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地面数字电视标准(国内篇)上

主题:数字电视传输技术 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-01-09

简介:关于数字电视传输方面的论文题目、论文提纲、数字电视传输论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。

数字电视传输论文范文

数字电视传输技术论文

目录

  1. 1.我国数字电视发展的过程和计划
  2. 2.2005年是我国数字电视产业发展的关键一年
  3. (一)DMB-T示准
  4. 1.DMB-T的前向纠错编码有电视和多媒体两种传输模式
  5. 2.DMB-T针对地面信道的特性在时域和频域都进行数据交织编码
  6. 3.DMB-T的符号星座图采用64QAM,对于不同的前向纠编码模式,其符号星座图有所不同
  7. 4.TDS-OFDM调制技术的流程
  8. (二)ADTB-T标准
  9. 1.ADTB-T地面广播模式的工作过程
  10. 2.ADTB-T信遒编码
  11. 3.ADTB-T系统信息
  12. 4.ADTB-T混合传输模式
  13. (三)BDB-T标准
  14. 1.BDB-T系统的信道编码器
  15. 2.OFDM调制模块
  16. 3.OFDM符号交织器
  17. 4.OFDM帧结构
  18. 5.BDB-T系统混合传输模式
  19. (四)CDTB-T标准
  20. 1.QAM单载波模式
  21. 2.VOFDM多载波模式
  22. 3.VOFDM多载波模式的优势
  23. 4.CDTB-T地面数字电视方案的实施有两个阶段
  24. (五)论文范文CC标准
  25. 数字电视传输技术:2015年软考网络工程师视频01-1.1OSI参考模型-2.2数字传输系统

我国地面数字电视标准

由于影响地面数字电视传输系统选择的各种因素往往是相互制衡的,从欧美提出的地面数字电视传输方案看,还没有哪一种标准,能够充分地满足我国地面数字电视的需求特性.如:在固定的地面数字电视传输/接收中,所遇到的多径干扰可用共用天线系统解决.由于美国ATSC/8-VSB传输方案为单边带广播,幅射功率利用率高,接收门限低,以及与传统模拟电视广播发射机相近,使模拟机较易改制为数字机,主要是更换中频调制器.而OFDM(正交频分复用)传输方案发射机要更改的不仅是中频调制器,而且要涉及整个激励器.等

制定固定的地面数字电视传输系统标准,这在我国主要是面对市郊和广大农村地区占我国电视用户四分之三的家庭(因为城市的数字电视主要定位于有线数字电视),由于受这些地方经济状况的制约,地面数字电视广播的发展不会很快.

制定移动的地面数字电视传输系统标准,这主要适用于城市地区.

1.我国数字电视发展的过程和计划

我国在数字电视领域可讲是起步不晚、起点不低,一开始便与世界先进水平保持同步,一段时期曾经占据世界的最前沿,是世界上第四个拥有数字电视收/发系统自主知识产权的国家.我国地面数字电视传输标准方案一度得到ITU(国际电信联盟)认可,当时很有可能先于日本成为第三个拥有数字电视国际标准的国家.

(1) 1994-1999年,我国数字电视的研究、攻关、准备和起步阶段.

1998年9月,我国数字电视系统(功能样机)在论文范文电视台(论文范文电视塔)试播.1999年50周年国庆期间,进一步实现了数字电视的小范围用户试播.同时,在这期间对美国ATSC/8-VSB、欧洲DVB-T的地面数字电视传输标准,以及国内的几个数字电视标准提案进行了考察、研究、比较和论证,完成了我国发展数字电视产业第一阶段即准备阶段的工作.

(2) 2000-2006年,我国数字电视的发展和自主标准制定阶段.

2000年和2001年是我国数字电视广播试验年:2001年4月国家论文范文开放了《数字电视广播系统规格建议书》的提交.2001年10月我国开始在北京、上海及深圳三地进行数字地面广播标准的试验和测试工作.2002年至2003年在全国更大的范围内进行了数字电视试验,通过这一阶段的试验和测试,具有我国独立知识产权的数字电视标准的框架基本确定.2004年进行标准的制定,2006年8月16日,出台了具有我国独立知识产权的地面数字电视标准,届时,全国四分之一的电视台发射和传输数字电视信号.

当时我国地面数字电视传输初期的视频编码/压缩形式,和卫星数字电视一样,其图像分辨率在700线左右,格式为704×576,幅型比为4:3的SDTV(标清数字电视).这样,首批投放市场的国产数字电视机将能与广大的模拟电视机兼容.

(3)2007-2011年,我国数字电视从SDTV过渡到HDTV(高清数字电视)阶段.

2007-2008年,是我国数字电视从SDTV过渡到图像格式为1920×1080,幅型比为16:9的HDTV阶段,在2011年之前完成对模拟电视的更新换代.2008年,主要城市普及数字HDTV的商用播出,北京奥运会是以数字HDTV方式向全世界转播.2011年我国地级市以上的城市伞面实现了地面数字电视广播.2015年将停止PAL-D模拟电视,数字HDTV将成为我国电视播放主力.

到2015年,在现有用户的模拟彩色电视机还没有消失之时,我国将出现与数字SDTV/HDTV相对应的数字电视STB(机顶盒)、卫星接收STB、互联网STB等,以便在模拟电视机上显示接收到的数字电视节目.

2.2005年是我国数字电视产业发展的关键一年

回顾过去,在1996年至2005年十年的时间里,当数字电视业务在美国、欧洲等国如火如茶地开展时候,我国数字电视标准的确定计划一改再改,报送方案一拖再拖,十的未决.众多国内终端厂商只好在交纳了高昂的专利费后将产品送到了国外等.

2005年是我国数字电视产业发展的关键一年,担负数字电视试点任务的北京、上海、深圳三地及国内有关科研院所和企业,不断在推出数字电视相关新技术、新产品,并在地面、移动及多媒体信息家电等领域进行了有益的探索.数字电视发展的态势良好,卫星数字电视传输标准确定为DVB-S.有线数字电视传输标准正在试行DVB-C.国内各方面提交的地面数字电视传输标准提案共5种(各标准提案的指导思想及具体特点见表一),具体如下:

(1) Tsinghua University(清华大学)的TDS-OFDM based DMB-T(地面数字多媒体电视广播传输协议).

(2) The HDTV Technical Executive Experts Group(国家HDTV总体组)的一号提案:ADTB-T(高级数字电视广播系统).

(3) The HDTV Technical Executive Experts Group(国家HDTV总体组)的二号提案:BDB-T/OFDM(数字电视地面广播系统).

(4) Academy of BroadcastingScience, State Administration of Radio,Film and TV(论文范文广播电视科学研究院)的CDTB-T(射频子带分割双载波混合调变系统).

(5) Chengdu Electronic TechnologyUniversity(成都电子科技大学)的论文范文CC/COFDM(同步多载波扩频地面数字电视传输系统).

(一)DMB-T示准

DMB-T标准是基于TDS-OFDM(时域同步一正交频分复用技术)调制技术,由清华大学微波与数字通信国家重点实验室1999年7月提出,该标准既适用于地面数字多媒体电视广播系统,也可运用于其它宽带传输系统,是欧洲DVB-T标准的衍生品,但DMB-T标准有其独突的设计思想和新技术应用.

DMB-T在OFDM的Guard Interval(保护间隔)中,去掉了导频部分,复用同步头.该同步头利用DSS(直接扩散方式,扩散符号使用的是PN系列),提高了灵敏度,有利于汽车等移动状态下接收信号.与DVB-T相比,灵敏度提高了10%左右,信噪比降低到-20dB,传输效率提高了10%.DMB-T采用的纠错编码和交织编码技术,是根据多媒体业务和移动接收的服务需求而设计的.DMB-T的多层分组乘积码可以采用最新的Turbo算法解码,以获得接近信道容量的传输性能.

1.DMB-T的前向纠错编码有电视和多媒体两种传输模式

(1)电视传输专用的前向纠错编码模式

电视节目传输的前向纠错编码模式,采用的是2/3码率格形码、卷积交织码和RS码构成的级联码.RS( 209,187)分组码是截短的RS( 255,233)分组码,可以纠正11B的传输误码.为了减少突发脉冲干扰所造成的连续误码的影响,系统在内码和外码之间插入了卷积交织编码( B等于19,M等于22),总时延相当于36个RS( 209,187)分组码.

(2)多媒体传输专用的前向纠错编码模式

多媒体综合数据业务服务的前向纠错采用的是多层分组乘积码( Multi-level Block Product Code),它是由分组乘积码BPC( 3762,2992)构成的一种系统码,是二维分组乘积码BPC( 4096,3249)的删余截短,其*可以采用高性能Turbo算法.

多层分组乘积码分为三层,不同层按其定义映射到64QAM星座符号的不同比特性,因此具有不同程度的抗干扰能力.同时,系统的多媒体数据流可以根据需要给予不同的保护优先级.

2.DMB-T针对地面信道的特性在时域和频域都进行数据交织编码

(1)时域交织编码是在多个信号帧之间进行的,采用基于星座符号的卷积交织编码器(有四种工作方式).

(2)频域交织编码是在一个信号帧之内,根据映射表来进行的(频域交织编码器将由3780个符号组成的输入符号矢量映射成一个新的输出矢量).

3.DMB-T的符号星座图采用64QAM,对于不同的前向纠编码模式,其符号星座图有所不同

(1)采用电视传输专用的前向纠错编码模式的DMB-T传输系统,是使用均匀分布的64QAM符号星座图,其I和Q坐标的投影为(-7,-5,-1,1,3,5,7).

(2)采用多媒体综合数据业务服务前向纠错编码模式的DMB-T传输系统,是使用非均匀分布的64QAM符号星座图,其I和Q坐标的投影为(-9,一7,-4,-2,2,4,7,9).非均匀星座图是为多层纠错编码所设计的.

4.TDS-OFDM调制技术的流程

(1)输入的MPEG-TS码流经过信道编码处理后在频域形成长度为3780的IDFT数据块.

(2)采用DFT将IDFT数据块交换为长度为3780的时域离散样值帧体,7.56M/s个样值.

(3)在OFDM的保护间隔插入长度为378的PN序列作为帧头.

(4)将帧头和帧体组合成时间长度为550的信号帧.

(5)采用具有线性相位延迟特性的FIR低通滤波器对信号进行频域整形.

(6)将基带信号进行上变频调制到RF载波上.

(二)ADTB-T标准

ADTB-T标准是国家HDTV总体组的一号提案,由上海交大提出,是一种基于混合传输模式的“单载波”调制技术的系统.系统中融入了独特的平均化技术,使用8MHz带宽,采用4位或16位OQAM(偏置正交幅度调制)技术.ADTB-T标准有7种传输模式,其中地面有5Mbit/s、lOMbiUs和20MbiUs三种传输模式,地面广播模式又包含内码和外码.

1.ADTB-T地面广播模式的工作过程

用于固定接收、移动接收和数据服务的码流分别进入各自的缓冲器,经独立的扰码、外码编码(RS编码)、交织、内码编码后,在系统控制单元的控制下以时分的形式混合成一路,然后经同步信号插入、导频插入、OQAM调制后形成基带信号,再经上交换器调制到中频.地面广播模式的OQAM调制形式,有64 0QAM、16 0QAM和4OQAM三种.

2.ADTB-T信遒编码

ADTB系统的传输方案具有段、场、帧结构,分别由段同步、场同步和帧同步指示,分别指示每一段、每一场和每一(业务)帧的开始.场同步和帧同步信号包含系统信息.输入码流首先经扰码处理获得平坦的频谱,其数据由T 等于10的RS编码器完成外码编码.经外码编码的数据进入卷积交织器,其输出在地面广播模式下进入内码编码.

3.ADTB-T系统信息

ADTB系统信息,包括传输模式、复位信息等经32倍扩展频谱处理,然后通过场同步和帧同步发送.

4.ADTB-T混合传输模式

高级的地面数字电视广播系统应支持混合传输模式.在混合传输模式下,用于固定接收、移动接收和数据服务的码流分别经过独立的信道编码和插入系统信息后,以时分复用的方式混合发送.混合比例可以通过控制单元动态调节.

在地面广播模式下的8MHz信道内,若采用单_传输模式,固定传输模式的码率达25Mb/s,移动传输模式为12.5Mb/s,数据传输模式为6.3Mb/s.若采用混合传输模式,可同时以固定传输模式传输15Mb/s的数据用于一路HDTV节目、以移动传输模式传输4Mb/s的数据用于一路SDTV节目、以OQAM的调制方式使得信号在时间上与相位对称,时钟恢复和载波恢复相互独立并可以在极端的信道特性下迅速、可靠地获得.

ADTB-T/OQAM方案能够提供更多的接收方式,比如公交车、出租车甚至将来用PDA收看数字电视节目时都能很好地接收节目,尤其在我国城市的建筑物高度相差较大的情况下,这_方案更能适合.

2000年,上海交大在分析国内外数字电视技术走向、广播业务需求和产业推进模式的基础上,确定了依靠单载波技术实现变码率、高速度移动接收的ADTB-T技术方案,努力超越欧美数字电视标准.经过三年多的努力,2003年年初,在国际上率先攻克了“单载波调制技术,在数字电视地面广播上无法同时实现固定和移动接收”这一世界性技术难题,引起国内外数字电视技术界的高度关注.

2003年7月底,经过反复优化的ADTB-T系统样机在上海进行了反复试验,结果表明:ADTB-T系统一方面解决了美国标准不支持移动接收的缺陷.另一方面,ADTB-T系统的接收稳定度和灵敏度(-82dBm[最大20Mbit/s]—-92dBm[最大5Mbit/s])都超过了以移动性能见长的欧洲标准.试验中,ADTB-T标准的数字电视发射机,夜晚发射的功率为700瓦,与白天欧洲DVB-T标准的1000瓦时接收的图像效果相同;试验车无论是在地面还是在高架桥等等不同的地面环境,是起步、加速,还是在高速(时速达到110公里)运行中,电视画面和伴音都能保持着流畅清晰的高质量.

(三)BDB-T标准

BDB-T标准是国家HDTV总体组的二号提案.是一种针对数字电视多媒体广播业务和支持固定便携移动接收的COFDM(编码正交频分复用)传输方案,是一种基于多载波调制技术系统,适用于地面数字电视广播,具有欧洲DVB -T的主要特点.

1.BDB-T系统的信道编码器

(1) BDB-T系统的信道编码器(除码流分裂器)含两套相同的编码电路,用于对两种优先级码流分别进行编码.在发送端,信道编码单元要完成扰码、RS码编码、卷积外交织和内编码(卷积编码).

(2)码流分裂器用来分离高低优先级码流,并按照后级读取数据基准时钟数据格式输出到加扰器.

(3)加扰序列由15级线性多位寄存器产生,加扰处理后,采用t等于8的缩短RS( 204,188)码进行编码.

(4)对RS编码的误码包进深度为B×102的卷积交织(为适应不同应用场合,卷积交织器中的参数B可取4、8、16、24).

(5)内编码采用卷积码.卷积码采用基于64状态1/2码率的主卷积码及其2/3、3/4、5/6和7/8码率的收缩卷积码.

2.OFDM调制模块

根据调制类型,将1—2路比特流去复用为2、4或6个子码流.

(1)对于非分层单一传输模式,将一个输入码流去复用为v个子码流(对QPSK,v-2;对16QAM,v等于4;对64QAM,v等于6).

(2)在分层传输模式下,对16 QAM调制,具有高低优先级的码流均去复用为2-4个子码流.高优先级的码流去复用为2个子码流,低优先级的码流去复用为4个子码流.

(3)在非分层混合传输模式下,根据模式组合设置,从两路内码俞出流中选择对应的码流送至去复用器,其内交织、映射同非分层单一传输模式.

(4)比特交织仅在有用数据块上进行.对于每个交织器,数据块的大小相同,但交织序列不同.

3.OFDM符号交织器

符号交织器是将v比特字映射在每个OFDM符号的1392(2k工作模式)或2784(4k工作模式)或5568(8k工作模式)个有效载波上.

4.OFDM帧结构

BDB-T传输信号由帧组成,基带数字调制信号速率为10MHz,OFDM信号占用信号带宽为7.62MHz.帧信号由64个OFDM符号组成,每个OFDM符号持续期Ts由持续期为Tu的有用部分和持续期为Gi的保护间隔部分组成.在一个OFDM帧中,所有数据载波均使用格雷码映射的QPSK、16QAM、64QAM、非均匀16QAM、非均匀64QAM.

5.BDB-T系统混合传输模式

基于多载波调制技术的BDB-T系统,也采用了高级的地面数字电视广播系统将支持的混合传输模式,兼容ADTB-T系统,能以最大的业务调整灵活度和接收质量保证度,满足现时和未来的多层次、多用途的广播信息传输要求.

(四)CDTB-T标准

CDTB-T标准由国家论文范文的广播电视科学研究院提出.是一个基于频带分割、混合调制和多模式传输的地面数字电视传输系统方案,在传输模式上有QAM和VOFDN两种主模式.在这两种主模式下,根据信道编码和调制参数的不同,又采用多种子模式,可提供固定接收、移动接收和交互业务,从而提供业务实施的灵活性和经济性.

1.QAM单载波模式

QAM单载波模式共提供QPSK1、QPSK2、16QAM、64QAM和256QAM五种调制方式.

2.VOFDM多载波模式

(1) VOFDM多载波模式采用OFDM调制方式,在接收端使用两副天线和两个接收模块接收同一信号,该方法可实现颇率、空间分集的矢量OFDM接收.在其中一个接收机模块有较大衰落的情况下,利用另一个接收模块接收的信号来弥补、合成得到较好的信号,供后续的模块进行处理,这两个接收模块使用矢量合成的方法,使得信道衰落得到均衡和补偿,所以称为双矢量正交频分调制.

(2)在发送端,输入的数据流经过编码、交织处理,然后进行IFFT运算、FIR滤波和插值运算,编码采用级联的卷织码和RS编码.VOFDM模式可以进行连续的或突发的数据发送.

(3)在接收端,首先进行FIR滤波滤除带外信号,利用频率锁定环路和自动增益控制得到正确的同步,并设置接收信号电平,进行FFT运算;然后进行信道估值,用特定的合成算法产生合成信号,并进行FEC解码和解交织处理.级联的维特比和RS码的纠错方法利用了由OFDM信号进行信号干扰噪声矩阵计算得到的参数改善解码性能,得到MPEG-2码流.

3.VOFDM多载波模式的优势

(1) VOFDM多载波模式增加了回传信道,用于上行数据流的传输,因此适合用于交互业务传输.回传采用FD M/TD MA帧结构,其MAC控制与DOS SIS的MAC控制兼容.

(2) VOFDM多载波模式支持双天线空间分集和频率分集,在时变多径信道条件下,具有良好的性能.因此,它在移动接收业务实施上有很大的优势.并且由于它能与有线电视的交论文范文道MAC方式兼容,所以与有线电视的回传信道有很好的兼容性.

4.CDTB-T地面数字电视方案的实施有两个阶段

(1)完成公益性任务,在现有的广播电视发射体系下,以单载波、单点大功率覆盖,较快完成无线数字电视的基本覆盖.

(2)以开拓地面数字电视市场为主,使之发展成最先进的宽带无线多媒体覆盖网,以其移动、双向和灵活接收的性能和广播电视丰富的无线频谱资源,争取宽带无线接入市场的最大份额.

(五)论文范文CC标准

论文范文CC标准由成都电子科技大学提出.是基于国际数字电视广播实践,移动通信的动向和最新的信道编码、调制技术,兼顾了“三移动网(地面电视、移动视频、移动因特网)合一”的长远目标而设计的.

2004年,国际上已有的地面电视传输体制均未能彻底解决移动和便携接收的难题.如何解决在高速移动和城市楼群的遮蔽中穿行时的信号重入/再同步问题、廉价地构建蜂窝单频网( Cellular论文范文N)是技术焦点.在时间域与频率域中充分利用现代信号处理技术,实现宽带数据传输和优良的同步/跟踪,这是论文范文CC系统设计时考虑的首要问题.

论文范文CC系统由频域多载波处理COFDM、时域CDMA处理和论文范文N码流同步三部分组成,其中,多载波处理部分与通常欧洲COFDM部分的结构相同,但论文范文CC方案对其工作参数做了创新的优化配置,时域处理和论文范文N码流同步部分体现了其方案的特点.

数字电视传输技术:2015年软考网络工程师视频01-1.1OSI参考模型-2.2数字传输系统

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