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DVB-数字视频广播
作者:管理员    发布于:2015-05-29 13:33:20    文字:【】【】【
摘要:993年,欧洲成立了国际数字视频广播组织(DVB组织)。DVB组织决定新的技术必须是建立在MPEG-2压缩算法上的数字技术,必须是以市场为导向的数字技术。DVB的宗旨是要设计一个通用的数字电视系统,在此系统内的各种传输方式之间的转换有最简单的方式,尽可能的增加通用性。DVB标准提供了一套完整的、适用于不同媒介的数字电视系统规范。DVB数字广播传输系统利用了包括卫星、有线、地面、SMATV、MNDSD在内的所有通用电视广播传输媒体。它们分别对应的DVB标准:DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-SMATV、DVB-MS和DVB-MC。

DVB标准的核心

1)系统采用MPEG-2压缩的音频、视频及资料格式作为资源;

2)系统采用公共MPEG-2传输(TS)复用方式;

3)系统采用公共的用于描述广播节目的系统服务信息(SI);

4)系统的第1信道编码采用R-S前向纠错编码保护;

5)调制与其他附属的信道编码方式,由不同的传输媒介来确定;使用通用的加扰方法及条件接收接口。

DVB 传输系统

DVB标准的传输系统分为信源编解码(Source Coding)和信道编解码(Channel Coding)两部分。信源编码采用MPEG-2码流,首先对音频和视频进行复用,然后再将多个数字电视节目流进行传输复用。在接受端进行相应的解复用和解码。

信道编解码包括:前向纠错编码、译码、调制、解调和上、下变频3部分。卫星传输采用QPSK4相相移键控调制)方式,有线传输采用QAM正交振幅调制)方式,地面传输采用COFDM(编码正交频分复用)或16VSB16电平残留边带调制)方式。

1 DVB-S-数字卫星直播系统标准:数字卫星传输系统是为了满足卫星转发器的带宽及卫星信号的传输特点而设计的。该标准以卫星作为传输介质。将视频、音频以及资料放入固定长度打包的MPEG-2传输流中,信号在传输过程中有很强的抗干扰能力,然后进行信道处理。通过卫星转发的压缩数字信号,经过卫星接收机后由卫星机顶盒处理,输出视频信号。这种传输覆盖面广,节目量大。数据流采用四相相移键控调制(QPSK)方式,在使用MPEG-2MP@ML(主类@主级)格式时,用户端达到CCIR601演播室质量的码率为9Mb/s,达到PAL质量的码率为5Mb/s。在DVB-S标准公布以后,几乎所有的卫星直播数字电视均采用该标准,我国也选用了DVB-S标准。

2 DVB-C 数字有线广播系统标准:该标准以有线电视网作为传输介质,应用范围广。有线电视系统分为两部分:CATV前端和综合解码接收机(IRD)。采用MPEG-2压缩编码的传输流,由于传输介质采用的是同轴电缆,与卫星传输相比抗外界干扰能力强,信号强度相对较高。调制方式有163264QAM三种方式,对于QAM调制而言,传输信息速率越高,抗干扰能力越低。采用64QAM正交振幅调制时,一个PAL通道的传输码率为41.34Mb/s,还可供多套节目复用。DVB-C传输系统的具有如下几点主要特点:A、可与多种节目源相适配。DVB-C传输系统所传送的节目既可来源于从卫星系统接收下来的节目,又可来源于本地电视节目,以及其它外来节目信号;B、可用于标准数字电视又可用于HDTV

3DVB-T数字地面广播系统标准:此系统的标准是1998年通过的,这是最复杂的DVB传输系统。不用编码正交频分复用(COFDM)调制方式,8MHz带宽内能传送4套电视节目,而且传输质量高。采用MPEG-2数字视频、音频压缩编码技术。地面数字发发射的传输容量,在理论上大至与有线电视系统相当,本地区覆盖好。此系统有利于数字与模拟电视共存,在与现行模拟电视混合传输方面显示出优势。DVB-T标准中主要规范的是发送端的系统结构和信号处理方式,对接收端则是开放的,各厂商可以开发各自的DVB-T接收设备,只要该设备能够正确接收和处理发射信号,并满足DVB-T中所规定的性能指标。

4 DVB-SMATV 数字SMATV(卫星共用天线电视)广播系统标准:此标准是在DVB-SDVB-C基础上制定的。

5 DVB-MS 高于10GHZ的数字广播MMDS分配系统标准:MMDS是采用调幅微波向多点传送,分配多频道电视节目的系统。该系统基于DVB-S,使携带大量节目的微波信号直接入户。用DVB-S接收机配上一个MMDS频率交换器就可以接收DVB-MS信号。

6 DVB-MC 低于10GHZ的数字广播MMDS分配系统标准

该标准基于DVB-C,使携带大量节目的微波信号直接入户。用DVB-C接收机配上一个MMDS频率变换器就可以接收DVB-MC信号。

7DVB-H标准是建立在DVBDVB-T两个标准之上的标准。  一个DVB-H系统前端由DVB-H封装器和DVB-H调制器构成,DVB-H封装器负责将IP数据封装成MPEG-2系统传输流(TS)DVB-H调制器负责信道编码和调制;系统终端由DVB-H解调器和DVB-H终端构成,DVB-H解调器负责信道解调、解码,DVB-H终端负责相关业务显示、处理。

系统要求

由于移动终端采用电池供电,为提高电池的使用时间,终端应能够周期地关掉一部分接收电路以节省功耗。  对于漫游的用户,当用户进入新区域后应仍能非常顺利地接收DVB-H业务。  对于室内、室外、步行、乘车等不同的接收方式,传输系统应能保证在各种移动速率下顺利接收DVB-H业务。  在充斥大量脉冲干扰的环境中,传输系统应能采取有效的措施减少该类干扰带来的影响。  DVB-H作为手持终端的通用业务规范,系统应能提供足够的灵活性以满足不同传输带宽和信道带宽应用。

b协议层次划分

网络层不在DVB-H标准范围内,标准只实现数据链路层和物理层。  数据链路层采用时间分片技术,用于降低手持终端的平均功耗,便于进行平稳、无缝的业务交换。采用多协议封装(MPE)前向纠错技术,可以提高移动使用中的信噪比(C/N)门限和多普勒性能,同时也能增强抗脉冲干扰的能力。  物理层在DVB-T的基础上进行补充,增加了4K传输模式和深度符号交织等内容,除原有DVB-T的技术特点外,在传输参数信令(TPS)比特中增加了DVB-H信令,用于提高业务发展速度。蜂窝标识在TPS中指示,用于支持移动接收时的快速信号扫描和频率交换。增加4K模式可以适应移动接收特性和单频网蜂窝的大小,提高网络设计、规划的灵活性。2K4K模式进行深度符号交织,可以进一步提高在移动环境和冲击噪声环境下系统的鲁棒性。

关键技术

DVB-H技术是DVBDVB-T两种技术的融合,但是如果仅仅依靠上述两种技术是不能完全解决DVB-H所面临的问题的。例如,虽然DVB-T已经被证明在固定、移动、便携接收等方面具有非常出众的性能,但是对于手持设备而言还需要进行进一步的改进,如功耗、蜂窝移动下的性能、网络设计等方面。为此DVB-H增加了新的技术模块,它们主要包括:

时间分片

时间分片技术采用突发方式传送数据,每个突发时间片传送一个业务,在业务传送时间片内该业务将单独占有全部数据带宽,并指出下一个相同业务时间片产生的时刻。这样手持终端能够在指定的时刻接收选定的业务,在业务空闲时间做节能处理,从而降低总的平均功耗。当然,这期间前端发射机是一直工作的,在相同业务的两个时间片之间将会传送其他业务数据,DVB-H信号就是由许多这样的时间片组成的。从接收机的角度而言,接收到的业务数据并非是如传统恒定速率的连续方式,数据以离散的方式间隔到达,因此称之为突发传送。如果解码终端要求数据速率较低但必须是恒定码率,接收机可以对接收到的突发数据首先进行缓冲,然后生成速率不变的数据流。突发带宽一般为固定带宽的10倍左右。突发带宽在固定带宽两倍的情况下功耗就可以节省50%,因此如果带宽为10倍,可以节省90%

多协议封装-前向纠错

DVB-H标准在数据链路层为IP数据报增加了里德·所罗门(RS)纠错编码,作为MPE的前向纠错编码,校验信息将在指定的前向纠错(FEC)段中传送,我们称之为多协议封装-前向纠错(MPE-FEC)MPE-FEC的目标是提高移动信道中的C/N、多普勒性能以及抗脉冲干扰能力。  实验证明即使在非常糟糕的接收环境中,适当地使用MPE-FEC仍可以准确无误地恢复出IP数据。MPE-FEC的数据开销分配非常灵活,在其他传输参数不变的情况下,如果校验开销提高到25%,则MPE-FEC能够使手持终端达到和使用天线分集接收时相同的C/NDVB-H采用基于IP的数据广播方式。

4K模式和深度符号交织

DVB-H标准在DVB-T原有的2K8K模式下增加了4K模式,通过协调移动接收性能和单频网规模进一步提高网络设计的灵活性。同时,为进一步提高移动时2K4K模式的抗脉冲干扰性能,DVB-H标准特为两者引入了深度符号交织技术。在DVB-T系统中,2K模式可比8K模式提供更好的移动接收性能,但是2K模式的符号周期和保护间隔非常短,使得2K模式仅仅适用于小型单频网。新增加的4K模式符号具有较长的周期和保护间隔,能够建造中型单频网,网络设计者能够更好地进行网络优化,提高频谱效率。虽然这种优化不如8K模式的效率高,但是4K模式比8K模式的符号周期短,能够更频繁地进行信道估计,提供一个比8K更好的移动性能。总之,4K模式的性能介于2K8K模式之间,为覆盖范围、频谱效率和移动接收性能的权衡提供一个额外的选项。

传输参数信令

DVB-H的传输参数信令(TPS)能够为系统供一个鲁棒性好、容易访问的信令机制,能使接收机更快地发现DVB-H业务信号。TPS是一个具有良好鲁棒性的信号,即使在低C/N的条件下,解调器仍能快速将其锁定。DVB-H系统使用两个新的TPS比特来标识时间片和判断可选的MPE-FEC是否存在,另外用DVB-T中已存在的一些共享比特表示4K模式、符号交织深度和蜂窝标识。

 

 
 
脚注信息
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