地面数字电视广播的双国标SDTV和HDTV

标清电视（SDTV），是指分辨率达到720x576像素标准的电视系统。

可称为标准分辨率电视、标准清晰度电视（standard-definition television）。

高清电视（HDTV）：国际电联的定义是一个正常视力的观众在距该系统显示屏高度的三倍距离上所看到的图像质量应具有观看原始景物或表演时所得到的印象。

水平和垂直清晰度是常规电视的两倍左右，配有多路环绕立体声。

高清互动：高清互动电视是一种通过有线数字电视双向网络，基于高清互动机顶盒，输出高清晰度数字电视节目视频内容和综合信息服务平台，能提供高清直播、电视回看、视频点播、等服务。

云媒体电视（CMTV）：云媒体电视是以下一代广播电视网为基础，以综合视频、语音、数据等多媒体、全业务服务为途径，以开放化、智能化为特征，为用户提供融合广播电视、绿色互联网、可视通信以及开放的视频增值业务等全业务服务的安全可控的数字电视。

中国下一代广播电视网（NGB），是由科技部和广电总局联合组织开发建设，以有线电视网数字化整体转换和移动多媒体广播电视(CMMB)的成果为基础，以自主创新的“高性能宽带信息网”核心技术为支撑，构建的适合我国国情的、“三网融合”的、有线无线相结合的、全程全网的下一代广播电视网络。

OLT（光纤线路终端）OLT设备是重要的局端设备，它实现的功能是：1、与前端（汇聚层）交换机用网线相连，转化成光信号，用单根光纤与用户端的分光器互联。

2、实现对用户端设备ONU的控制、管理、测距等功能。

3、OLT设备和ONU设备一样，也是光电一体的设备。

PON（无源光网络）是指（光配线网中）不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。

一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端（OLT），以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元（ONUs）。

在OLT与ONU之间的光配线网（ODN）包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。

地⾯数字电视国家标准DTMB技术解读地⾯数字电视国家标准DTMB技术解读杨知⾏（清华⼤学数字电视传输技术研发中⼼主任、教授）国标DTMB技术⽅案及性能指标国标DTMB提供的地⾯数字多媒体业务包括HDTV、⾳频、视频、数据⼴播和交互多媒体等，重要特性包括：★⾼信息容量：为HDTV节⽬提供⼤于24Mb/s的单信道码率。

★⾼度灵活的操作模式：通过选择不同的调制⽅式和地址信息，系统能够⽀持固定、便携、步⾏或⾼速移动接收。

★⾼度灵活的频率规划和覆盖区域：使⽤单频⽹和同频道覆盖扩展器/缝隙填充器的概念，通过选择不同保护间隔的⼯作模式可构建16公⾥和36公⾥覆盖范围的单频⽹。

★⽀持不同的应⽤： HDTV、SDTV、数据⼴播、互联⽹、消息传送等。

★⽀持多个传送/⽹路协议，例如 MPEG2 和 IP 协议集。

易于与其他的⼴播和通信系统连接。

★在OFDM 调制系统（TDS-OFDM）中实现了先进的信道编码和时域信道估计/同步⽅案，降低了系统 C/N 门限，以便降低发射功率，从⽽减少对现有模拟电视节⽬的⼲扰。

★⽀持便携终端低功耗模式。

★⽀持多种⼯作模式（已经实施的部分⼯作模式，详见表1）。

传输速率可选范围5.414～32.486 Mbps；调制⽅式可选QPSK、16QAM、64QAM；保护间隔可选55.6ms、125ms；内码码率可选0.4、0.6、0.8。

图1 国标DTMB的传输数据率（Mbps）点击此处查看全部新闻图⽚国标DTMB⽅案构成如图1所⽰。

电视节⽬或数据、⽂本、图⽚、语⾳等多媒体信息经过源编码、信道编码后，通过⼀个或⼀个以上的发射机发射出去，覆盖⼀定区域。

根据地⾯数字多媒体电视⼴播的服务需求、传输条件和信道特征，国标DTMB传输系统采⽤了创新的时域同步正交频分复⽤（TDS－OFDM）单多载波调制⽅式。

这种调制⽅式，主要针对地⾯数字多媒体电视⼴播传输信道线性时变的宽带传输信道特性（频域选择性与时域选择性同时存在的传输信道）所设计。

数字电视标准概述一、什么是数字电视来自.szfuwa./bbs/数字电视(Digital TV)是从电视信号的采集、编辑、传播、接收整个广播链路数字化的数字电视广播系统。

数字电视利用MPEG标准中的各种图像格式，把现行模拟电视制式下的图像、伴音信号的平均码率压缩到大约4.69―21Mbps，其图像质量可以达到电视演播室的质量水平，胶片质量水平，图像水平清晰度达到500―1200线以上，并采用AC―3声音信号压缩技术，传输5.1声道的环绕声信号。

二、数字电视的分类按清图像晰度分类，数字电视包括数字高清晰度电视(HDTV)、数字标准清晰度电视(SDTV)和数字普通清晰度电视(LDTV)三种。

HDTV的图像水平清晰度大于800线，图象质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平；SDTV的图像水平清晰度大于500线，主要是对应现有电视的分辨率量级，其图象质量为演播室水平；LDTV的图像水平清晰度为200-300线，主要是对应现有VCD的分辨率量级。

按信号传输方式分类，数字电视可分为地面无线传输数字电视(地面数字电视)、卫星传输数字电视(卫星数字电视)、有线传输数字电视(有线数字电视)三类。

按照产品类型分类，数字电视可分为数字电视显示器、数字电视机顶盒和一体化数字电视接收机。

按显示屏幕幅型比分类，数字电视可分为4∶3幅型比和16∶9幅型比两种类型。

三、数字电视系统的关键技术及标准1、数字电视的信源编解码技术视频编解码技术数字电视尤其数字高清晰度电视与模拟电视相比，在实现过程中，最为困难的部分就是对视频信号的压缩。

在1920×1080显示格式下，数字化后的码率在传输中高达995Mbit/s，这比现行模拟电视的传输信息量大得多。

因而数字电视的图像不能象模拟电视的图像那样直接传输，而是要多一道压缩编码工序。

视频编码技术主要功能是完成图像的压缩，使数字电视的信号传输量由995Mbit/s减少为20？30Mbit/s。

用于数字电视地面广播的两种传输系统（ATSC8—VSB和DVB—T COFDM）的性能比较.[Keywords】DTTB;8-VSB;COFDM,,l『/1引言经过十年的深入研究和开发.数字电视地面广播(DigitalTelevisionTerrestrialBroadcasting.DT-TB)最后进入了实施阶段.1998年11月以来.DTrB业务已经在美国和欧洲推行.很多国家已经宣布他们选择的IYFrB系统和他们的实施计划.然而,在DTrB系统中采用的有两种很不相同的数字调制技术:由"高级电视制式委员会(advancedTelevisionSystemCommittee,ATSC)开发的网格编码(TrellisCoded)的8电平残留边带(V e~tigal—side.B∞d,8一VSB)调制系统0l;以及在"数字视频地面广播(DVB-T)标准口中采用的"编码的正交频分复用(CodedOrthogonalFrequencyDivi-sionMultiplex1.吴奕彦博士:加拿大通信研究中心(握太华)高级研究科学家.他的研究关注范围包括:数字视频压缩和传输.高清晰度电视.f号和图像处理.卫星和移动通信.他积极参与了ATSC技术与标准的活动以及1TU—R数字电视和数据广播的研究.他是加拿大Carleton大学的客座(QiuncI)教授和IEEE广播技术学会的常务委员.2.徐盂侠:北京大学电子学系教授3.乐冉:信息产业部电视电声研究所教授该文(ICCE'99用的正稿)的翻译和在本刊发表得到吴奕彦博士的授权.A,Dr/8～TCorb/~ing,COFDM)调制系统.在日本也制定了另一种同样基于C0FDM的DTrB调制系统:"频带分割传输" (BandwidthSegmentedTransmission,BST)一OFDM系统,用于地面综合业务数字广播(ISDB—T).最近在日本已完成开发.由于有了一个以上的DT1B系统,很多国家和政府目前正在从事选取某个DT1B系统的进程.每个国家有其各自独特的特点和需求.DTrB系统的选取必须依据这两个调制系统的每一个如何更好地符合特定的条件,例如:频谱资源和政策,覆盖需求和网络结构,接收条件,节目交换,对于消费者和广播业者的价格等等.本文在不同的损伤和运行条件下,比较ATSC8-VSB和DVB-TC0FDM两种传输系统的?陛能.首先讨论的是一般系统级的比较.随着是最新的实验室测试结果和理论分析之比较.讨论了系统阚值定义的区别.提供了8一VSB和C0FDM计算性能的比较.对于6MI-Iz,7MI-Iz和8MHz系统应该具有同样的性能.因为是用了相同的调制和信道编码,还提供了对于两个调制系统在不同的网络基础设施中的简要的性能和实施分析.在可能时,讨论了对于广播业者或消费者的影响.还指明了一些可能的性能改进处.应该指出的是;两个系统都是可工作的系统,并且已经提供可用的数字电视(DTB)业务.当然,本文中提及的各种性能基准点只表明当前的各种技术水平.与此同时,测试是在不同实验室中进行的,在不数字视频DIG玎1ALV皿IE0同的测试环境,并且采用来自不同制造厂家的几代接收机产品.它们可能造成一些小的差异.另一方面,随着技术的进展,两个系统都将获得各种性能的改进嘲.2一般的系统比较一般说来,每个系统都有它独特的各种优点和各种缺点.ATSC8-VSB系统在"相加性白高斯噪声"(AdditiveWhiteGaussianNoise,AWGN)信道中更为健牡(robust),具有更高的频谱利用率,较低的峰值/平均功率比,以及对于脉冲噪声和相位噪声更为健牡.在低电平的各种重影集合(sao~tesembles) 以及模拟制电视信号对数字制电视信号的干扰方面,它还具有与DVB—T可以比拟的性能.因此,对于"多频率网络"(Mu一FrequeneyNetwork,MFN)的实施,以及对于在6MHz频道内提供HDTV业务,AC8--VSB可能具有更多优越性. DVB—TCOFDM系统具有优点的性能方面是:高电平(高达0dB)之长延迟的静止和动态的多径效应畸变.对于需要大范围的"单频率网络"(Single FrequencyNetwork,seN)(8k模式)或者移动接收(2k模式)之各种业务,它可能具有优越性.然而,必须指出的是;大范围的SFN,移动接收和HDTV业务,对于现存的数字地面电视广播,在任何频道间隔划分(spacing),不论是6MHz,7MHz或8MHz,都不可能同时(并存地,eoneurrentiy)获得,对于每次具体实施,还必须选择各种特定的系统参数.3系统性能的比较3.1哪信号的峰值/平均功率比COFDM信号在统计上把二维高斯过程作为其模型[31.其峰值/平均功率比(PeaktoAverage powerRatio,R)在一定程度上不依赖于滤波过程.另一方面,8-VSB的PAR颇大程度上是由频谱成型波波器的滚降系数(roll--offfactor)所设置,也即对ATSC8-VSB信号而言是11.5%.各种研究表明:在99.99%的时间内,DVB—T信号的PAR比起ATSC信号要高2.5dBP-Z.对于同样电平的邻近频道之溢出(spillover)(它是邻近频道干扰的主要根源),DVB-T系统需要一个功率较大的发射机(多2.5dB或1.8倍的功率)来适应2.5dB外加的输出功率之回退(bBck一0￡f), 或者需要一个更好的具有外加的旁瓣(sidelobe)衰减之信道滤波器.当然,这种较高的PAR对于系统性能没有影响.它对于广播业者来说仅仅是增加了某些启动的费用(徐注:还增加了今后运行中的电费和维护费用).3.2V阈值理论上从调制的角度来看,OFDM和各种单频率载波调制方案(例如,VSB和QAM),在"相加性白噪声高斯"(AWGN)信道内应该具有相同的C/N阈值.这是由于信道编码,信道估计和均衡方案,以及其他实施上的差别(相位噪声,量化噪声,各种交叉调制产物),才造成C/N阈值的差别DVB—T和AC系统都采用了级联的正向纠错和交织措施.DvB-T的外码(outercode)是具有12个RS块交织措施的RS(2o4,188,l-8).从RS (255,239)缩减而得的RS(204,188)编码,能够纠正8个字节的传输误码;而且与DVB-S(卫星)和DVB—C(有线电视)完全一致而具有通用性和容易相互连接.ATSC系统实施了应该更强有力的RS(2o7,187,t=-10)编码,它能够纠正l0个字节的误码;并且采用更长的52个RS块交织器,以便平缓脉冲干扰和同频道的NTSC干扰.RS编码实落的差别对于ATSC系统将得出约0.5dB的C/N性能方面的优势.与此同时,ATSG系统实施R=2/3的网格编码调制(TCM)作为内码(innercode);而DVB-T系统则采用次最佳的(sub--optima1)收缩的(pun咖red)卷积编码(为了通用性而与DVB—S中采用的相同).这样,对于ATSC系统而言将有高达1dB的信道编码优势.因此,在前向纠错中的实施差别使得ATSC系统具有约1.5dB的C/N优势.这个1.5dB的差别随着技术的进展或系统的改进,不大可能再缩小了. 美国"大联盟"(GraIldAlliance)实施"判决反馈均衡器(DecisionFeedbackEqua-lizer,DFE).DFE只造成极小的噪声增强,但也由于误差反馈而获得非常陡峭的"误码率"(BitErl~rRate,BER)阈值.另一方面,DVB-T系统采用带内的导频信号(in-band pilots)进行快速的频道估计,而且一直到目前为止,用一级的线性均衡器来实施信道均衡,将造成CfN约有2dB的恶化[6一.于是,根据当前的技术,在AWGN信道上有利于ATSC合计的C/N性能差别约3.5dB口?.从发射机实施的角度来看,DⅦ-T的发射机功数字视频DIGⅡ'AL,咖O率比起ATSC发射机功率要高6dB(3.5dB的C/N差别加上2.5dB的PAR),或者是4倍,才能获得相同的覆盖范围和相同的不需要的邻近频道干扰极限.当然,应该指出的是,AWGN信道的C/N性能只是传输系统的一个基准点.它可能并不代表实际世界的信道模型.与此同时,在AWGN信道上设计得性能很好的均衡和"自动增益控制"(AutomaticGain Contro1)对于移动的回波或者信号的变化,可能缓慢地反应.在DVB—T系统中目前发现的额外2dB的实施差别,可以在今后减小.在欧洲,赖斯信道模型教用于DTrB的频谱规划过程17,21】.计算机模拟表明高斯信道与赖斯信道(直达与多径功率比K=10dB)的C/N阈值差别大致是0.5—1.0dB,与所用的调制与信号编码有关[21. 实际建议的用于规划过程的C/N阈值因子是2dB噪声劣化,由于信道估计,信号均衡和接收机本底噪声所引起m.无论如何,高斯信道和赖斯信道的C/N阈值差别,即0.5-1dB,作为保留值.ATSC系统在频率规划中已用了不同的方法.在美国,FCC用高斯信道性能∞.在加拿大,对多径失真(直达与多径功率比=7.6dS)设置了一个宽褡的1.5dB的C/N余额,这样颇像欧洲的方法[ISl. 表1说明两个DTrB系统的C/N阈值(AWGN)信道.它们是基于计算机模拟l1(假设100%信道状态信息),以及最新的实验室RF"背靠背"(back-to—back)测试结果'.91.在高的UHF频道内进行的测试与在VHF频道内进行的测试之间,通常有0.2--0.5dB的差别.这方面的性能还依赖于接收机中采用的RF调谐器.单变频的调谐器得到的性能比起双变频的调谐器要好些,但是邻近频道干扰的性能将被折衷掉.RF信号电平的变化也能引起C/N阈值差别.表1基于测试结果的~/N阚值3_3系统C/N性能的公正比较应该指出的是,表1中列出的阈值不是一个公正的比较,因为各个系统有不同的数据率,而且它们对阈值的定义也不相同.一种变通的办法是采用EJNo,或者每比特的能量对系统性能进行估价,因为它考虑到系统的数据率.五/Ⅳn(dB)=C/N-IOlg(RJB)(1)其中:风是编码系统的总数据率,BW是系统的带宽.对于6MHzA TSC系统,数据率是19.4MbpsE". 具有/{=2/3编码和1/16保护区间(guardinterva1) 相比较的DVB—T6MHz系统,其b:17.4Mbps~.对于采用相同的编码而不同的保护区间长度,系统的C/N应该是相同的,而由于总数据率不同而将是不同的.DVB-T相同的阈值定义为:在Rs解码过程之前的"误码率"(BER)等于2E—.在RS解码过程以后,它相当于BER约1E一11,或者"准无误差(Quasi ErrorFree,QEF)接收;而后者等效于每几个小时有一次误差的冲击()【徐注:经询问后,吴博士解释为,出现画面停止,画面破裂,或大量块效应等.不是比特(bit)差错(误码)】,这个阈值的定义通常用于数据传输.A TsC的阈值则实际上是由视频图像的"可见度阈值"(ThresholdOfVisibility,TOV)主观地导出的;其中假设接收机中已经实施某种视频误码的掩蔽(~or~cealmant)措施或者回复(resilience)措施.相应的客观测量在RS解码过程以后定义为丑朋=3E一6,或者"数据段差错率"(SegmentErrorRate,SER)=2E-4.这个SER在均衡器之后(网格解码过程之前)转换为8-VSB的符号差错率为0.2.它也表示在网格解码过程之后的字节差错率为1.4E一2[嘲.由此可见,ATSC阈值的定义比起DVB-T要低得多.而为了公正比较,应该对AC阈值增加纠正因子.当然,对不同接收机的测量可能得出不同的数值(取决于其实施).对于AWGN信道,当采用"判决反馈均衡器"(DFE)时,该纠正因子应该大约是一0.8dB[91. 基于上述讨论,数据率方面的因素和阈值定义的区别,在表2中列出计算所得的系统阈值.表2系统的阚值C/N(AWGN)理论值RF测试值ATSC6,7.8MHzR=2/3l0_6dB11.0dBRs=19.4/21.6/27.5MbDVB_T6,7,8MHzR=2/3,GI=1/1611_9dB14.6dBRl7.4/20.5/23.4Mbp8DVB_T6,7,8MHzR=3/4,GI=1/1612.9dB15.6dB(估计值)RFl9.6/23.1/26.4Mbps数字视频由RF的"背靠背"测试数据,A TSC系统对于AwGN信道目前有3.6dB的优势.再一次应该提醒前是系统都可能进行改善,而且AwGN信道不一定是用于DTTB的最佳信道模型.也应注意,2dB的余额应该加到DVB—T理论(仿真)结果值上,表计算信道估计,信道均衡系统实现的余额砑.由于DVB—T和ATSC两个系统都可以缩放到不同的频道间隔,即6MHz,7MITz和8MHz,不需改变信道编码方式,所以表2中的系统最/值对6 MHz,7MITz和8MHz系统是一致的.3.4多径效应的失真COFDM具有较强的抵御多径效应失真的能力.它能够对付高达0dB的各种回波.保护区间的实施可以消除符号问(inter—symbo1)的干扰,但是带内的衰减(in—bandfading)仍然存在.DVB—T系统对付0dB的各种回波,必须强制性地采用较强的纠错内码和良好的信道估计系统.它还需要至少要高7dB的信号强度,才能处置各种0dB的回波.采用擦除器(eraser)技术的软判决解码过程,可以显着地改进其性能01].对于电平低了4~6dB的各种静态回波,8一VsB系统由于采用了"判决反馈均衡器" (DFE)而较少产生噪声增强.DVB—T系统的保护区间可以用于处置超前的和延迟的两种多径效应失真,这对于SFN的运行非常重要.而AC系统不能处置各种长的超前回波,因为它是为MFN环境设计,其中各种长的超前回波几乎从来不会发现.DVB—T2k系统能承受达数百Hz的移动回波,而AC系统仅能承受达12HI9一.所以DVB—T2k系统对移动应用更为可取.3.5移动接收COFDM可以用于移动接收,但是为了可靠接收不得不采用低阶调制的OFDM子载波和低速率的卷积编码(例如,R=l/2m1).因此,对于移动接收与固定接收相比较而言,在整体的数据率方面要付出显着代价.通常,将R=l/2的QPSK或16QAM用于移动接收,则提供的数据量分别可达6Mbps或l2 Mbps~.对于一个ITDTV节目以及伴随的多声道音频和数据业务它几乎不可能获得l9Mbps的数据容量.与此同时,在UHF高端,假设一个接收机以120km/h速度移动,则OFDM子载波的频率不能大于2kHz,才能适应都h勒效应.这表明:只有DVB—T2k模式才能用于移动接收.而2k 模式不曾准备用于支持大范围的SFN.如果QPSK 用于OFDM子载波,则数据率最高为4.98Mbps (BW=8MHz,R=l/2,Gl=l/4)~.即使采用16QAM调制,数据率为9.95Mbrls(BW=8MHz,R=l/2,GI=1/4).具有较高阶的调制,系统对于衰减和都勒效应将更为敏感,因而要求更高的传辖功率.在SFN环境下进行移动接收,因为移动的接收终端相对于不同发射机的移动速度总是不同的,这将引起强的都勒效应,必须采用信道估计和纠错系统来处置.非收缩的卷积内码,R=l/2被建议用于移动装置.提供移动接收的另一个潜在的问题是频谱利用率.由于移动接收与固定业务相比要求不同的调制和信道编码,可能将不得不在不同的频道内提供两类业务,这对于提供最大量的数据常是最佳的.很多国家目前已经有困难对现存的每个模拟广播业者. 指派应该固定业务的DTV频道.对移动业务寻找额外的频道可能有困难.与此同时,由于移动业务大都企图向汽车驾驶者发送音频,数据和低分辩率视频业务,它就跟"数字音频广播"(DAB)和移动电话业务进行直接的竞争.它可能还需要政府的批准.3.6频{l利用率OFDM作为一个调制系统比起各种单载波调制系统在频谱利用率方面要稍微高一些,因为它的频谱即使不采用输出频谱成型滤波器,仍有非常陡峭的初始滚降.对于一个6MHz的频道,有用的(3 dB)带宽高达5.65MHz(或5.65/6=94%~;与之相比较的ATSC系统有用的带宽为5.65MITz(或5.38/6--90%)【I】.因此,OFDM调制在频谱利用率方面有4%的优势.然而,缓和强的多径效应失真所需的保护区间,以及快速的信道估计所用的带内导频信号的插入, 都显着地降低了DVB-T系统的数据容量.例如, DVB—T系统提供系统保护区问的可选项也即是实际符号持续时间的1/4,1/8,1/16和l/32.这些对应地等效为数据容量下降20%,1l%,6%和3%.1/l2的带内导频信号的插入将导致数据率8%的损失.汇总而言对于不同的保护区间,整体的数据率损失高达28%,19%,14%和11%.对OFDM系统减数字DIGⅡALmEo去频谱利用率前面的4%优势,DvB-T系统与A TSC 系统相比时,其整体数据容量的下降分别为24%, 19%,10%和7%.这意味着在假设两个系统具有等效的信道编码方案时,DVB-T系统对于6MI-Iz系统而言,将承受4.7,3.1,1.9或1.4Mbps的数据容量下降.相应的数据率为l4.8,16.4,l7.4或l7.9Mb坤日.显而易见,数据容量是耗费在导频和保护区间上,它们用来在静态和动态多径环境下,提供较好的性能. 以上频谱效率分析是基于MFN(多载频)方式.在SFN条件下,可以用一个频率(一个频道)来覆盖大的地理面积,就是说总起来DVB-T系统可以节省频谱.3.7HDTV的能力对数字视频压缩的研究表明,基于当前的技术,对于体育和快速运动的电视节目,至少需要l8 Mbps数据率才能提供满意的HDTV图像田.安排多声道音频和辅助数据业务还需要额外的数据率容量.根据DVB-T标准,具有与ATSC8-VSB系统等效的信道编码方案(R=2/3的收缩卷积编码,或[TU一模式M3f/,21],6MHzDVB—T系统的总数据率, 依据保护区间的选取,是在14.7Mbps和17.9Mb坤.因此,在6MHz频道内,对于DVB—T系统而言,难以提供HDTV业务,除非选取较弱的纠错编码.例如,把卷积编码率增加到R=3/4并选取C,-l/l6,数据率等于19.6Ubp<它与A TSC系统的数据率19.4Mb是可比拟的).然而,这种处置将需要至少1.5dB的额外信号功率目.估算的系统性能列于表2.增加编码率还将损害抵御多径效应失真的性能,特别是室内接收和SFN环境.一些其他的技术可以用于对COFDM信号进行编码,不采用带内导频信号;它们可以显着改善频谱利用率.不幸的是,当DVB-T标准定稿时,这些技术尚未充分开发出来.3.8对现存模拟电视业务干扰4dB的C/N差别要求DVB—T系统发射2.5倍多的功率.当然,较高的功率消耗对于DTV的实施实际上不是一个大问题.在很多国家,政府的政策要求模拟电视和DTV在较长的时期内共存,而且没有额外的频谱资源可以用于DTV的实施.DTV只能占用未使用的频谱指派以及"禁用频道"(taboochart- ne]s).因此可以预料的是,关键限制因素之一将是在模拟皂视向DTV过渡时期内DTV对现存模拟电视业务的干扰.而DVB-T系统的较高发射功率之需求,必定使频谱规划更为困难,并且造成额外的干扰.必须采用额外的措施来新增加同频道的间隔,或者降低DTV的发射功率(或者覆盖范围).3.9单频率网络(SFN)8k模式的DVB—T系统是为大范围(国家范围的或地区范围的)SFN而设计的,其中一群发射机被用于覆盖某个指定的业务区域.它采用小的载波间隔,能够支持非常长(高达224p.s)的保护区间.如果选用较强的卷积编码(R<3/4),它还可支撑0dB 的多径效应失真.然而,为了处置0dB的多径效应失真,信号电平至少需要高7dBM.这个额外的功率需求还要额外添加到前面提到的6dB发射机的额外值.降低过高的发射功率的一个变通办法是采用方向性强的接收天线,它看来能够消除0dB的多径效应失真.这种天线也将改善ATSC8-VSB的接收性能.另一个可能影响到大范围SFN实施的问题是同频道和邻近频道的干扰.在很多国家,可能难以对大规模SFN的运行,指派一个DTV频道,而在模拟电视向DTV过渡时期内,不对现存的模拟电视业务产生重要的干扰.在需要的位置寻找发射台场所以及相应的费用(例如产权,设备,立法,建筑物,运行和环境的各种调查)可能不实用或者经济上不可行. 另一方面,SFN的办法可以在整个中心覆盖区域提供较强的场强,因而可明显地增进业务提供能力.接收机有多于一个发射机的信号接收(分集增益).这些接收机在实现对发射机的视距接收方面有较好的机会.对发射机密度,塔高和位置,还有发射功率进行了优化,SFN可得到较好的覆盖和频谱经济性,同时保持与邻近网络之间的互相干扰在满意的水平阎. ATSC系统不是为SFN设计的.可以用有限的同频道重发器和阴影区填充器,只要空中信号拾取与重发信号问的充分隔离达到要求.另一选择是全数字同频道,其中信号经过解调,解码和重新调制.第一跳的传输误码可以被纠正,而系统在信号拾取和重新传输天线之间不需要高度的隔离.在DTV和模拟电视系统中的关键差别是,DTV可以处置至少20dB的同频道干扰,彬田仪鼍走向世界的品牌天津市彬田电子技术有限公司黜罢数字视频而模拟电视的同频道可见度阈值(thresholdvisibi~- ty)约50dB.换句话说,DTV比起模拟电视要更为强健(高达30dB),因而对转播机设计和频谱规划提供更多的灵活性.对于ATSC转播机的实施嗍,采用有方向性的天线将增加接收地点的可用性,并且降低快速运动或长延迟的多径效应失真.各种运行参数将取决于人口分布,地域环境和预定的覆盖区域.应该指出的是,在任何情况下,ATSC或DVB—T,SFN或MFN,都不能获得100%的接收地点可用性.3.10脉冲噪声从理论上来说,OFDM调制应该对时间域的脉冲干扰更为强健,因为接收机中的FlTr可以平滑掉短持续时间的各种脉冲.但是,正如前面提到的,信道编码和交织器的实旅也起着重要作用.ATSC系统的较强的RS(207,187)编码并具有52个数据段的交织器,与DVB-T的Rs(204,188)编码并具有12个数据段的交织器相比,使得ATSC系统更能承受脉冲噪声.对于内码而言,ATSC采用较短的约束长度2(DVB-T是7).还能得出较短的误码突发, 这更容易用外码进行纠正.脉冲噪声干扰通常发生在VHF频带和UHF频带的低端,而且可以由工业设备和家用电气设备(例如.微波炉,荧光灯,头发吹干机和真空吸尘机)产生.高压电力传输线路经常产生弧光放电和电晕放电,也是一种脉冲噪声源.载波复原和同步电路对脉冲噪声的强健程度,也会限制系统的性能.3.11单频率载波ltone)的干扰由于COFDM系统是一种频率域技术,它实旅大量的子载波来进行数据传输;单频率载波或窄带干扰将损害少数子载波,但丢失的数据很容易通过纠错编码来纠正.另一方面,单频率载波干扰对8一VSB调制将造成"眼图"(eye)闭合.自适应均衡器可能会降低单频率载波的影响,但是一般说来,DVB—T系统在单频率载波干扰方面的性能比起C系统要好一个大的裕量(>1OdB).当然,单频率载波干扰仅仅是另一个性能基准.在实际世界中,哪@博汇斟技时基校正器■t:i¨■IE自I●il鼻tt^I矫蛳,驰-i:c010)髓删1/铷///封系统永远不可能处于一个单频率载波干扰占主导的环境.同频道模拟电视的干扰是一种特殊的"类似单频率载波干扰"的情况.它将在下一节中讨论.3.12同频道模拟电视干扰正如上一节中提到的,同频道模拟电视的干扰将在DTrB频带的特定部分,损害有限数目的COFDM的子载波.一个优秀的信道估计系统结合采用擦除器技术的软判决解码过程,应该在对付模拟电视干扰方面获得优秀的性能.AC系统则采用很不相同的办法.实施一个精心设计的梳状滤波器来"开槽",以抑制模拟电视的视频,音频和彩色副载波,改善系统的性能.两个系统有相似的性能基准.需要指出的是:在参考文献[9】澳大利亚的对比测试中,该梳状滤波器被断开.其中一个7MHz模拟电视干扰信号用来测试一个6MI-Iz的ATsc系统.而在IYrV的频谱规划过程中晴,同额道的模拟电视干扰并授有看成是最关键的因素. iyrv对现存模拟电视的干扰倒是一个较为严重的问题.3.13同频道iyrv干扰两种系统的iyrv信号都有点像相加性白高斯噪声.因此,同频道iyrv干扰的性能应该与C/N性能高度相关,而后者很大程度上依赖于所用的信道编码和调制.ATSC系统大约有3~4dB的优势(见表3),这是由于它有较好的前向纠错系统.优良的同频道DTV的C/l性能将导致DTV对现存模拟电视业务的干扰较小.它还将意味着:一旦模拟业务停止时,将有更好和更多的频谱利用率.3.14相位嘿声性能从理论上来说,OFDM调制对调谐器的相位噪声更为敏感.相位噪声的影响可以用两个分量作为模型:(1)一个共同的旋转分量,造成所有OFDM子载波的一个相位旋转;(2)一个散乱的分量,或者载波间(inter-car-tier)的干扰分量,它们造成子载波星座点(constellationpoints)的噪声状散焦(defocu—sing).第一个分量通过利用带内的导频信号作为参考而容易跟踪.然而第二个分量是难以补偿的.它将稍微恶化DVB-T系统的噪声阈值.对于单载波的调制系统,例如8-VSB,相位噪声一般造成星座图的旋转,而这大都可以由锁相环来跟踪.DVB-T系统可能需要具有较好相位噪声性能的调谐器.无论采用单变频调谐器还是双变频调谐器,都会造成性能方面的差别.单变频调谐器的相位噪声较小,但是对于邻近频道干扰的承受能力数宇视频表3用于频率规划的各种DTV保护比例加拿大参数:噪声的C/(N+t)加上同频道DTV干扰应该是16.5曲. 较差.能够覆盖VHF和uHF两个波段的调谐器之。

世界三大数字电视标准简介数字电视按传输方式分为地面、卫星和有线三种。

1995年，欧洲150个组织成立了DVB(Digital Video Broadcasting，数字视频广播)联盟，这个联盟现在已经拥有近200个成员。

1997年，DVB联盟发表了它的数据广播技术规范，包括卫星数字电视传输标准DVB-S、有线电视传输系统标准DVB-C和地面传输标准DVB-T，为卫星、有线和地面电视频道传送高速数据铺平了道路。

其中，DVB-S规定了卫星数字广播调制标准，使原来传送一套PAL制节目的频道可以传播四套数字电视节目，大大提高了卫星的效率。

DVB-C规定了在有线电视网中传播数字电视的调制标准，使原来传送一套PAL制节目的频道可以传播四至六套数字电视节目。

DVB-S和DVB-C这两个全球化的卫星和有线传输方式标准，目前已作为世界统一标准被大多数国家所接受（包括中国）。

而对于地面数字电视广播标准，经国际电讯联盟（ITU）批准的共有三个，分别为：欧盟的DVB-T标准、美国的ATSC(Advanced Television SystemCommittee，先进电视制式委员会)标准和日本的ISDB-T（Integrated Services DigitalBroadcasting，综合业务数字广播）标准，因此，数字电视标准之争主要集中在地面数字广播系统。

1. DVB,数字视频广播DigitalVideoBroadcasting的缩写；是由DVB项目维护的一系列国际承认的数字电视公开标准。

DVB项目是一个由300多个成员组成的工业组织，它是由欧洲电信标准化组织EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute(ETSI),欧洲电子标准化组织EuropeanCommitteeforElectrotechnicalStandardization(CENELEC)和欧洲广播联盟EuropeanBroadcastingUnion(EBU)联合组成的联合专家组JointTechnicalCommittee(JTC)发起的。

数字电视的二种国际标准目前数字电视主要有两种标准。

一是欧洲ETSI的DVB(日本DiBEG的ISDB-T源于DVB,不另作分类);二是美国先进电视委员会ATSC的DTV。

DVB家族分为三个部分:用于卫星数字电视广播的DVB-S;用于有线(同轴电缆)数字电视广播的DVB-C;以及用于地面数字电视广播的DVB-T。

其中DVB-S标准已为全球所认同;DVB-C为欧洲,澳大利亚,北美,南美等一些国家接受;而数字电视地面广播DVB-T已在欧洲,澳大利亚,新加坡进行了广泛的测试试验得到认可。

A TSC的DTV是一种地面数字电视广播标准,与DVB-T形成竞争,已在澳大利亚,新加坡等国家与DVB-T进行对比试验。

目前接受该标准的国家和地区有美国,加拿大,墨西哥,阿根廷,韩国,台湾等。

另外,北美地区在卫星数字电视广播方面接受DVB-S,DSS(休斯数字卫星系统);在有线数字电视广播方面接受OpenCable(美国CableLabs制定的数字有线标准，该标准接受ATSC制式以及国际电讯联盟（ITU）的ITU-T J.83的用于电视、声音和数据服务的有线数字多节目制式)。

数字电视采用MPEG-2压缩方式MPEG-2编码压缩系统较之其它压缩工具,对于给定的质量可提供较大的压缩率,并且具有广泛的节目素材来源。

在数据率达到一定程度时可以提供非常满意的图像质量以满足我们的需要。

DVB和DTV的视频都采用MPEG-2压缩。

DVB的音频采用MPEG第Ⅱ层音频(MUSICAM)。

DTV采用杜比AC-3立体声。

DVB如何工作?电视信号的发送由信源部分和信道部分组成。

将数字视频、音频和多媒体数据信号编码为MPEG-2视频、音频及多媒体信号,经过传输复用电路复用为信源输出信号。

可分别馈送至DVB-S/C/T信道。

DVB-S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。

6．2数字电视数字电视有三种广播传播方式。

(1)地面数字电视广播地面数字电视广播是由电视台在地面VHF／UHF广播信道上开路传输数字电视节目的广播，是最普及的电视广播方式。

由于地面广播信道情况复杂、干扰严重，面临多径传播而带来的符号间干扰，因此技术上的要求比较高，是要重点介绍的无线通信内容。

(2)卫星数字电视广播卫星电视广播是利用卫星作为微波中继站的一种电视广播通信手段。

在第5章已详细介绍了卫星通信技术，本章第3节还将专门介绍卫星数字电视广播的内容。

．(3)有线数字电视广播有线数字电视广播是利用电缆或光纤作为传输信道的广播电视系统，由于信道条件好，因此质量高，节目频道多，便于开展按节目收费(PPV)、节目点播(VOD)及其他双向业务。

严格地讲，有线电视数字广播属于有线通信，已超出本书讨论的范围，所以不准备进一步展开。

6．2．1世界主要数字电视标准正如模拟电视有PAL、NTSC、SECAM等制式一样，数字电视也要制定本身的标准。

目前世界上最主要的数字电视标准有三种：美国的ATSC、欧洲的DVB和日本的ISDB。

其中前两种标准用得较为广泛，特别是DVB已逐渐成为世界数字电视的主流标准。

(1)ATSC标准ATSC(Advanced Television System Committee)是美国高级电视系统委员会的简称，于1995年经美国联邦通信委员会正式批准成为美国的高级电视(ATV)国家标准。

ATSC标准规定了一个在6 MHz带宽内传输高质量的视频、音频和辅助数据的系统，在地面广播信道中能可靠地传输约19 Mb／s的数字信息，在有线电视频道中能可靠传输38 Mb／s的数字信息，该系统能提供的分辨率达常规电视的5倍之多。

ATSC被加拿大、韩国、阿根廷、中国台湾地区以及墨西哥采用，亚洲及中北美洲的许多国家也正在考虑使用。

(2)DVB标准DVB(Digital Video Broadcast)数字视频广播是欧洲广播联盟组织的一个项目。

数字电视标准概述一、什么是数字电视来自/bbs/数字电视(Digital TV)是从电视信号的采集、编辑、传播、接收整个广播链路数字化的数字电视广播系统。

数字电视利用MPEG标准中的各种图像格式，把现行模拟电视制式下的图像、伴音信号的平均码率压缩到大约4.69―21Mbps，其图像质量可以达到电视演播室的质量水平，胶片质量水平，图像水平清晰度达到500―1200线以上，并采用AC―3声音信号压缩技术，传输5.1声道的环绕声信号。

二、数字电视的分类按清图像晰度分类，数字电视包括数字高清晰度电视(HDTV)、数字标准清晰度电视(SDTV)和数字普通清晰度电视(LDTV)三种。

HDTV的图像水平清晰度大于800线，图象质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平；SDTV的图像水平清晰度大于500线，主要是对应现有电视的分辨率量级，其图象质量为演播室水平；LDTV的图像水平清晰度为200-300线，主要是对应现有VCD的分辨率量级。

按信号传输方式分类，数字电视可分为地面无线传输数字电视(地面数字电视)、卫星传输数字电视(卫星数字电视)、有线传输数字电视(有线数字电视)三类。

按照产品类型分类，数字电视可分为数字电视显示器、数字电视机顶盒和一体化数字电视接收机。

按显示屏幕幅型比分类，数字电视可分为4∶3幅型比和16∶9幅型比两种类型。

三、数字电视系统的关键技术及标准1、数字电视的信源编解码技术视频编解码技术数字电视尤其数字高清晰度电视与模拟电视相比，在实现过程中，最为困难的部分就是对视频信号的压缩。

在1920×1080显示格式下，数字化后的码率在传输中高达995Mbit/s，这比现行模拟电视的传输信息量大得多。

因而数字电视的图像不能象模拟电视的图像那样直接传输，而是要多一道压缩编码工序。

视频编码技术主要功能是完成图像的压缩，使数字电视的信号传输量由995Mbit/s减少为20？30Mbit/s。

音频编解码技术与视频编解码相同，音频编解码主要功能是完成声音信息的压缩。

6．2数字电视数字电视有三种广播传播方式。

(1)地面数字电视广播地面数字电视广播是由电视台在地面VHF／UHF广播信道上开路传输数字电视节目的广播，是最普及的电视广播方式。

由于地面广播信道情况复杂、干扰严重，面临多径传播而带来的符号间干扰，因此技术上的要求比较高，是要重点介绍的无线通信内容。

(2)卫星数字电视广播卫星电视广播是利用卫星作为微波中继站的一种电视广播通信手段。

在第5章已详细介绍了卫星通信技术，本章第3节还将专门介绍卫星数字电视广播的内容。

．(3)有线数字电视广播有线数字电视广播是利用电缆或光纤作为传输信道的广播电视系统，由于信道条件好，因此质量高，节目频道多，便于开展按节目收费(PPV)、节目点播(VOD)及其他双向业务。

严格地讲，有线电视数字广播属于有线通信，已超出本书讨论的范围，所以不准备进一步展开。

6．2．1世界主要数字电视标准正如模拟电视有PAL、NTSC、SECAM等制式一样，数字电视也要制定本身的标准。

目前世界上最主要的数字电视标准有三种：美国的ATSC、欧洲的DVB和日本的ISDB。

其中前两种标准用得较为广泛，特别是DVB已逐渐成为世界数字电视的主流标准。

(1)ATSC标准ATSC(Advanced Television System Committee)是美国高级电视系统委员会的简称，于1995年经美国联邦通信委员会正式批准成为美国的高级电视(ATV)国家标准。

ATSC标准规定了一个在6 MHz带宽内传输高质量的视频、音频和辅助数据的系统，在地面广播信道中能可靠地传输约19 Mb／s的数字信息，在有线电视频道中能可靠传输38 Mb／s的数字信息，该系统能提供的分辨率达常规电视的5倍之多。

ATSC被加拿大、韩国、阿根廷、中国台湾地区以及墨西哥采用，亚洲及中北美洲的许多国家也正在考虑使用。

(2)DVB标准DVB(Digital Video Broadcast)数字视频广播是欧洲广播联盟组织的一个项目。

三种数字电视标准的比较1、引言众所周知，模拟电视有NTSC、PAL和SECAM三种标准。

目前，数字电视也陷入这种局面，美国、欧洲和日本各自形成三种不同的数字电视标准。

美国的标准是ATSC（Advanced Television System Committee先进电视制式委员会）；欧洲的标准是DVB（Digital Video Broadcasting 数字视频广播）；日本的标准是ISDB（Integrated Services Digital Broadcasting 综合业务数字广播）。

现在，数字电视尚无统一的国际标准，本文就现行的三种数字电视标准分别予以介绍，并在技术规范、标准参数及特点等方面进行比较。

2、ATSC标准ATSC数字电视标准由四个分离的层级组成（图1所示），层级之间有清晰的界面。

最高层为图像层，确定图像的形式，包括像素阵列，幅型比和帧频。

第二层是图像压缩层?捎肕PEG-2图像压缩标准。

第三层是系统复用层，特定的数据被纳入不同的压缩包中，如节目1图像，节目2声音，或者辅助数据，采用MPEG-2系统标准。

最后一层是传输层，确定数据传输的调制和信道编码方案。

对于地面广播，其标准采用Zenith公司开发的8VSB，此系统可通过6MHz的地面广播频道实现19.3Mb/s的传输速率。

该标准也包含适合有线电视系统高数据率的16VSB模式，可在6MHz的有线信道中实现38. 6Mb/s的传输速率。

下面两层共同承担普通数据的传输，上面两层确定地普通数据传输的基础上运行的特定配置，如HDTV 或SDTV（标准清晰度电视）。

上面两层还确定ATSC标准支持的具体图像格式，共有18种格式（HDTV6种、SDTV12种），14种采用逐行扫描方式。

⑴HDTV，1920像素（H）×1080像素（V），宽高比16：9，帧频60Hz/隔行扫描制，帧频30Hz/逐行扫描制，帧频24Hz/逐行扫描制；⑵HDTV，1280像素（H）×720像素（V），宽高比16：9，帧频60Hz/逐行扫描制，帧频30Hz/逐行扫描制，帧频24Hz/逐行扫描制；⑶SDTV，704像素（H）×480像素（V），宽高比16：9或4：3，帧频60Hz/隔行扫描制，帧频60Hz/逐行扫描制，帧频30Hz/逐行扫描制，帧频24Hz/逐行扫描制；⑷SDTV，640像素（H）×480像素（V），宽高比4：3，帧频60Hz/隔行扫描制，帧频60Hz/逐行扫描制，帧频30Hz/逐行扫描制，帧频24Hz/逐行扫描制。

国际公认的HDTV高清电视和DTV数字电视标准！
[color=Red][size=4]一般消费者误认为HDTV是指某种电视机，但其实HDTV是一种格式标准，现在数字电视一共有18种格式，并按清晰度分为标准清晰度电视（SDTV）、增强清晰度电视（EDTV）和高清晰度电视（HDTV）三种。

也就是说，HDTV是数字电视(DTV)标准中最高级的一种。

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类别格式水平扫描线水平分辨率长宽比扫描方式桢数(fps) HDTV 1080P 1080 1920 16:9 逐行24 1080P 1080 1920 16:9 逐行 30
1080I 1080 1920 16:9 隔行 30
720P 720 1280 16:9 逐行 24
720P 720 1280 16:9 逐行30
720P 720 1280 16:9 逐行60 EDTV 480P 480 704 16:9 逐行 24 480P 480 704 16:9 逐行 30
480P 480 704 16:9 逐行 60
480P 480 704 4:3 逐行24
480P 480 704 4:3 逐行 30
480P 480 704 4:3 逐行 60
480P 480 640 4:3 逐行 24
480P 480 640 4:3 逐行 30
480P 480 640 4:3 逐行 60 SDTV
480i 480 704 16:9 隔行 30
480i 480 704 4:3 隔行 30
480i 480 640 4:3 隔行 30
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HDV及SDTV向HDTV的转变
塚田幸司
【期刊名称】《现代电视技术》
【年(卷),期】2005(000)010
【摘要】@@ 笔者将向大家介绍由佳能、索尼、夏普联合发布的HDV标准及相关产品,另外还将介绍SDTV向高清HDTV转变的过程.rn在开发HDV产品之前,广泛听取了包括日本在内的世界各地电视台和其制作厂商归纳的意见.整个设计制片、录像向高清晰转变,2008年北京奥运会即将开幕,大家都希望在短时间内实现向高清转变.各电视台都面临着STDV如何平滑向HDTV高清转变的课题.
【总页数】1页(P19)
【作者】塚田幸司
【作者单位】JVC(中国)投资有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN949.17
【相关文献】
1.地面数字电视广播的双国标SDTV和HDTV [J], 徐孟侠
2.HDTV到SDTV转换编码技术的研究 [J], 李春涛;刘昱;李桂苓
3.基于FPGA的SDTV-HDTV转换的研究与设计 [J], 伍颖;陈明义
4.基于DSP的SDTV/HDTV数字电视信号格式转换卡设计 [J], 黄翔;李德华;金良海;朱美能
5.美国消费电子协会——对HDTV、EDTV和SDTV的描述 [J], 杨辉
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