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    數字電視信號發展趨勢
    新聞分類:行業新聞   作者:admin    發布于:2015-10-204    文字:【】【】【

    數字電視發展趨勢

      基本定義

      數字電視(Digital TV)又稱為數位電視或數碼電視,是指從演播室到發射、傳輸、接收的所有環節都是使用數字電視信號或對該系統所有的信號傳播都是通過由0、1數字串所構成的二進制數字流來傳播的電視類型,與模擬電視相對。采用了數字圖象壓縮編碼和數字伴音壓縮編碼技術、信道糾錯編碼(FEC)技術、數字多路復用技術及適用于各種傳輸信道衛星、電纜、地面輻射的調制解調技術等

     傳輸過程

      “數字電視”的含義并不是指我們一般人家中的電視機,而是指電視信號的處理、傳輸、發射和接收過程中使用數字信號的電視系統或電視設備。其具體傳輸過程是:由電視臺送出的圖像及聲音信號,經數字壓縮和數字調制后,形成數字電視信號,經過衛星、地面無線廣播或有線電纜等方式傳送,由數字電視接收后,通過數字解調和數字視音頻解碼處理還原出原來的圖像及伴音。

     

    工作原理

    將電視的視音頻信號數字化后,其數據量是很大的,非常不利于傳輸,因此數據壓縮技術成為關鍵。實現數據壓縮技術方法有兩種:

    壓縮編碼

      IEEE的MPEG專家組已發展制訂了ISO/IEC13818(MPEG-2)國際標準,MPEG-2采用不同的層和級組合即可滿足從家庭質量到廣播級質量以及將要播出的高清晰度電視質量不同的要求,其應用面很廣,它支持標準分辨率16:9寬屏及高清晰度電視等多種格式,從進入家庭的DVD到衛星電視、廣播電視微波傳輸都采用了這一標準。

    改進編碼

      發展新的數字調制技術,提高單位頻寬數據傳送速率。如,在歐洲DVB數字電視系統中,數字衛星電視系統(DVB-S)采用正交相移鍵控調制(QPSK);數字有線電視系統(DVB-C)采用正交調幅調制(QAM);數字地面開路電視系統就(DVB-T)采用更為復雜的編碼正交頻分復用調制(COFDM)。

     

    具體分類

      數字電視可以按以下幾種方式分類:

    信號傳輸

      按照數字電視的信號傳輸可以分為地面無線傳輸(地面數字電視DVB-T)、衛星傳輸(衛星數字電視DVB-S)、有線傳輸(有線數字電視DVB-C)三類。

    產品類型

      按照數字電視的產品類型分類,可以分為數字電視顯示器、數字電視機頂盒、一體化數字電視接收機。

    屏幕幅型

      按照數字電視的顯示屏幕幅型可以分為4:3幅型比和16:9幅型比兩種類型。

    掃描線數

      按照掃描線數,數字電視可以分為HDTV掃描線數(大于1000線)和SDTV掃描線數(600~800線)等。

    清晰度

      可以分為低清晰度數字電視(圖像水平清晰度大于250線)、標準清晰度數字電視(圖像水平清晰度大于500線)、高清晰度數字電視(圖像水平清晰度大于800線,即HDTV)。VCD的圖像格式屬于低清晰度數字電視(LDTV)水平,DVD的圖像格式屬于標準清晰度數字電視(SDTV)水平。

     

    技術優點

    數字電視技術與原有的模擬電視技術相比,有如下優點:   

    (1)信號雜波比和連續處理的次數無關。電視信號經過數字化后是用若干位二進制的兩個電平來表示,因而在連續處理過程中或在傳輸過程中引入雜波后,其雜波幅度只要不超過某一額定電平,通過數字信號再生,都可能把它清除掉,即使某一雜波電平超過額定值,造成誤碼,也可以利用糾錯編、解碼技術把它們糾正過來。所以,在數字信號傳輸過程中,不會降低信雜比。而模擬信號在處理和傳輸中,每次都可能引入新的雜波,為了保證最終輸出有足夠的信雜比,就必須對各種處理設備提出較高信雜比的要求。模擬信號要求 S/N>40dB,而數字信號只要求S/N>20dB。模擬信號在傳輸過程中噪聲逐步積累,而數字信號在傳輸過程中,基本上不產生新的噪聲,也即信雜比基本不變?! ?/span>

    (2)可避免系統的非線性失真的影響。而在模擬系統中,非線性失真會造成圖像的明顯損傷?! ?/span>

    (3)數字設備輸出信號穩定可靠。因數字信號只有“0”、“1”兩個電平,“1”電平的幅度大小只要滿足處理電路中可能識別出是“1”電平就可,大一點、小一點無關緊要。   

    (4)易于實現信號的存儲,而且存儲時間與信號的特性無關。近年來,大規模集成電路(半導體存儲器)的發展,可以存儲多幀的電視信號,從而完成用模擬技術不可能達到的處理功能。例如,幀存儲器可用來實現幀同步和制式轉換等處理,獲得各種新的電視圖像特技效果。   

    (5)由于采用數字技術,與計算機配合可以實現設備的自動控制和調整?! ?/span>

    (6)數字技術可實現時分多路,充分利用信道容量,利用數字電視信號中行、場消隱時間,可實現文字多工廣播(Teletext)。   

    (7)壓縮后的數字電視信號經數字調制后,可進行開路廣播,在設計的服務區內(地面廣播),觀眾將以極大的概率實現“無差錯接收”(發“0”收“0”,發“1”收“1”),收看到的電視圖像及聲音質量非常接近演播室質量?! ?/span>

    (8)可以合理地利用各種類型的頻譜資源。以地面廣播而言,數字電視可以啟用模擬電視?quot;禁用頻道(taboo channel),而且在今后能夠采用“單頻率網絡”(single frequency network)技術,例如 l套電視節目僅占用同 1個數字電視頻道而覆蓋全國。此外,現有的 6MHz模擬電視頻道,可用于傳輸 l套數字高清晰度電視節目或者 4-6套質量較高的數字常規電視節目,或者 16-24套與家用 VHS錄像機質量相當的數字電視節目。   

    (9)在同步轉移模式(STM)的通信網絡中,可實現多種業務的“動態組合”(dynamic combination)。例如,在數字高清晰度電視節目中,經常會出現圖像細節較少的時刻。這時由于壓縮后的圖像數據量較少,便可插入其它業務(如電視節目指南、傳真、電子游戲軟件等),而不必插入大量沒有意義的“填充比特”?! ?/span>

    (10)很容易實現加密/解密和加擾/解擾技術,便于專業應用(包括軍用)以及廣播應用(特別是開展各類收費業務)?! ?/span>

    (11)具有可擴展性、可分級性和互操作性,便于在各類通信信道特別是異步轉移模式(ATM)的網絡中傳輸,也便于與計算機網絡聯通。   

    (12)可以與計算機“融合”而構成一類多媒體計算機系統,成為未來“國家信息基礎設施”(NII)的重要組成部分。

    調制方式

    正交振幅調制(QAM):調制效率高,要求傳送途徑的信噪比高,適合有線電視電纜傳輸?! ℃I控移相調制(QPSK):調制效率高,要求傳送途徑的信噪比低,適合衛星廣播。   

    殘留邊帶調制(VSB):抗多徑傳播效應好(即消除重影效果好),適合地面廣播?! ?/span>

    編碼正交頻分調制(COFDM):抗多徑傳播效應和同頻干擾好,適合地面廣播和同頻網廣播?! ?/span>

    美國地面電視廣播迄今仍占其電視業務的一半以上,因此,美國在發展高清晰度電視時首先考慮的是如何通過地面廣播網進行傳播,并提出了以數字高清晰度電視為基礎的標準——ATSC。美國HDTV地面廣播頻道的帶寬為6MHZ,調制采用8VSB。預計美國的衛星廣播電視會采用QPSK調制,電纜電視會采用QAM或VSB調制?! ?/span>

    從1995年起,歐洲陸續發布了數字電視地面廣播(DVB-T)、數字電視衛星廣播(DVB-S)、數字電視有線廣播(DVB-C)的標準。歐洲數字電視首先考慮的是衛星信道,采用QPSK調制。歐洲地面廣播數字電視采用COFDM調制,8M帶寬。歐洲電纜數字電視采用QAM調制。   

    日本數字電視首先考慮的是衛星信道,采用QPSK調制。并在1999年發布了數字電視的標準——ISDB

     

    內容簡介

       數字電視是一個從節目采集、節目制作節目傳輸直到用戶端都以數字方式處理信號的端到端的系統?;贒VB技術標準的廣播式和“交互式”數字電視.采用先進用戶管理技術能將節目內容的質量和數量做得盡善盡美并為用戶帶來更多的節目選擇和更好的節目質量效果,數字電視系統可以傳送多種業務,如高清晰度電視(簡寫為“HDTV”或“高清”)、標準清晰度電視(簡寫為“SDTV”或“標清”)、互動電視、及數據業務等等。與模擬電視相比,數字電視具有圖像質量高、節目容量大(是模擬電視傳輸通道節目容量的10倍以上)和伴音效果好的特點。

     

    數字信號

      在通信系統內傳輸的信號,其載荷信息的物理量在時間上是離散,而且取值也離散,則稱為數字信號(Digital signal)。它是離散時間信號(discrete-time signal)的數字化表示,通??捎赡M信號(analog signal)獲得。

     

    傳播速率

      數字信號的傳播速率是每秒19.39兆字節,如此大的數據流的傳遞保證了數字電視的高清晰度,克服了模擬電視的先天不足。同時還由于數字電視可以允許幾種制式信號的同時存在,每個數字頻道下又可分為幾個子頻道,從而既可以用一個大數據流--每秒19.39兆字節,也可將其分為幾個分流,例如4個,每個的速度就是每秒4.85兆字節,這樣雖然圖像的清晰度要大打折扣,卻可大大增加信息的種類,滿足不同的需求。例如在轉播一場體育比賽時,觀眾需要高清晰度的圖像,電視臺就應采用每秒19.39兆字節的傳播;而在進行新聞廣播時,觀眾注意的是新聞內容而不是播音員的形象,所以沒必要采用那么高的清晰度,這時只需每秒3兆字節的速度就可以了,剩下16.39兆字節可用來傳輸別的內容。


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