数字电视技术

时间：2015-12-21 00:55:18 所属分类：电信技术 浏览量:

摘要：本文介绍了数字电视的概念、特点及优点，阐述了数字电视的技术分类、标准、现状以及发展情况。 数字电视技术 : 4 数字电视标准 数字电视标准是指数字电视采用的视音频采样、压缩格式、传输方式和服务信息格式等的规定。目前投入使用的有三种： 美国的A

摘要：本文介绍了数字电视的概念、特点及优点，阐述了数字电视的技术分类、标准、现状以及发展情况。

数字电视技术 :

4　数字电视标准

　　数字电视标准是指数字电视采用的视音频采样、压缩格式、传输方式和服务信息格式等的规定。目前投入使用的有三种：

　　美国的ATSC(先进电视系统委员会)；欧洲的DVB(数字视频广播)；日本的ISDB(综合服务数字广播)。

　　每一种标准对于信源的处理、画面格式及传输方式等方面均有一些差别。每一种数字电视标准又可分为卫星传输、电缆传输和地面传输方式。

4．1美国ATSC标准

　　ATSC标准由四个层级组成，最高为图像层，确定图像的形式，包括象素阵列、幅型比和帧频。接着是图像压缩层。再下来是系统复用层，特定的数据被纳入不同的压缩包中。最后是传输层，确定数据传输的调制和信道编码方案。下面两层共同承担普通数据的传输。上面两层确定在普通数据传输基础上运行的特定配置，如HDTV或SDTV；还确定ATSC标准支持的具体图像格式。

　　另外，ATSC还开发并通过了可为采用50Hz帧频的国家使用的另行标准。

　　ATSC成员30个，其中有美国国内成员20个、 阿根廷、法国、韩国等7个国家的成员10个，中国的广播科学研究院也参加了ATSC组织。

ATSC标准定义的画面格式

格式

画面分辨率

画面幅型比

图像帧频率

扫描力式

HDTV

1920x1080

16：9

60Hz

隔行

30Hz

逐行

24Hz

1280x720

60Hz

30Hz

24Hz

SDTV

704x480

16：9或40

60Hz

隔行

30Hz

逐行

24Hz

640x480

4：3

60Hz

隔行

30Hz

逐行

24Hz

4．2欧洲DVB标准

支持室内接收、移动接收等需求，包括4个系统。

1)DVB传输系统：涉及卫星、有线电视、地面、SMATV、MMDS等所有传输媒体。

DVB-S数字卫星广播系统标准。卫星传输具有覆盖面广、节目容量大等特点。

DVB-C数字有线电视广播系统标准。系统前端可从卫星和地面发射获得信号。

pWB-T数字地面电视广播系统标准。本地区覆盖最好。传输质量高，但接收费用也高。

DVB-SMATV是数字卫星共用天线电视(SMATV)广播系统标准。

DVB-MS高于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准。

DVB-MC低于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准。

2)DVB基带附加信息系统：可传送接收IRD调谐、节目指南及图文、字幕、图标等信息。

DVB标准定义的画面格式

画面分辨率

画面幅型比

图像帧频率

扫描方式

1920x1080

16：9

25Hz／30Hz

隔行

720x576

16：9或4：3

50Hz

逐行

544x576

25Hz

隔行/逐行

480x576

352x576

DVB-SI数字广播业务信息系统标准。

DVB-TXT数字图文广播系统标准，用于固定格式图文电视的传送。

DVB-SUB为数字广播字幕系统标准，用于字幕及图标的传送。

3)DVB交互业务服务：对应标准有：DVB—NIP、DVB-R．CC和DVB-R．CT。

4)DVB条件接收及接口标准：条件接收是付费电视广播的基本部分。DVB数字广播系统与其他电信网络(如SDH、ATM等)连接，可实现DVB向电信网络的过渡。标准包括：DVB-C11 DVB-PDH，DVB-SDH，DVB—ATM、DVB-PI和DVB-IRDI。

　　DVB成员已经达到265个( 35个国家和地区)，主要集中在欧洲并遍及世界各地，我国的广播科学研究院和TCL电子集团也在其中。

4．3日本ISDB标准

　　日本数字电视首先考虑的是卫星信道，采用QPSK调制。并在1999年发布了数字电视的标准--ISDB。ISDB是日本的DIBEG(数字广播专家组)制订的数字广播系统标准，它利用一种已经标准化的复用方案在一个普通的传输信道上发送各种不同种类的信号，同时已经复用的信号也可以通过各种不同的传输信道发送出去。ISDB具有柔软性、扩展性、共通性等特点，可以灵活地集成和发送多节目的电视和其它数据业务。

　　ISDB筹划指导委员会委员17个，其他成员23个，其成员均为日本国内电子公司和广播ISDB标准定义的画面格式三种数字电视标准对比机构。

水平分辨率

垂直分辨宰

叠面幅型比

图像帧频率

扫描方式

1920

1080

16：9

30Hz

隔行

1440

720

480

1280

运行

720

运行／隔行

544

隔行

480

4：3

美国标准ATSC

欧洲标准DVB

日本标准ISDB

地面

卫星

有线

地面

卫星

有线

地面

卫星

有线

调制方式

8VSB／16VSB

QBK

QAM

2k／8kCOFDM

QpsK

QAM

分段COFDM

QPSK

QAM

视频编码

MPEG-2

MPEG-2

MPEG-2

音频编码

AC-3

复用

MPEG-2

MPEG

4．4三种数字电视标准的对比

　　无论哪一种制式，它们的视频压缩技术都采用了MPEG-2标准，但是由于美国和欧洲等在模拟电视的制式的差别，为了兼容性，它们的视频采样格式也存在差别，主要体现在行和列的分辨率及场频等。

　　在数字电视信号的传输中，卫星传输一般采用QPSK调制技术，电缆传输一般采用QAM调制技术，但地面传输采用的技术则在不同的制式中存在很大差别，如美国的ATSC采用的是VSB调制技术，而欧洲的DVB和日本的ISDB则使用oFDM调制技术。

　　服务信息是指在数字电视中开展增值服务所用的数据，美国ATSC制式中的PSIP部分和欧洲DVB制式中的SI部分分别规定了各自数字电视中的服务信息格式。

　　ATSc ATV优点：频谱效率高、功率峰均比低，明显地减少了脉冲干扰。可将与原模拟NTSC信号的同频和邻频干扰减至最小。缺点是不能抵抗多径干扰，不支持移动接收。

　　DVB-T优点：在基于大量小功率、工作在同一频道的众多发射机，每一个均覆盖一个较小的区域的这样一种单频网络来说，DVB是一三种标准数字地面广播系统的比较

美国ATSC ATV

欧洲DVB-T

日本ISDB-T

带宽

5.6MHz

6.6,7.6 MHz

5.6MHz,432kHz

调制

8VSB

COFDM

载频调制

QPSK，16QAM,64QAM

DQPSK，16QAM,64QAM

多工方式

MPEG-2系统

编码

MPEG-2编码(声音为AC-3)

MPEG-2编码

信息码率

19.39 Mb／s

4.35Mb／s~31.67 Mb／s

5.6 MHz：3.68 Mb／s~21.46 Mb／s

432kMHz：283kb／s~1.65 Mb／s

移动接受

不可以

困难(有条件可以)

可以

　　种最佳选择。同时提供了良好的移动接收性能。缺点是：其载／噪比低于8-VBS，并且限制了信号的有效传输距离，对 于电机的脉冲干扰较敏感，较高的峰／均值比，并且需要较高功率的发射机，保护间隔降低了频谱效率并明显减少带宽的比特／赫兹率。

　　ISDB-T和DVB-T非常类似，根据分层和窄带接收同时实现固定、移动和便携接收，是日本制式的特点；与DVB-T相比，ISDB-T增加了部分接收和分层传输功能。

5中国的数字电视

　　早在1996年，我国便开始了数字电视的研究工作，数字电视被列人原国家科委“八五”重大科技产业工程项目，并成立了数字高清晰度电视的总体组。1999年10月，高清晰度方案被成功用于国庆50周年大典的数字电视现场直播。后国家将数字电视发展计划纳入“十五”高新技术的12个重大专项之列，数字电视研究工作全面启动。

5．1中国数字电视标准

1)信源编码技术标准：

　　中国的数字音视频编解码标准工作组制定了面向数字电视和高清激光视盘播放机的AVS标准。该标准与MPEG-2标准完全兼容，也可以兼容MPEG-4AVC／H．264国际标准基本层，其压缩水平可达MPEG-2标准的2-3倍。

2)信道传输技术标准

　　中国的卫星数字电视标准采用欧洲DVB—S标准。

　　中国有线数字电视的标准还在报批过程中，大中型城市有线电视台多采用欧洲的DVB-T标准在试播。

　　中国的地面数字电视标准方案目前还在制定过程之中。

3)条件接收系统标准(CA)、用户管理系统(SMC)已制定完成。

5．2数字电视现状及发展：

1)中国数字电视规划：

国家广电总局制定了《我国有线电视向数字化过渡时间表>。

◎2003年数字电视标准出台(未按期实现)。

◎2005年进行数字电视的商业播出，有线数字电视用户超过3000万户，直辖市、东部地区地(市)级以上城市、中部地区省会市和部分地(市)级城市、西部地区部分省会市的有线电视完成向数字化过渡。

◎2008年用数字电视转播奥运会，东部地区县以上城市、中部地区地(市)级城市和大分县级城市、西部地区部分地(市)级以上城市和少数县级城市的有线电视基本完成向数字化过渡。

◎2010年全面实现数字广播电视，中部地区县级城市、西部地区大部分县以上城市的有线电视基本完成向数字化过渡。

◎2015年停播模拟信号，西部地区县级城市的有线电视基本完成向数字化过渡。

2)数字电视现实的困难：

　　要发展数字电视面临的问题还很多。一是原先电视台设备的更换，节目的制作成本高于模拟电视。这直接造成数字电视初期节目源紧张。二是数字电视的基础是双向电视网络，现有网络由单向改为双向改造成本较高，难度很大。三是我国数字电视标准的不确定也影响了数字电视的进程。

3)数字电视的前景

　　数字电视的技术优势必然会取代模拟电视，数字技术的应用会使电视技术开辟一个新天地。当然模拟技术在局部小范围的电视技术上也会占有一定市场。总之数字电视为电子信息产业提供了一个难得机遇。从模拟电视广播向数字电视广播的过渡，将带来上万亿元的市场，它必将成为我国新的经济增长点。

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