(lián)盟組織提出的以8VSB 為核心技術(shù)的ATSC 標(biāo)準(zhǔn)；2.4.3日本提出的以BST-OFDM 為核心技術(shù)的ISDB-T 標(biāo)準(zhǔn)等,我國現(xiàn)在使用的主要有GB20600-2006, DAB(廣州在用),DVB-T(深圳在用),CMMB(廣電),數(shù)字電視要進行信道編解

5、碼及調(diào)制解調(diào)的目的是通過糾錯編碼、網(wǎng)格編碼、均衡等技術(shù)提高信號的抗干擾能力，通過調(diào)制把傳輸信號放在載波或脈沖串上，為發(fā)射做好準(zhǔn)備。我們目前所說的各國數(shù)字電視的制式，標(biāo)準(zhǔn)不能統(tǒng)一，主要是指各國在該方面的不同，具體包括糾錯、均衡等技術(shù)的不同，帶寬的不同，尤其是調(diào)制方式的不同 2.5 DMB-TH數(shù)字電視單站系統(tǒng)2.6 DMB數(shù)字電視單頻網(wǎng)系統(tǒng)DMB-TH 系統(tǒng)是一個完整透明的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，支持所有傳輸格式為MPEG2-TS 流的數(shù)據(jù)碼流。不管什么樣的數(shù)據(jù)，例如MPEG-1、MPEG-2、中國的AVS、MPEG-4、H.264、IP 數(shù)據(jù)、Windows Media9 等格式的數(shù)據(jù)碼流，只要打包成該

6、格式的碼流都可以經(jīng)過DMB-TH傳輸系統(tǒng)進行傳送。當(dāng)然也包括16:9 等各種顯示格式的信源數(shù)據(jù)流三.數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)3.1激勵器（EXCITER）數(shù)字電視發(fā)射機與模擬電視發(fā)射機不同，它的輸入信號不是通常的視頻和音頻節(jié)目信號，而是將音頻、視頻信號按MPEG標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過壓縮、編碼，并與其它數(shù)據(jù)信息復(fù)用打包后的傳輸碼流（TS流）。輸入的TS流進入激勵器，經(jīng)過信道編碼與調(diào)制單元，形成符合一定制式標(biāo)準(zhǔn)的模擬中頻信號，這些工作均由激勵器完成. 數(shù)字電視激勵器部分的主要功能是進行信道編碼處理和調(diào)制，前者目的是增加抗干擾能力，保證接收端進行正確接收，后者的目的用于傳輸，很多地方常常稱該種激勵器為COFDM調(diào)制器

7、1) COFDM編碼器在地面無線傳輸中，多徑效應(yīng)影響最為嚴(yán)重，常采用抗多徑干擾顯著的COFDM技術(shù)。COFDM稱為編碼正交頻分復(fù)用調(diào)制，它是由大量的子載波構(gòu)成，將各載波加以調(diào)制。也就是說，將串行傳輸?shù)姆栃蛄校∕PEG-2碼流）分成長度為N的段，再將每段內(nèi)的N個符號分別調(diào)制到N個載波上，之后一起發(fā)送。COFDM是一種并行調(diào)制技術(shù)，將符號周期延長了N倍，從而提高了對多徑干擾的抵抗能力2) 時鐘和同步在一個8MHz帶寬的頻道內(nèi)，對于COFDM調(diào)制器來說，所有的數(shù)字處理需要有一個高精度的信號，其頻率為18.2857MHz（256/7MHz）。對于輸入模塊和UHF變頻器，還需要一些其它的時鐘頻率信號。

8、所有這些信號都必須要有非常高的頻率精度和很小的頻率漂移，即很高的頻率穩(wěn)定度，彼此間相互鎖定。它們可由高性能的鎖相環(huán)（PLL）電路產(chǎn)生，與輸入碼流或參考信號相鎖。如果MPEG傳輸碼流信號來自通訊網(wǎng)絡(luò)，如果將這些時鐘信號與輸入碼流鎖定，要抑制頻率漂移將非常困難對于SFN來說，激勵器必須能夠在時域和頻域上與GPS（全球定位系統(tǒng)）信號相鎖。當(dāng)GPS信號失鎖時（對于SFN，GPS容許有幾個小時的失鎖），激勵器內(nèi)部的時鐘參考信號必須十分穩(wěn)定，確保頻率穩(wěn)定3) 數(shù)字預(yù)校正 DVB-T模擬信號有很高的峰值對平均值的比值（峰值系數(shù)），實測數(shù)值在15dB左右，由于這個原因，在信號的放大過程中很難消除信號失真。雖然

9、采用降低峰值數(shù)值，可以降低峰值對平均值的比值（峰值系數(shù)），但是會導(dǎo)致信號帶寬內(nèi)的信噪比降低，這種方式是不能采用的。通常采用數(shù)字和模擬預(yù)校正來抵消由于放大部分所造成的非線性失真。 采用預(yù)校正可以帶來以下兩點好處：降低放大過程中產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物； 在給定的條件下，獲得較大的功率輸出。 在使用模擬電視發(fā)射機時，模擬預(yù)校正技術(shù)的功效往往受到限制，并且有很多調(diào)整步驟。而數(shù)字預(yù)校正技術(shù)具有更加精確和穩(wěn)定的優(yōu)勢，它能夠自動校正由于溫度和使用時間的延長帶來的放大特性的漂移。 當(dāng)前數(shù)字電視發(fā)射機的技術(shù)重點都在研制開發(fā)適合數(shù)字電視發(fā)射機的中頻預(yù)校正電路，以改善AB類放大器的線性、提高放大器的效率，這對全固態(tài)數(shù)字電視

10、發(fā)射機尤其顯得重要。4) 比特率適應(yīng) 該模塊主要是針對多頻網(wǎng)運行，它可以使激勵器接收任何比特率的MPEG-TS流。5) SFN輸入模塊 在進行單頻網(wǎng)（SFN）廣播時，所有發(fā)射機工作在同一頻率上，在同一時間使用同樣的比特率。SFN模塊插在激勵器上，來確保在時間和頻率上的同步。所謂頻率同步，指的是在SFN網(wǎng)上的激勵器必須與參考頻率相鎖，所以參考頻率的選擇非常重要，其中最為簡捷的方式是使用來自GPS接收機的10MHz的頻率信號作為信號源。對于時間同步，指的是SFN模塊從MPEG-TS輸入碼流中提取出MIP信息包，該信息包中含有時間標(biāo)簽信息，經(jīng)過一定時延處理后（采用來自GPS的1pps信號作為參考信號

11、，最大時延為1秒），可以保證工作在單頻網(wǎng)上所有的發(fā)射機在時間上同步。6)遙控控制接口 為了適應(yīng)未來全天24小時播出和無人職守的需要，在激勵器上均安裝有遙控控制接口，接口模式有兩種：標(biāo)準(zhǔn)RS232接口、可以和互聯(lián)網(wǎng)相接的以太網(wǎng)口。從DVB今后的發(fā)展的趨勢來看，與計算機領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)，符合TCP/IP和SNMP協(xié)議的以太網(wǎng)接口將是未來的方向。遙控接口的功能很強，可以對激勵器的工作狀態(tài)進行全程監(jiān)測，主要包含以下三個方面： （1）監(jiān)測輸入激勵器的碼流； （2）監(jiān)測所有的信號處理過程； （3）監(jiān)測輸出的模擬信號。3.2發(fā)射機移動多媒體廣播發(fā)射機是將低電平的移動多媒體廣播信號變?yōu)楦唠娖缴漕l信號的設(shè)備，主

12、要由變頻和功率放大兩個模塊構(gòu)成，其邏輯組成框圖如圖1所示。上變頻模塊對調(diào)制器輸出的中頻信號進行頻率變換，功率放大器對中頻信號進行多級功率放大。1)U頻段發(fā)射機技術(shù)指標(biāo)表1 移動多媒體廣播發(fā)射機技術(shù)性能指標(biāo)序號項目指標(biāo)1工作頻率我國電視470MHz862MHz頻段中一個指定的頻道。2工作帶寬8MHz3頻率準(zhǔn)確度使用內(nèi)部基準(zhǔn)偏差不大于±50Hz ；使用外部基準(zhǔn)偏差不大于±1Hz。4頻率穩(wěn)定度使用內(nèi)部基準(zhǔn)3月內(nèi)偏差不大于±1×10-7 ；使用外接基準(zhǔn)3月內(nèi)偏差不大于±1×10-9。5頻率調(diào)節(jié)步長/波道間隔1Hz/8MHz6輸入信號電平范圍(

13、-7)(-10)dBm7輸出功率穩(wěn)定度±0.3dB8功率調(diào)節(jié)范圍/精度功率調(diào)節(jié)范圍在0到額定輸出功率范圍內(nèi)，步進為0.1dB。9峰值平均功率比滿足CCDF曲線模板要求10鄰頻道帶內(nèi)無用發(fā)射功率鄰頻道內(nèi)的無用發(fā)射功率與帶內(nèi)發(fā)射功率的比45dB11鄰頻道帶外無用發(fā)射功率鄰頻道外的無用發(fā)射功率與帶內(nèi)發(fā)射功率的比60dB12帶內(nèi)不平坦度±0.5dB13前后帶肩比38 dB±4.2MHz14駐波比1.115本振相位噪聲具體指標(biāo)參見6.2.1本振相位噪聲16頻譜模板見6.2.2射頻頻譜模板17模擬鄰頻數(shù)字鄰頻模擬鄰頻具體指標(biāo)參見6.2.3.1 模擬鄰頻數(shù)字鄰頻具體指標(biāo)參見6.

14、2.3.2 數(shù)字鄰頻3) S頻段發(fā)射機技術(shù)指標(biāo)序號參數(shù)名稱單位技術(shù)規(guī)格備注1.輸出信號頻率范圍MHz2647.5±12.5最低要求2647.5±52.輸出額定功率（W）200W100W50W20WOFDM調(diào)制方式下帶肩比35dB時的額定輸出平均功率3.帶內(nèi)波動dB0.5dB指標(biāo)1決定的頻帶范圍內(nèi)4.MER優(yōu)于38dB5.本振相位噪聲dBc/Hz1KHz<-85 10KHz<-95 100KHz<-110 6.帶外雜散和諧波抑制dB-707.帶內(nèi)雜散dB-728.數(shù)字帶肩比dB35數(shù)字OFDM調(diào)制 9.頻率穩(wěn)定度1×10-910.頻率調(diào)整步進KHz

15、111.輸出功率可調(diào)范圍dB-10012.群時延Ns10最低要求4013.噪聲系數(shù)dB614.輸出端口駐波比dB1.515.輸出功率穩(wěn)定度dB±0.3dB16.供電電壓VAC220V±15%AC180260V范圍內(nèi)17.工作環(huán)境溫度-10+45（室內(nèi)型）-40+50（室外型）18.存儲溫度-55+80°,相對濕度095%4) 發(fā)射機功放技術(shù)由于OFDM信號是由大量獨立、同分布載波構(gòu)成，根據(jù)中心極限定理可知OFDM信號瞬時值的概率密度接近于正態(tài)分布，OFDM信號近似于存在隨機尖峰的噪聲信號，因此OFDM 時域信號的主要特點就是峰均比（PAPR）較高。一般模擬PAL-

16、D電視信號的峰均比為3dB，OFDM信號的峰均比為8.28dB，數(shù)字電視發(fā)射機 OFDM射頻信號的峰值幅度應(yīng)與PAL方式工作時的同步頭信號幅度相同，為保證傳輸OFDM信號發(fā)射機工作線性范圍，發(fā)射機需留出相當(dāng)大的線性功率裕量， 否則將因功放的非線性而造成帶內(nèi)互調(diào)失真以及帶外的頻譜泄漏，因此如何提高功率放大器的線性化問題是模擬電視發(fā)射機數(shù)字化改造的一個重要問題<1>功放線性化技術(shù)功率回退法、負(fù)反饋校正技術(shù)、前饋線性化技術(shù)和預(yù)失真現(xiàn)在用得比較多的是預(yù)失真技術(shù)包括模擬預(yù)失真和數(shù)字預(yù)失真前饋功放原理框圖<2>預(yù)失真器的電路結(jié)構(gòu)     &#

17、160;  基本的諧波發(fā)生器電路如圖1所示。               <3>功放結(jié)構(gòu)新一代UHF功放管的輸出能力為250W至300W，其中MRF377個別廠已在使用，MRF6P3300和BLF872已可供 樣品，新一代VHF開始采用LDMOS技術(shù)，已在使用的LR301為300W至350W，已在開發(fā)后期的BLF369的目標(biāo)輸出能力為500W，已可提供 樣管，隨著這些新型管的制造技術(shù)的穩(wěn)定和成熟，必將推動功放單元的再次換代。四.數(shù)字電

18、視覆蓋系統(tǒng)目前用于數(shù)字電視無線網(wǎng)路覆蓋的有MMDS,MUDS,無線寬帶直放站等MMDS 即為多路分米波分配系統(tǒng)（Muchannel Microwave Distributesystem）MUDS 即為多路分米波分配系統(tǒng)（Muchannel UHF Distributesystem） MMDS/MUDS方案應(yīng)用框圖 4.1MMDS/MUDS原理框圖50WMMDS發(fā)射系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)品名 Name規(guī)格 ModelTX-S/47A/DS2577.5-I參 數(shù) Specifications技術(shù)規(guī)格備注單位輸入頻率范圍57.582.5MHz輸出頻率范圍26352660最低要求2642.52652.5MHz輸出額定功率50OFDM調(diào)制方式下帶肩比35dB時的額定輸出功率W帶內(nèi)波動0.5dB輸出頻率范圍內(nèi)dBMER優(yōu)于38dB帶外雜散和諧波抑制-60dB帶內(nèi)雜散-50dB數(shù)字帶肩比35數(shù)字OFDM調(diào)制dB頻率穩(wěn)定度±500Hz輸出功率