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ATSC制数字电视机顶盒研究

作者:时间:2009-12-18来源:网络收藏

1 引 言
  随着科技进步及数字技术的发展,广播电视进入了从模拟广播到数字广播的过渡阶段。自从欧洲率先于20世纪80年代提出数字视频广播的概念之后,欧美国家的企业和研发机

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/157718.htm

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定,极大地推动了的发展。美国于1995年通过了标准。欧洲制定了包括DVB-T在内的一体化

广播标准,目前侧重于标准清晰度数字电视。日本从模拟高清晰度电视转向数字电视之后,确立了ISDB-T的地面广播标准。三种标准在信源编码方面相似,都采用

MPEG-2视频压缩,高清晰度电视图像常用格式为1920×1080,每秒60场/50场隔行,最大的区别是信道调制和传输方式的不同。因此,三种制式接收机的不兼容主要在于接收机信

道解调模块。

  图1表示了数字电视广播和接收系统基本原理。从内容上分为信源部分和信道部分;从结构上分为发送端、传输网络和接收端。发送端包括信源编码(音视频编码)、业务复用

、信道编码和调制。传输网络既可以是地面广播,也可以是有线电视和卫星接收。调制信号到达接收端,先进行信道解调形成基带TS流,然后进行解复用,形成音视频PES/ES

(Packet EssentialStream/EssentialStream)流分别解码,最后输出音频和视频信号。
2 电视制式简介
  的英文全称是Advanced TelevisionSystems Committee(美国高级电视业务顾问委员会)。该委员会于1995年9月15日正式通过ATSC数字电视国家标准。ATSC制信源编码采

用MPEG-2视频压缩和AC-3音频压缩;信道编码采用格形编码残留边带(VSB)调制,提供了两种模式:地面广播模式(8VSB)和高数据率模式(16VSB)。随着多媒体传输业务的

不断发展,为了适应移动接收的需要,近来又计划增加2VSB的移动接收模式。下面从信源部分和信道部分来作介绍。
2.1 信源编码与解码
  由于数字化的HDTV原始视频数据量非常大,码率高达1Gbps以上。为了能在一个6MHz频道带宽内广播HDTV信号,必须采用压缩比很高的视频压缩算法。ATSC制采用MPEG-2视频

压缩。MPEG-2视频压缩格式分为4级5类,从低分辨率图像到高清晰度视频有十几种格式,其中,MP@HL格式完全符合HDTV广播需要。MPEG-2视频压缩采用了运动估计和补偿,帧

内预测和帧间预测编码,离散余弦变换(DCT)编码和熵编码等算法,压缩率可达30~50倍,但其代价是MPEG-2压缩算法运算量极大。AC-3有5+1声道编码,可以复用成TS流。信

源解码是编码的逆过程,包括TS的解复用和音视频ES的解压缩,整个过程符合MPEG-2和AC-3的解压缩语法。HDTV解码运算量相对较低,是压缩编码运算量的十分之一。
2.2 信道调制与解调
  以地面广播8VSB模式为例,信道调制与解调原理如图2所示。发送端:码率为19.39Mbps的TS流输入到信道调制单元。信道编码过程包括数据随机处理、RS纠错编码、卷积交织

、格状编码、同步信号插入,形成符号率为10.76Msym/s的8电位符号流(八种电位:±7V,±5V,±3V,±1V)。然后进行模拟处理,插入导频,预均衡和单边带调制,最后送

到发射机。接收端:射频RF经调谐器锁定,形成中频IF输出,A/D变换后逐级进行8VSB信道解调处理,完成解调后输出码率为19.39Mbps的TS流。8VSB传输模式的参数如表1所示。

  对TS流进行信道编码,要经过以下处理:首先,TS包中187个字节和一个伪随机序列按比特位异或运算(TS包长度为188个字节,同步头0x47没有进行异或和RS编码),使TS流


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