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1、CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术CH4 CH4 数字电视传输技数字电视传输技 术术4.1 4.1 数字电视传输系统数字电视传输系统- - 信道编码与调制技术信道编码与调制技术图图4-1 4-1 数字电视广数字电视广 播系统组成播系统组成数字电视广播目的是将图像、声音和数据等信息数字电视广播目的是将图像、声音和数据等信息高效高效 率率（快速、实时快速、实时）、）、可靠可靠（高质高质）地传输至接收端，供用）地传输至接收端，供用 户满意地收看、收听。户满意地收看、收听。2018/8/101信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术1. 1. 数字电视传输线数字电视传输
2、线 路路2. 2.信道信道l l 传输线路包括传输线路包括: :卫星、微波、光纤、同轴电卫星、微波、光纤、同轴电 缆、电话线和地面广播缆、电话线和地面广播( (大气作为媒介大气作为媒介) )等等信道有卫星信道、有线电视信道、地面信道有卫星信道、有线电视信道、地面 广播信道和广播信道和IPIP信道等。信道等。图图4-2 4-2 数字电视系统组成数字电视系统组成Date2信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术(1) (1) 卫星广播卫星广播(2) (2) 有线电视广播有线电视广播(3) (3) 地面无线广播地面无线广播着重于大面积覆盖。着重于大面积覆盖。解决城镇等人口居住稠密地
3、区解决城镇等人口居住稠密地区“ “信息到户信息到户” ”。因其所独具的简单和移动接收的能力，能满因其所独具的简单和移动接收的能力，能满 足现代信息化社会足现代信息化社会“ “信息到人信息到人” ”的基本需求。的基本需求。满足现代信息网络化特点。满足现代信息网络化特点。(4) IP(4) IP信道信道Date3信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术3. 3. 信道编信道编 码码 即纠错编码，是为提高数字通信传输的即纠错编码，是为提高数字通信传输的可靠性而在发送的信号中采取增加部分冗余可靠性而在发送的信号中采取增加部分冗余 码的措施。码的措施。数字通信系统为了达到高效率和可靠性
4、数字通信系统为了达到高效率和可靠性的最佳折衷，信源编码和信道编码都是必不的最佳折衷，信源编码和信道编码都是必不 可少的处理步骤。可少的处理步骤。Date4信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术 信道编、解码信道编、解码细分细分外信道外信道和和内信道内信道图图4-3 4-3 系统信道组成系统信道组成Date5信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术 4. 4.数字电视信号的基带数字电视信号的基带 处理处理(1) (1) 码型选择原则码型选择原则指数字电视系统中信源编码后由指数字电视系统中信源编码后由“ “0”0”、 “ “1”1”组成的码流。组成的码流。基带
5、信号：基带信号：基带信号频谱从直流或较低频率至较高频率基带信号频谱从直流或较低频率至较高频率的宽范围，其码元须变换才能在信道中传送。的宽范围，其码元须变换才能在信道中传送。1 1）对频带低端受限信道，信号码型的频谱中对频带低端受限信道，信号码型的频谱中 不应包含直流或低频成分，以提高频谱利不应包含直流或低频成分，以提高频谱利 用率，减少有线信道电缆内不同线对间的用率，减少有线信道电缆内不同线对间的信号串扰；信号串扰；Date6信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术(2) (2) 常用码型常用码型 1) 1) 单极性不归零单极性不归零 ( ( NRZ NRZ ) ) 码码2)
6、 2) 易于从基带信号中提取位定时信息易于从基带信号中提取位定时信息; ;3) 3) 能监测出码流中错误的信号状态能监测出码流中错误的信号状态; ;4)4) 信道中发生误码时不致造成误码扩散；信道中发生误码时不致造成误码扩散；5) 5) 码型变换设备简单。码型变换设备简单。只有两种幅度电平：高电平只有两种幅度电平：高电平(H)(H)为为“ “1”1”、低电平、低电平 (L)(L)为为“ “0”0”。直流不为零，不适合交流耦合的有线信。直流不为零，不适合交流耦合的有线信 道传输，只适合计算机内部或近距离信息传输。道传输，只适合计算机内部或近距离信息传输。*7信息工程系CH4 CH4 数字电视传输
7、技术数字电视传输技术2) 2) 双极性双极性不归零不归零 ( ( NRZNRZ ) ) 码码3) 3) 单极性归零单极性归零( (RZRZ) )码码只有两种幅度电平：正电平为只有两种幅度电平：正电平为“ “1”1”、负电平、负电平 为为“ “0”0”，无零电平。，无零电平。与单极性与单极性NRZNRZ码相似，区别在于码元码相似，区别在于码元“ “1” 1” 编编 码为码为“ “10” 10” ；而码元；而码元“ “0”0”一直处于零电平，它实一直处于零电平，它实 际上是以有无电平跳变来表示际上是以有无电平跳变来表示“ “1”1”，“ “0”0”。易提。易提 取定时信息。取定时信息。*8信息工程
8、系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术4) 4) 双极性双极性归零归零 ( ( RZRZ ) ) 码码5) 5) 双相码双相码也称曼彻斯特码或调频码也称曼彻斯特码或调频码每位码元用两个电平表示：每位码元用两个电平表示： “ “0”0”编码为编码为“ “01”01”、 “ “1”1”编码为编码为“ “10”10”。每一码元中心都有电平跳变，易提。每一码元中心都有电平跳变，易提 取定时信号，无直流电平。但信号频率提高一倍，取定时信号，无直流电平。但信号频率提高一倍， 适合适合数字终端设备近距离的传输。适合适合数字终端设备近距离的传输。“ “1”1”用正电平表示、用正电平表示、 “ “0
9、”0”用负电平表示。每用负电平表示。每 个码元结束时度回到个码元结束时度回到“ “0” 0” 零电平。零电平。*9信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术 6)6)密勒码密勒码 ( (MillerMiller, ,MM) )7)7)交替极性码交替极性码（AMIAMI）是双相码的变型，是双相码的变型，“ “1”1”用码元中央出现跳变用码元中央出现跳变( (其前后其前后 沿不出现跳变沿不出现跳变) )来表示；对码元来表示；对码元“ “0”0”则有两种处理情况，则有两种处理情况， 单个单个“ “0”0”时码元内不出现跳变，连时码元内不出现跳变，连“ “0”0”时在相邻的时在相邻的“
10、 “0”0”交交 界处出现跳变。界处出现跳变。码元码元“ “0”0”用用“ “0”0”表示；码元表示；码元“ “1”1”交替交替用用“ “+1”+1”和和“ “-1”-1”表示表示 ，且码元中心出现跳变。，且码元中心出现跳变。频谱向中频集中，信号能量集中在频谱向中频集中，信号能量集中在1/21/2马速以下，直马速以下，直 流分量小，频带约为流分量小，频带约为双相码双相码的一半。的一半。信号能量集中在信号能量集中在1/21/2马速以下，马速以下， 无直流分量，无直流分量，AMIAMI 码码极性交替具有纠错能力极性交替具有纠错能力。*10信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术D
11、ate11信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术4. 4.调制调制信源直接生成的信号是基带信号，频率比信源直接生成的信号是基带信号，频率比较低。基带传输仅适合计算机间的近距离数据较低。基带传输仅适合计算机间的近距离数据传输等。其结构较为简单，但因传输信道在低传输等。其结构较为简单，但因传输信道在低频处的损耗很大，难以进行长距离传输。为进频处的损耗很大，难以进行长距离传输。为进行长途传输，须采用调制传输的方式。行长途传输，须采用调制传输的方式。根据传输信道的特点，根据传输信道的特点，将基带信号搬移到将基带信号搬移到信道损耗较小的高频处进行信道损耗较小的高频处进行高效率的高效率
12、的传输。传输。Date12信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术4.2 4.2 信道编码信道编码 指指纠错编码纠错编码，是为提高数字通信传输的可，是为提高数字通信传输的可 靠性靠性-即在接收端检测和纠正传输中出现的错即在接收端检测和纠正传输中出现的错误而采取的措施。误而采取的措施。在发送的信号中增加一部分冗余码（在信在发送的信号中增加一部分冗余码（在信 息序列上息序列上附加一些监督码元附加一些监督码元 ），因此信道编码），因此信道编码增加了发送信号的冗余度，它以牺牲信息传输增加了发送信号的冗余度，它以牺牲信息传输 的效率来换取可靠性的提高。的效率来换取可靠性的提高。为达到为
13、达到高效率高效率和和可靠性可靠性的最佳折衷，信源的最佳折衷，信源编码和信道编码都是必不可少的处理步骤。编码和信道编码都是必不可少的处理步骤。Date13信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术 4.2.1 4.2.1 概概 论论1. 1.信道编码的要求信道编码的要求(1)(1) 增加尽可能少的数据率而可获得较强的增加尽可能少的数据率而可获得较强的检错和纠错能力，即编码效率高，抗干检错和纠错能力，即编码效率高，抗干 扰能力强；扰能力强；(2) (2) 对数字信号有良好的透明性，也即传输通对数字信号有良好的透明性，也即传输通道对于传输的数字信号内容没有任何限制；道对于传输的数字信
14、号内容没有任何限制；(3) (3) 传输信号的频谱特性与传输信道的通传输信号的频谱特性与传输信道的通频带有最佳的匹配性；频带有最佳的匹配性；Date14信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术(4) (4) 编码信号内包含有正确的数据定时信息编码信号内包含有正确的数据定时信息和帧同步信息，以便接收端准确地解码；和帧同步信息，以便接收端准确地解码；(5) (5) 发生误码时，误码的扩散蔓延小。发生误码时，误码的扩散蔓延小。 主要要求(1) (1) 附加一些数据信息以实现最大检错纠错能力，附加一些数据信息以实现最大检错纠错能力，这涉及到差错控制编码原理和特性。这涉及到差错控制编码
15、原理和特性。(2) (2) 数据流的频谱特性适应传输通道的通频带特数据流的频谱特性适应传输通道的通频带特 性，以求信号能量经由通道传输时损失最小，性，以求信号能量经由通道传输时损失最小， 因此有利于载波噪声比因此有利于载波噪声比( (载噪比，载噪比，C/N)C/N)高，发生高，发生误码的可能性小。误码的可能性小。 Date15信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术2. 2.信道编码的信道编码的 任务任务 根据不同信道的干扰特性，设计出根据不同信道的干扰特性，设计出编码效率高、纠错能力强的编码。编码效率高、纠错能力强的编码。误码率误码率 BER:BER: 错误的比特数与传送的
16、比特总数之比。错误的比特数与传送的比特总数之比。载噪比载噪比CNR:CNR:解调前高频载波电平与噪声电平之比解调前高频载波电平与噪声电平之比. .Date16信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术(1)(1) 随机随机差错差错信道信道3 .3 .差错差错信道类型信道类型信道中传输信道中传输受随机噪声干扰，受随机噪声干扰，码元出现差错码元出现差错与其前、后码元是否出现差错无关，与其前、后码元是否出现差错无关，误码相互独误码相互独 立，不会成片出现。立，不会成片出现。据噪声引发差错的统计规律，分随机差错据噪声引发差错的统计规律，分随机差错信道和突发差错信道。信道和突发差错信道。Date17信息工程系CH4 CH4 数字电视传输技术数字电视传输技术 (2) (2) 突发突发差错差错 信道信道(3) (3) 混合混合差错差错信道信道信道传输中差错信道传输中差错
