4、信道编码与调制

数字电视系统概述

有线数字电视信道编码及调制北京四达时代通讯网络技术有限公司

数字电视系统概述

一、概述二、信道编码三、调制四、系统相关参数

数字电视系统概述

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相关标准 EN300429 Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for cable systems ITU-TJ.83建议附件A DIGITAL MULTI-PROGRAMME SYSTEMS FOR TELEVISION, SOUND AND DATA SERVICES FOR CABLE DISTRIBUTION GY/T170-2001有线数字电视广播信道编码与调制规范

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DVB-C信道编码和数字调制 信道编码提高信息传输可靠性. RS码，RS(204,188)纠错码,纠正随机错误 . RS码是一种重要的线性分组编码方式.它对突发性错误有较强的纠错能力,被DVB标准采用.交织,分散突发连续错误 . 数字调制幅度调制和相位调制相结合的调制方式.具有很高的频带利用率可用的调制方式有16QAM,32QAM,64QAM, 256QAM,常用的是64QAM.

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信道编码的概念 信源编码的主要目的是降低数据率，提高信息量效率，而信道编码的主要目的是提高系统的抗干扰能力。 对信道编码的要求主要有以下几点： (1)编码效率高，抗干扰能力强。 (2)对信号有良好的透明性，也即传输通道对于传输的信号内容不加限制； (3)传输信号的频谱特性与传输信道的通频带有最佳的匹配性； (4)编码信号内包含有数据定时信息和帧同步信息，以便接收端准确地解码； (5)编码的数字信号具有适当的电平范围； (6)发生误码时，误码的扩散蔓延小。

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信道编码的概念 附加一些数据信息以实现最大的检错纠错能力 数据流的频谱特性适应传输通道的通频带特性，以求信号能量经由通道传输时损失最小

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基带和调制的概念 传输信息有两种方式：基带传输和调制传输。 由信源直接生成的信号，无论是模拟信号还是数字信号，都是基带信号，其频率比较低。基带传输就是将信源生成的基带信号直接传送，如计算机间的数据传输等。 当利用数据传输系统直接传送基带信号，不经频谱搬移时，则称之为基带传输。基带传输系统的结构较为简单，但难以长距离传输，因为一般的传输信道在低频处的损耗都是很大的。 调制就是用基带信号对载波波形某个参数进行控制，形成适合于线路传送的信号。 当已调制信号到达接收端时，再进行解调，即将经过调制器变换过的模拟信号去掉载波恢复成原来的基带信号。

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DVB-C的信道编码与调制 (1)基带接口： (2)数据随机化： (3)R-S编码器： (4)卷积交织器： (5)QAM映射： (6)基带成形： (7)QAM调制：

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带宽和香农定理 模拟通信带宽–通常指信号的频谱宽度，单位为赫

兹(Hz)。 数字通信带宽–通常是指数字系统中数据的传输速率，其表示单位为比特/秒(bit/s)或波特/秒(Baud/s)。 信道容量–在给定通频带宽(Hz)的物理信道上，可以可靠传送信息速率(bit/s) 香农(Shannon)定理–在噪声与信号独立的高斯白噪信道中，假设信号的功率为S,噪声功率为N,信道通频带宽为B(Hz),则该信道的信道容量C(bps)有: C=B*log2(1+S/N)

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DVB信号处理流程

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DVB-C信号处理流程时钟及同步发生器

ASI

基带接口

SYNC1反转 8和能量扩散

RS(204,188)编码

8

交织l=12

8

m差分编码 B/S转换和映射

m

I基带成形 QAM调制 RF变换 RF OUT

Q

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DVB-S信号处理流程时钟及同步发生器

ASI

基带接口

m

SYNC1反转和能量扩散

m

m RS(204,188) m卷积交织l=12外编码

卷积收缩码内编码

B/S转换

m

绝对映射

m

I基带成形 QPSK调制 RF变换 RF OUT

Q

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DVB-T信号处理流程

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一、概述二、信道编码三、调制四、系统相关参数

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信道编码

复用数据类型 视频、音频——压缩编码形成ASI传输流 股票、咨询等数据业务——通过数据广播服务器形成ASI传输流 IP数据——由IP/DVB网关完成IP的MPEG-2封装 交互电视——将MHP的中间件应用打包到TS中 PSI/SI——将PSI/SI插入数据流以在终端生成EPG和节目收看 ATM、DS3数据——将格式转换成ASI后复用

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信道编码

基带物理接口名称 SPI同步并行接口优点并行11位信号处理简单扩展性强缺点连线多且复杂传输距离短容易出现故障传输方式及连接器传输速率传输码流的速率传输速恒定为 270Mbps实际216Mbps传输流可以有不同数据速率传输码流的速率电缆传输 DB25连接器

ASI异步串行接口 SSI同步串行接口

连线简单传输距离长

电缆传输 BNC连接器光缆传输 SC型光纤连接器

并串转换的SPI扩展

电缆传输 BNC连接器光缆传输 SC型光纤连接器

其他接口

DS3

100BaseT

GbE

==

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信道编码

基带物理接口 同步通信方式要求通信双方以相同的时钟频率进行，而且准确协调，通过共享一个单个时钟或定时脉冲源保证发送方和接收方的准确同步，效率较高。 异步通信方式不要求双方同步，收发方可采用各自的时钟源，双方遵循异步的通信协议，以字符为数据传输单位，发送方传送字符的时间间隔不确定，发送效率比同步传送效率低。

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信道编码

ASI接口电气特性发射器输出特性输出电压(p-p)确定性抖动(DJ)(p-p)随机抖动(RJ)(p-p)反射损耗最大上升/下降时间(20%-80%)接收器输入特性最小灵敏度(D21.5空闲模式)最大输入电压(p-p) S11(范围：0.1-1.0 x比特率)最小分

立连接器的反射损耗(0.3MHz-1GHz)单位 mV%% dB ns单位 mV mV dB dB指标 800± 10% 10 8待定 1.2指标 200 880 -17 -15

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TS包帧结构

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TS包帧结构 同步字节:由解码器识别 0X47 8bit 传输误码指示器：当遇到无法校正的误码时指示误码包 1bit PID:长度13bit(0-8191),识别数据包选择需要的PES 13bit 连续计数器：发送具有相同PID的新数据时递增 4bit 需要更多的包头信息时，设置适配场，负载减小

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信道编码

随机化(能量扩散) TS码流经过编码处理后，可能会在其中出现连续的“0”或“1”。 连“1”、连“0”而包含大的低频成分，不适应信道的传输特性,也不利于从中提取出时钟信息。 为了保证在任何情况下进入DVB传输系统的数据码流中“0”与“1”的概率都能基本相等，传输系统首先用一个伪随机序列对输入的TS码流进行扰乱处理。 伪随机序列是由一个标准的伪随机序列发生器生成的，其中“0”与“1”出现的概率接近50%。由于二进制数值运算的特殊性质，用伪随机序列对输入的TS码流进行扰乱后，无论原TS码流是何种分布，扰乱后的数据码流中的“0”与“1”的概率都接近50%。 扰乱改变了原TS码流，因此在接收端对传输码流纠错解码后，还需按逆过程对其进行解扰处理，以恢复原TS码流。

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