数字电视i信号传输研究

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1、谨以此论文献给*-学生姓名（小二号，黑体）数字电视信号传输技术研究 学位论文完成日期： 指导教师签字： 答辩委员会成员签字： 独 创 声 明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 （注：如没有其他需要特别声明的，本栏可空）或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日-学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文

2、的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名： 导师签字：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日数字电视信号传输技术研究摘 要 数字电视信号的传输与模拟电视的电波传播截然不同，它是靠由数字“0”和“1”构成的一系列二进制数据来传播的，目前世界上主要通用的传播途径有：地面数

3、字电视传播、卫星数字电视传播及有线数字电视传播。同时，正如模拟电视有PALNTSC以及SECAM等制式一样，数字电视也有其主要的传输标准:美国的ATSC、欧洲的DVB以及日本的ISDB。其中前两种标准在世界的全球范围内运用的较为广泛，特别是DVB目前已逐渐成为世界数字电视的主流标准。本文将就目前的数字电视信号传输技术做一个较为系统的概述。并且对前人在此方面的研究做一个系统性的总结，通过自己在相关领域的实践经验并且结合自身学习到的理论知识，以及前人的经验，对数字电视信号传输技术进行研究。探讨我国目前数字电视信号传输技术的不足，针对现有有线信号传输进行综合测试与评定，根据实验结果，笔者认为数字信号

4、无线传输技术探讨以及、数字信号卫星传输技术是解决目前数字电视信号我国有线传输方式的最佳解决方案。 在整个研究过程中，由于自己在数字电视信号传输方面的相关领域内可能由于缺少更多的实践经验，同时也由于自己在这一方面的理论知识还不够深厚。因此在整个研究过程中或许有一些较为不够准确的地方或者在一些相关技术的定义上和理解上可能有失偏颇。我会在以后的日子里多多加强相关领域内的理论与实践知识，更好地完善自己在这方面的知识体系。关键字： 数字电视 ；信号传输 ；传输标准 ；传播方式Digital TV signal transmission technology researchAbstract Digita

5、l transmission of TV signals with analog TV radio wave propagation of very different, it is by the number 0 and 1 consisting of a series of binary data for dissemination, currently major general transmission of the world: the spread of terrestrial digital television, digital satellite television and

6、 digital cable TV. At the same time, as some PALNTSC and SECAM analog TV standard, also has its main digital TV transmission standard: United States ATSC, European DVB and Japans ISDB. The first two standards in the world of more widely used worldwide, in particular DVB has gradually become the main

7、stream world of digital TV standard. This article presents a more systematic overview of the current digital TV signal transmission technology. And a systematic summary of previous research in this area, combined with their own study to the theoretical knowledge and previous experience, through thei

8、r own practical experience in related fields and to study the digital TV signal transmission technology. Explore our current lack of digital TV signal transmission technology and existing wired signal transmission integrated test and evaluation, according to experimental results, I believe that the

9、wireless digital signal transmission technology of the satellite transmission of digital signals is the solution to the digital TV signal Chinas wired the best solution for transmission.In the entire research process, because of their own in the digital TV signal transmission related field may be du

10、e to the lack of more practical experience, but also because of their own in the aspects of the theory of knowledge is not deep. Therefore in the entire research process may have a more accurate enough to place or at some technology related to the definition and understanding may be biased. I will b

11、e in the days after a lot of field enhancement associated with the theory and practice of knowledge, to better improve themselves in this knowledge system.Keywords: digital television; signal transmission; transmission standards; transmission mode目 录0 引言11 绪论21.1研究背景21.1.1数字电视在全球的发展21.1.2我国数字电视发展现状及

12、优势21.2文献综述41.2.1数字电视技术研究现状41.2.2数字信号传输技术研究现状51.3研究的意义及必要性61.4研究内容及思路61.5创新性与不足62数字电视信号概述82.1数字信号的产生82.2数字电视信号概述92.2.1数字电视信号传输标准102.2.2 目前数字电视信号最新科技成果112.3数字电视信号传输特点112.3.1数字信号的失真及其误码控制112.3.2网络相位特性对数字信号的影响122.3.3数字信号优点133现有数字电视信号传输基础及不足之处143.1数字信号传输中的衰落与干扰143.1.1路径损耗143.1.2脉冲干扰143.1.3抖动与漂移143.1.4反射干

13、扰143.1.5马赛克现象143.2数字信号的基带传输143.2.1基带信号与信道特性153.2.2改变编码码型153.2.3改变脉冲波形163.2.4使用随机序列进行扰码163.2.5减少冗余码3.2.6时域均衡器163.3数字信号的载波传输与数字调制技术163.3.1幅移键控（ASK）163.3.2频移键控（FSK）173.3.3相移键控173.3.4QPSK调制原理173.3.5QAM调制原理173.4有线数字电视信号传输不足之处173.4.1占用频带宽173.4.2传输稳定性难以保障183.4.3安全性不足183.4.4安装成本较高184改进措施及解决方法.204.1利用光缆传输有线电

14、视信号204.2 数字信号无线传输技术探讨214.3 数字信号卫星传输技术探讨234.3.1现状234.3.2 网络共享CW接收234.3.3卫星共享CW接收234.3.4 缺陷存在的原因234.3.5解决思路245 数字电视信号传输未来发展趋势和方向255.1光纤通信255.2移动通信255.3微波中继通信255.4数字电视技术发展方向26结束语28致 谢29参考文献30340 引言 电视是人类在20世纪的一项伟大发明，它的发明终于实现了人类长久以来就能看到千里之外的事物，收听到千里之外的声音的想法，使人类从此有了“千里眼”和“顺风耳”。电视技术是一种利用无线电子学得方法实时传送图像和声音的

15、技术。进入新世纪，随着人类科技水平的不断发展，逐渐发明了数字电视这一有别于过去的模拟电视信号。我国也在2004年基本掌握了数字电视从演播室的传输到每一户居民的信号接受的所有关键技术。早在2001年3月，国家广电总局就提出了我国广播电视数字化的发展方向，包括在2005年前全面启动和推进数字化进程。并且计划在2010年前基本实现全国广播电视数字化，并使数字电视机得到普及；在2015年前全面实现数字化，全面完成模拟向数字的过度，并逐步停止模拟电视的播出。数字电视技术是近20年来发展最快的技术之一。总体来看，数字电视技术的发展经历了三个主要阶段。第一阶段：在20世纪80年代以前，当时以研究开发单独的局

16、部设备为主，投入使用的有数字时基校正器（DTBC）、数字帧同步机（DFS)、数字特技机(DVE)等；第二阶段：是在80年代到90年代，这一阶段的特点是开发成功了数字整机电视设备，如数字录像机、数字信号处理摄像机等；第三阶段：是在90年代以后，在这一阶段，数字电视技术已开始从单个设备向整个系统发展，一些研究机构提出了全数字化的数字电视广播标准，如欧洲的DVB格式、美国的ATSC格式等，而且数字电视技术与高清晰度电视技术结合在一起，一些发达国家已经开始进行数字电视或数字高清晰度电视系统的试播。如今，数字电视是人们谈论最多的热闹话题之一。可以说随着时代的发展人们对于数字电视的陌生感也越来越减弱，并且

17、我国在十二五规划中也将着重推行数字电视。所为数字电视是指电视信号的处理、传输、发射和接收过程中使用数字信号的电视系统或电视设备。数字电视的传输过程相对于传统电视的模拟信号传输而言，主要区别在于对电视台所发出的信号经过卫星以及地面无线广播接收时通过数字解调和数字视音频解码处理还原出原来的图像及伴音。这样可以尽可能多的将更多的内容通过电视台发射出去，而相应的观众则能够在家中接受到更多更清晰的画面和音质，提高百姓欣赏电视的品质。不过这样则对于信号传输的要求更高，同时在接收时对于数字信号的解调和数字视音频解码处理要求相对于过去更为严密。1 绪论1.1研究背景1.1.1数字电视在全球的发展数字电视被认为

18、是21世纪最具发展前景的新兴产业之一，有着广阔的发展前景,世界各国都把数字电视列为新的经济增长点。近年来，包括欧美以及日本等发达国家都纷纷在探寻与研究数字电视的发展以及相关技术的研制，从目前的结果而言已经有相当一部分国家的数字电视市场发展已初具规模。在美国，据美国全国广播工作者协会(NAB)称，现在有近80%的家庭至少接收一套数字电视信号，美国的数字电视已经得到了大面积的推广；欧洲数字电视的卫星广播早1996年开始播出，目前用户已超过500万，并已扩展至东欧；韩国的地面数字电视产品采用了美国的ATSC标准，逐步将数字电视推广到全部省会城市。1.1.2我国数字电视发展现状及优势 世界通信与信息技

19、术的迅猛发展将引发整个电视广播产业链的变革，数字电视是这一变革中的关键环节。中国数字电视主要由有线数字电视、地面数字电视、卫星数字电视、IPTV网络电视四类通道构成，由于国内目前是有线数字电视为主体的发展方向，所以在有线数字电视正处于高速发展之中，中国数字电视的高速发展主要依靠有线数字通道拉动。2006年，中国数字电视用户市场规模达到1355.6万户，2007年，中国数字电视用户市场 规模达到2963万户，2008年，中国数 字电视用户市场规模达到5317万户，2009年， 中国数字电视用户市场规模达到8326万户，预计到2015年， 中国数字电视用户市场规模达到3.66亿户左右。在整个数字电

20、视研究中，广大企业积极参与标准的研究和讨论，包括标准颁布前的实验、测试数据的分析等。随着2006年8月数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制国家强制标准的发布，相应的终端产品研发、产业化以及标准化工作也提上了重要议事日程。下一阶段，信息产业部将继续贯彻国家数字电视产业的有关政策，从终端产品的性能、功能、测试规范、测试信号等多方面入手，进一步做好终端产品的标准研究制订工作，同时做好数字电视增值业务标准的制订，为数字电视业务发展打下坚实基础。由于我国相关产业发展落后以及电视工业长期受到技术、人才等原因的限制，导致我国数字电视产业仍处于起步阶段。尽管如此，但是随着我国近年来技术引进、人才引进

21、以及改革开放所带来的契机，从数字电视的发展趋势来看，我国的数字电视目前已经形成三足鼎立的格局，即机顶盒、标准清晰度数字电视SDTV和高清晰度数字电视HDTV并存的局面。我国政府很早就重视和支持数字电视技术的发展，早在上个世纪七八十年代我国就已经成了专项工作小组研究相关的电视技术的额突破与革新。先后成了电子部、HDTV软科学研究专家组等不同类型的研究小组，针对未来的电视传输信号进行有针对性的研究与探索。进入新世纪后，我国更是在相关研究领域加大了研究投入与建设。2003年10月，国家广电总局发布了我国有线电视向数字化过渡时间表，确定2010年全面实现数字广播电视，2015年关闭模拟电视，完成向数字

22、电视的全面转变。经过几年的试点运营，数字电视在我国发展势头迅猛。包括青岛、佛山、杭州、大连等多个试点区域均取得了不俗的成绩，并总结了许多有益的经验。与推广同步，我国数字电视产业链条上的其他环节也取得了重大突破，其中节目内容制作的丰富及地面标准的即将出炉，都为整个行业发展上一个台阶起到重要推动作用。而国家广电总局放开民营资本介入数字电视领域，无疑将对数字电视尤其是高清电视节目的丰富，起到巨大的促进作用。1.2文献综述1.2.1数字电视技术研究现状数字电视最初源于欧美发达国家，数字电视的出现可谓是信号传输的革命性改变，因此数字电视拥有广阔的发展前景，纵观全球，大力发展数字电视及其相关产业已经成为近

23、期一些国家电视传媒的主导工作，并且相继取得了突破性进展。陈策在数字电视技术的发展现状与实际应用中的问题研究对我国目前数字电视技术做了很好的概括与描述，他认为随着互联网技术的发展以及数字电视技术的日益成熟，未来我国居民对于数字电视的使用必将越来越广泛，不再是像过去那样只是有钱人的特权或是遥不可及的海市蜃楼。此外，他认为由于计算机技术和多媒体技术应用的发展和推动, 虽然我国目前在数字电视的相关技术得到了很大的进步,相关的企业和政府也在积极推动数字电视技术的发展与推广，但是其真正的应用和市场的进一步成熟还有待时日。针对数字电视技术的普及和推广工作还需花费大量的时间和人力。另外, 由于各种各样的原因,

24、 在数字电视的应用过程中, 还存在许多问题需要解决, 比如提供服务内容上的单调; 用户终端费用过高等。陈策将这些问题可以总结归纳为五点：各类各地有线网络整合困难；国内市场没有形成；播放内容单一；观众的传统收视习惯很难改变价格设定没有制度保证。高亚军以Xilinx高端FPGA作为开发平台，以数字信号处理理论为基础，结合当前的FPGA技术，深入探讨了基于FPGA实现各种数字信号处理算法的工程方法。杨艳花针对我国巨大的潜在消费群体，认为我国数字电视技术未来的发展前景非常乐观，从技术前景而言她认为与模拟电视相比，数字电视不但提供了节目、信息、服务、娱乐等各个方面的服务，在节目方面除现有的公共节目之外，

25、还有多种专业化的广播电视节目、更重要的是具有交互功能，即交互式数字电视或互动电视（IPTV）。未来类似于互动电视的功能还可以进一步拓展，满足每一位用户的个性化需求，同时结合网络技术，实行电视与网络的完美结合。1.2.2数字信号传输技术研究现状黎伟健，朱建明，夏青主要研究数字电视信号传输方式和技术特性，从数字信号传输的各个环节入手，分析在传输过程中可能遇到的问题以及相应的解决对策，同时对目前数字电视传输主要是基带数字电视信号的传输的原理作进一步的分析，认为由于时下的数字电视信号的传输最适合的依然是有线传输。朱建明与夏青认为卫星数字电视的接收误码率相比有线传输高，其主要原因是接收开路信号易受外界强

26、电磁场干扰，同时有卫星天线调整不到位等因素。而无线信号传输则会因为天气、磁场以及相应技术支持不足，因此在短时间内也不易被使用和采纳。何文利对目前世界上发达国家所采用的不同的数字电视信号传输标准作了逐一的分析（欧洲的DVB、美国的ATSC以及日本的ISDB）,同时比较我国在2006年由国家标准管理委员会就我国目前数字电视地面广播传输标准所发布的公告：GB20600-2006数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制，认为我国目前所制定的标准能够很好的满足大范围固定覆盖和移动接收需要。陈松达对我国目前有线数字信号传输技术进行了讨论，认为随着光纤传输技术的不断成熟以及企业生产成本的不断降低，未来

27、传统电缆传输技术将被逐渐淘汰，取而代之的是光纤传输技术，而针对在有线数字电视系统组网建设当中，通常会遇到的传输线缆架设十分困难的情况，例如桥梁、铁路、河流等地形障碍，则可以采用微波传输技术来解决这些问题。并且针对不同的状况可以通过不同的传输方式的互相结合，认为有线数字电视信号应用多种方式混合的传输技术是有线数字电视传输的主要发展方向，是完全可行的传输方式。从目前国内对数字电视信号传输技术的研究而言，更多的都是停留在数字电视信号的有线传输的基础上，仅仅对无线传输1.3研究的意义及必要性从近年来我国数字电视的发展历程来看，虽然我国目前的数字电视用户的规模不断增长，数字电视从传输、接收、信号的处理等

28、各项技术也在不断的日益完善，国家的相关部门也已经制定了相应的数字信号传输标准，从目前的实施情况而言也满足的大多数高清电视用户的视觉体验。但是由于我国目前的数字电视传输依然是有线传输的基础上，其特点是信号传输稳定、技术较为成熟易接受和发送。但是对于我国如此庞大的市场规模和消费群体而言，若单单依靠有线传输技术实现数字电视走进千家万户则需要铺设数以万计的通讯线路，架设更多的发射台，这无疑将会增加运营商的运营成本，提高消费者收看时所需要支付的费用以及对有限资源的浪费。此外，我国目前所指定的数字电视信号标准也主要是以有线数字传输为基础所制订的。而对于我国这样拥有庞大潜在数字电视消费群体的国家而言，数字信

29、号的无线传输或者是卫星传输是最为有效也最节省成本的传输方式。从目前国内的相关学者的研究方向和领域而言，也更多地是集中于有限数字电视传输技术，这一方面是由于我国目前新出台的数字电视信号的传输标准主要是针对有线数字传输，并且企业在有线数字传输的技术也日渐成熟，其传输和接收的信号较为安全、相比较卫星传输与无线传输而言不易受到外界因素的干扰，保证了居民的正常使用。因此本文也将在对目前数字信号有线传输的基础上，总结数字信号有线传输的成功经验，探讨无线传输技术与卫星传输技术在我国目前的可行性以及如何改善其传输的稳定性，并针对相对应的传输标准的制定提出自己的观点与想法，从而帮助我国早日实现数字信号的无线传输

30、和卫星传输。1.4研究内容及思路 第二章主要就我国目前数字电视信号从其产生、以及信号传输的原理与基础作简要的概括，同时对目前国际上通行的不同的数字信号的传输标准做简单的归纳与总结，找出不同传输标准之间的差异性和数字电视信号传输的特点与特性。第三章主要针对目前欧洲、日本和美国等发达国家以及我国最新出台的数字电视信号传输标准中所使用的电视数字传输技术，从使用成本、受干扰程度、用户体验、传输原理等多角度分析各自的不足之处。 第四章是针对上述不足，提出自己的观点以及相应的改进措施。第五章则是对整篇文章的总结，以及对未来我国数字电视信号传输技术的发展方向进行展望，并对目前尚感不足、有待日后继续研究的问题

31、作交待，为自己以后进一步的学习和研究指明方向。1.5创新性与不足 本文对前人对于有线数字电信信号传输进行了总结与归纳，同时针对我国未来大规模的数字电视节目的推广就目前有线数字电视信号传输可行性研究做了探讨，并且客观的探讨了卫星传输与无线传输技术未来发展方向以及需要客服的困难与解决方法。在整个研究过程中，由于自己在数字电视信号传输方面的相关领域内可能由于缺少更多的实践经验，同时也由于自己在这一方面的理论知识还不够深厚。因此在整个研究过程中或许有一些较为不够准确的地方或者在一些相关技术的定义上和理解上可能有失偏颇。1.6 本文主要研究工作 本文主要针对我国目前所普遍使用的数字信号的有线传输技术与光

32、纤传输、无线传输以及卫星传输进行比较分析，通过实验验证光纤传输、无线传输相比较我国目前的电缆有线传输的优越性，同时也比较各自传输过程中所面临的技术困难、成本问题以及其他外部因素等限制条件，并且未来的数字电视信号的传输将会更加的清晰和快速，同时传输的容量也将大大高于目前的传输水平。因此我国现有的数字信号传输技术已经无法满足用户对于信息量的需求，笔者经过不同的传输方式的比较，认为光纤传输技术以及无线传输技术是我国未来数字信号传输方式的重要趋势，从而以更快的速率与容量提供给我国的用户更好地收看效果与享受。2 数字电视信号概述2.1数字信号的产生数字信号的产生：从摄像机光电转换后得到的电视信号都是模拟

33、信号，将模拟电视信号变成数字电视信号要经过模/数（A/D）转换过程。模/数转换包含三个过程，即取样、量化及编码。其中，取样的目的是将时间上连续的模拟信号变成时间上离散的信号，量化是将幅度上连续的取样值变成幅度上离散的取样值，而编码的作用是将离散化的取样值编成二进制数码。将模拟信号变换成数字信号称为模、数（A/D）转换。最基本的方法是所谓脉冲编码调制（PCM）。运用该方法实现电视信号的数字化需要三个步骤：抽样、量化和编码。将输入的每一位数字量转换为与其相对应的模拟量，各位对应的模拟量相加则得到DA转换器的输出，模拟输出与数字量输入成正比。一般的DA转换器都是根据这一原理设计的的。 图2.1 D/

34、A转换基本原理根据电视信号的特点，其数字化的方式有两种，即复合编码方式和分量编码方式。复合编码方式：将彩色电视信号作为一个整体进行取样、量化和编码，得到一个数字复合电视信号；分量编码方式：对亮度信号和两个色差信号分别进行取样、量化和编码，得到三个数字分量电视信号。复合编码的优点是码率低些，设备较简单，适用于在模拟系统中插入单个数字设备的情况。它的缺点是由于数字电视的取样频率必须与彩色副载波频率保持一定的关系，而各种制式的副载波频率各不相同，难以统一。采用复合编码时由取样频率和副载波频率间的差拍造成的干扰将影响图像的质量。在选择取样频率时，要考虑以下几个方面：取样频率（fs）必须大于或等于信号最

35、高频率（fm）的二倍；取样频率选取为色副载波的整数倍，即fsn fsc，这样可避免取样信号与色副载波的高次谐波产生的差拍成分串入视频信号中形成网纹干扰；取样频率还必须是行频的整数倍，这样才能实现固定正交取样结构。取样结构为固定正交结构。每一行的样点正好处于前一场和前一行样点的正下方，而且与前一帧的样点重合。量化：量化过程是把取样后的信号幅值归并到有限个幅度等级上，并用一个相应的数据来表示。归并过程使得量化后的信号幅度与取样信号实际幅度之间有偏差，这称为量化误差。量化误差的存在会使重现图像上产生杂波干扰，称为量化杂波或量化噪声。为了使量化后的电视信号具有足够的信噪比，应尽量减小量化误差，即尽量增

36、加量化级数。在电视信号的模数转换过程中，如果要保证实际图像的量化信噪比大于50dB，则量化级数至少应为256级，即量化比特数为8比特。在有些应用场合，量化比特数可达10比特或更高，这时可得到量化信噪比更高的信号。不过，量化级数增加后，量化比特数也相应增加，导致数码率的增加，这会给后续的信号处理和传输带来很多困难。编码：编码过程是将量化后的取样值用一组二进制码表示。例如，设量化级数为256级（0255级），即8比特量化，若用自然二进制码方式进行编码，则对应这256个量化值，就可用0000000011111111这一组二进制码表示。2.2数字电视信号概述数字电视信号由于是目前国内外最新的针对信号传

37、输的研究成果，其无论是在画质的传输还是音质的提高方面都远远要优于过去传统的模拟电视信号，并且随着时间的推移数字电视信号已经在越来越多的国家和地区得到有效的推广与使用。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。通过地空及卫星系统将数字电视信号的传输能够覆盖城市的每一处地区。在我国，目前最常用的传输模式为地面传输，因为是通过地面网络进行传输因此受到外界的干扰较小，抗打击性较强，但是其覆盖面接较小，难以覆盖的每一个小区和居民家中，但是其铺设成本相对低廉，而用户可以通过信号接收电线来接收电视信号。由于我国目前各个地区的生活水平和生活质量各不

38、相同，因此通过地面传输的方式可以使不同地区的居民各取所需，政府和相关企业也能够根据居民不同的需求而选择假设传输网络的方式和路线，居民只需要通过安装机顶盒的方式便能够直接接受到数字电视信号，这样既降低了企业在路线铺设中的成本，同时也保证居民可以以较为低廉的价格获得更好的服务和接收质量。2.2.1数字电视信号传输标准因为我国目前在数字电视信号的传输模式主要是通过地面传输，因此根据我国这一传输特性，本文主要探讨目前国际通行的地面数字电视信号传输模式。就目前在国际上较为通行的地面数字电视传输的标准为“ATSC、DVB 传输标准和ISDB 传输标准3 种。每种传输标准都有着自己的优势和不足，因此无法明确

39、地说一种传输方式就会比另外两种好，在具体使用的时候也要根据自己的条件和具体需求选择更为合适的一种。现在使用的地面数字电视信号传输方式是DVB-T 标准。地面电视信号传输有着自己的特点，就是在地形复杂的地方存在比较严重的时变衰落和多径干扰，并且与卫星和有线电视信号传输相比信噪比较低。针对于这些特点，DVB-T传输标准采用了前向纠错(FEC) 方式，而不是后向纠错(BEC)，这样能够保证信号接收的完整性和准确性。同时，其信号发送的比特率也是可变的，可以适应不同的接收环境，比如在移动接收是可以降低发送码率。DVB-S主要是用于卫星信道。卫星信道的特点是：可用频带宽、功率受限、干扰大、信噪比低。所以要

40、求采用可靠性高的信号调制方式、强的信号纠错能力，对带宽要求不是特别高。因此DVB-S采用前向纠错（包括Viterbi编码、交织编码以及RS编码和加扰等电路），正交移相监控（QPSK）调制的信道处理，然后反馈给卫星链路。接收时进行相反的处理。卫星传输因为其覆盖面积较广、节目容量较大等特点，工作频率一般而11/12GHZ，DVB-S标准几乎为所有的卫星广播数字电视所采用。DVB-T主要用于地面广播信道。地面广播的特点是：地形复杂、存在时变衰落和存在多径干扰、信噪比较低。同时DVB-T发送的比特率是可变的。例如：在6MHz频带刻在其他的比特率之间进行选择，同样的在8Mhz频带也可以在其他不同的比特率

41、之间进行不同的选择，从而适应不同的接受环境、如移动接收应适当降低发送的码率。我国DVB-T标准还未确定。DVB标准的核心：一、系统采用 MPEG压缩的音频，视频及数据格式作为数据源；二、系统采用公共 MPEG-2传输流(TS)复用方式；三、使用通用的加扰方式以及条件接收界面 日本的ISDB利用一种标准化的复用方案，在一个普通的传输信道上可发送各种不同的信号，同时可以通过各种不同的传输信道发送复用。ISDB是一种新型广播系统，将能提供各种广播业务，如较高功能性及较高质量的业务，或“在任意时间可访问的任何信息”，以最大限度地利用数字技术。借助于ISDB，观众能灵活地集成和编辑由各种广播媒体，包括卫

42、星广播、地面广播和有线电视传送的各种类型的数字信息，如视频、声音、图像、文字和数据。同时ISDB具有柔韧条件接收技术。DVB-C用于有线信道。有线信道的特点是：信噪比高、频带资源较窄、存在回波和非线性失真，这些特点要求有线数字电视广播在信号传输的过程中要采用带宽窄、频带利用率高、抗干扰能力较强的调制方式。同时，由于信道信噪比高，误码率较低，纠错能力要求不是很好。因此有线数字电视广播的新到部分采用RS码和卷积码交织技术，正交幅度调制（QAM）。2.2.2 目前数字电视信号最新科技成果上世纪九十年代开始，我国开始广泛使用SDH，同步数字体系) 技术的复用方式来进行数字电视信号的传输。SDH 数字信

43、号传输技术是由美国贝尔通信技术研究所提出的一种将复接、线路传输及交换功能融为一体，由统一网管系统操作的综合信息传送网络。它是一种同步的数字信号传输网络，可以分成电路层、通道层和传输媒介层。STM-4 电视信号传输系统在支路传输电视信号的数据流，低端复用设备将输入的各个支路的电视信号进行调制之后使用STM-4 码率送入数据传输信道。在传输过程当中，为了弥补在传输中衰弱的信号，使用再生器消除传输噪声的影响。支路信号传输通道可以分为多个复用段，而复用段又可以被分为多个再生段，在使用中定义再生段至少要拥有一个再生设备作为其端站。SDH 电视信号网络使用了包括VC 虚级联、接容量调整机制、通用成帧规程、

44、动态链和弹性分组环等新技术。其主要目的是使SDH 电视信号传输系统能够适合于传输多种不同的业务，这些业务可以包括以数据业务为主的VoIP、IPTV 以及多媒体数据等，从而实现了SDH 网络协议的灵活性以及与其他网络连接的便利性，同时也有利于SDH 网络的智能化。2.3数字电视信号传输特点2.3.1数字信号的失真及其误码控制 数字电视的信号是采用 QAM 调制方式，这种调制方式称为正交幅相调制，它既对载波的振幅进行调制，又对载波的相位进行调制，又由于调幅是平衡调幅，所以抑制了载波。因此在频谱仪上看，一个数字频道的已调信号象一个抬高了的噪声平台 ( 如下图所示），均匀的平铺于整个带宽之内。它的能量

45、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。 由于数字信号是离散信号，衡量其质量的标准只能用信号的取值（或状态）判断的正确与否来评价，即用误码率作为衡量主要参数，系统的 CSO 、 CTB 、 C/N 等指标都反映到误码率上。数字信号的指标劣化，表现为马赛克、静幀至图像中断，没有模拟信号那种劣化的渐变过程。数字信号频道的能量均匀分布在限定的带宽内，由于这个特点，在传输通道存在非线性失真的情况下，所产生的互调、交调产物就不是呈离散性的分布，而是呈白噪声性质，在被干扰的频道内妳散分布，这等于在被干扰频道里增加了噪声，称为组合互调噪声 CIN 。这种噪声

46、如果落在模拟频道上，对被干扰频道的图象质量的影响不是表现为互调的网纹，也不表现为交调的现象，是表现为画面信噪比的劣化，全画面象是罩上了一层部分网孔被堵塞了的窗纱，细看是黑白相间的小点子，使图像的分辨率、对比度明显降低，看上去不通透，缺乏力度。数字信号在线路中传输时，由于信道不理想和噪声干扰，接收端会出现误码，当线路传输码中出现n个数字码错误时，在码型反变换后的数字码中出现n个以上的数字码错误的现象称为误码增殖。误码增殖是由各码元的相关性引起的。针对误码增殖这一现象，为了能够最大程度的降低误码的误码的出现情况，减少因为由此而给收看者带来一些不良的影响，影响最终的收看效果和收听的感觉，误码控制也应

47、运而生。误码控制是通过特定的纠错编码技术实现的。纠错编码利用数字信号可以进行数值计算这一特点，将若干个数字信号组成一个码组，按照某种运算法则进行数值运算，然后将运算结果（也是数字信号）附加在码组后面一起传送给接收机。由于每个信号码组与它们的运算结果之间保持着一定的关系，所以如果传输过程中发生了错误，这种运算关系就会遭到破坏。接收端按照规定的运算法则对接收到的每个信号码组及其运算结果进行检查，如符合运算关系，则认为信号中没有误码。如不符合运算关系，则说明发生了误码。纠错编码一般可分为前向纠错和后向纠错两类方法。前向纠错是使信源代码本身包含检错纠错能力，当接收端检测出误码后，可在一定范围内进行纠错

48、。这种编码一般称为FEC（前向误码控制编码），在数字电视中普遍采用。后向纠错是当接收端发现有误码时，立即通过反馈信道请求发送端重发。这种方式称为反馈重发，在点对点的交互通信中可以采用，而在点对面且实时性很强的单向广播中显然不适用。还有一种掩错方式。由于电视信号具有空间和时间相关性，故当误码范围过大而接收端无法纠正时，可以利用前面已接收、存储的相关数据来代替，这与反馈重发类似。这就是我们经常看到的“马赛克”现象。2.3.2网络相位特性对数字信号的影响 由于数字信号采用 QAM 调制方式，所以，除了载波的幅度携带了信息外，载波的相位也携带了信息。为此，传输网络的相位特性也影响着信号的 BER 。影

49、响网络相位特性的主要有两个方面，一是网络的失配产生反射所造成的多径效应；二是有设备振荡源的不稳定性所产生的相位噪声。 相位噪声对模拟电视影响比较轻，即便相位噪声指标很差，也不过表现为图像暗场是出现杂乱无章的花纹，因此相位噪声指标在模拟电视里不被考察。相位噪声的来源是频率处理器，即含有振荡源的设备，如调制器，频率变换器等，为此，挑选相位噪声低的 QAM 调制器是从根本上保证传输质量的关键。 2.3.3数字信号优点一是、抗干扰能力强，无噪声积累二是、保密性能好。由于数字信号是将模拟信号变成“0”和“1”码，再经不同组合后才进行传输的，因而无法直接识别，具有固有的保密性。同时数字通信可以很容易地将复

50、杂密码进行编码和解码，所以数字通信可以实现模拟通信无法达到的高质量保密性。三是便于组成现代化数字通信网，便于实现多媒体通信。 由于各种信息（声音、图像、数据等）都可变换成统一的二进制数字信号，通过多路复用组合在一起，经同一信道传输而不互相干扰，故数字通信可以将各种业务和不同的终端用户组合在一个系统，形成综合业务数字网（ISDNIntegrated Services Digital Network）。综合业务数字网（ISDN）能实现两重任务：一是各种通信业务的综合，二是数字传输与数字交换的综合。由于直接与计算机联网，所以大大提高了通信效率。占用信道频带宽 四是占用信道频带宽。在模拟通信系统中，一

51、路电话所占带宽为4kHz，当数字电话用PCM 传输时，数码率为64kbit/s，频带为64kHz，后者是前者的16倍。显然，它将使频带资源的利用率降低。3 现有数字电视信号传输基础及不足之处 具有一定含义的字母、数字和符号等数字信号的组合称为数据，以传输数据业务的通信方式称为数据通信。数据通信和数字通信不同，数字通信是把原来的模拟信号经过数字化处理变为数字信号进行传输，到接收端再转换成模拟信号。3.1数字信号传输中的衰落与干扰3.1.1路径损耗同轴电缆传输时，由于电缆内外导体都在一定的电阻，再加上绝缘体中不可避免地存在着漏电流，使得高频信号在传输过程中有一定的损失，这种信号的衰减与电缆的使用年

52、限及环境温度有关，使用时间长、环境温度高衰减增加。光纤传输时同样有光链路损耗，包括光纤的吸收损耗、散射损耗、熔接损耗等。3.1.2脉冲干扰脉冲干扰就是由于灯的开关、汽车的点火装置、大功率的电磁设备等引起的时间短促而功率较大的电脉冲，它对数字信号的传输不利，会引起一连串的误码，是数字信号传输中的主要问题之一。此外还有同频干扰、邻频干扰等。3.1.3抖动与漂移抖动体现了数字信号传输过程中的一种瞬时不稳定性。它是数字信号各有效瞬间相对标准时间位置的偏差，偏差的时间范围称为抖动幅度，偏差的时间间隔对时间的变化率称为抖动频率。抖动表现在两个方面。一是输入信号脉冲在某一平均位置左右变化，二是提取的时钟信号

53、在中心位置上的左右变化。漂移定义为数字信号在特定时间（例如最佳提取时刻）对其理想参考时间位置的长时间偏移，这里的长时间是指变化频率低于10HZ的长期相位变化，ITU-TG。810建议规定变化频率高于10HZ的短期相位变化称为抖动，而变化频率低于10HZ的长期相位变化称为漂移。漂移会引起传输信号在时间上偏移理想位置，使输入信号比特在判决电路中不能正确识别，从而产生误码，而大幅度的漂移终将转化为滑动损伤。3.1.4反射干扰电缆的物理损伤，接头的氧化进水，干线空闲端有没有接假负载以及分配器有没有接假负载等。这些都造成网络失配而产生反射，形成反射干扰。3.1.5马赛克现象在数字电视画面上由于传输误码的

54、增多会出现方块型图象丢失，丢失图象的方块里充满噪声，这种现象称为马赛克现象。3.2数字信号的基带传输数字信号传输可分为基带传输和载波传输两类。所谓基带传输就是把数字信号经过码型变换，变为适于传输的码型，并经过发送低通滤波器滤除部分高频分量，经过光纤、电缆、双绞线、或微波等进行传输。而载波传输则是用原始数字信号改变载波的某一参数（如载波的幅度、频率或相位）实现频谱的搬移（这个过程称为调制），然后将携带的数字信号的载波送入有线、卫星或地面无线（包括微波）信道去传输，这就是数字信号的传输。3.2.1基带信号与信道特性数字基带信号是信源发出的、未经调制或频谱变换、直接在有效频带与信号频谱相对应的信道上

55、传输的数字信号，其频谱函数分布于整个频率空间而主要能量集中在直流和低频段。传输信道的频率特性总是有限的，即有上下限频率，超过此界限就不能进行有效的传输。如果数字信号的频谱特性与传输信道的频谱特性很不适应。那么信号中的很多能量就会失去，信噪比会降低，使误码增加，而且还会给邻近信道带来很强的干扰。因此，在基带传输中要对数字信号进行某种处理以适应传输信号特性。3.2.2改变编码码型改变编码码型是基带数字处理的一种常用方法，它是把符号“1”，“0”转移成多种传输码型，使码流的频谱向中频集中。如图所示：图中归零码（RZ）用有脉冲表示“1”、无脉冲表示“0”；非归归零NRZ-L高电平表示“1”，低电平表示

56、“0”；NRZ-M用有电平变化表示“1”（包括由低电平跳变为高信息码元1 1 0 0 0 1 1 0RZ NRZ-LNRZ-M NRZ-S双相码-L 双相码-M 双相码-SMiller 图3.1 各种传输码型电平或由高电平变为低电平）无电平变化表示“0”；而NRZ-S则相反，它是以电平交替变化来表示“0”，电平不跳变表示“1”。以上几种码都是利用电平的关系来表示原来的二进制符号。双相标志码本身带有同步信息，每隔一个周期就会有一次电平转换，很容易得到解码时钟，但所需要的带宽大。双相码-L将每个周期分为前后两个部分，低电平在前，高电平在后表示“1”，低电平在后高电平在前表示“0”；双相码-M与前一比特符号有关，每比特前半周期电平总与前一比特后半周期的电平不同，本周期内用两状态相同表示“1”，不相同表示“0”。比较这几种码型可以看出，不同的编码方式具有不同的频谱特性。一般来说，码流中相邻两个电平转换之间的最大距离越小，高频上限频率就越高。密勒（Miller）码是对双相码的改进，其编码方法是“1”在比特周期中心发生电平转换，紧接在“1”后面的“0”就不发生电平转换，紧接在“0”后面的“0”在比特周期开始的边界上发生电平转换，