数字电视系统设计
52页1、1 .引言1.1 论文选题的意义数字电视系统是指在信源、信道和信宿这 3个电视信号传输过程中 全面实现信号的数字化和数字方式 处理的电视系统。简单地说,就是在 这个系统中从电视节目摄制开始,电视信号的编辑、发送、传输、接收 和存储的各个环节都采用数字化处理。欧美国家的企业和研发机构用了 近8年的时间,完成了数字视频广播技术的研发以及标准的制订,并先 后于1998年11月和1999年春天分别开播了数字电视。数字电视使整个广播电视节目制作和传输质量得到显著改善,信道 资源利用率提高,还可以提供其他增值业务,如数据广播、电视购物、 电子商务、软件下载、视频点播等,使传统的广播电视媒体从形态、内 容、到服务方式发生革命性的改变。数字HTDV集成了近年来高速发展的超大规模集成电路,高分辨率大 屏幕显示器件、高密度数字记录、计算机多媒体技术、数字通讯与传输技术、数字压缩与解压缩技术、激光技术、数模转换技术等方面的最 新成就,使电视生产技术更趋向于数字化、 集成化、模块化,是电视技术领 域内由模拟技术全面转向数字技术的一场革命.因此对数字电视进行研究有着重要的意义。1.2 数字电视的优点与模拟电视相
2、比,数字电视有如下优点:(1)图像传输质量较高,距离远。模拟电视图像信号在传输过程中, 要受到传输信道特性(幅频特性、微分增益、微分相位特性)和噪声干 扰等的影响,质量不高,而且经过多次转换传输,通道特性和噪声干扰 等影响积累,导致图像质量的进一步下降,而这些影响对于数字电视信号来说,有些是不存在的。数字电视信号在传输过程中,多次中继(或 复制)后不会发生干扰和噪声的积累,同时可采用纠错编码技术,收端 图像质量较好,基本保持与发端一致,且传输距离不受限制。(2)频道资源利用率高。频谱资源是重要的国家资源,模拟电视的频谱资源有限,一套模拟电视节目要占用 36MHz带宽的卫星转发器,占 用8MHz的地面电视广播和有线电视频带。而数字电视采用压缩编码技 术,在36MHz的卫星转发器中传送5套SDTV节目,显示清晰度约400 线,在一个8MHz频道内传送4套以上的SDT目。(3)提供全新的业务,实现高速数据传输。在数字电视通信中可以 互不干扰地同时传送文字、数据、语音、静止图像等多种数字信息。数 字电视网可与电脑网、电信网互连互通,不仅使信息源更为丰富,还可 以增加用户与各种信息源之间的交互性
3、,实现用户自由点播节目、电子 商务、网上购物、网上教学、网上医疗、网上游戏等多种高速数据业务(在8MHz带宽内采用64QAM调制,可以达到约3238Mbit/s的数据传 输率)。(4)信号稳定可靠,设备维护、使用简单。模拟电视信号数字化后, 信号以二进制码的形式出现,它只有“ 0”和“1”两种状态,二进制数 字信号不受电源波动、器件非线性的影响,所以信号能保持稳定、可靠。 处理数字信号可采用大规模集成电路,可降低设备的功耗,减少体积, 提高设备的可靠性。同时数字化设备不需调节,维护简单,使用方便。(5)节省发送功率,覆盖范围广。数字电视发射设备在相同覆盖服 务区所需平均功率,比模拟电视发射设备的峰值功率要低一个数量级, 比如模拟MMDS接收电平最低为56db,而数字MMDS在64QAM调制下 接收电平仅为39db,所以数字电视发射设备的覆盖范围比模拟电视相同 功率的发射设备的覆盖范围大几倍。(6)灵活友好的人机界面。灵活和实用的人机交互界面,便于普通 群众操作,除显示设备外,容易实现系统集成而大规模生产,价格低廉 便于推广普及。(7)易于实现条件接收。数字电视信号容易进行加密/加扰,有
4、利信息安全,便于实现付费电视、视频点播及交互式电视。1.3 国内外技术现状目前,美国、欧洲和日本各自形成三种不同的数字电视标准。美国 的标准是 ATSC(Advanced Television System Committee);欧洲的标准是 DVB(Digital Video Broadeasting); 日本的标准是 ISDB (Integrated Servieesnigital Broadeasting)。其中前两种标准用得较为广泛,特别是DVB已经逐渐成为世界数字电视的主流标准我国数字电视的发展从1992年开始在国家正式立项,并由国务院亲 自成立了相应的领导小组,负责协调和制定战略发展计划。1998年8月, 完成了高清晰度电视系统的联试;1999年,在新中国成立五十周年的庆 典上,我国成功地试用高清晰度电视技术对庆典活动进行了实况转播。1999年中国开始实施数字电视产业化专项,第二年又成立了全国数 字电视标准委员会,中国数字电视标准制订工作正式启动。信息产业部 和国家广电总局也都为此成立了专门的标准制订专家组,进行国内外数 字电视标准的整理和研究工作。虽然我国数字电视地面传输
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