数字电视标准及系统简介

Confidential1数字电视标准及系统简介CheertekIncmarch,2004Confidential2现行的三种数字电视标准•欧洲DVB标准(DigitalVideoBroadcasting)数字视频广播•美国ATSC标准(AdvancedTelevisionSystemsCommittee)先进电视系统委员会•日本ISDB标准（IntegratedServicesDigitalBroadcasting)综合业务数字广播Confidential3现行的三种数字电视标准比较Confidential4DVB主要标准简介1DVB广播传输系统•DVB－S(ETS300421):数字卫星广播系统标准•DVB－C(ETS300429):数字有线广播系统标准•DVB－T(ETS300744):数字地面广播系统标准•DVB-SMATV(ETS300473):数字SMATV（卫星共用天线电视）广播系统标准•DVB-MS/C(ETS300748/9):高/低于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。用DVB-S/C接收机配上一个MMDS频率变换器就可接收DVB-MS/C信号。ETSI(EuropeanTelecommunicationstandardInstitute)Confidential5DVB主要标准简介2DVB基带附加信息系统•DVB-SI(ETS300468):数字广播业务信息系统标准该标准用于IRD自行设置，并为用户提供广播业务指南。DVB—SI由一系列的表和描述符构成，它们给出了有关DVB业务或节目的所有参数。•DVB-TXT(ETS300472):数字图文广播系统标准该标准用于固定格式图文电视的传送。•DVB-SUB(ETS300743):数字广播字幕系统标准该标准用于字幕及图标(台标等)的传送。Confidential6DVB主要标准简介3DVB交互业务系统•DVB-NIP(ETS300802):DVB交互业务网络独立协议标准•DVB-RCC(ETS300800):CATV系统DVB反传信道标准•DVB-RCT(ETS300801):PSTN/ISDN的DVB反传信道标准Confidential7DVB主要标准简介4DVB条件接收及接口标准•DVB-CI(EN50221):条件接收及其它应用的通用接口标准条件接收可确定哪些数字接收机能够接收特定的广播电视节目。•DVB-PDH(ETS300813):PDH（准同步数字系列）网络DVB接口标准•DVB-SDH(ETS300814):SDH（同步数字系列）网络DVB接口标准•DVB-ATM(ETS300815):ATM网络DVB接口标准•DVB-PI(EN50083—9):CATV/SMATV前端及类似的专业设备接口标准•DVB-IPDI(EN50201):DVB-IRD接口标准IRD:IntegratedReceiverDecoder,综合解码接收机Confidential8DVB标准传输系统Head-EndHost/STBMUXDeMUXMPEG-IIA/VEncodeMPEG-IIA/VDecodeInteractiveMiddlewareConditionalAccessVideoAudioEPGIPPV/NVODE-CommerceGameInteractiveMiddlewareConditionalAccessVideoAudioEPGIPPV/NVODE-CommerceGameSecurityPaymentSecurityPaymentSatelliteCableTerrestrialConfidential9DVB标准传输系统框图1Confidential10DVB标准传输系统框图2Confidential11DVB传输系统编码•信源编码(SourceCoding):信源编码采用MPEG-2码流。首先对音频和视频进行节目复用，然后再将多个数字电视节目流进行传输复用。•信道编码(channelCoding):信道编码包括：前向纠错编码/解码、调制/解调和上/下变额三部分。前向纠错处理包括：用伪随机序列使数据随机化，使用里德－索罗门编码RS(外码)、进行数据交织、以及卷积交织(内码)编码技术以提高对误码的抵抗能力。•多路复用:为了提高信道利用率，使多个信号沿同一信道传输而互相不干扰称多路复用。目前采用较多的是频分多路复用和时分多路复用。频分多路复用用于模拟通信，例如载波通信。时分多路复用用于数字通信，例如PCM通信。Confidential12DVB传输系统调制方式•根据不同的传输媒介采用不同的调制方式。•卫星传输采用QPSK调制QuadraturePhaseShiftKeying(积分相移键控)•有线传输采用QAM调制QuadratureAmplitudeModulation(积分幅度)•开路传输采用COFDM调制CodedOrthogonalFrequencyDivisionModulation(编码正交频分多路复用)Confidential13MPEG-2系统框图Confidential14MPEG-2系统框图•(1)对音频、视频、数据、控制等基本比特流起系统复用的作用。•(2)提供用于恢复时间基准的时间标志，缓冲器初始化和管理，音频和视频的解码时间，显示时间。•(3)给解码器提供一种信息(PSI)，使之更容易和更迅速地找到所需节目。•(4)给误差恢复，有条件接入，随机接入，数字存储控制提供支持。•视频或音频编码器的输出被打成PES(PacketElementarystreams)，然后在PS复用器中被组合成PS(ProgramStream)或在TS复用器中被组成成TS(TransportStream)，前者用于相对无误差的环境，后者用于有噪声媒质。Confidential15传输码流(TS)的数据结构音频、视频及数字信号首先经过MPEG-2编码器进行数据压缩，通过节目复用器形成基本码流(ES)，基本码流经过打包后形成有包头的打包基本码流(PES)。代表不同音频、视频信号的PES流被送人传输复用器进行系统复用，复用后的码流叫做传输流(TS)，传输流中包括多个节目源的不同信号，为了区分这些信号，在系统复用器上需要加入服务信息(SI)，使接收端可以识别不同的节目。为了便于理解DVB传输系统的服务信息，我们对传输码流的结构进行粗略的介绍，传输码流的长度定义为188个字节长。Confidential16传输码流(TS)包头的数据结构Confidential17•每个传输流的前4个字节为字头(Header)，字头后面就是需要传送的有用信息，包括音频，视频或数据信息，通常是184个字节长度，有时在有用信息(UsefulData)中插入一段适配区域(AdaptationField)，用于补充长度不完整的传输流，放置解码时钟(PCR)。传输流的字头是识别传输流的关键，其结构见下图3.4，由32个比特组成，Confidential18•在字头32比特中，13位的PID码特别重要，它是辨别码流信息性质的关键，是节目信息的身份证，不同的电视节目和服务信息(SI)对应有不同的PID码。对于一台解码接收机而言，为了找到它所要接收的电视节目，它首先通过PID码找到服务信息(SI)所对应的不同表格(Table),DVB标准定义了如下服务信息表格：•PAT:ProgramAllocationTable节目分配表•CAT:ConditionalAccessTable有条件接收表•PMT:ProgramMapTable节目分布表•NIT:NetworkInformationTable网络信息表•SDT:ServiceDescriptionTable服务描述表•EIT:EventInformationTable事件信息表•TDT：TimeandDateTable时间日期表•——通过这些服务信息表格，可以查到所要接收节目的PID码和对应的时钟PCR，节目就可以还原。Confidential19数字卫星电视发射端框图Confidential20数字卫星电视接收机电路框图Confidential21Outline•DigitalVideoBroadcastingSystem•SetTopBoxSystem•ConditionalAccess(CA)•Middleware(InteractiveService)Confidential22What’sDifference•DVB-S–Weaksignalwithnoreflection–Largebandwidth–QPSKwithStrongcoding•DVB-C–Lownoisewithcontrollednoreflections–Smallbandwidth–16-256QAMwithWeakcoding•DVB-T–NoisysignalwithreflectionsStrongcoding–Smallbandwidth–COFDMwithStrongcodingConfidential23ChannelEncoding&ModulationRandomizationOuterCoderOuterInterleaverInnerCoderInnerInterleaverModulatorRS(204,188)RS(204,188)RS(204,188)RandomizationOuterCoderOuterInterleaverInnerCoderInnerInterleaverDemodulatorTSTSRFRFQPSKQAMOFDM--ConvolutionConvolution&Puncture-Convolution&PunctureConvolutionConvolutionConvolutionSatelliteCableTerrestrialConfidential24DSTSTBSystemBlockDigitalTunerQPSKDemod/FECHDDIFHDDCPUGraphicsControllersAudioDACDecryptCPCANTSC/PALEncoderVideoDACR/G/BY/U/V(HDTV)AudioSmartcardreaderSmartCardmodemDRAMFlashADCMPEG-IIDemuxDecode,A/VDecoderCVBSYCLNBConfidential25DCTSTBSystemBlockDigitalTunerOOBQPSKTunerRFBasebandPreprocessingMainprocessingPostprocessingOutput/Input64/256QAMDemod/FECNTSCDecodeQPSKDemodVBIDataDecodeMPEG-2DemuxDecode,A/VdecoderVideoAudioDecryptCPCAMultimediaProcessor--Graphicprocessor--NTSCEncodeCPU--UserInterface--set-topfunctions--applicationsConditionAccess(POD)CompositevideoComponentS-videoStereoAudioAC-35.1RCAL/RRCAADCDRAMFlash1394CableHAViQPSKModConfidential26DTTSTBSystemBlockDigitalTunerOFDM/VSBDemod/FECHDDIFHDDCPUGraphicsControllersAudioDACDecryptCPCANTSC/PALEncoderVideoDACR/G/BY/U/V(HDTV)AudioSmartcardreaderSmartCardmodemDRAMFlashADCMPEG-IIDemuxDecod