1、第17章數(shù)字電視技術(shù) 第17章數(shù)字電視技術(shù) 17.1數(shù)字電視概述數(shù)字電視概述 17.2電視信號(hào)的數(shù)字化電視信號(hào)的數(shù)字化 17.3視頻模視頻模/數(shù)和數(shù)數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器模轉(zhuǎn)換器 17.4數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù) 本章小結(jié)本章小結(jié) 思考與習(xí)題思考與習(xí)題 第17章數(shù)字電視技術(shù) 17.1數(shù)字電視概述數(shù)字電視概述電視技術(shù)經(jīng)歷了從黑白電視到彩色電視的發(fā)展過程，正在由模擬電視(Analog Television)向數(shù)字電視(Digital Television)發(fā)展。數(shù)字電視在一些國家已經(jīng)應(yīng)用到廣播、娛樂、教育、科研和國防等各個(gè)部門。以前，所謂的電視主要指的是模擬電視。模擬電視主要指在圖像信號(hào)的攝取、

2、處理、調(diào)制、傳輸、接收和顯示等過程中，圖像和伴音信號(hào)都是連續(xù)變化的模擬信號(hào)。今天，模擬電視已經(jīng)達(dá)到圖像色彩鮮艷、形象逼真的水平，但模擬電視的主要缺點(diǎn)是電視信號(hào)在傳輸過程中產(chǎn)生積累噪聲，使圖像質(zhì)量受到損傷。第17章數(shù)字電視技術(shù) 近年來超大規(guī)模集成電路技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展，為數(shù)字電視的發(fā)展創(chuàng)造了條件，國際上也相應(yīng)制定了相關(guān)的數(shù)字電視信號(hào)的編碼標(biāo)準(zhǔn)，為數(shù)字電視的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。所謂數(shù)字電視，是將模擬電視信號(hào)經(jīng)過抽樣、量化和編碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，然后由計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種功能的處理、存儲(chǔ)、顯示和控制。采用數(shù)字技術(shù)可使各種電視設(shè)備獲得比原有模擬設(shè)備更高的技術(shù)性能，使電視技術(shù)進(jìn)入嶄新的時(shí)代。第17章

3、數(shù)字電視技術(shù) 數(shù)字電視與原有的模擬電視相比，有如下主要優(yōu)點(diǎn)：(1) 數(shù)字電視信號(hào)的信噪比(S/N)與處理的次數(shù)無關(guān)。電視信號(hào)經(jīng)過數(shù)字化后是用二進(jìn)制的兩個(gè)電平來表示的，因而在處理和傳輸過程中引入噪聲，其幅度只要不超過某一額定電平，都可以把它清除掉，即使某一噪聲電平超過額定值造成誤碼，也可以利用糾錯(cuò)編碼技術(shù)把它糾正過來。而模擬電視信號(hào)在處理和傳輸中，每次都可能引入新的雜波積累，為使輸出有較好的信噪比，就必須對(duì)各種處理設(shè)備提出較高的要求。第17章數(shù)字電視技術(shù) (2) 數(shù)字電視信號(hào)易于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的存儲(chǔ)，而且存儲(chǔ)時(shí)間與信號(hào)的特性無關(guān)。近年來，大規(guī)模集成電路可以存儲(chǔ)多幀的數(shù)字電視信號(hào)，幀存儲(chǔ)器可用來實(shí)現(xiàn)同步

4、和制式轉(zhuǎn)換等處理，獲得各種新的電視圖像特技效果。與模擬電視一樣，壓縮后的數(shù)字電視信號(hào)經(jīng)數(shù)字調(diào)制后也可進(jìn)行開路廣播，在設(shè)計(jì)的服務(wù)區(qū)內(nèi)，收看到的電視圖像及聲音質(zhì)量接近演播室水平。 第17章數(shù)字電視技術(shù) (3) 數(shù)據(jù)壓縮后的數(shù)字信號(hào)使圖像質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍。未經(jīng)數(shù)據(jù)壓縮的數(shù)字電視信號(hào)數(shù)碼率太高。例如，若亮度圖像信號(hào)抽樣頻率選為13.5 MHz，每樣點(diǎn)值經(jīng)8比特量化后，數(shù)碼率為13.58108 Mb/s，兩個(gè)色差信號(hào)RY、BY的抽樣頻率為6.75 MHz，數(shù)碼率為108 Mb/s，所以總的數(shù)碼率為216 Mb/s，它要求信道提供約108 MHz的帶寬。為了提高電視信號(hào)傳輸?shù)挠行?，?duì)數(shù)字化后的電視信號(hào)先

5、進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，然后再傳輸?，F(xiàn)在已經(jīng)有各種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，數(shù)據(jù)壓縮后的信號(hào)帶寬，可做到與普通彩色電視信號(hào)的帶寬相同，但圖像質(zhì)量卻實(shí)現(xiàn)了飛躍。第17章數(shù)字電視技術(shù) 目前，已能把一路普通彩色數(shù)字電視信號(hào)的數(shù)碼率由216 Mb/s壓縮到8.448 Mb/s，它是未壓縮前數(shù)據(jù)量的3.7%，相當(dāng)于4 MHz模擬信號(hào)帶寬，但其主觀圖像質(zhì)量沒有降低。 對(duì)于壓縮后的8.448 Mb/s的數(shù)字電視信號(hào)，經(jīng)數(shù)字調(diào)制以后的模擬帶寬可降到1.2 MHz。這樣，在6 MHz帶寬中可傳送5路8.448 Mb/s已調(diào)數(shù)字電視信號(hào)。第17章數(shù)字電視技術(shù) 從整個(gè)電視系統(tǒng)來說，發(fā)展數(shù)字電視可以分兩步走：第一步是局部數(shù)字化電視。它基于

6、模擬電視系統(tǒng)，將攝像機(jī)輸出的模擬電視信號(hào)經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)變成數(shù)字信號(hào)，在電視中心的數(shù)字設(shè)備中進(jìn)行圖像質(zhì)量提升處理后，再由數(shù)/模轉(zhuǎn)換(D/A)電路轉(zhuǎn)換成模擬電視信號(hào)，用模擬電視發(fā)射機(jī)發(fā)射。接收機(jī)收到的是射頻模擬電視信號(hào)，經(jīng)放大、檢波成視頻信號(hào)，再經(jīng)A/D變換成數(shù)字信號(hào)，在接收機(jī)中再進(jìn)行數(shù)字處理以提升圖像質(zhì)量和功能(如數(shù)字降噪、數(shù)字輪廓校正、數(shù)字去重影、畫中畫等)，最后由D/A變換成模擬信號(hào)，在顯像管上重現(xiàn)出清晰的圖像。第17章數(shù)字電視技術(shù) 第二步是全系統(tǒng)數(shù)字化電視。它首先把電視圖像直接變換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)數(shù)字圖像信號(hào)壓縮編碼(Compress Coding)，再由信道編碼變換成適合于傳輸?shù)拇a

7、型，在數(shù)字微波、數(shù)字光纖信道上傳輸。在接收端，將所收到的數(shù)字化電視信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行信道解碼、糾錯(cuò)和去壓縮解碼，經(jīng)過數(shù)/模轉(zhuǎn)換恢復(fù)成模擬電視圖像。在通道的所有環(huán)節(jié)上電視信號(hào)都是以數(shù)字形式傳送的。第17章數(shù)字電視技術(shù) 發(fā)送端由攝像機(jī)產(chǎn)生彩色電視圖像，經(jīng)A/D變換后，變?yōu)閿?shù)字視頻信號(hào)送入信源編碼中。信源編碼承擔(dān)著圖像數(shù)據(jù)壓縮功能，它去掉信號(hào)中冗余度，使傳輸碼率降低。經(jīng)信源編碼后的圖像信號(hào)送入多路復(fù)用中與數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用，然后送入信道編碼(糾錯(cuò)編碼)器。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)碼流經(jīng)長距離傳輸后不可避免地會(huì)引入噪聲而發(fā)生誤碼，因此，加入糾錯(cuò)碼以提高其抗干擾能力。經(jīng)糾錯(cuò)編碼后的信號(hào)送入輸出接口電路。輸出接口電路

8、起碼型變換作用，即把單極性碼變成有利于傳輸?shù)碾p極性碼。遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，可以采用數(shù)字微波線路，也可以用數(shù)字光纖線路，以接力傳輸方式，站與站的距離可達(dá)5 km。第17章數(shù)字電視技術(shù) 接收端的過程與發(fā)送端相反，接收端接收到信號(hào)后，輸入接口電路把雙極性信號(hào)變?yōu)閱螛O性信號(hào)，再送入信道解碼中。在信道解碼中可糾正由傳輸所造成的誤碼，然后信號(hào)送入解多路復(fù)用，再分別送入視頻、音頻處理電路中，還原成全電視信號(hào)編碼和分量編碼。在全電視信號(hào)編碼中，模擬彩色全電視信號(hào)直接經(jīng)A/D變換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，然后經(jīng)數(shù)字處理后，再送入D/A變換還原成模擬彩色全電視信號(hào)，但這種方法易造成亮、色干擾。對(duì)SECAM制來說，由于色差信號(hào)對(duì)副載

9、頻的調(diào)制方式是調(diào)頻的，因而難于采用全電視信號(hào)編碼。第17章數(shù)字電視技術(shù) 分量編碼是首先將模擬全電視信號(hào)經(jīng)A/D變換，然后再經(jīng)數(shù)字亮、色分離，分成數(shù)字亮度信號(hào)和數(shù)字色差信號(hào)，分別送入亮、色數(shù)字信號(hào)處理器中，經(jīng)處理后的信號(hào)再經(jīng)數(shù)字式全電視信號(hào)編碼，然后經(jīng)D/A變成模擬全電視信號(hào)。該方法增加了數(shù)字亮、色分離和數(shù)字式全電視信號(hào)編碼，但數(shù)字處理是對(duì)分量信號(hào)進(jìn)行的，消除了亮、色干擾現(xiàn)象。這種處理方式可使圖像質(zhì)量提高，因此應(yīng)用較為廣泛，國際標(biāo)準(zhǔn)也建議采用分量信號(hào)編碼方式。第17章數(shù)字電視技術(shù) 從數(shù)字電視發(fā)展的趨勢(shì)來看，可有如下進(jìn)程：第一步實(shí)現(xiàn)普通電視的數(shù)字化，利用MPEG-1的國際標(biāo)準(zhǔn)，將數(shù)據(jù)率壓縮到2.0

10、48 Mb/s，其圖像質(zhì)量可優(yōu)于家用錄像機(jī)(VHS)的質(zhì)量。第二步按MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)中的主級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將數(shù)據(jù)率壓縮到8.44 Mb/s，其圖像質(zhì)量可達(dá)現(xiàn)有電視演播室的質(zhì)量。第17章數(shù)字電視技術(shù) 第三步按MPEG-2的高級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將數(shù)據(jù)率壓縮到20 Mb/s左右，其圖像質(zhì)量可達(dá)HDTV的質(zhì)量。將來，人們不會(huì)只滿足于HDTV，還會(huì)有更高級(jí)的電視。例如，可能出現(xiàn)垂直和水平清晰度分別為現(xiàn)有電視的4倍和8倍的特高清晰度電視(UDTV)和超高清晰度電視(SDTV)，掃描行數(shù)可達(dá)2248行，其圖像質(zhì)量可達(dá)70 mm膠片電影的水平。第17章數(shù)字電視技術(shù) 17.2電視信號(hào)的數(shù)字化電視信號(hào)的數(shù)字化數(shù)字技術(shù)和超大規(guī)模集成

11、電路技術(shù)的迅速發(fā)展，使電視信號(hào)的處理進(jìn)入了一個(gè)嶄新的方式，即數(shù)字處理。模擬信號(hào)的數(shù)字化一般經(jīng)過取樣、量化和編碼三個(gè)過程。17.2.1取樣取樣取樣是將時(shí)域連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)域離散信號(hào)的過程，即用一個(gè)重復(fù)頻率為fs的脈沖序列對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行取樣，把本來連續(xù)的信號(hào)變成如圖17-1所示的離散信號(hào)，這也稱為脈沖幅度調(diào)制(PAM)。第17章數(shù)字電視技術(shù) 圖17-1視頻信號(hào)數(shù)字過程第17章數(shù)字電視技術(shù) 根據(jù)亞奈奎斯特取樣定理，取樣頻率fs2fm，fm為被取樣信號(hào)的最高頻率，只有這樣，取樣后的信號(hào)頻譜才不會(huì)重疊，才有可能在輸出端利用低通濾波器濾出F()，從而可以無失真恢復(fù)出fm，如圖17-2所示。在數(shù)字電視

12、中，取fs 22fm，使失真在誤差容限之內(nèi)。第17章數(shù)字電視技術(shù) 圖17-2信號(hào)取樣后的頻譜第17章數(shù)字電視技術(shù) 17.2.2量化量化經(jīng)過取樣后得到的取樣值雖說在時(shí)間上已離散，但在幅值上仍是連續(xù)變化的模擬信號(hào)，因此需要量化后才能用數(shù)碼表示。量化是將模擬信號(hào)在幅度上離散化的過程，即將每個(gè)取樣值變化的范圍分成若干級(jí)，每一級(jí)用一個(gè)數(shù)字表示，采用四舍五入的辦法，將樣點(diǎn)值用數(shù)值最接近的量化級(jí)表示它，如圖17-1所示。如果所有的量化間隔都相等，則稱為均勻量化；如按某種規(guī)律變化，則稱為非均勻量化。若用n位的二進(jìn)制碼表示一個(gè)量化級(jí)，則所能表示的量化級(jí)總數(shù)為M2n。例如將某信號(hào)的取樣值按8等分來分，即量化電平為

13、8級(jí)，對(duì)應(yīng)的位數(shù)為3，則M238。第17章數(shù)字電視技術(shù) 量化時(shí)采用了四舍五入的辦法，則不可避免地帶來誤差。量化誤差在圖像中表現(xiàn)為量化雜波(稱為量化噪聲)，它必將引起再生圖像質(zhì)量下降。根據(jù)理論分析，在均勻量化的情況下，信噪比與所用的碼位數(shù)n的關(guān)系為S/N(10.86n) dB式中，S是圖像信號(hào)的峰值；N是量化誤差的均方根值。顯然，量化位數(shù)越多，量化信噪比就越大。聲音信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍較大，對(duì)于高質(zhì)量的音響設(shè)備應(yīng)取16位量化，其信噪比可達(dá)到98 dB。圖像信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍較小，一般取8位量化，相應(yīng)的信噪比約為60 dB。第17章數(shù)字電視技術(shù) 17.2.3編碼編碼模擬信號(hào)經(jīng)取樣、量化后，接下來就是編碼。所

14、謂編碼，就是把量化的數(shù)值用二進(jìn)制代碼表示。由于彩色電視信號(hào)的頻帶較寬(6 MHz)，故碼率高，為了壓縮碼率，采用多種多樣的編碼方法。下面簡單介紹幾種編碼的基本原理。第17章數(shù)字電視技術(shù) 1. PCM編碼編碼彩色電視信號(hào)經(jīng)取樣后形成PAM信號(hào)，再經(jīng)量化編碼即可形成PCM編碼信號(hào)。PCM編碼信號(hào)沒有進(jìn)行碼率壓縮，其碼率為BPCMnfs式中，n表示位數(shù)，對(duì)于圖像信號(hào)一般取n8；fs為取樣頻率，按取樣定理fs26 MHz12 MHz就可以了，但是，對(duì)彩色全電視信號(hào)取樣時(shí)，為了減少取樣頻率與副載頻fsc之間的差拍干擾，一般取fs為fsc的整倍數(shù)，例如3或4倍，如果取3倍，則BPCM84.433 618

15、753106.4 Mb/s第17章數(shù)字電視技術(shù) 2. 預(yù)測編碼預(yù)測編碼(DPCM)電視圖像信號(hào)在相鄰取樣點(diǎn)間、相鄰行間和相鄰幀間都有很強(qiáng)的相關(guān)性，這種相關(guān)性反映了電視圖像信號(hào)中存在很高的冗余度，這給壓縮碼率進(jìn)行高效編碼提供了可能性。DPCM又稱預(yù)測量化系統(tǒng)，它所傳輸?shù)牟皇切盘?hào)本身，而是用過去的若干像素值對(duì)當(dāng)前像素值進(jìn)行線性預(yù)測，然后將其差值進(jìn)行PCM編碼傳送，接收端將此差值積分而再生圖像。DPCM可分為幀內(nèi)、幀間DPCM。第17章數(shù)字電視技術(shù) 1) 幀內(nèi)DPCM幀內(nèi)DPCM是利用幀內(nèi)相關(guān)性的DPCM編碼。如果預(yù)測信號(hào)與實(shí)際信號(hào)在一幀內(nèi)的同一行中，則稱為行內(nèi)預(yù)測(一維預(yù)測)；如果二者在一幀內(nèi)的不

16、同行中，則稱為幀內(nèi)預(yù)測(二維預(yù)測)，其方框圖如圖17-3所示。第17章數(shù)字電視技術(shù) 圖17-3幀內(nèi)DPCM系統(tǒng)方框圖第17章數(shù)字電視技術(shù) 2) 幀間DPCM電視圖像信號(hào)除了鏡頭切換等少數(shù)場面以外，幀間的相關(guān)性比幀內(nèi)更大，故可采用幀預(yù)測器組成幀間DPCM，不過此時(shí)需要延遲一幀，所以延遲器要用幀存儲(chǔ)器，如圖17-4所示。幀間編碼的優(yōu)點(diǎn)是編碼效率高，可把碼率壓縮到32 Mb/s，其缺點(diǎn)是造價(jià)太高。第17章數(shù)字電視技術(shù) 圖17-4幀間DPCM方框圖第17章數(shù)字電視技術(shù) 3. 正交變換編碼正交變換編碼利用圖像像素空間的相關(guān)性，將空間域的電視圖像信號(hào)變換到由正交矢量定義的變換域中，從而去除相關(guān)性，以達(dá)到頻

17、帶壓縮的目的。這種編碼方法稱為正交變換編碼，其原理框圖如圖17-5所示。第17章數(shù)字電視技術(shù) 圖17-5正交變換編碼原理框圖第17章數(shù)字電視技術(shù) 正交變換編碼的工作原理是在通常的二維空間中，假定所傳送的圖樣點(diǎn)有序地排列成N2個(gè)元素組，在數(shù)字上可用矩陣fx表示：由線性代數(shù)的知識(shí)可知，對(duì)上述元素fx進(jìn)行線性變換后，信號(hào)的重要部分就“突出”了。對(duì)突出部分量化多用些位數(shù)，次要部分少用位數(shù)，正如前面所述對(duì)低頻部分多用數(shù)碼，高頻部分少用數(shù)碼，這樣既實(shí)現(xiàn)了碼率的壓縮，同時(shí)也保證了圖像質(zhì)量。 NNNNNNxXXXXXXXXf3211131211第17章數(shù)字電視技術(shù) 4. 亞奈奎斯特取樣編碼亞奈奎斯特取樣編碼前

18、面已經(jīng)介紹過，在亞奈奎斯特取樣定理中取樣頻率fs2fm(fm信號(hào)的最高頻率)，若采用fs2fm，則稱為亞奈奎斯特取樣。由于降低了取樣頻率，使數(shù)字信號(hào)的碼率減小，從而達(dá)到壓縮碼率的目的。不過，這樣必將引起混迭雜波，使圖像質(zhì)量變壞。解決的辦法是巧妙地選擇取樣頻率，使混迭雜波落在原信號(hào)頻譜的間隙處，再利用梳狀濾波器濾除混迭雜波。圖17-6(a)表示黑白電視信號(hào)和取樣頻率選為1/2行間置時(shí)的頻譜圖。從圖中可看出取樣后一次下邊帶的頻譜和基帶頻譜混迭的情況。在(fsfm)fm的混迭區(qū)，混迭雜波正好落在基帶頻譜高頻部分的間隙區(qū)。第17章數(shù)字電視技術(shù) 圖17-6亞奈奎斯特取樣的頻譜及梳狀濾波器頻率特性圖第17

19、章數(shù)字電視技術(shù) 如果采用頻率特性如圖17-6(b)所示的梳狀濾波器來進(jìn)行濾波，則混迭雜波可以被濾除。不過，通過梳狀濾波器后會(huì)使(fsfm)fm范圍內(nèi)的圖像垂直清晰度降低。為了不使fs太低，一般取fs0.72fm。對(duì)于PAL制彩色電視采用亞奈奎斯特取樣時(shí)，由于PAL制彩色電視頻譜是采用1/4行頻間置，若要使一次下邊帶的混迭部分插在基帶亮度與色度頻譜的間隙中，就應(yīng)使取樣頻率取fH/8(fH為行頻)間置，即取fs2fscfH/8。第17章數(shù)字電視技術(shù) 17.3視頻模視頻模/數(shù)和數(shù)數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器模轉(zhuǎn)換器為了對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理或?qū)⒛M電視信號(hào)進(jìn)行數(shù)字傳輸，都要使用模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器(即AD

20、C)和數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器(即DAC)。由于ADC和DAC是數(shù)字視頻設(shè)備中的基本器件，現(xiàn)已制成集成電路產(chǎn)品。視頻用的ADC和DAC具有以下特點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速率快(通常取樣頻率在520 MHz，甚至高于100 MHz。例如取樣頻率為13.5 MHz、8 bit的ADC要在一個(gè)取樣周期Ts=1/13.5 MHz74 ns以內(nèi)完成8位編碼輸出，其取樣脈沖寬度僅為520 ns)，精度高(8位編碼有256個(gè)量化層，線性誤差小于0.2%)，集成度高(A/D集成電路內(nèi)包括取樣、量化、PCM編碼的全部電路。第17章數(shù)字電視技術(shù) 在D/A內(nèi)包括全部譯碼電路。在ADC和DAC內(nèi)還有內(nèi)部時(shí)鐘電路。所以，視頻ADC和DA

21、C均屬于超大規(guī)模集成電路，制造工藝要求很高)，使用方便，體積小等。第17章數(shù)字電視技術(shù) 17.3.1視頻視頻ADC的種類及主要技術(shù)指標(biāo)的種類及主要技術(shù)指標(biāo)常用的ADC有關(guān)聯(lián)型、串并型和逐次反饋比較型等多種，但視頻ADC只能采用高速率的并聯(lián)比較型ADC和次高速率的串并型ADC。次高速率的串并型ADC只能使用在取樣頻率約為三倍彩色副載波的視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換場合，但其價(jià)格較低。高速率并聯(lián)型ADC又稱為“閃光”(Flash)型ADC。例如美國TRW公司的TDC1007型視頻ADC，它是雙極型單片超大規(guī)模集成電路，分辨力為8 bit，轉(zhuǎn)換速率為20 Mb/s，以二進(jìn)制碼或2的補(bǔ)碼數(shù)據(jù)輸出，輸出端TTL兼容，微

22、分相位為1，微分增益為1.7%，線性誤差為0.3%。TDC1007可用于NTSC制或PAL制的以34倍副載波作為取樣頻率對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的場合。第17章數(shù)字電視技術(shù) 視頻ADC的技術(shù)指標(biāo)主要有以下幾個(gè)。1. 分辨力分辨力(或分解力或分解力)分辨力指滿量程信號(hào)能夠分解成的量化分層數(shù)或量化級(jí)的大小。分辨力通常用ADC輸出數(shù)據(jù)編碼的倍數(shù)(即量化比特?cái)?shù))n(bit)或用最小量化級(jí)V表示。例如可以寫成表17-1所示的幾種方式。表表17-1分辨力的表示分辨力的表示第17章數(shù)字電視技術(shù) 2. 轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換速率轉(zhuǎn)換時(shí)間是指ADC把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成n位數(shù)字信號(hào)所需的時(shí)間。一般8位高速

23、ADC的轉(zhuǎn)換時(shí)間約為50 ns。轉(zhuǎn)換速率是轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù)，通常用MSPS(Mega Samples Per Second)表示，即每秒的兆(106)次取樣數(shù)，例如20 MSPS。第17章數(shù)字電視技術(shù) 3. 非線性非線性(或稱線性誤差或稱線性誤差)非線性是指ADC的傳輸特性曲線離開由它的零點(diǎn)和滿量程點(diǎn)所決定的直線的最大偏移，可以用它的滿量程的百分?jǐn)?shù)表示。例如8 bit ADC的非線性約為0.3%左右。此外，非線性還可用ADC的最低位(LSB)的分?jǐn)?shù)表示，稱為絕對(duì)精度。例如絕對(duì)精度為LSB或1 LSB。4. 轉(zhuǎn)換誤差轉(zhuǎn)換誤差A(yù)DC的轉(zhuǎn)換誤差大多是LSB。2121第17章數(shù)字電視技術(shù) 5. 碼型碼型

24、ADC的碼型通常采用各種二進(jìn)制編碼。6 .輸入模擬電壓的最大幅度輸入模擬電壓的最大幅度ADC輸入模擬電壓的最大幅度為0+Um或Um0或Um。7. 電源電壓電源電壓ADC電源電壓通常是515 V之間的固定電壓值。第17章數(shù)字電視技術(shù) 17.3.2視頻視頻DAC的種類及主要指標(biāo)的種類及主要指標(biāo)視頻DAC分為電壓激勵(lì)型和電流激勵(lì)型兩類，它們?cè)谝曨l數(shù)字/模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換中均有應(yīng)用。兩者相比，電流激勵(lì)型較電壓激勵(lì)型DAC的轉(zhuǎn)換速率更高些，在數(shù)字電視信號(hào)處理中應(yīng)用較多。例如，美國TRW公司的TDC1016型8 bit視頻DAC是高速電流激勵(lì)型，其轉(zhuǎn)換速率為20 MSPS，輸入端TTL與ECL兼容，可以用二進(jìn)制

25、碼或二的補(bǔ)碼輸入，線性誤差為0.2%，微分相位為1，微分增益為1.5%，可應(yīng)用于取樣頻率為34倍副載波的NTSC制或PAL制數(shù)字電視信號(hào)的數(shù)/模轉(zhuǎn)換。第17章數(shù)字電視技術(shù) 視頻DAC的技術(shù)指標(biāo)主要有以下幾項(xiàng)。1. 分辨力分辨力分辨力定義為DAC所能分辨開的量化分層數(shù)M2n的倒數(shù)。例如n8 bit的DAC，它的分辨力表示為 ，或用其百分?jǐn)?shù)表示為 100%0.39%。2. 建立時(shí)間建立時(shí)間建立時(shí)間是指DAC轉(zhuǎn)換n位數(shù)字信號(hào)，其輸出達(dá)到最大模擬電壓值還有一定誤差(例如差LSB)所需的時(shí)間。例如TDC1016 8 bit的建立時(shí)間為30 ns。21821821第17章數(shù)字電視技術(shù) 有時(shí)用轉(zhuǎn)換速率這個(gè)指

26、標(biāo)代替建立時(shí)間，來恒量DAC的性能。它是指DAC能把每秒兆次取樣的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的能力，其單位為MSPS。DAC還有線性誤差等性能指標(biāo)，這里不一一列出。第17章數(shù)字電視技術(shù) 17.3.3A/D轉(zhuǎn)換實(shí)際電路舉例轉(zhuǎn)換實(shí)際電路舉例如圖17-7所示，模擬視頻信號(hào)進(jìn)行鉗位放大后，送入A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，模擬的彩色全電視信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字彩色全電視信號(hào)。在A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，按圖像質(zhì)量要求量化的比特?cái)?shù)應(yīng)為8 bit，這樣需用的比較器有281255個(gè)。為了簡化電路又要保證圖像質(zhì)量，這里采用一種逐行移動(dòng)比較器的基準(zhǔn)電壓的辦法，只用7 bit量化能得到8 bit的效果。具體的做法是設(shè)基準(zhǔn)電壓變化量為最小

27、有效值的一半(即 LSB)。例如在第n行的時(shí)間內(nèi)，A/D變換器的基準(zhǔn)電壓保持原有值，而在第n+1行的時(shí)間內(nèi)，給A/D變換器的基準(zhǔn)電壓加上 LSB數(shù)值的電壓，按此方法逐行變動(dòng)。2121第17章數(shù)字電視技術(shù) 圖17-7逐行移動(dòng)基準(zhǔn)電壓比較器示意圖第17章數(shù)字電視技術(shù) 圖17-7中的S為電子開關(guān)，開關(guān)脈沖由行脈沖觸發(fā)的雙穩(wěn)態(tài)電路形成。當(dāng)?shù)趎行時(shí)，雙穩(wěn)態(tài)輸出正的開關(guān)脈沖，使S斷開，視頻信號(hào)的直流電平為原值，即對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電平不變；當(dāng)?shù)趎+1行時(shí)，雙穩(wěn)態(tài)輸出負(fù)的開關(guān)脈沖，S被接通，使輸入的視頻信號(hào)加上LSB的電平，相對(duì)于比較器的基準(zhǔn)電壓變化了 LSB的直流電平。這樣，兩個(gè)量化層之間的灰度電平在第n行掃描期

28、間變換成低一層的值，而第n+1行會(huì)變成高一層的值。最后由于人眼的視覺平均特性，熒光屏上重顯圖像可以得到8 bit的效果。2121第17章數(shù)字電視技術(shù) 17.4數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)17.4.1數(shù)字調(diào)制技術(shù)數(shù)字調(diào)制技術(shù)模擬信號(hào)經(jīng)模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號(hào)，一般不宜直接傳輸，因?yàn)檫@樣的數(shù)字信號(hào)經(jīng)信道傳輸時(shí)，受信道特性的影響，使信號(hào)產(chǎn)生畸變，同時(shí)信道中的噪聲總是存在的，使信號(hào)與噪聲相互疊加，造成信號(hào)的隨機(jī)畸變，到達(dá)接收端后，基帶信號(hào)發(fā)生了畸變，因而需經(jīng)過調(diào)制與解調(diào)的變換過程。所謂調(diào)制，是指用基帶信號(hào)對(duì)載波波形的某些參量進(jìn)行控制，使載波的這些參量隨基帶信號(hào)的變化而變化。從已調(diào)信號(hào)中

29、恢復(fù)原基帶信號(hào)的過程叫解調(diào)。第17章數(shù)字電視技術(shù) 通常將發(fā)送端調(diào)制前和接收端解調(diào)后的信號(hào)稱為基帶信號(hào)，將已調(diào)信號(hào)稱為頻帶信號(hào)。不使用調(diào)制和解調(diào)過程而直接傳送基帶信號(hào)的系統(tǒng)稱為基帶傳輸系統(tǒng)，經(jīng)調(diào)制和解調(diào)過程的傳輸系統(tǒng)稱為頻帶傳輸系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)分別如圖17-8和圖17-9所示。第17章數(shù)字電視技術(shù) 圖17-9頻帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖17-8基帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)第17章數(shù)字電視技術(shù) 根據(jù)調(diào)制理論，受調(diào)載波的波形可以是任意的，只要已調(diào)信號(hào)適合于信道傳輸就可以了，實(shí)際中都選擇正弦信號(hào)作為載波。數(shù)字調(diào)制主要有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相三種基本形式。數(shù)字調(diào)制信號(hào)也稱為鍵控信號(hào)，在二進(jìn)制時(shí)有振幅鍵控(ASK)、移頻

30、鍵控(FSK)、移相鍵控(PSK)三種形式，其波形如圖17-10所示。第17章數(shù)字電視技術(shù) 圖17-10正弦載波的三種鍵控波形(a) 振幅鍵控；(b) 移頻鍵控；(c) 移相鍵控第17章數(shù)字電視技術(shù) 17.4.2數(shù)字同步原理簡介數(shù)字同步原理簡介在數(shù)字通信中，同步是通信系統(tǒng)進(jìn)行信息傳輸?shù)那疤幔虼苏麄€(gè)系統(tǒng)必須保持嚴(yán)格的同步。數(shù)字通信中的同步主要有載波同步、位同步、幀同步和網(wǎng)同步四種。接收端對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)行同步解調(diào)或相干解調(diào)時(shí)，需要提供一個(gè)與發(fā)送端調(diào)制載波同頻同相的相干載波，這個(gè)相干載波的獲取就稱為載波同步。載波同步的方法有兩類：一類是在發(fā)送有用信號(hào)的同時(shí)，在適當(dāng)?shù)念l率位置上插入一個(gè)(或多個(gè))稱做導(dǎo)

31、頻的正弦波，接收端就由導(dǎo)頻提取出載波，這類方法稱為插入導(dǎo)頻法；另一類是不專門發(fā)送導(dǎo)頻，接收端直接從發(fā)送信號(hào)中提取載波，這類方法稱為直接法。第17章數(shù)字電視技術(shù) 由于數(shù)字通信中傳送的消息是一串相繼的信號(hào)碼元序列，解調(diào)時(shí)就必須知道每個(gè)碼元的起止時(shí)刻。把在接收端產(chǎn)生與接收碼元的重復(fù)頻率和相位一致的定時(shí)脈沖序列的過程稱為位同步，這個(gè)定時(shí)脈沖序列稱為位同步脈沖。實(shí)現(xiàn)的方法與載波同步類似。第17章數(shù)字電視技術(shù) 數(shù)字通信中的數(shù)據(jù)流總是用若干個(gè)碼元組成一個(gè)“字”，又用若干個(gè)“字”組成一“句”。因此，接收這些數(shù)據(jù)流時(shí)，必須知道這些“字”、“句”的起止時(shí)刻，在接收端產(chǎn)生與“字”、“句”起止時(shí)刻相一致的定時(shí)脈沖序列

32、，該過程稱為幀同步或群同步。為實(shí)現(xiàn)幀同步，通常有兩類方法：一類是在數(shù)據(jù)流中插入一些特殊碼組，利用數(shù)據(jù)碼組本身彼此間不同的特性來實(shí)現(xiàn)自同步。隨著數(shù)字通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，多個(gè)用戶相互通信而組成了數(shù)字通信網(wǎng)。為保證通信網(wǎng)內(nèi)各用戶之間可靠地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，必須實(shí)現(xiàn)網(wǎng)同步，即整個(gè)通信網(wǎng)內(nèi)有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間節(jié)拍標(biāo)準(zhǔn)。第17章數(shù)字電視技術(shù) 17.4.3數(shù)字音頻廣播數(shù)字音頻廣播1. 數(shù)字音頻廣播的發(fā)展數(shù)字音頻廣播的發(fā)展數(shù)字音頻廣播(Digital Audio Broadcasting，DAB)是繼20世紀(jì)20年代開始的調(diào)幅廣播和40年代開始的調(diào)頻廣播之后的第三代廣播。自從調(diào)頻立體聲在歐洲問世以來，因?yàn)樗?/p>

33、聲音質(zhì)量較好，所以一直受到人們的歡迎。但調(diào)頻廣播也存在一些問題，許多城市因調(diào)頻臺(tái)擁擠，互相產(chǎn)生干擾。另外，大城市里高大建筑物產(chǎn)生的多徑干擾也嚴(yán)重影響收聽效果。于是歐洲廣播界認(rèn)為必須發(fā)展新一代的廣播系統(tǒng)。1986年歐洲廣播聯(lián)盟在斯德哥爾摩歐洲部長會(huì)議上制定了尤里卡147/DAB四年計(jì)劃(1987年1991年)。第17章數(shù)字電視技術(shù) 1987年數(shù)字音頻廣播已作為重點(diǎn)立項(xiàng)，是歐共體的高技術(shù)開發(fā)計(jì)劃之一。按照該計(jì)劃，DAB應(yīng)于1995年初在一些國家開始應(yīng)用，然后再經(jīng)過大約15年實(shí)現(xiàn)普及，到時(shí)全面取代調(diào)頻立體聲廣播。當(dāng)時(shí)在公布四年計(jì)劃時(shí)，預(yù)算經(jīng)費(fèi)為0.8億德國馬克，后來參加該項(xiàng)目的成員有43家，分別來自

34、14個(gè)國家。1988年9月在日內(nèi)瓦召開的衛(wèi)星規(guī)劃世界無線電行政大會(huì)期間，進(jìn)行了第一次DAB公開演示，許多國家都對(duì)DAB表示出極大的興趣，并給予高度關(guān)注。1991年9月在舊金山召開的NAB無線電廣播年會(huì)上，進(jìn)行了一周尤里卡147/DAB的公開演示。1992年2月在西班牙托萊英利諾斯舉行的世界無線電行政大會(huì)上通過了衛(wèi)星DAB使用頻段是L波段的14521492 MHz。第17章數(shù)字電視技術(shù) 美國作為世界通用頻段則使用23102360 MHz，因?yàn)槠滠姺揭咽褂肔頻段作為航空遙測，而25352655 MHz主要分配給亞洲國家使用。同年5月，CCIR(國際無線電咨詢委員會(huì))批準(zhǔn)了在VHF/UHF頻段內(nèi)使用

35、地面發(fā)射機(jī)進(jìn)行DAB廣播，歐洲考慮使用4768 MHz、100108 MHz、222230 MHz。1993年2月英國政府提出217.5 230 MHz為地面DAB頻段。1993年9月6日倫敦DAB開始發(fā)射。1994年1月尤里卡147/ DAB公布了其制式標(biāo)準(zhǔn)。同年4月德國廣播聯(lián)盟進(jìn)行了DAB先導(dǎo)網(wǎng)計(jì)劃，巴伐利亞廣播電臺(tái)用VHF/TV-12頻道成功建立了一個(gè)大型單頻網(wǎng)。同年底，歐洲尤里卡147/DAB標(biāo)準(zhǔn)化工作基本結(jié)束，歐洲D(zhuǎn)AB技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。第17章數(shù)字電視技術(shù) 1994年1995年歐洲各國先后建立了先導(dǎo)網(wǎng)，用以確定網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃參數(shù)和開拓市場，加拿大采用L波段，日本采用VHF/TV3。1

36、995年6月歐洲確定了地面AB使用頻段。在美國，由于L波段已用于航空遙測以及其他原因，不采用L波段作DAB，而采用在原中波和調(diào)頻廣播頻段中來實(shí)現(xiàn)DAB。為此，美國提出了頻帶內(nèi)同頻道(IBOC)和頻帶內(nèi)鄰頻道(IBAC)兩種方式，其優(yōu)點(diǎn)在于不需要分配新的頻段，可利用調(diào)頻廣播網(wǎng)來組成DAB網(wǎng)，但不能與衛(wèi)星DAB共用同一頻段，在抗多徑干擾方面不如尤里卡147系統(tǒng)。第17章數(shù)字電視技術(shù) 我國屬于較早進(jìn)行DAB先導(dǎo)試驗(yàn)的國家之一。1995年初，中國和歐盟簽署了為期兩年的DAB合作協(xié)議，協(xié)議規(guī)定建一個(gè)DAB先導(dǎo)網(wǎng)和模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，歐方提供DAB設(shè)備，中方提供通用儀器和場地。1996年底完成了珠江三角洲D(zhuǎn)AB

37、先導(dǎo)網(wǎng)的建設(shè)，佛山、廣州和中山3個(gè)DAB發(fā)射臺(tái)構(gòu)成的同步網(wǎng)于1996年12月15日試播，廣東、深圳、佛山等電臺(tái)參與了節(jié)目的制作和試驗(yàn)。我國廣播科學(xué)研究院也建成了DAB模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行了大量模擬實(shí)驗(yàn)工作，在閉路和開路實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上擬就了標(biāo)準(zhǔn)草案。國家科委把DAB列為國家重大產(chǎn)業(yè)工程項(xiàng)目，已研制了DAB發(fā)端系統(tǒng)和接收樣機(jī)。國家有關(guān)部門計(jì)劃在北京、上海、天津、成都等地推廣DAB，這是我國廣播技術(shù)由模擬化邁向數(shù)字化的重要舉措。第17章數(shù)字電視技術(shù) 數(shù)字音頻廣播目前主要有兩種制式，即歐洲的尤里卡147/DAB和美國的IBOC/DAB、FM/DAB。2. 數(shù)字音頻廣播的特點(diǎn)數(shù)字音頻廣播的特點(diǎn)數(shù)字音頻廣播系

38、統(tǒng)與模擬調(diào)頻立體聲廣播系統(tǒng)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1) 音質(zhì)好。DAB質(zhì)量如信噪比、保真度、頻率特性、立體聲聲像主觀評(píng)價(jià)等參數(shù)與激光唱片(CD)相同，而需傳輸?shù)臄?shù)碼率僅是CD的1/6，并能移動(dòng)接收，在高速行駛的汽車?yán)镆材苁盏礁哔|(zhì)量的廣播節(jié)目。其廣播方式主要有地面廣播、衛(wèi)星廣播或地面衛(wèi)星混合廣播三種。第17章數(shù)字電視技術(shù) (2) DAB能提供傳送靈活的多種節(jié)目的能力。在傳送聲音廣播節(jié)目的同時(shí)，DAB還能傳送多種附加信息，與節(jié)目相關(guān)的背景信息如廣播傳呼、交通氣象信息、金融商業(yè)數(shù)據(jù)、靜止圖像、低比特率視頻/音頻等附加信息廣播。(3) 覆蓋面廣。DAB覆蓋邊緣地帶接收可靠性達(dá)95%以上。(4) 頻譜利用

39、率高。DAB的頻譜利用率為調(diào)頻廣播的3倍，即7 MHz的帶寬能容納目前在87108 MHz調(diào)頻段播出的21 MHz帶寬的節(jié)目。DAB采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，因而可充分利用頻率資源。第17章數(shù)字電視技術(shù) (5) 免受多路廣播干擾。因?yàn)樵贒AB系統(tǒng)中所需傳輸?shù)男畔⑹欠稚⒃谠S多載波上的，通過時(shí)間上和頻率上的交織并在數(shù)據(jù)符號(hào)之間插入保護(hù)間隔，對(duì)多徑傳播具有很強(qiáng)的抗干擾能力，解決了城市中密集的高層建筑所引起的多徑傳播的干擾。只要系統(tǒng)設(shè)計(jì)與頻道內(nèi)的延遲展寬相匹配，這種多徑廣播反射信號(hào)反而有利于接收信號(hào)的加強(qiáng)。第17章數(shù)字電視技術(shù) (6) 在任何給定的同樣的覆蓋范圍內(nèi)，DAB所需發(fā)射機(jī)功率比調(diào)頻發(fā)射機(jī)小。在發(fā)射機(jī)

40、之間的距離符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，這種使系統(tǒng)免受多徑干擾的機(jī)制還可以用來建立單頻網(wǎng)絡(luò)(SFN)。使SFN正常工作，原則上要滿足三個(gè)基本條件：相鄰發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)在時(shí)間上必須同步，相鄰發(fā)射機(jī)的載波頻率必須同步，相鄰發(fā)射機(jī)之間DAB復(fù)用信號(hào)內(nèi)容必須一致。為此，用衛(wèi)星來作為DAB信號(hào)的分配是比較經(jīng)濟(jì)的一種方式。數(shù)字音頻廣播的主要不足是建立一個(gè)DAB廣播電臺(tái)所需的費(fèi)用昂貴，DAB接收機(jī)的價(jià)格也較貴。第17章數(shù)字電視技術(shù) 17.4.4數(shù)字視頻廣播數(shù)字視頻廣播數(shù)字視頻廣播(DVB)與模擬電視廣播一樣，有三種傳輸方式：一是使用衛(wèi)星信道直接廣播的數(shù)字衛(wèi)星電視廣播；二是采用有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字有線電視；三是采用地面廣

41、播的數(shù)字地面電視。1. DVB系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)不同的應(yīng)用系統(tǒng)，DVB有不同的標(biāo)準(zhǔn)。(1) DVBS：11/12 GHz頻段用衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)，適合一系列帶寬和功率的轉(zhuǎn)發(fā)器使用。(2) DVBC：電纜傳輸系統(tǒng)，并與DVB-S兼容且適合78 MHz電纜電視頻道。第17章數(shù)字電視技術(shù) (3) DVBCS：(s)MATV系統(tǒng)，與DVB-S兼容且適合與8 MHz電纜電視頻道一起使用。(4) DVBT：為78 MHz電視頻道設(shè)計(jì)的數(shù)字地面TV系統(tǒng)。(5) DVBSI：自己構(gòu)成系統(tǒng)并幫助用戶選擇有效頻道DVB比特流的DVB解碼器所用的服務(wù)信息系統(tǒng)。(6) DVBTXT：DVB固定格式傳真電文系統(tǒng)，輸送技

42、術(shù)條件與幀時(shí)間無關(guān)。(7) DVBC1：供條件存取和其他控制應(yīng)用的DVB通用接口。第17章數(shù)字電視技術(shù) 2. 視頻傳輸技術(shù)視頻傳輸技術(shù)1) 電話線傳輸視頻信息用電話線傳輸視頻信息主要應(yīng)用數(shù)字用戶線路(XDSL)技術(shù)。XDSL技術(shù)包括HDSL(高速數(shù)字用戶線路)和ADSL(不對(duì)稱數(shù)字用戶線路)等。ADSL可傳輸高品質(zhì)的視頻信號(hào)，其關(guān)鍵技術(shù)在于高速信道的調(diào)制，可選用的調(diào)制技術(shù)有正交幅度調(diào)制(QAM)、無載波相位調(diào)制(CAP)和離散多頻調(diào)制(DMT)。DMT是一種多載波調(diào)制方法，它將電話網(wǎng)中雙絞線的可用頻帶(1 MHz)劃分為256個(gè)子信道，每個(gè)子信道帶寬為4 kHz。它可根據(jù)各子信道性能來動(dòng)態(tài)地分

43、配各信道每字符可攜帶的比特?cái)?shù)，關(guān)閉那些不能攜帶數(shù)據(jù)的子信道，第17章數(shù)字電視技術(shù) 這樣使可用頻帶的平均傳輸率大大提高。ADSL將下行調(diào)整信道分為4個(gè)子承載信道AS0AS3，將雙工中速信道分為3個(gè)子信道LS0LS2，各信道的選擇在ADSL初始化中完成。ADSL可提供符合歐洲、北美標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)速率，也可為ATM提供信道。系統(tǒng)工作時(shí)，4路下行單向高速數(shù)據(jù)信號(hào)AS0AS3和3路雙工中速信號(hào)LS0LS2經(jīng)過同步混合，進(jìn)入兩個(gè)分離的緩存器快速緩存器和交織緩存器，分別進(jìn)行循環(huán)碼校驗(yàn)、量化和前向糾錯(cuò)(FEC)。交織緩存器出來的數(shù)據(jù)還需經(jīng)交織處理。兩路信號(hào)在經(jīng)過頻率分配均衡后，再進(jìn)行星座編碼和增益調(diào)制，經(jīng)反傅立葉

44、換(IDFT)來完成多載波的調(diào)制，最后經(jīng)并/串變換和D/A轉(zhuǎn)換，發(fā)送到信道上，接收端經(jīng)相反處理，可恢復(fù)數(shù)據(jù)。第17章數(shù)字電視技術(shù) HDSL采用若干編碼和調(diào)制方式，如基帶編碼方式(PAM)、QAM和CAP等，提高傳送質(zhì)量，延長傳輸距離。HDSL用多對(duì)線并行傳輸，先將2 Mb/s的數(shù)據(jù)流均勻分配在若干對(duì)雙絞銅線上傳輸，然后再還原成2 Mb/s。目前已有許多實(shí)現(xiàn)HDSL數(shù)字調(diào)制和信號(hào)處理的芯片以及HDSL產(chǎn)品。HDSL系統(tǒng)可根據(jù)用戶需要提供N64 Mb/s(N為傳輸?shù)穆窋?shù))的業(yè)務(wù)和租用線路業(yè)務(wù)等，它還可以工作在SDH(新的同步數(shù)字序列)環(huán)境。但HDSL需要至少兩對(duì)用戶線，一般用戶難以承受，比較適合企

45、業(yè)集團(tuán)用戶。第17章數(shù)字電視技術(shù) 2) 無線傳輸視頻信息局域性多點(diǎn)分布服務(wù)(LDMS)是一種雙向的數(shù)字式廣播系統(tǒng)，主要利用地面設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。LDMS使用6波段，由于頻率高，用戶可用小口徑天線指向附近高點(diǎn)的集線站，通過集線站和網(wǎng)絡(luò)中心的轉(zhuǎn)發(fā)器傳輸數(shù)據(jù)。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心的作用是處理所有的路徑選擇、線路交換以及橋接到Internet上的一些問題，在一個(gè)有限的區(qū)域內(nèi)使用可獲得較好的效果。 第17章數(shù)字電視技術(shù) 3) 其他可利用的視頻傳輸技術(shù)與傳送視頻數(shù)據(jù)有關(guān)的協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)都處在完善中，其中ATM可集成視頻、數(shù)據(jù)和音頻，其信元長度為53 bit，其中5 bit首標(biāo)，用于錯(cuò)誤控制、地址信息及優(yōu)先權(quán)控制等，其

46、余48 bit用來傳送數(shù)據(jù)。由于ATM是一種面向連接的通信方式，因此就像打電話一樣，ATM會(huì)把第一個(gè)寄存器中的內(nèi)容傳送給連接在通道上的所有交換機(jī)，由交換機(jī)傳送每個(gè)信元到下一個(gè)接點(diǎn)，數(shù)據(jù)流本身不必考慮路徑的選擇問題，這種透明的傳輸方式使ATM具有很強(qiáng)的可伸縮性。另外ATM的連接成本由所傳送的數(shù)據(jù)量大小而定，與傳送距離沒有關(guān)系，ATM網(wǎng)絡(luò)能提供的速率為25 Mb/s1 Gb/s。第17章數(shù)字電視技術(shù) 除ATM外，還有其他的通信協(xié)議可用于視頻網(wǎng)絡(luò)，如分布式排隊(duì)雙總線技術(shù)(DQDB)、寬帶ISDN(B-ISDN)可用于視頻傳輸，利用SDH(同步數(shù)字序列)網(wǎng)傳送數(shù)字視頻信號(hào)。第17章數(shù)字電視技術(shù) 3.

47、MPEG-2傳輸數(shù)據(jù)流編碼方案傳輸數(shù)據(jù)流編碼方案模擬視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字傳輸，應(yīng)按抽樣理論將模擬視頻信號(hào)抽樣、量化和編碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的數(shù)字基帶信號(hào)。該基帶信號(hào)的數(shù)碼率很高，所需信道帶寬很寬，難于實(shí)現(xiàn)。為此必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的壓縮，才能便于儲(chǔ)存、記錄和傳輸。模擬視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化壓縮仍然應(yīng)用MPEG-2的編碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)。將抽樣、量化和編碼得到的二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼后，采用先進(jìn)的數(shù)字傳輸技術(shù)來提高圖像質(zhì)量，主要的數(shù)字傳輸技術(shù)有調(diào)制、解調(diào)、糾錯(cuò)編碼和信息自適應(yīng)均衡等技術(shù)。第17章數(shù)字電視技術(shù) 我國電視采用PAL制，原始圖像信號(hào)由R、G、B信號(hào)組成，經(jīng)變換形成Y、U、V信號(hào)，其中Y0.30R0.59G0.11B，UBY，VRY。根據(jù)數(shù)字輸入信號(hào)形成的不同，數(shù)字電視信號(hào)有分量編碼和復(fù)合