【文章內(nèi)容簡介】 號信噪比的測量 ； (6) 可供接收機中的相位跟蹤電路用來使電路復位，并確定跟蹤環(huán)路參數(shù)。 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 圖 VSB 數(shù)據(jù)幀 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 圖 表示了用于 傳送的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。各數(shù)據(jù)幀 包含兩個數(shù)據(jù)場 ，每場包含 313個數(shù)據(jù)段 。 每場的 第一段 是一個單一的同步信號 ( 數(shù)據(jù)場同步 )，還包括用于接收機均衡器的訓練序列。 余下的 312個數(shù)據(jù)段 各載有等效于一個 188 B 傳輸包 加上輔助的前向糾錯 ( FEC ) 字節(jié)的數(shù)據(jù)。 實際上 各段的數(shù)據(jù) 是來自若干個傳輸包，因為數(shù)據(jù)的交織， 各數(shù)據(jù)段由 832個符號 組成。 前面 4個符號以二進制格式傳送并提供 段同步， 這個數(shù)據(jù)段同步信號也代表 188 B 的 MPEG 兼容傳輸包的同步字節(jié)。 各數(shù)據(jù)段余下的 828 個符號承擔的數(shù)據(jù)等效于傳輸包余下的 187 B 和它輔助的 FEC 字節(jié)。 這些 828個符號是以 8電平信號發(fā)送即每個符號 3 bit。 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 828 3＝ 2484 bit 的數(shù)據(jù)在每個數(shù)據(jù)段中傳送， 這和傳送有了保護的傳輸包的要求精確地一致，如下面計算所示： 187 B ( 數(shù)據(jù) ) + 20 RS B ( 附加位 ) ＝ 207 B 207 B 8 b/B=1656 bit 2/3格形編碼需 ： (1) 精確的 符號速率 由下式?jīng)Q定： Sr= 832 626247。 10－ 3 = 106 符號 /秒 ( 符號速率必須在頻率上和 傳輸碼率 鎖相。 ) (2) 發(fā)送子系統(tǒng)的 每個格狀編碼符號攜帶 2個信息比特 ，故總的 負荷為 ： 2＝ Mb/s 3 1656 bit =24 84 bit2 ?第 6 章 數(shù)字電視傳輸 (3) 對于 8VSB 的 發(fā)送子系統(tǒng)凈負荷 比特率為 ： 312/313 是計入每場一個 數(shù)據(jù)段 的同步字段的開銷， 828/832 是計入每個數(shù)據(jù)字段中數(shù)據(jù)字段同步 4 個符號間隔的開銷， 187/207 是計入每個數(shù)據(jù)字段中 RS 碼 FEC 的 20 B 的開銷。 7. 導頻的加入 ATSC中高頻調(diào)制采用 8VSB 也即 8 電平殘留邊帶調(diào)幅方式，它不同于 NTSC 中高頻調(diào)制的 VSB 殘留邊帶調(diào)幅方式。 8. 上變頻器和射頻載波偏置 8VSB 發(fā)射機像通常那樣采用兩級調(diào)制方式，第一次將數(shù)據(jù)信號調(diào)制到一個固定中頻上，第二次再上變頻到所需的電視頻道上。 31 2 82 8 18 721 .52 Mb /s 19 .28 Mb /s31 3 83 2 20 7? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?第 6 章 數(shù)字電視傳輸 多路復用完成測試信號、段同步、場同步和經(jīng)格狀編碼后數(shù)據(jù)的復用。導頻信號插入的目的有利于接收端載頻恢復。 8VSB 調(diào)制器的頻譜利用系數(shù)可達 b/( sHz)。經(jīng) 8VSB 調(diào)制器調(diào)制后的信號為中頻信號 ( IF )，該信號經(jīng)射頻上行轉(zhuǎn)換器上變頻并經(jīng)功率放大后發(fā)射出去。 經(jīng)數(shù)字調(diào)制后的帶寬計算： 設加到 8VSB 數(shù)字調(diào)制器輸入端的數(shù)據(jù)速率為 ： ( 符號 /s ) 3 b / 符號 = Mb/s 調(diào)制后的帶寬為 ： 我們知道 6 MHz 帶寬正是美國原來傳一套 NTSC 模擬電視的帶寬，現(xiàn)在可傳一路全數(shù)字 HDTV 電視節(jié)目。 32 .28 Mb /s 6 MH z b/( s H z ) ??第 6 章 數(shù)字電視傳輸 167。 DVB數(shù)字視頻廣播系統(tǒng) 在確定 DVB 系統(tǒng)演播室參數(shù)標準和規(guī)定 MPGE2 信源編碼 壓縮后，根據(jù)衛(wèi)星、有線、地面三種不同的傳輸媒體特性制定了 DVBS、DVBC 和 DVBT 三個標準。 正式的 DVBT 標準公布于 1996年 5月。 一 . MEPG2系統(tǒng)標準在 DVB中的實施 像 ATSC系統(tǒng)一樣， DVB系統(tǒng)中最先的參數(shù)規(guī)范是演播室參數(shù)標準和信源編碼標準。目標是 SDTV，其圖像格式為： 720 576/ 50Hz /2﹕ 1 ，一幀 625行，數(shù)字場消隱期 24+25=49行， 4﹕ 2﹕ 2 取樣模式， SDI串行接口 數(shù)據(jù)率為 270 Mb /s 。 視頻 信源編碼 采用 MPGE2 中的 MP ML標準。 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 二 . DVBS 信道編碼與調(diào)制系統(tǒng) 1． DVBS 簡介 DVBS是 1994 年 12月由 ETSI ( 歐洲電信標準學會 ) 制定標準的。 DVBS 系統(tǒng)定義了從 MPEG2 復用器輸出到衛(wèi)星傳輸通道的特性，總體上分成 信道編碼和高頻調(diào)制 兩大部分。 系統(tǒng)功能框圖如圖 ，左邊部分為 MPEG2信源編碼和復用，右邊部分為衛(wèi)星信道適配器，也即是信道編碼和高頻調(diào)制部分。 在衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)中（ DVBS），使用 QPSK 即四相相移鍵控調(diào)制方式。 這種方式的 調(diào)制度不高 ，理論值為每符號 2bit；適用于發(fā)射功率較小的衛(wèi)星信道、由于其 幅度不攜帶信息 ，即使接收到電平有失真的微弱信號，仍能從相位變化中恢復原始信號。 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 圖 DVBS 系統(tǒng)功能框圖 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 2. 復用適配和能量擴散 輸入 TS 流是 188 字節(jié)的包，其中第一個字節(jié)是 同步字節(jié) ( SYNC )。在 DVBS 中，對 TS 流包的處理如圖 所示。 圖 . 4 TS 流包的加擾和 RS 編碼 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 3. 外碼編碼 外碼編碼即是 RS 編碼 ，是在每 188 字節(jié)后加入 16 字節(jié) 的 RS 碼 ( 204， 188， t = 8 )，參見圖 (b)。 4. 外交織 為提供抗突發(fā)干擾的能力，在 RS 編碼后采用 字節(jié) 為單元的交織，稱為 字節(jié)交織或外交織 ，交織深度 I =12 字節(jié)。 5. 卷積內(nèi)編碼 內(nèi)碼編碼與外碼編碼相結(jié)合，構(gòu)成了 DVBS 中的 級聯(lián)編碼 ，它增強了信道糾錯能力，有利于抗御衛(wèi)星廣播信道傳輸中干擾的影響。 內(nèi)碼編碼與外碼編碼相結(jié)合，構(gòu)成了 DVBS 中的級聯(lián)編碼，它增強了信道糾錯能力，有利于抗御衛(wèi)星廣播信道傳輸中干擾的影響。 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 6. 收縮卷積碼和基帶成形 基帶卷積輸出 X， Y 輸入至收縮卷積碼電路，實現(xiàn) 2/3 或 3/4等編碼效率，而后再使該串行序列經(jīng)串 /并變換電路形成 I， Q 兩路并行輸出。 7. 誤碼性能要求 衛(wèi)星接收端有確定的誤碼性能要求，以確保接收信號質(zhì)量。在傳輸信道中，對于出現(xiàn)的相加性白高斯噪聲 ( AWGN ) 引起的信號質(zhì)量下降，通常以 Eb/N0 進行衡量。 8. 可用比特率與轉(zhuǎn)換器帶寬的關(guān)系 一個衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器能以 QPSK 調(diào)制方式 傳輸?shù)目捎帽忍芈手?，除了決定于可選用的不同值的內(nèi)碼編碼率外，更加決定于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器本身的帶寬。 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 MPSK的頻譜利用率為 log 2M b/(sHz)。 M＝ 4 時，即 QPSK的頻譜利用率為 2 b/(sHz)。 由上面所述可以看出， DVBS 的特點在于衛(wèi)星信道的帶寬大( 24MHz )，但轉(zhuǎn)發(fā)器的輻射功率不高 ( 十幾瓦至一百多瓦 )，傳輸信道質(zhì)量不夠高 ( 傳輸路徑遠，特別是易于受雨衰影響 )。因此，為保證接收可靠而采用了 調(diào)制效率較低 、 抗干擾能力強的 QPSK 調(diào)制。 三 . DVBC 信道編碼與調(diào)制系統(tǒng) 1. DVBC 簡介 DVBC 系統(tǒng)定義了有線數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的功能塊組成，它使 MPEG2 基帶數(shù)字電視信號 與有線信道特性相匹配。 DVBC 的歐洲標準是由 ETSI ( 歐洲電信標準學會 ) 于 1994年 12月制定的。 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 2. DVBC 信道編碼與 DVBS 的共通部分 由圖 可見，發(fā)送端框圖中的前 4個方框是與 DVBS 一樣的。 數(shù)字有線電視采用與衛(wèi)星同樣的 MPEG2 壓縮編碼的傳輸流 。由于傳輸媒介采用的是同軸線，與衛(wèi)星傳輸相比外界干擾小，信號強度相對高些，所以前向糾錯碼保護中可以取消 內(nèi)碼編碼 。 3. 字節(jié)到 m 位符號變換 DVBC 中，符號交織 ( 交織深度 I=12 字節(jié) ) 之后 沒有級聯(lián)的卷積編碼， 也即只有外編碼而無內(nèi)編碼，原因在于有線信道質(zhì)量較好，不必將 FEC做得復雜化。 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 圖 DVBC(a) 前端框圖 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 圖 (b) DVBC 接收端框圖 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 圖 字節(jié)到 m 符號變換框圖 圖 卷積格雷碼 QPSK 調(diào)制 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 4. 基帶成形 如圖 所示，在符號變換和差分編碼 ( IkQk ) 之后是基帶成形，采用升余弦平方根濾波函數(shù)，滾降系數(shù) α＝ ?？梢姡捎谟芯€信道質(zhì)量好，因此 α值較小 ( DVBS 中 α= )，這有利于帶寬利用率的提高。 5. 調(diào)制傳輸 前面已述及， DVBC 的調(diào)制方式為 MQAM，可以是 16， 32，64， 128 和 256 QAM，典型值是 64QAM。 QAM ( 正交幅度調(diào)制 ) 是一種 節(jié)省頻帶的數(shù)字調(diào)幅 方法，在 2400 b/s 以上的中、高速調(diào)制中常被采用，廣泛應用于有線電視的下行傳輸及 HDTV 的地面廣播傳輸中。 QAM 有較高的頻帶利用率 ，同時有較高的信噪比。 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 在有線傳輸系統(tǒng)中 ( DVBC ) ，使用 TCMQAM 調(diào)制方式。 這主要是考慮到電纜信道的誤碼性能較好，信號的發(fā)射功率較大，用調(diào)制度較高的 QAM 方式 可在高質(zhì)量接收條件下較大幅度地壓縮傳輸帶寬。 QAM 信號的幅度和相位均攜帶信息， 16QAM 的理論值為每符號 4bit ，在使用 64QAM 時，一個 6 MHz的信道能傳輸 27Mb/s 的信息。 MQAM 和 MPSK 高頻 調(diào)制效率 ： 16QAM 調(diào)制理論上的頻譜利用系數(shù)為 4 b /(sHz)，即 16=24。64QAM 中， 64=26，則它的頻譜利用系數(shù)為 6b /(sHz)； 128QAM 的頻譜利用系數(shù)為 7 b/(sHz)； 256QAM的頻譜利用系數(shù)為 8 b/(sHz)； 而QPSK調(diào)制相當于 4QAM，所以它的頻譜利用系數(shù)應為 2 b/(sHz)。 )//(1log 2 HzsbitM?? ??第 6 章 數(shù)字電視傳輸 6. 不同 M 值的 MQAM 星座圖 圖 M 值的 MQAM 星座圖，它們的實現(xiàn)都基于圖 所示的符號變換框圖。 7. 傳輸比特率 對于 QAM 調(diào)制而言，傳輸信息量越高，抗干擾能力越低。在一個 8 MHz 標準電視頻道內(nèi)， 如果使用 64QAM，則所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率為 Mb/s。 DVBC在 CATV網(wǎng)中的應用實例見表 。 根據(jù) MQAM 的 M 值和映射頻道的帶寬，可以計算出一個 DVBC 頻道能傳輸?shù)目捎帽忍芈? Ru 值 ( Mbit/s ) 和符號率 Rs 值 ( Mbaud ) ，表中的值適合于 8MHz 的信道帶寬。 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 圖 64 QAM 調(diào)制星座圖 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 圖 (a) 不同 M 值的 MQAM 調(diào)制星座圖 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 圖 (b) 不同 M 值的 MQAM 調(diào)制星座圖 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 圖 (c) 不同 M 值的 MQAM 調(diào)制星座圖 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 第 6 章 數(shù)字電視傳輸 四 . DVBT 信道編碼與調(diào)制系統(tǒng) DVBT 的信道編碼和調(diào)制系統(tǒng)框圖如圖 。輸入端是視頻、音頻