下载文档原格式
地面数字电视与广电双向信号的干扰研究文/金超中国广电是国内四家5G运营商之一，主要依托700MHz广覆盖+4.9GHz容量覆盖方案进行5G网络建设。
而在700MHz频段的5G网络建设中，需要解决与地面数字电视信号清频期间的频率共存干扰性问题，以保证过渡期间两者都能够正常运营。
700MHz频谱资源被认为是5G的"黄金频段”,这个频段在无线通信制式中一直被称为“数字红利”。
从技术角度而言，700MHz“黄金频段”具有信号传播损耗低、覆盖广、穿透力强、组网成本低等优势，可谓广电5G建设中绝对的核心、优势资源。
2019年，全国共批复7600多个模拟电视频道、12700多个数字电视频道，可见我国地面数字电视频道在700MHz这一"黄金频段”附近的使用集中度非常高，其频率清理工作量巨大，同时，还要确保在播电视节目安全播出，难度非常大。
因此，700MHz频谱清理进度将成为决定广电5G建设进程的关键因素，而广电5G网络的建设也不是一蹴而就，可以预见，地面数字电视将与广电5G网络在700MHz频段上并存一段时间。
地面数字电視与广电双向信号现状地面数字电视信号地面数字电视在世界上不同地区有着不同的广播标准。
目前，国内700MHz频段上主要使用的广播标准有DTMB（Digital Terrestrial Multimedia Broadcast,数字电视地面广播）和CMMB（China Multimedia Mobile Broadcasting,中国移动多媒体广播）。
少部分地区可能还留存有模拟电视频率发射，但鉴于模拟电视与CMMB信号正在逐步关停，故本文主要对DTMB 数字电视技术进行详细阐述。
DTMB传输系统采用的是时域同步正交频分复用（TDS-OFDM）单多载波调制方式。
每个频道的地面数字电视带宽为8MHz,包含载波信号及保护带宽。
在700MHz频段上共划分为12个频道（DS-37、DS-38、DS-39、DS-40、DS-41、DS-42、DS-43、DS-44、DS-45、DS-46、DS-47、DS-48）,频率范围702MHz—798MHz,共96MHz。
前言现如今伴随着科学技术的快速发展，数字通信技术也日益成熟，其被应用到有线电视的网络中，能够让人们的生活变得更加的丰富多彩。
与传统的电视技术相比较，数字电视技术更加先进，画面变的更清晰，音频效果也变得更好了。
由于这样巨大的转变，使得数字技术已经不断深入到了人们的娱乐生活中，让电视生活更加的媒体化和多样化，并推动了有线电视网络的快速发展。
一、数字电视技术在有线电视网络中的优势其一，传输的信号变得更加稳定。
传统的信号传输技术在传输信号的过程中会常常出现一些信号不稳定的情况，这就造成了传输信号的质量较差，传输信号的不稳定，使得信号的可靠性也较差，传输时会容易发生失真的状况。
而数字通信技术却没有这个缺点，在信号传输的过程更加的稳定，传输信息的可靠性也更高，能够有效保障其真实性，从而在整体上将信号的传输质量进行提高。
其二，信号具有较强的操作性。
相较于传统的通信技术，数字通信技术的可操作性更强，在处理信号的过程中，数字通信技术能够同时实行多种操作，一方面是为了节约操作时间，另外一方面就是为了让用户更好地体验到电视生活，也为有线电视网络的发展提供了更多的可能性，并有效提高了有线电视的技术水平。
其三，能够让电视画面的清晰度变高。
相较于传统的电视，其应用的数字通信技术中的有线网络电视画面会更清晰，音频的效果也更好，电视的信号也不易受到一些外在因素的干扰。
由于人们对电视质量的要求越来越高，这就让数字技术在有线电视网络中的应用打开了新的大门，并且在丰富人们的业余生活，提高人们的幸福感的同时，也加快社会的发展。
二、数字电视技术在有线电视网络中的应用数字电视技术在有线电视网络中是很重要的，特别是数字电视在机顶盒中能够实现对应的体现，数字电视机顶盒是数字电视信号逐渐转化为模拟信号的一种辅助设备。
在它的作用下，能够把数字化的压缩声音和图像信号进行还原和解码，从而让用户欣赏到高品质的电视节目。
1.数字机顶盒。
近些年来，传统的模拟电视系统已经被数字电视系统所取代，通过现如今的信息传播渠道，能够收看到的节目是从前的四倍以上，这对于人们业余生活的提高提供了更加丰富的内容，并且也拓展了人们获取信息的资源渠道。
数字电视双向化发展【摘要】我国数字电视随着技术的发展以及人们的需求，已经逐渐进行转型实现数字网络双向化发展。
现在数字电视在全国范围内进行双向网改革，朝双向化发展。
本文就对我国的数字电视网路双向化发展的现状以及必要性进行详细地阐述，并对实现数字电视网络双向化发展的关键技术进行分析，加快数字电视网络双向化发展进程。
【关键词】有线数字电视双向化发展技术随着社会经济的发展，人们生活水平逐渐提高，对于电器以及一些必需品的要求也在不断地提高，为了迎合用户的需求，也为了能够在竞争日益激烈的市场赢得更多的利润，数字电视行业正在进行改革。
而且我国有线数字电视市场已经逐渐步入“后整转时代”，用户迅速增加，截止到2012年为止，机顶盒在国内的售出量达900万台。
为了满足人们的更多需求，电视台对数字电视进行双向化改革，主要是进行机顶盒双向化发展，为用户提供更好的多媒体信息平台[1]。
1 数字电视网络双向化发展的现状以及必要性1.1 数字电视网络双向化发展的现状我国在制定有线数字电视发展路线时，遵循的是由局部到整体的发展模式。
因此我国各地有线数字电视最初都是以居民楼闭路电视的形式存在的，后来再逐渐发展成为小区有线数字电视互联模式，最后形成了城域有线数字电视的互联。
根据2012年网络电视调查数据来看，我国现在有近350万公里的有线电视用户网络，用户达到1.3亿户。
我国已经成为世界上最大规模的有线数字电视用户网，而且随着用户的不断扩展，我国的有线数字电视必然会向数字化、网络化发展。
1.2 数字电视网络双向化发展的必要性广播电视有线网络是广播电视节目传播的主要途径，也是重要的基础设施，国家政策信息传播的重要平台。
经过多年的研究发展，我国广播电视有线网络已经形成较大规模，而且随着技术的发展，还可以实现进一步的发展。
现在这个阶段，我国正在对数字电视网络进行数字电视整体转换，采取的主要措施是业务开展，为客户提供新服务。
但是新业务和新服务的开展要求更高质量的网络，因此数字电视应该积极实现网络双向化。
电视信号同步技术研究一、引言在数字电视技术的发展过程中，电视信号的同步技术是其中重要且不可缺少的一部分。
电视信号同步技术主要是指在传输数字电视信号过程中，通过特定算法和技术手段，解决信号的时序同步、帧同步以及音视频同步等核心问题。
随着数字电视技术的不断发展，电视信号同步技术的研究也变得越来越重要。
本文将重点阐述电视信号同步技术的基本原理及其应用。
二、电视信号同步技术基本原理电视信号同步技术包括时序同步、帧同步和音视频同步三个方面。
1.时序同步时序同步主要是指在数字电视信号传输过程中，由于信号传输路径、传输介质的差异性等因素，导致信号时序出现误差。
时序同步通过采用特定的同步信号，实现对接收端的时钟精度控制，达到同步和矫正信号方向和时序误差的目的。
时序同步技术应用最广泛的方式是采用包含时间戳的同步信号来进行信号同步，这个同步信号被传输到接收端，接收端使用这个同步信号进行时钟控制。
2.帧同步帧同步是指在数字电视信号传输过程中，由于帧率、帧大小或者传输被打断等因素所导致的帧匹配错误等问题。
基于同样的原因，数字电视信号传输过程中也可能发生数据包乱序的情况。
这时，帧同步技术就可以通过采取合适的算法和技术手段，将错位的数据包重新拼接成正确的数据帧。
在数字电视信号传输过程中，帧同步技术的目标是在数据包有序到达接收端的同时，按照正确的顺序重新建立数据帧，以实现播放的流畅和完整。
3.音视频同步音视频同步技术是指在数字电视信号中将视频帧和音频帧进行精确的同步，以确保音视频同步的效果。
音视频同步技术在数字电视领域应用广泛，它采用在视频传输过程中嵌入音频信号的方法来解决噪声、语音延迟等问题。
在实现音频和视频的同步时，数字电视信号总会传输一个时间戳，接收端则通过这个时间戳进行与发送端的同步操作。
三、电视信号同步技术应用电视信号同步技术广泛应用于数字电视信号的传输、接收及播放等多个方面，具体包括以下几个应用方向：1.数字电视信号接收控制数字电视信号的接收控制主要是指在数字电视信号传输过程中，使用时序同步、帧同步和音视频同步等技术，对接收端的时钟精度、数据包精度或音视频同步进行控制，以确保数据能正确到达接收端并按照正确的顺序重建帧，实现顺畅的播放效果。
高 新 技 术1概述随着无线网络技术及嵌入式技术的飞速发展，数字家庭的概念被提出并逐步完善。
多屏互动技术作为其中重要的一环，对数字电视与其它设备的无缝互操作技术的研究意义深远。
数字家庭中的多屏互动技术基础包括嵌入式系统技术,无线网络技术,资源管理及服务技术和智能互联技术，其中核心技术是智能互联技术。
为了实现智能互联的要求，很多标准化协议被提出，包括IGRS，UPnP/DLNA，ECHOET，JINI，OSGI 等，其中IGRS 是现阶段国内最为广泛使用的协议。
IGRS（Intelligent Grouping and Resource Sharing）定义了信息设备资源共享协同服务标准，协议的提出是为了实现家庭网络及其它场所不同设备之间的相互感知和互联互通。
其中数字电视既可以作为服务端被控制与推送资源，也可以作为客户端控制其它的IGRS 设备。
2 IGRS 标准体系的研究IGRS 标准的体系框架图1 IGRS的层次结构图IGRS 支持各种设备通过有线局域网、无线局域网、蓝牙等进行网络连接，基于IGRS 的数字电视多屏互动关键技术研究成 霄1 李玉军2（1.中国海洋大学信息科学与工程学院电子工程系， 山东 青岛 266100；2.海信集团有限公司，山东 青岛 266071）摘 要：数字家庭多屏互动是指通过无线连接技术，实现不同操作系统、不同终端设备之间资源共享以及无缝感知操作，并可以对多媒体资源进行内容传输、推送等。
因此，开展数字电视多屏互动相关技术研究具有重要的价值。
论文针对数字电视多屏互动的互联互通问题，提出了基于IGRS 的数字电视多屏互动解决方案，给出了系统实现的整体框架，以及相应的软件的设计，搭建了实验平台并验证了方案的可行性，证明论文的研究内容具有一定的参考价值。
关键词：IGRS 协议；数字电视；多屏互动中图分类号：TP39 文献标识码：B其传输与网络协议基于TCP/IP 协议，设备的交互消息框架基于 HTTP/1.1， 设备发现与资源共享基于 IGRS 基础协议，设备协同服务基于IGRS 应用框架，IGRS 的体系框架结构如图1所示。
数字电视相关技术数字电视系统框图在数字电视系统中，主要的技术有：1. 电视信号的数字化技术，数字信号处理技术 (DSP)。
目前已被采用的数字电视设备有：数字特技、数字时基校正器、数字帧同步机、 数字录像机、数字电视接收机等。
数字化设备可大大扩展特技功能， 加强艺术效 果。
从整个电视系统来说，发展数字电视可以分两步走： (I)局部设备数字化。
即摄像机输出为模拟信号，经模拟、数字转换 (A/D)变成数字信号，在演播室的 数字设备中进行处理，如数字特技处理等，处理完后，又转换成(D/A)模拟信号， 再用电视发射机发射。
接收机收到信号以后，检波成视频信号，再经A/D 变换成 数字信号，在接收机中进行数字处理(如数字降噪、数字轮廓校正、数字去重影、 画中画等)，再由D/A 变换在显像管上显示出高度清晰、噪声很小的鲜艳图像。
(2)全系统实现数字化，即把要发送图像直接变换成数字信号，经编码压缩再变 换成适合于传输的码型，在数字微波、数字光纤信道上传输，在接收端再将所收 到的数据恢复成电视图像，在通道的所有环节上电视信号都是以数字形式传送的。
2. 对电视图像及伴音进行压缩编码的技术，即信源编解码技术。
将模拟电视信号数字化后其数码率很高，因此必须想法去除图像信号中的多余信 息，将数码率压缩到能在一个信道中传送，这可以采用图像与伴音的压缩编码方 法实现，目的是为了降低信息码率。
2.1.视频编码技术。
其主要功能是完成图像的压缩，降低数字电视的信号传输量。
视频编码计 算时主要有以下客观依据： 1.图像时间的相关性。
视频信号由连续图像组成，相邻图像有很多相关性，找出这些相关性就可减少信息量。
2.图像空间的相关性。
例如图像中有一大块单一颜色，那么不必把所有像素存贮。
• A/D f 信游编码 ・S f 謝貝编码f 信道MS 輸出機口n n ■ - - - ■ - - - - - - - - ---- _ - - - -- - - --- - - - - -- 一！ - - - - 输人接口 —----『 - - ■信源解玛・ 音频解码* D/A ・D/A ・ feffi 线路3.人眼的视觉特性。
人眼对原始图像各处失真敏感度不同，对不敏感的无关紧要的信息给予较大的失真处理，即使这些信息全部丢失了，人眼也可能觉察不到；相反，对人眼比较敏感的信息，则尽可能减少其失真。
4.事件间的统计特性。
事件发生的概率越小，则其熵值越小，表示信息量越大，需分配较长的码字；反之，发生的概率越大，则其熵值越大，只需分配较短的码字。
国际上对数字图像编码曾制订了三种标准，主要用于电视会议的H.261，主要用于静止图像的JPEG标准，主要用于连续图像的MPEGS准。
2.1.1.H- 261 标准。
1984年国际电报电话咨询委员会的第15研究组成立了一个专家组,专门研究电视电话的编码问题，所用的电话网络为综合业务数据网络ISDN,当时的目标是推荐一个图像编码标准，其传输速率为m K 384kb/s(千位/秒)，m= 1,2,3,4,5 。
这里384kb/s在ISDN中称为Ho通道。
另有基本通道 B的速率为64kb/s, 6 x B= 384kb/s。
5X Ho = 30 x B= 1920kb/s 为窄带ISDN 的最咼速率。
后来因为384kb/s速率作为起始点偏咼，广泛性受限制，另外跨度也太大，灵活性受影响，所以改为p x 64kb/s, p= l ，2,3,..30 。
最后又把p扩展到32，因为32x 64kb/s=2084kb/s,已超过了窄带ISDN的最高速率1920kb/s，最高速率也称通道容量。
经过5年以上的精心研究和努力，终于在1990年12月完成和批准了CCITT推荐书H.261 ,即“采用p x64kb/s的声像业务的图像编解码”，H.261简称p X 64。
由于H.261标准是用于电视电话和电视会议，所以推荐的图像编码算法必须是实时处理的，并且要求最小的延迟时间，因为图像必须和语音密切配合，否则必须延迟语音时间。
当p 取I或2时，速率只能达到128kb/s,由于速率较低只能传清晰度不太高的图像，所以适合于面对面的电视电话。
当p >6时,速率〉384kb/s则速率较高，可以传输清晰度尚好的图像，所以适用于电视会议。
2.1.2.JPEG 标准。
主要用于计算机静止图像的压缩。
在用于活动图像时其算法仅限于帧内便于编辑。
JPEG标准所根据的算法是基于DCT离散余弦变换)和可变长编码。
关键技术有变换编码、量化、差分编码、运动补偿、霍夫曼编码和游程编码等。
JPEG 是数字图像压缩的国际标准。
它用于连续变化的静止图像，这里包括灰度等级和颜色两方面的连续变化。
JPEG包含两种基本压缩方法，各有不同的操作模式。
第一种是有损压缩，它是以DCT(Discrete Cos ine Transform)为基础的压缩方法。
第二种为无损压缩，又称预测压缩方法。
但最常使用的是第一种，即DCT压缩方法，也称为基线顺序编解码(Baseli ne Seque ntial Codec) 方法，因为这种方法的优点是先进、有效、简单、易于交流，因此应用广泛，是以DCT为基础的最基本、最重要的方法。
2.1.3.MPEG- l 标准。
MPEG是活动图像专家组(Movi ng Picture Expert Group) 的英文缩写。
MPEG 的任务是开发运动图像及其声音的数字编码标准，成立于1988年。
专家组最初的任务有三个：实现1.5Mb/s、10Mb/s、40Mb/s的压缩编码标准，即MPEG-I、MPEG-2 MPEG-3但因为MPEG-2的功能已使MPEG-3为多余，所以MPEG-3于1992月撤消。
MPEG-4项目是1991年5月建议并于1993年7月确认，其目标是甚低数码率的音频压缩编码(码率低于28.8Kb/s)。
随着数字音频和数字视频技术的广泛应用，ISO的活动图像专家组(MPEG在1991年11月提出了ISO ll172 标准的建议草案，通称MPEG-1标准。
该标准于1992年11月通过，1993年8月公布。
MPEG-1标准适用于数码率在1.5Mbps左右的应用环境，也就是为CD-ROM光盘的视频存储和放像所制定的。
MPEG-I标准可以处理各种类型的活动图像，其基本算法对于压缩水平方向360个像素，竖直方向288个像素的空间，每秒24至30幅画面的运动图像有很好的效果，在MPEG-1标准中的一帧图像的概念不同于电视中帧的概念，前者一定是成逐行扫描的图像，如果待处理信号是隔行扫描的图像，则编码前必须将其转换成逐行扫描的格式。
MPEG-I标准提供了一些录像机的功能：正放，图像冻结、快进、快倒和慢放。
此外，还提供了随机存储的功能，当然，解码器这些功能的实现在一定程度上同图像数据存储介质相关。
MPEG-I标准采用了一系列技术以获得高压缩比，第一，对色差信号进行亚采样，减少数据量；第二，采用运动补偿技术减少帧间冗余度；第三，做二维DCT变换去除空间相关性；第四，对DCT分量进行量化，舍去不重要的信息，将量化后DCT分量按照频率重新排序；第五，将DCT分量进行变字长编码；第六，对每数据块的直流分量(DC)进行预测差分编码。
MPEG-l中的图像类型共分四种：I图像,或称Intra图像，采用帧内编码，不参照其它图像；P图像，或称Predicted 图像，它们参照前一幅I或P图像做运动补偿编码；B图像，或称双向预测图像，它们参照前一幅和后一幅I或P图像做双向运动补偿编码；D图像，或称直流(DC)图像，这类图像中只含直流分量，是为快放功能而设计的。
2.14 MPEG-2 标准。
MPEG-2是由MPEG开发的第2个标准。
按计划于1994年l1月正式确定为国际标准，MPEG-2是“活动图像及有关声音信息的通用编码”(GenericCoding of Moving Pictures Associated Audio Information) 标准。
MPEG-2标准制定始于1990年7月。
在此之间，国际电信盟电信标准化部门(ITU-T) 成立了一个有关ATM的图像编码专家组。
从此开始了JTC1 ITU-T的合作。
从1991年5月开始征集有关图像编码算法(Video Coding Algorithms) 的文件,有32个公司和组织提供了非常详细的研究结果和D1格式的编解码图像录像带。
1991年l l月，在日本的JVC研究所进行了对比测试，确定带有运动补偿预测和内插的DCT最成熟和性能最好。
在1992年1月的会上又定下了MPEG-2是“通用”(generic)标准。
MPEG-2的声音和系统部分的工作始于1 992年7月。
MPE助制定MPEG-2经常与有关国际组织，女口ISO、IEC、ITU-T、ITU-R等开会协调，并注意到了与MPEG-1的兼容一致。
国际电联的无线电通信部门（ITU-R）从广播电视方面提出的不同需求构成了MPEG-2的档次/等级（Profile/Level）概念的基础。
ITU-R在MPEG-2的质量检验、测试方面做了大量工作。
MPEG-2的委员会草案ISO/IEC CD13818是1993年11月产生的。
按计划在1994年1 l月7日至I 1日的新加坡会议上，批准为国际标准ISO/IEC IS 13818。
此后还要对MPEG-2进行扩展。
MPEG- 2标准的特点：系统部分解决多个视频、音频和数据基本码流的组合问题，产生两种用于不同环境下的码流：节目码流和传送码流。
节目码流是由打包的基本码流组合而成，并共享同一个时基信号，用于误码相对较小的环境，且节目码流的包可变也相对较长。
传送包是将时基相互独立的打包的基本码流组合成单一的码流，适用于误码较多的环境，传送包长度固定188byte。
按清晰度将图像分为4个等级，同时按使用的工具和方法不同分5种处理类型。
MPEG-2与MPEG-1比较：MPEG-1标准是针对CIF图像格式的，MPEG-2与MPEG-1相比，它支持图像格式符合CCIR.601建议支持逐行扫描，也支持隔行扫描和16: 9的宽高比，它充分考虑了各种应用的不同要求，规定了不同的压缩处理方法即“型”以及编码器输入端不同的信源图像格式即“级”，解决了特殊性和通用性的问题，它包含了HDTV的标准，使其应用更加灵活，更加广泛；在一个系统码流中可以有多个视频信道；MPEG-2向下兼容，MPEG-1是MPEG-2的一个子集，任何MPEG-2的解码器能够解MPEG-1的码流；MPEG-2支持多种图像预测方式，可以采用分级搜索方法进行运动补偿；MPEG-2分别设置了“按帧编码”和“按场编码”两种模式，其编码效率得到提高；MPEG-2采用了性噪比可分级性和空间可分级性两种分级编码技术，以满足不同传输带宽和不同用户的需求；支持不同的彩色图像采样格式，支持8bit的图像也可支持10bit的图像。
