有线数字电视系统前端的结构示意图共68页

有线数字电视前端系统组成架构设有线数字电视前端系统组成架构设摘要：近几年来，在广电总局的大力推动和各地有线台的不懈努力下，数字电视得到很大发展，用户规模不断壮大。

各地有线台在数字电视建设上各有千秋，一些率先发展的城市，不仅为我们数字电视起步较晚的城市提供了宝贵经验，而且使我们少走弯路。

数字电视系统是一个庞大的工程，其设计也非常复杂。

本文就前端硬件系统、网络管理系统的设计做一探讨。

关键词：有线数字电视；前端系统；广电信息网络1 有线数字电视前端主系统设计前端主系统由信号接收、信号处理、信号输出、系统管理四部分组成。

信号接收系统主要完成对来自不同网络的各个信号的接收，然后把它们变换成符合MPEG—2标准的TS流。

信号处理是把输入的TS 流经过复用器变成多节目的TS流，然后经过CA加密的处理，送到输出部分。

信号输出则是把含有多套节目的TS系统调制成RF信号输出给整个HFC网络。

1.1 信号输入部分由于信号源众多的原因，信号输入部分是前端中设备型号最多、最复杂的部分。

信号输入部分涉及的设备有光收机、卫星接收机、编码器等应将它们转换为统一的格式送入信号处理部分。

为提高数字电视信号的质量和可靠性，数字有线电视前端设备造型非常重要。

卫星天线一定要满足卫星天线电视接收技术文件中关于天线的要求，要有良好的机械性能。

高频头选择本振频率稳定、噪声温度指标低的产品，如Ku波段噪声温度指标要在0.7db以下。

数字卫星接收机应选用带ASI标准的基带数字信号传输的综合IRD （符合MPEG—2/DVB标准）数字卫星接收机。

这就保证了与各种设备之间、以及不同公司的设备之间的相互连接性。

1.2 信号处理部分信号处理部分包括：传输码流（TS）的监视、解扰、复用与业务信息（SI）处理等。

它是数字前端的核心。

在这部分主要完成的是对所有节目进行解扰、截取、复用等处理。

在模拟前端中，若要增加一套节目，只需简单将一台接收机与一个调制器相连接就可以了。

数字电视系统方框图：发送端，数字的视频信号，数字的伴音信号及数据信号经压缩编码后使数码率压缩几十倍，以提高传输的可靠性，随后经过复用器，将同一个节目的基本码流（包括视频音频和数据）复用在一起，组成节目传送码流；接着进行信道编码，加入各种纠错编码，降低误码率，提高传输的可靠性；最后进行数字调制，提高信道的频谱利用率；该数字信号经发射机发送出去，在接收端由调谐器接收，经数字解调，信道解码及解调复用器后，分别通过视频，伴音和数据的压缩解码，恢复出原来的数字电视信号，即可在显示终端看到图像，并听到伴音，接收到相应数据。

卫星数字电视上行设备方框图：发送端，数字的视频信号，数字的伴音信号及数据信号经压缩编码后使数码率压缩几十倍，以提高传输的可靠性；4路节目流的复用传送，其码流和该节目的节目映射表PMT经打包复用形成节目传送码流，接着与节目关联表PAT进一步复用形成系统传送码流；系统复用输出的每8个TS包形成的TS大包对数据进行随机化，即加扰码，使数据能量扩散；外码编码采用截短的RS码（255,239，t=8），为了提高抗突发误码的能力，在RS编码后采用以字节为单位的外交织，交织深度I=12；卷积编码器采用6级移位寄存器组成的卷积码发生器，增加信道纠错能力，之后进行基带成形处理，避免码间干扰；编码器输出的信号可作为QPSK调制器的输入；最后将数字信号输送到上变频，由天线发射。

MPEG编码器基本框图：待编码图像首先确定帧编码类型，如果为I幀，幀内所有宏块仅做幀内预测；如果为P幀，幀内所有宏块可以作幀内或幀间预测。

确定好幀类型后，图像分割为一个个大小为16x16的宏块，假设待编码宏块表示为X，编码前利用视频信号空、时域相关性，进行预测，得到待编码宏块的预测版Xp；具体预测可以采用幀内预测或幀间预测。

得到预测Xp后进行差分编码得到误差图像△X=X-Xp，误差图像经过块级变换、量化、游程编码、熵编码产生量化系数对应的编码比特；同时量化后的块经过逆量化、逆变换得到含量化失真的误差图像△X’，和预测图像Xp相加重构出解码图像，一方面这些像素直接用于当前帧内后续宏块帧内预测的参考像素，另一方面经过去块效应滤波后得到重构图像X’存储在本地帧存储器中，为后续帧间编码帧提供运动预测的参考。

有线数字电视前端数字电视前端可分为输入、处理和输出三部分输入部分输入部分的主要功能，就是把来自不同渠道、不同格式的视音频信号，进行数字化、压缩编码或码流适配，统一为符合DVB-C标准的MPEG-2传输流格式和ASI接口的传输流，输出到处理部分。

在整个数字有线电视系统中，设备与设备间，设备与线路间的传输接口，被规定为ASI（异步串行接口）。

它的传输速率为270Mbit/s，可以轻松地承载8Mhz带宽，64QAM调制的数据流。

ASI物理接插形式，用得最多的是BNC卡口。

一般来说，用于HFC网络播出的硬盘播放器，大都提供ASI接口，甚至已经将码流调制到高频载波上形成64QAM射频信号。

输出为ASI接口的可以直接进切换矩阵，64QAM输出。

只要频率和电平合适，就直接与现有的模拟频道混合，进入HFC传输。

对于输出口为DS-3（45Mbit/s）、ATM（155Mbit/s）以及高速以太网口，都需要经过适配器将接口转换为ASI，才能进数字切换矩阵。

处理部分信号处理部分是前端的核心。

它的功能是：对所有输入的节目码流进行切换、调度、分组、复用（再复用）；插入（更新）节目专用信息PSI、业务信息SI、电子节目指南EPG、各种管理信息（ECM、EMM）等，把它们与节目信号一起复用进数字传输通道；对条件接收节目进行加扰；进行节目管理、用户管理和系统管理。

数字切换矩阵也叫路由器。

它有若干个输入口和输出口，可以实现任意输入端口的信号从任意输出端口输出，可以实现输入与输出节目的强大调配功能。

数字电视的一个载波频道，可以载运6套以上电视节目，载运哪几套，组合是灵活的，完全由切换矩阵实现。

在数字电视播出中，增加一套节目，不是象模拟那样加一台调制器，可以在虚拟状态下进行，只要把要增加的节目从矩阵输入端接入，切换到一个复用器上，复用进某个频道就可以了。

输出部分前端输出部分的功能，是把处理部分送来的已按每8Mhz带宽容量复用和加扰好了的多路数字电视节目传输流（含节目、PSI、SI、EPG及管理信息），变成可以在有线电视HFC网络中传输的64QAM调制射频信号。