数字电视传输技术- 1 -- 1 -- 1 -- 1 -- 1 -QPSK调制方式。
他的特点是:频谱效率高、功率峰均比低的特点。
但它由于采用单载波调制技术,所以移动效果不好。
日本的数字电视标准是:ISDB-T标准(Intergrated Services DigitalNetwork-Terrestrial.综合业务地面数字网)。
采用频宽分段传输正交频分复用调制方式(OFDM),提供几种调制方式的组合(DQPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM)和内编码编码率(1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8)。
这些参数对每个OFDM段可以独立选择。
欧洲成立了由30多个国家230多个成员组成的国际机构,即数字电视广播(DVB)联盟,共同制定了数字卫星广播(DVB-S)、数字有线广播(DVB-C)数字地面广(DVB-T). 1996年4月,法国第一个开始数字电视商业广播。
DVB的全称是Digital Video Broadcast,意思是数字视频广播。
DVB标准视频采用MPEG-2标准,音频采用MPEG-2第二层(MUSICAM)标准。
DVB-S卫星广播采用QPSK调制方式,DVB-C有线电视广播采用QAM方式,DVB-T地面广播采用COMM方式。
就DVB-T而言,在6MHz频带内传输速率为3.7-23.8Mb/s.8MHz带宽内,传输速率为4.9-31.7Mb/s。
目前卫星(DVB-S)有线电视数字(DVB-C)视频广播从播出到接收的全部系统技术己经成熟。
但地面广(DVB-T)由于受众多因素的影响,目前还存在一些问题,在提高固定接收的稳定性和移动接收性能等方面需进一步改善。
我国采用欧洲现有的成熟的DVB数字电视标准,而且已经掌握了数字电视的关键技术,特别是在卫星广播和有线广播。
1.2.2 地面广播技术的比较目前世界上地面广播具有很大影响的有:欧洲的DVB-T标准、日本的ISDB-T标准和美国的ATSC标准。
表1-1是三种常用的地面广播一些技术的比较:表1- 1数字地面广播技术的比较- 1 -- 2 -- 3 -- 4 -如图1-1所示,为数字电视系统的结构图。
在数字电视系统中,主要的技术有:电视信号的数字化和压缩编码;信号的信道编码和调制。
数字电视系统主要由信源编解码、多路复用/解多路复用、信道编解码和调制解调等部分组成。
图1-1数字电视的结构图信源编码主要包括:视频编码、音频编码和数据编码,信源编码目的是为了降低信息码率。
视频信号编码的依据有:利用图像信号的时间和空间性相关性;利用人类视觉系统的特性和图像的统计特性。
音频信号压缩编码主要是利用人耳的听觉特性。
复用设备是将信源编码器送来的视频、音频和辅助数据的数据比特流,处理复合成单路的串行比特流,送给信道编码系统,解复用端正好与此相反。
信道编码是为了保证信号传输的可靠性,通过纠错编码、均衡等技术提高信号的抗干扰性能。
随后送给调制设备,把调制的信号发送出去。
信号的传输通道有三种:分别是卫星传输、地面开路传输和有线传输。
接收端正好是发送端的逆过程.1.4 PDA的简介和结构1.4.1 PDA的特点PDA(Personal Digital Assistant),即所谓的“个人数字助理”,实际上是一种比笔记本电脑还要小得多的“电脑”,可以用作电子笔记本处理简单日常业务,或传递电子信息。
体积轻薄、操作简便,可以说是特殊功能性的小型电脑.而且一般都不配备键盘,而用手写输入或语音输入。
当前PDA所使用操作系统主要有Palm OS. Windows CE, Linux, PPSM和EPOC等.广义所谓的PDA即通常所说的掌上电脑,兼有计算、网络、传真、电话等多种功能,网上冲浪、收发电子邮件都可以通过无线方式解决。
由于现代信息技术的发展,已将GPS, BLOOTH, MP3和数码照相等新技术也逐渐融入PDA的设计中。
狭义PDA 可以称作电子记事本,功能比较单一,主要是管理个人信息,如通讯录、记事备忘、日程安排、便笺、计算器、录音和辞典等功能,而且这些功能都是固化的,不能根据用户的要求增加新的功能。
1.4.2 PDA的结构设计者可以通过选择不同的Processor,如不同的CPU或DSP,根据自己的需要,裁剪相关的功能块、采用合适的操作系统,就可以得到许多种不同的应用方案,从电子词典到高端的应用,都可以实现的产品。
1.4.3PDA的发展趋势PDA经过近些年的发展,技术更加先进,产品更加丰富,功能更加强大,仅有简单的记事本功能、使用简单、没有操作系统的PDA产品将很快退出市场。
而未来的PDA市场将呈现以下特点:带有通信能力的智能化PDA将成为PDA产品市场上一个新的亮点。
所以将数字电视在PDA上实现,也是目前许多厂家研究的方向。
以前的PDA功能相对简单,厂商可以自己完成软硬件开发和生产销售。
但如今随着行业PDA时常和无线通讯PDA时常的启动,需要众多软件开发商、系统集成商、各种网站的介入。
这也是PDA产业逐步走向成熟形成一个巨大产业的标志。
因此,越来越多的上市公司、软硬件厂商、集成商、服务商纷纷进入PDA市场。
1.4.4课题设计及内容介绍本次课题设计的主要目的是分析和研究DVB-T数字电视在智能化产品PDA上接收实现的研究。
分析了数字电视传输实现的原理;研究数字电视基于PDA前端接收的技术及实现,和智能化产品PDA系统硬件及软件的设计。
本论文包括六章:第一章,前言,主要介绍数字电视发展的趋势、主要技术和本次课题设计的总体结构;第二章,DVB-T数字标准和信源编码技术,简单论述了DVB-T数字电视的标准,以及采用系统复用技术形成MPEG-2的TS传输码流。
第三章,讲述DVB-T的信道编码和调制技术。
编码与调制目的是为了提高信号传输的可靠性。
DVB-T采用所特有的COFDM调制方式,提高了信号的抗干扰性,更有利于信号的移动接收。
第四章,PDA前端接收数字电视的设计研究,由调谐器MC44DC02和信道解调器DIB7000所组成的前端接收部分,它们对信号进行选择并解调和信道解码,输出MPEG-2 TS流。
给出了它们之间的硬件设计和控制方法;第五章,端对端DVB系统仿真电路图;第六章,目前设计中存在的问题和需要进一步改进的地方及展望。
第二章DVB-T标准及其信源编码技术2.1 引言DVB标准是一套完整的数字电视方案,现已得到广泛的应用。
它主要由三部分组成:信源编码、信道编码和信号的调制发射。
信源编码是为了去掉数字信号中冗余数据,尽可能地降低其传输码率。
它首先将输入的视频信号和音频信号经A/D转换变成适合数字系统处理的数字信号,接着对数字信号进行变换,以减少信号的冗余度,提高信号传输的效率,在保证传输质量的前提下,用尽可能少的数字信号来表示信息。
2.2 DVB标准简介DVB是一个系列的标准,所有标准在信源编码和多路复用方案一样,不同之处在于所采用的传输系统方案不同。
所以根据传输系统,DVB可分为三类:第一类适用于广播信道,有:DVB-S, DVB-C, DVB-T, DVB-CS, DVB-MC,DVB-MS等,此类系统要通过高频信道进行广播,所以传输系统有信道编码和调制两部分。
第二类适用于PDH 电信网络,有:DVB-PHD,此类通过基带传输,传输系统只有信道编解码部分。
第三类适用于SDH电信网络,它也需要通过基带传输,但不需要传输系统。
下面就列举DVB不同的传输标准:① DVB-S :是通过11/12GHz频段的数字卫星系统进行传输,包括信道编码和调制技术。
数据流调制采用QPSK方式,传输层的数码率最大为38.lMb/s。
DVB-S标准几乎全球所有的数字电视卫星广播系统采用,我国也采用。
②DVB-C :采用16QAM,3 2QAM和64QAM三种调制方式,工作频率在在IOGHz以下,用于8MHz数字有线电视系统,与DVB-S兼容,传输层的数码率最大为38.lMb/s。
③DVB-T :数字电视地面广播标准.用于6MHz,7 MHz,8MHz地面数字电视系统,传输层的数码率最大为24Mb/s。
调制方式采用COFDM,可在8MHz带宽内传送4套电视节目。
④DVB-C S:用于数字卫星共用天线电视(SMATV:Satellite Master Antenna Television)的标准,由DVB-C和DVB-S改变得出。
⑤ DVB- SI:服务信息系统。
⑥DVB- TXT:固定格式图文广播传送规范。
⑦DVB-M S:适用于基于DVB-S方式的高于IOGHz的数字广播多通道微波分配系统(MMDS:Multichannel Microwave Distribution System)标准.⑧DVB-M C:适用于基于DVB-C方式的低于IOGHz的数字广播多通道微波分配系统标准.⑨DVB-CI:用于条件接收及其他应用的DVB公共接口。
⑩DVB-DATA:用于数据广播的技术规范。
2.3 信源编码2.3.1 MPEG-2编码技术DVB-T采用的是MPEG-2编码技术,MPEG-2是MPEG制定的国际标准,于1994年11月正式发行。
它主要包括系统、视频、音频、一致性、参考软件、数字存储媒体的命令与控制、高级音频编码、lob视频编码和实时接口等9个部分组成。
由于图像信号中存在着大量的冗余,主要包括有空间相关冗余、时间相关冗余、结构相关冗余、人眼视觉冗余和熵冗余等,使得图像的压缩具有可能性。
MPEG-2采用预测编码、变换编码和统计编码技术等,减少传输信号的冗余。
MPEG-2系统编码是将视频、音频和其它数据基本流合成一个或多个适宜于存储或传输的数据流,MPEG-2系统层框图如图2-1所示。
在MPEG-2中定义了三种码流,基本码流ES (Elementary Stream)、节目码流PS (Program Stream)和传输码流TS( Transport Stream).图2-1 MPEG-2系统层框图节目码流(PS)由一个或多个PES包组成,是一组视频、音频和数据基本分量。
节目码流中的各个包具有相同的时间基准,具有长度可变的数据包和包头。
节目流通常用于基本无误码或误码比较小的环境下,用在光盘和硬盘间的数据传输。
基本码流ES是在MPEG-2中,按照像块层、宏块层、像条层、图像层、图像组层和图像序列层的顺序依次编码,并在除像块和宏块外的每一层的开始处加上起始码和头标志,就形成了ES。
其中打包的基本码流PES(Packetized Elementary Streams)是对压缩的基本码流ES进行打包后形成的码流。
传输码流(TS)是将具有共同时间基准或具有独立时间基准的一个或多个PES组合而成的单一的数据流,TS是节目码流或和基本码流的集合,他们可以以非特定关系复接在一起。