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ATSC数字电视机顶盒研究atsc

更新时间:2008-11-10:  来源:毕业论文
ATSC数字电视机顶盒研究atsc

摘要 论文系统全面地阐述了有线数字视频广播系统所涉及的技术以及ATSC系统的构成,并针对ATSC终端接收设备机顶盒,在工作原理、模块构成和关键技术方面作了较为详细的介绍。


   关键词 机顶盒,模块构成,关键技术

1引言

  随着科技进步及数字技术的发展,广播电视进入了从模拟广播到数字广播的过渡阶段。自从欧洲率先于20世纪80年代提出数字视频广播的概念之后,欧美国家的企业和研发机构用了近8年的时间完成了数字视频广播技术的研发以及标准的制定,极大地推动了数字电视的发展。美国于1995年通过了ATSC数字电视标准。欧洲制定了包括DVBT在内的一体化数字电视广播标准,目前侧重于标准清晰度数字电视。日本从模拟高清晰度电视研究转向数字电视之后,确立了ISDBT的地面广播标准。三种标准在信源编码方面相似,都采用MPEG2视频压缩,高清晰度电视图像常用格式为1920×1080,每秒60场/50场隔行,最大的区别是信道调制和传输方式的不同。因此,三种制式接收机的不兼容主要在于接收机信道解调模块。若图片无法显示请联系QQ752018766,ATSC数字电视机顶盒研究atsc免费,转发请注明源于www.lwfree.cn

上图表示了数字电视广播和接收系统基本原理。从内容上分为信源部分和信道部分;从结构上分为发送端、传输网络和接收端。发送端包括信源编码(音视频编码)、业务复用、信道编码和调制。传输网络既可以是地面广播,也可以是有线电视和卫星接收。调制信号到达接收端,先进行信道解调形成基带TS流,然后进行解复用,形成音视频PESESPacket EssentialStreamEssentialStream)流分别解码,最后输出音频和视频信号。

2 ATSC电视制式简介

  ATSC的英文全称是Advanced TelevisionSystems Committee(美国高级电视业务顾问委员会)。该委员会于1995915日正式通过ATSC数字电视国家标准。ATSC制信源编码采用MPEG2视频压缩和AC3音频压缩;信道编码采用格形编码残留边带(VSB)调制,提供了两种模式:地面广播模式(8VSB)和高数据率模式(16VSB)。随着多媒体传输业务的不断发展,为了适应移动接收的需要,近来又计划增加2VSB的移动接收模式。下面从信源部分和信道部分来作介绍

2.1信源编码与解码

  由于数字化的HDTV原始视频数据量非常大,码率高达1Gbps以上。为了能在一个6MHz频道带宽内广播HDTV信号,必须采用压缩比很高的视频压缩算法。ATSC制采用MPEG2视频压缩。MPEG2视频压缩格式分为45类,从低分辨率图像到高清晰度视频有十几种格式,其中,MPHL格式完全符合HDTV广播需要。MPEG2视频压缩采用了运动估计和补偿,帧内预测和帧间预测编码,离散余弦变换(DCT)编码和熵编码等算法,压缩率可达3050倍,但其代价是MPEG2压缩算法运算量极大。AC351声道编码,可以复用成TS流。信源解码是编码的逆过程,包括TS的解复用和音视频ES的解压缩,整个过程符合MPEG2AC3的解压缩语法。HDTV解码运算量相对较低,是压缩编码运算量的十分之一。

2.2信道调制与解调

  以地面广播8VSB模式为例,信道调制与解调原理如上图所示。发送端:码率为1939MbpsTS流输入到信道调制单元。信道编码过程包括数据随机处理、RS纠错编码、卷积交织、格状编码、同步信号插入,形成符号率为1076Msyms8电位符号流(八种电位:±7V±5V±3V±1V)。然后进行模拟处理,插入导频,预均衡和单边带调制,最后送到发射机。接收端:射频RF经调谐器锁定,形成中频IF输出,AD变换后逐级进行8VSB信道解调处理,完成解调后输出码率为1939MbpsTS流。

TS流进行信道编码,要经过以下处理:首先,TS包中187个字节和一个伪随机序列按比特位异或运算(TS包长度为188个字节,同步头0x47没有进行异或和RS编码),使TS流数据随机化,码率仍然是1939Mbps。随机化后数据送入t10207187)的RS编码器,每个TS包增加20校验字节,包长度为208字节,码率上升为2152Mbps。然后又通过(20852)的卷积交织器,可以抵御长度相当于4ms的突发干扰。在格状编码之前还通过一个12符号交织器。格状编码采用23模式,即每两个比特输入形成3比特输出,此时码率升为3528Mbps。映射处理将每3比特数据映射到一个8电位符号,每个符号相当于映射前的3比特,格状编码前的2比特。插入段同步、场同步后,便组装成为数据帧。每一数据帧包括两个数据场;每一数据场由313个数据段组成,其中第一个数据段作为该场的同步;每个数据段又由8328电位符号组成,其中开始4个符号作为该段的同步。于是形成了符号率为1076Msyms的数据流,由于一个符号表示2bit,所以比特率相当于2152Mbps,除去同步开销和检错冗余,净比特率为1928Mbps。135

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