第7章數(shù)字電視信號的傳輸標準一、模擬電視制式回憶NTSC制彩色電視播送開展最早的國家是美國，從1954年1月1日就開始用制播送彩色電視。采用NTSC制的還有日本、加拿大、墨西哥等國家。PAL制PAL制是為了克服NTSC制對相位失真的敏感性，在1962年，由前聯(lián)邦德國在綜合NTSC制的技術(shù)成就根底上研制出來的一種改進方案。PAL制對相位失真不敏感，圖像彩色誤差較小，與黑白電視的兼容也好，但PAL制的編碼器和解碼器都比NTSC制的復(fù)雜，信號處理也較麻煩，接收機的造價也高。SECAM制SECAM制是法國工程師亨利·弗朗斯于1956年提出的，也是為了克服NTSC制的相位敏感性而研制的。SECAM制根據(jù)時分原那么，在傳輸通道中無論什么時間只傳送一個色差信號，這樣就徹底解決了兩個色度分量相互竄擾的問題。二、主要數(shù)字電視標準目前數(shù)字電視播送有三個相對成熟的標準制式：DVB(DigitalVideoBroadcasting)ATSC〔AdvancedTelevisionSystemsCommittee〕ISDB(IntegratedServicesDigitalBroadcasting)7.1.ATSC標準7.1.1概述美國電視業(yè)務(wù)的一半以上是由全國民性的地面播送網(wǎng)組成。其新一代的電視傳輸標準研究是在全面考慮和現(xiàn)有的NTSC制兼容過渡開展根底之上進行的。上世紀80-90年代始。在美國聯(lián)邦通信委員會〔FCC〕的主持下，由先進電視測試中心〔AdvancedTelevsionTestCenterATTC〕在對4套〔DSC-HDTVAD-HDTVCCDCHDTV〕高清數(shù)字電視傳輸方案進行了測聯(lián)試，提出了“大聯(lián)盟〞(GrandAllianceGA)方案：全新的數(shù)字標準，能夠促進播送、電視、計算機及電信等技術(shù)之間的相互操作性。7.1.2ITU-R數(shù)字電視系統(tǒng)源編碼與壓縮、業(yè)務(wù)復(fù)用和傳送、RF/發(fā)送7.1.2ATSC的相關(guān)標準ATSC〔AdvancedTelevisionSystemsCommittee〕是指“美國高級電視業(yè)務(wù)參謀委員會〞，該委員會于1995年9月15日正式通過ATSC數(shù)字電視國家標準。ATSC制信源編碼采用MPEG-2視頻壓縮和AC－3音頻壓縮；信道編碼采用VSB調(diào)制，提供了兩種模式：地面播送模式〔8VSB〕和高數(shù)據(jù)率模式〔16VSB〕。大容量的數(shù)字信息傳送；多媒體接收；電視、計算機和通信融合開展。ATSC的技術(shù)要點有：1)頻道寬度：6MHz2)視頻壓縮：MPEG-2視頻編碼3)圖像格式：HDTV1920×108016∶9；SDTV704×4804∶34)音頻壓縮：DolbyAC-3杜比數(shù)字AC-3提供的環(huán)繞聲系統(tǒng)由五個全頻域聲道加一個超低音聲道組成，所以被稱作5.1個聲道。五個聲道包括前置的"左聲道"、"中置聲道"、"右聲道"、后置的"左環(huán)繞聲道"和"右環(huán)繞聲道"。7.2DVB標準7.2．1概述1993年9月，歐洲成了DVB(DigitalVideoBroadcasting)集團，DVB〔DigitalVideoBroadcast〕標準是1995年由DVB聯(lián)盟共同制定，包括DVB-S、DVB-C、DVB-T，其中DVB-S和DVB-C標準已作為世界統(tǒng)一的標準被大多數(shù)國家接受，包括中國。DVB系統(tǒng)中的信源編碼、視頻系統(tǒng)復(fù)用及聲頻都采用MEPG-2的相關(guān)技術(shù)。7.2.2DVB傳輸系統(tǒng)DVB標準的傳輸系統(tǒng)分為信源編解碼〔SourceCoding〕和信道編解碼〔ChannelCoding〕兩局部。信源編碼采用MPEG-2碼流，首先對音頻和視頻進行復(fù)用，然后再將多個數(shù)字電視節(jié)目流進行傳輸復(fù)用。在接受端進行相應(yīng)的解復(fù)用和解碼。信道編解碼包括：前向糾錯編碼、譯碼、調(diào)制、解調(diào)和上、下變頻3局部。衛(wèi)星傳輸采用QPSK〔4相移相鍵控調(diào)制〕方式，有線傳輸采用QAM〔正交振幅調(diào)制〕方式，地面?zhèn)鬏敳捎肅OFDM〔編碼正交頻分復(fù)用〕或16VSB〔16電平殘留邊帶調(diào)制〕方式?！卜謩e對三種傳輸方式進行介紹〕DVB傳輸系統(tǒng)DVB-S數(shù)字衛(wèi)星直播系統(tǒng)標準：數(shù)字衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)是為了滿足衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬及衛(wèi)星信號的傳輸特點而設(shè)計的。該標準以衛(wèi)星作為傳輸介質(zhì)。將視頻、音頻以及資料放入固定長度打包的MPEG-2傳輸流中，信號在傳輸過程中有很強的抗干擾能力，然后進行信道處理。通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的壓縮數(shù)字信號，經(jīng)過衛(wèi)星接收機后由衛(wèi)星機頂盒處理，輸出視頻信號。這種傳輸覆蓋面廣，節(jié)目量大。我國也選用了DVB-S標準。DVB-C數(shù)字有線播送系統(tǒng)標準：該標準以有線電視網(wǎng)作為傳輸介質(zhì)，應(yīng)用范圍廣。有線電視系統(tǒng)分為兩局部：CATV前端和綜合解碼接收機〔IRD〕。采用MPEG-2壓縮編碼的傳輸流，由于傳輸介質(zhì)采用的是同軸電纜，與衛(wèi)星傳輸相比抗外界干擾能力強，信號強度相對較高。DVB-C傳輸系統(tǒng)的具有如下幾點主要特點：A、可與多種節(jié)目源相適配。DVB-C傳輸系統(tǒng)所傳送的節(jié)目既可來源于從衛(wèi)星系統(tǒng)接收下來的節(jié)目，又可來源于本地電視節(jié)目，以及其它外來節(jié)目信號；B、可用于標準數(shù)字電視又可用于HDTV。DVB-T數(shù)字地面播送系統(tǒng)標準：采用MPEG-2數(shù)字視頻、音頻壓縮編碼技術(shù)。地面數(shù)字發(fā)射的傳輸容量，在理論上大至與有線電視系統(tǒng)相當(dāng)，本地區(qū)覆蓋好。DVB-T標準中主要標準的是發(fā)送端的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和信號處理方式，對接收端那么是開放的，各廠商可以開發(fā)各自的DVB-T接收設(shè)備，只要該設(shè)備能夠正確接收和處理發(fā)射信號，并滿足DVB-T中所規(guī)定的性能指標。7.3ISDB標準ISDB〔IntegratedServicesDigitalBroadcasting綜合業(yè)務(wù)數(shù)字播送〕是1999年由日本的DIBEG〔DigitalBroadcastingExpertsGroup數(shù)字播送專家組〕制訂的數(shù)字播送系統(tǒng)標準。ISDB標準特點：ISDB-T是在DVB-TCOFDM傳輸系統(tǒng)根底之上針對多媒體播送和移動接收的需要而開發(fā)的傳輸技術(shù)。〔1〕抗噪波能力強；〔2〕抗多徑干擾能力強；〔3〕適應(yīng)于移動接收；〔4〕視頻、聲頻和數(shù)據(jù)能作為同一的信號予以對待，有利于數(shù)據(jù)處理，可使播送、通信和計算機融合互相聯(lián)通；〔5〕單頻網(wǎng)環(huán)境中，可以對同一頻率進行復(fù)用，節(jié)約了頻譜資源提高了傳輸效率，發(fā)射功率小〔比模擬機〕ISDB-T傳輸系統(tǒng)7.4中國數(shù)字電視標準我國數(shù)字電視自主研究開發(fā)是從地面無線播送技術(shù)入手，至今已有十多年的軟硬件系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗與成果積累，形成了集眾家所長、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字電視地面播送傳輸方案及標準。1.我國自主制定傳輸方案的必要性我國作為一個電視生產(chǎn)和消費大國，掌握和擁有HDTV關(guān)鍵技術(shù)后，能夠自主研制數(shù)字電視(包括HDTV)系統(tǒng)，將為我國經(jīng)濟帶來巨大開展空間。更重要的是，與其他國家在WTO的規(guī)那么下，提高我國在數(shù)字電視市場上的競爭力。2.我國傳輸標難方案的上要技術(shù)要求(1)盡量滿足數(shù)字電視地面播送的需求條件，即系統(tǒng)具備固定接收和移動接收兩種主要工作模式，在強調(diào)多徑和動態(tài)環(huán)境中穩(wěn)定接收的同時，保證系統(tǒng)的傳輸數(shù)據(jù)容量不低于現(xiàn)有國外系統(tǒng)的對應(yīng)值。(2)系統(tǒng)應(yīng)努力克服國外傳輸系統(tǒng)的缺乏，并盡可能多地繞開國外系統(tǒng)中的專利，特別是核心技術(shù)專利，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)組成和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。(3)系統(tǒng)應(yīng)及早形成接收芯片的設(shè)計方案，應(yīng)以中國企業(yè)首先申請接收技術(shù)實現(xiàn)專利并研制成功符合標準方案的樣片。3.中國數(shù)字電視標準之爭我國數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)開展到現(xiàn)在還是一個極不成熟的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)之間的關(guān)系還沒有理順，而“標準〞無疑是最主要的問題之一。由于各方面的利益關(guān)系，標準之爭曠日持久，這也大大阻礙了中國數(shù)字電視的開展。我國數(shù)字電視的研發(fā)始于上世紀90年代，2000年前后開始自主開發(fā)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇藴氏到y(tǒng)。比較成熟的方案主要有兩個：一是清華大學(xué)的DMB-T系統(tǒng);一是上海交大的ADTB-T系統(tǒng)。2003年國家主管部門委托中國工程院從中協(xié)調(diào)、評估，并對兩種方案進行“融合〞。上海交大的ADTB-T方案和清華的DMB-T方案，雙方爭論的焦點就是，單載波調(diào)制性能優(yōu)越還是多載波調(diào)制性能優(yōu)越。上海交大的ADTB-T方案選用的是單載波調(diào)制，清華的DMB-T方案選用的是多載波調(diào)制。單載波調(diào)制:就是將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流調(diào)制到單個載波上進行傳送。

所謂多載波調(diào)制就是將信道分成假設(shè)干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，然后調(diào)制到在每個子信道上進行傳輸。(清華的DMB-T)

我國于2006年8月30日公布了名為《數(shù)字電視地面播送傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制》的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇藴?局部)。該標準為強制性國家標準，于2007年8月1日正式實施。該標準支持高清晰度電視HDTV、標準清晰度電視SDTV和多媒體數(shù)據(jù)播送等多種業(yè)務(wù)，滿足大范圍固定覆蓋和移動接收的需要。DMB-TH〔TerrestrialDigitalMultimediaTV/HandleBroadcasting〕是由清華大學(xué)和北京凌訊華業(yè)科技提出的地面數(shù)字電視傳輸標準。DMB-TH在繼承原有系統(tǒng)優(yōu)點的根底上，覆蓋范圍、抗干擾能力、接收性能、系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面比原有DMB-T技術(shù)有明顯提高。簡單的理