试论数字电视信号的传输技术

数字电视从无到有,从卫星数字电视到有线数字电视,最终解决数字电视地面传输,完成了广播电视技术系统整体平移.本文试就数字电视信号的处理方式及技术要点进行探讨.

高新技术

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试论数字电视信号的传输技术何文利 (福建省沛州市芝山转播台

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摘要:数字电视从无到有，星数字电视到有线数字电视，从卫最终解决数字电视地面传输，完成了广播电视技术系统整体平移。本文试就数字电视信号的处理方式及技术要点进行探讨。关键词:数字电视信号传输方式技术特性中图分类号: T P 3文献标识码: A文章编号: 1672一 3791(2007)06(c)一 09一 ) ( 0 02一路没经处理的标准清晰度的电视信息高达Z 6Mb/ 5, 1为提高效率需要将原始信号进行压缩处理，为此产生两种新技术信源编码和信道编码。所谓信源编码，就是对原始信息源进行压缩编码，去掉系统中的冗余信息。目前标堆清度数字电视使用MPFG一图 2像和MU I S CAM声音信源编码，它可以将一路电视信号在标谁清度条件下压缩到 SMb/ 5的速率。信道编码的主要功能是提高系统信息传输的DVB一技术原理:一个卫星转发器可以 5满足多套数字电视压缩信号，通常有两种方式将多套电视节目送上卫星:SCP以单路多载波方式)、 MCPC(多路单载波方式)。 SCPC方式适用干一套电视节目用一个卫星电视上行站，多套电视节目共用一个转发器，为减少共用一个卫星转发器各个SCPC之间的相互干扰，它采用偏置QPSK调制，转发器工作在线性区。 HICPC方式适用十多套电视节目共用一个卫可靠性或者增强系统的抗干扰的能力，它通过星电视上行站，在地面将多套电视节目送至上共用一个载波进行增加RS等纠错码，调整信号的频谱结构，使其行编码系统进行复用，适合在各种介质中传输。 QPSK调制，卫星转发器工作在饱和区，这种信源编码、信道编码后得到基带数字信力一式能使卫星转发器的功率得到最大的发号，基带信号的中心频率小于信号带宽，根据挥。 QPSK调制原理:QP3 K调制又叫四相移模拟电子电路理论，它是典型宽带信号。宽带信号不能远距离传输，主要原因是由于信号中相键控调制，它是一种调相技术，在一个数字的高、低频率分最在介质中的传输特性不均时钟内将2位数码4种信息调制在4个频率、衡。对于宽带传输系统的信号失真可在传输幅度相同，相位互成90“的模拟载波上，由于过程中增加时域均衡器或频域均衡器适当补时钟周期内传输2位的信息，因此速率提高一而偿，但增加系统复杂性。因基带传输的缺陷，倍。因热噪声本质是不规则的幅度噪声，人们采用载波传输的技术，它将基带信号调制 QPSK采用调相技术，所以降低系统对信噪比 C/

2到载波匕载波的频率远大于基带数字信号带的要求， N> 1 db即可正常工作。宽。在载波频率卜的数字电视信号变成窄带 DVB一技术原理:数字有线电视系统在 C信号，在介质中传输的不均衡可以忽略。前端将多套电视节目送至编码系统进行复用解决了信号传输问题，基带数字电视信号后用QAM调制方式调制在一个有线电视频道上，多路数字电视节目共用一个模拟电视频可直接用载波调制传输，它还占用几兆系统带宽，但有限的频率资源不能解决信息时代日益道，同时多个QAM调制器输出载波频率不同，增长市场需要，人们就必需对基带信号做处可将各个调制器输出信号经混合器混合后在理，在保证质量的前提下使它具有很高的频带一根同轴电缆土传输，这样一根同轴电缆可以利用率。在数字电视领域美国、欧洲和日本各传输上百套数字电视节目。当然还可采用自制定不同的传输标淮，它们主要差别就是调 WDM技术可以将电视信号同其它信息合成在制方式。美国AT S C标准主要应用于地面广一根光纤上传输，开发多功能业务。播，采用SVSB调制方式，通过6MHz的地面 QAM调制是QPSK调制的原理的延伸和广播频道实现 19 . 3Mb/ 5的传输速率。日本发展， QPSK调制将信号传输速率提高一倍， ISDB数字广播系统标准的技术原理同DVB如果一个时钟周期调制的信号不是2位数码相似.可以灵活地集成和发送电视节目和其它而是4, 6, 8位数码信息， 5, 7,这样就出现 1, 6数据业务。欧洲DVB标淮包括DVB一5, 3,,8, 6QAM调制技术， 2 6 12 2 4 5速率可提高 QAM是幅度调制和相位调制的给合， DVB一C,一T .DVB一5标准以卫星作多倍。 DVB不同为传输介质，在DVB一标准公布之后， 5几乎所它的原理框图同QPSK调制器基本相同，有的卫星数字电视均采用该标准。 DVB一 C标的是QPSK在一个时钟送到环形调制器是 1而QAM将一个时钟周期内传送淮以有线电视网作为传输介质，它具有 16,位数码信息， 32, 64QAM三种方式。当采用64QAM调制数字信号经串/井变换器后平均分两路多位数码信号送至环形调制器直接调制，不但调相时，一个PAL通道的传送码率为4 .34Mb/ . 1 s它的己调制信号矢量图平均分布在 DVB一标淮是最复杂数字电视无线地面传输而且调幅， T系统标准，它采用具有QPSK, 16QAM或64Q正交载波信号的平面内。 AM的编码正交频分复用(COFDM)(2 0个或 0虽然QAM调制的传输速率较高，但它降 8侧刃个载波)调制力一式。SMHZ带宽内可以低系统的信噪比余量，牺牲了系统的可靠性。传送4套电视节目，而且传输质量高

。从屯个根据香农噪声理论可以知道:对千 C/ N己知它的最大数据传输速率是有限的，不标准的成员数量及分布情况看， DVB标准的发的信道，反之则降低系统展最快，普及范围最大。我国卫星数字电视选能无限的提高数据传输速率，用了DVB一标准。 5可靠性，甚至整个系统不能正常工作。因在

系统前端信道编码和接收机解调器中具有 RS等纠错码功能，实际误码率在 10E4数字信号经RS等纠正后可以达到 10E 2准无误码率的 1水平。对于QAM6调制C/ N> 2 db就可 4 4达到4级图像质量，而模拟信号则要求 C/ N>4 3d b。

我国数字电视地面传输标准尚没有正式出台，但以清华大学DMB一为核心融合上海 T交大与广科院技术的无线数字电视标淮短期内可能形成，清华大学DMB一采用时域同步 T正交频分复用(T DS一 OFDM)多载波调制方式， DMB一就是 T将经过信道编码后的数据分别用RPSK或RAM调制技术调制到频域上相互正交的大量子载波上，然后将所有调制信号复用，时域信号主要用于同步控制.由干正交频分复用是采用大最(N个)子载波的并行传输，在相等的传输数据率下，己调信号的时域符号长度是单载波符号长度的N倍，相当于信号带宽降低N倍，这样其抗符号间干扰的能力可显著提高，从血减轻对均衡的要求，如采用

RP K调技 SMHz带以输一标 s制术，宽可传路准清晰度电视。 DMB一调制具有抗动态多径 T千扰能力强的特点，既可用于地面传输固定接收，也可用于便携和移动接收。我国数字电视地面传输试验测试表明，在城区多径效应丰富的地区，接收效果也良好。前文介绍了数字电视的传输原理，同模拟电视相比都使用了载波和FDM技术，不同在调制方式上，数字电视采用调幅、调相、正交多载波调制等技术，同时在信道编码过程中加

人RS等纠错码技术，因此传输特性同模拟电视不同，下面将介绍它的传输特点。数字电视调幅因采用平衡调幅面抑制了载波，从频谱仪上看，一个数字频道的己调信号象一个抬高了的噪声平台，它的能量是均匀分布在整个限定带宽内的，因此，一个数字电视频道不但没有所谓图像载波，也没有伴音载波。数字电视频道的电平是用被测频道的平均功率来表达的，而模拟电视的频道电平是图像信号的载波电平，在共缆传输时因功率电平测量力一式不同，数字频道的电平比模拟频道电平应当低1 db“V。其目 0的是减少数字信号的非线性失真。当数字电视功率电平提高到比模拟电视载波电平低 sd林V时， b模拟频道受到干扰的程度己经十分明但数字信号显

,的图像并没有出现明显的马赛克现象。

在模拟系统中，我们通常用CSO、CTB、C/ N这几个参数来衡量信号的优劣。前两个是反映信号的保真度.后一个是信号的信噪比。数字信号系统的Cs、CTB、C/ N等指 o标都反映到误码率上。数字信号的指标劣

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