数字电视信号的有线传输与接收

2007-07-25 10:52:46来源:现代电子技术 作者:孔丽,刘西健热度:
摘 要:介绍了数字电视信号在有线信道中传输和接收所需的信号处理方式以及数字接收终端和模拟接收终端各自所需的解调、解扰、解密的方式方法。
关键词:QAM调制;RS编码;差分编码;数字电视
  数字电视是指电视节目的摄制、编辑、发送、传输、存储、接收和显示均采用数字化和数字处理,即在信源、信道和信宿三方面全面数字化和数字处理的电视系统。
数字电视按视频传输率的分类如表1所示。
视频数字压缩技术能够把数字电视的原始数据压缩到1/100,在广播电视的数字压缩标准MPEG-2中规定了视频/音频数据的编码过程、视频、音频、数据的复用结构和同步方法、用于传输的数据包格式。为达到有效的数据压缩,应用了色度/亮度预处理、离散余弦变换、可变长度编码、运动估计与补偿、自适应场/帧间编码、速率缓冲控制和统计复接等技术。
1 有线数字电视前端系统
有线数字电视前端系统的组成如图1所示。

图1中基带物理接口与同步单元能够使数据结构与信号格式相匹配,信号帧结构与含同步字节的MPEG-2传送层一致,有线数字电视传送采用的MPEG-2数据传送层由188个字节的包组成,其中包头的4个字节中1个字节用于同步(47HEX),3个字节用于业务识别和加扰控制,其余的184个字节是MPEG-2数据或附加数据。同步(SYNCI)变换和随机化单元的功能是根据MPEG-2帧结 构将SYNCI字节进行反转,同时为实现频谱成形对数据流进行随机化处理。

MPEG-2传送复用器输出端的数据可按图2所示的结 构进行随机化,在每8个传送包的开始处将伪随机二进制码 (PRBS)寄存器进行初始化。为了向解扰器提供一个初始化信号,将每组8个传送包中的第一个传送包的MPEG-2同步字节由47HEX逐比特取反转换为B8HEX,是传送复用适配的 过程。伪随机二进制码(PRBS)生成器输出的第一位加到被取反后的MPEG-2同步字节(B8HEX)后面的第一个字节的第一位(最高有效位MBS)上。在同步传送其余的7个传送包的MPEG-2同步字节期间PRBS继续工作,为使这此字节不被加扰,在此期间PRBS无输出,因此PRBS序列的 周期是1 503 B。随机化处理的过程无论是在调制器有无输入时,还是输入的比特流与MPEG-2传送的格式不兼容时都要进行避免未调制的载波由调制器输出。

RS编码器使用的是截短的RS编码,对每一个已经随机化的传送包处理后产生误码保护数据包,同步字节本身也使用这种编码。RS(204,188)是由原始的RS(255,239,T=8)截短得到的。数据(包括同步字节)无论是未反转的(47HEX)还是已经逐比特取反后的(B8HEX)均采用RS编码处理。截短的RS码可通过在(255,239)编码器输入的信息字节之前加51个0字节,当编码过程完成以后再去掉这些空字节。

卷积交织器的作用是在保持同步字节的周期不变的条件下完成深度I=12 B的误码保护数据包的卷积交织处理,生成一个交织帧。交织帧由相互交迭的误码保护数据  包组成并且界定于已取反或没有取反的MPEG-2同步字节。交织器由几个分支构成,由输入开关周期性地把输入字节流接入各路输入。每一路是深度为M·j个单元的先入先出(FIFO)移位寄存器。每个FIFO单元大小为一个字节,输入输出开关同步。

字节到m位符号变换是将卷积交织器产生的字节变换为QAM符号(字节到符号的映射)。对于不同级别的QAM调制,映射的符号数不同。在任何情况下符号Z的MSB都是取字节V的MSB。相应地该符号的下一个有效位应取字节的下一个有效位。在2m-QAM调制情况下,该处理将k个字节映射到n个符号。其关系为8k=n×m。为获得π/2旋转不变的QAM星座,对每个符号的2个最高有效位进行差分编码。2个MSB(最高有效位IK QK)的差份编码由下列布尔表达式表示:

责任编辑:51DTV编辑部

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