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1、数字电视传输技术数字电视传输技术中国传媒大学中国传媒大学宽带网络研究所宽带网络研究所金立标金立标博士博士中中国国传传媒媒大大学学1内容概述内容概述数字电视基础数字电视基础数字电视系统关键技术数字电视系统关键技术地面数字电视传输技术地面数字电视传输技术IPTV数字电视技术数字电视技术2第一部分第一部分 数字电视基础数字电视基础3数字电视基础数字电视基础数字电视系统基本构成数字电视系统基本构成模数转换模数转换信源编码信源编码信道编码信道编码调制调制数模转换数模转换信源解码信源解码信道解码信道解码解调解调信信道道模拟模拟模拟模拟电视电视信号信号输入输入模拟模拟电视电视信号信号输出输出4数字电视基础数
2、字电视基础1.1、基本概念、基本概念信道与带宽信道与带宽信道可以分为两种：信道可以分为两种：传输模拟信号的称为模拟信道传输模拟信号的称为模拟信道传输数字信号的称为数字信道传输数字信号的称为数字信道。信道所能传送信号的频率宽度，称为带宽。信道所能传送信号的频率宽度，称为带宽。理想带宽理想带宽实际带宽实际带宽5数据传输速率数据传输速率比特率：单位是比特率：单位是bit/s简写简写b/s或或bps，表示每秒表示每秒传输多少个二进制元素。传输多少个二进制元素。波特率：也就是符号率，每秒传输的符号个波特率：也就是符号率，每秒传输的符号个数。数。R=BlogR=Blog2 2N N（b/sb/s），），其
3、中其中R R是比特率，是比特率，B B是波特是波特率，率，N N是是n n比特的符号数。比特的符号数。 符号率带宽符号率带宽/1+a/1+a，a a为升余弦滚降系数。为升余弦滚降系数。 数字电视基础数字电视基础6数字电视基础数字电视基础数字电视分类数字电视分类PDTVPDTV：比特率为：比特率为12Mbps，显示清晰度约显示清晰度约300线；线；SDTVSDTV：比特率为：比特率为38Mbps，清晰度为清晰度为350600线；线；HDTVHDTV：比特率为：比特率为1820Mbps，显示清晰度为显示清晰度为8001000线。线。注：以上比特率为注：以上比特率为MPEGMPEG2 2压缩后速率。
4、压缩后速率。7数字电视基础数字电视基础有线数字电视标准有线数字电视标准DVB-CATSC-64QAMATSC-16VSBISDB-C调制方式调制方式16-64QAM64QAM16VSB64QAM带带宽宽8MHz6MHz6MHz6MHz传输速率传输速率31.64Mb/s41.34Mb/s43.05Mb/s30.31Mb/s滚降系数滚降系数15%15%11.5%18%纠错编码纠错编码RS(204,188)RS(128,122)RS(207,187)RS(204,188)压缩方式压缩方式MPEG-281.2、模拟信号的数字化、模拟信号的数字化抽样：抽样：时间上连续的取值变为有限个离散取值。时间上连续
5、的取值变为有限个离散取值。量化：量化：幅度上无限多种连续的样值变为有限个离散幅度上无限多种连续的样值变为有限个离散值值。编码：编码：用用n比特二进制码来表示已经量化了的取样值。比特二进制码来表示已经量化了的取样值。传输速率：传输速率传输速率：传输速率=取样频率取样频率fs量化比特数量化比特数。数字电视基础数字电视基础取样取样编码编码量化量化模拟电模拟电视信号视信号 数字电数字电 视信号视信号9数字电视基础数字电视基础1.2、模拟信号的数字化、模拟信号的数字化模拟信号数字信号10数字电视基础数字电视基础数字电视信号的码率（未压缩）数字电视信号的码率（未压缩）标准清晰度数字电视（标准清晰度数字电视
6、（SDTV）：）： 在在ITU-R601标准中，采用标准中，采用10bit量化时，量化时， 亮度信号的码率为亮度信号的码率为 取样频率取样频率 X 量化比特数量化比特数 = 13.5MHz X 10bit = 135Mbps 2个色差信号的码率为个色差信号的码率为 2 X 6.75MHz X 10bit = 135Mbps SDTV的总码率为的总码率为 亮度信号码率亮度信号码率 + 2个色差信号码率个色差信号码率 = 135Mbps + 135Mbps = 270Mbps11数字电视基础数字电视基础高清晰度电视（高清晰度电视（HDTV）：）：在在SMPTE274M数字电视标准中，采用数字电视标
7、准中，采用10bit量化时，量化时，亮度信号的码率为亮度信号的码率为取样频率取样频率X量化比特数量化比特数=74.25MHzX10bit=742.5Mbps2个色差信号的码率为个色差信号的码率为2X37.125MHzX10bit=742.5MbpsHDTV的总码率为的总码率为亮度信号码率亮度信号码率+2个色差信号码率个色差信号码率=742.5Mbps+742.5Mbps=1485Mbps12数字电视基础数字电视基础1.3、信源编码、信源编码编码器传输带宽传输带宽要求要求100Mhz左右左右传输带宽传输带宽只要求只要求3Mhz左右左右4:2:24:2:2编码、编码、8 8bitbit量量化未压缩
8、化未压缩SDTVSDTV信号信号从从传输角度传输角度上考虑需要进行电视信号压缩上考虑需要进行电视信号压缩解码器13数字电视基础数字电视基础1.3、信源编码编码器从从存储角度存储角度上考虑需要进行电视信号压缩上考虑需要进行电视信号压缩解码器10分钟要求分钟要求130Gb存储容量左右存储容量左右10分钟只要求分钟只要求4Gb左右左右4:2:24:2:2编码、编码、8 8bitbit量量化一帧化一帧SDTVSDTV图像数图像数据量据量8.68.6MbMb14数字电视基础数字电视基础1.3、信源编码、信源编码数据压缩的可能性数据压缩的可能性压缩过程：去除图像中与信息无关或对图像质量影压缩过程：去除图像
9、中与信息无关或对图像质量影响不大的部分，即冗余部分。电视信号中存在很多响不大的部分，即冗余部分。电视信号中存在很多这样的冗余部分，这就为压缩提供了可能性。这样的冗余部分，这就为压缩提供了可能性。电视信号的冗余性表现在以下几个方面：电视信号的冗余性表现在以下几个方面：空间相关冗余空间相关冗余 时间相关冗余时间相关冗余15数字电视基础数字电视基础1.3、信源编码、信源编码数据压缩的方式数据压缩的方式MPEG-1：典型应用如典型应用如VCD等家用数字音象产品。等家用数字音象产品。最高编码速率最高编码速率1.8 Mb/S。MPEG-2MPEG-4：主要是针对多媒体交互应用等通信领域主要是针对多媒体交互
10、应用等通信领域：是低比特率下的多媒体通信。是低比特率下的多媒体通信。H.264：在相同的在相同的SNR下，平均码流下，平均码流H.264比比MPEG-4降低降低41%，比，比MPEG-2降低降低67%（一套（一套SDTV/6Mbps降低为降低为1.98Mbps)161.41.4、信道编码、信道编码纠错：在信道编码过程中将附加数据加纠错：在信道编码过程中将附加数据加于数据流之中，在接收端通过校验位来于数据流之中，在接收端通过校验位来发现有错误的数据字，并给予纠正。发现有错误的数据字，并给予纠正。交织：编码时将数据码流按已定义的规交织：编码时将数据码流按已定义的规则则“搅乱搅乱”，在接受端再将那些
11、，在接受端再将那些“搅乱搅乱”的数据字按相反的规则重新排列，恢的数据字按相反的规则重新排列，恢复出原始次序。复出原始次序。 数字电视基础数字电视基础17数字电视基础数字电视基础1.5、调制传输、调制传输基带信号变为频带信号，频谱搬移；基带信号变为频带信号，频谱搬移；便于远距离传输；便于远距离传输；QPSK、QAM、OFDM。18第二部分第二部分 数字电视系统关键技术数字电视系统关键技术19数字电视前端平台数字电视前端平台CA系统 NMS系统SMS系统TS流卫星接收机卫星接收机卫星接收机复用器加扰器QAM调 制器IP数据视频服务器EPG系统复用器加扰器QAM调 制器自办 节目自办 节目模拟 节目
12、复用器加扰器QAM调 制器编码器编码器编码器混 合器20数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.1MPEG-2编码器编码器2.1.1TS码流的形成码流的形成视频编码器视频编码器音频编码器音频编码器打包器打包器打包器打包器PS复复用用TS码流码流PS码流码流PESES视频视频音频音频数据编码器数据编码器数据数据TS复复用用21数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.1MPEG-2编码器编码器PS码流：码流：包的长度可变包的长度可变抗误码能力低抗误码能力低适用于相对误码低的环境，如存储、制作适用于相对误码低的环境，如存储、制作DVD等等TS码流码流包的长度固定，包的长度固定，188字节字节
13、抗误码能力较高抗误码能力较高可用于相对较差的信道环境，如传输等可用于相对较差的信道环境，如传输等22数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.1MPEG-2编码器编码器2.1.1TS码流的结构码流的结构188字节字节包头包头净荷净荷包头包头净荷净荷包头包头净荷净荷适应字适应字段段81113包包同步同步误码指误码指示示开始开始指示指示传送优传送优先级先级PID加扰控加扰控制制适应字适应字段控制段控制连续性连续性计数器计数器1224可变长可变长232.1.2编码速率编码速率MPEG-2编码器可由用户选择，把一个编码器可由用户选择，把一个频道的电视信号压缩成频道的电视信号压缩成215Mbps等的数
14、等的数字信号。字信号。压缩为压缩为6 6MB/SMB/S和和8 8MB/SMB/S的图象与没有压缩的图象与没有压缩的图象基本没有区别，但在压缩为的图象基本没有区别，但在压缩为4 4MB/SMB/S以下的快速体育运动图象上，则能看到以下的快速体育运动图象上，则能看到图象的缺陷。图象的缺陷。 数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.1MPEG-2编码器编码器24数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.1MPEG-2编码器编码器2.1.3、设备选型、设备选型序号序号项目项目技术指标技术指标备注备注1 1视频编码方式视频编码方式符合符合GB/T XXXX MPML 4:2:0 GB/T XXX
15、X MPML 4:2:0 MP4:2:2 MP4:2:2 （可选）可选）2 2视音频编码速率视音频编码速率MPML 4:2:0 1.5 Mbps -MPML 4:2:0 1.5 Mbps -15Mbps15Mbps3 3音频采样频率音频采样频率32/48/44.1 32/48/44.1 kHz kHz 4 4音频编码方式音频编码方式符合符合GB/T17975.3-2002GB/T17975.3-2002和和GB/T17191.3-1997GB/T17191.3-1997的第的第1 1层和层和第第2 2层格式。环绕声可选。层格式。环绕声可选。5 5音频编码速率音频编码速率32 32 kbit/s
16、kbit/s - 384 - 384 kbit/skbit/s6 6输出输出TSTS流的符合流的符合性性包含正确的包含正确的PATPAT、PMT PMT SDT SDT （可选）可选）25数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.1MPEG-2编码器编码器常用接口常用接口同步并行接口（同步并行接口（SPISPI）异步串行接口（异步串行接口（ASI）串行数据接口（串行数据接口（SDI）262.1.4编码器的编码器的使用使用一套节目对应一路一套节目对应一路MPEG-2编码器；编码器；输入音视频信号，输出输入音视频信号，输出TSTS流；流；ASIASI接口；接口；SDHSDH来的是来的是TSTS流
17、，无需流，无需MPEG-2MPEG-2编码器；编码器；SDHSDH是是DS-3DS-3或或E3E3接口，需适配器转换为接口，需适配器转换为ASIASI接口；接口；增加增加MPEG-2编码器，还是增加数字卫星接收机？编码器，还是增加数字卫星接收机？如果卫星上的节目下来就是模拟的，那只能采用编如果卫星上的节目下来就是模拟的，那只能采用编码器。码器。数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.1MPEG-2编码器编码器27数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机数字卫星接收机2.2.1概述概述我国上星的数字电视节目采用的是我国上星的数字电视节目采用的是QPSK调制方式调制方式，数
18、字卫星接收机都是数字卫星接收机都是QPSK解调解调。有的虽然是接收卫星上的数字节目，但是输出的还有的虽然是接收卫星上的数字节目，但是输出的还是模拟的音视频信号，不是真正的数字接收机。是模拟的音视频信号，不是真正的数字接收机。数字卫星接收机是直接输出数字卫星接收机是直接输出TS码流；码流；还有一种就是既能输出模拟信号，又能输出数字的还有一种就是既能输出模拟信号，又能输出数字的TS码流。码流。282.2.2QPSK调制原理调制原理数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机数字卫星接收机29数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机数字卫星接收机30数字电视前端硬
19、件平台数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机数字卫星接收机312.2.3节目速率举例节目速率举例上星的节目采用上星的节目采用QPSK调制解调方式，假设采用的基调制解调方式，假设采用的基本码率本码率4.42MBPS，以及以及RS(204，188)、3/4卷积码、卷积码、QPSK调制方式调制方式。其中其中4.42为符号率，也就是码率；由于采用为符号率，也就是码率；由于采用QPSK，所以一个符号需要用所以一个符号需要用2个比特来表示；个比特来表示；RS编码编码为（为（204，188），表示有效数据为），表示有效数据为188个字节，有个字节，有（20418816）个字节用于冗余纠错。卷积码）个字节用
20、于冗余纠错。卷积码的效率为的效率为3/4。由此可以算出节目的传输速率：由此可以算出节目的传输速率：4.4223/4188/204 =6.11 4.4223/4188/204 =6.11 Mbps Mbps 数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机数字卫星接收机322.2.4SCPC/MCPCSCPCSCPC是单路单载波传输方式，是单路单载波传输方式，每个载波只传输每个载波只传输1 1套广套广播电视信号，这样一个转发器内同时存在多个载波，播电视信号，这样一个转发器内同时存在多个载波，其特点是各套节目可在不同地点上星。其特点是各套节目可在不同地点上星。MCPCMCPC是多路单载
21、波传输方式，是多路单载波传输方式，每个载波可同时传输每个载波可同时传输多套广播电视信号，特点是多套广播电视信号，特点是1 1个转发器只有个转发器只有1 1个载波，个载波，频带和功率的利用率较高，多套节目要经复接后在频带和功率的利用率较高，多套节目要经复接后在同一地点上星。同一地点上星。数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机数字卫星接收机33数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机数字卫星接收机2.2.5、设备选型、设备选型输入接口：数字卫星高频头输入输入接口：数字卫星高频头输入输出接口：输出接口：DVBDVB标准标准ASIASI接口接口网管接口：网管接
22、口：RS-232/RS-232/以太网接口以太网接口支持单节目码流支持单节目码流( (SPTS)SPTS)或多节目码流或多节目码流( (MPTS)MPTS)对对MPTS码流具有节目选择和过滤功能码流具有节目选择和过滤功能34数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机数字卫星接收机带宽：带宽：29.65MHz信道编码信道编码CNR门限门限传输速率传输速率QPSK14.54516QAM228964QAM28140256QAM3418035数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器2.3.1复用器的作用复用器的作用对多路节目（也就是多路节目的对多路节目（也就是多路节
23、目的TS流）复用，复用流）复用，复用成一路成一路TS流，使得多路节目能够在一个频道中传输。流，使得多路节目能够在一个频道中传输。在复用的过程中，插入在复用的过程中，插入PSI信息和信息和SI信息，重新组合，信息，重新组合，并且重新分配并且重新分配PID值。值。用于接收端的解复用和电子节目指南（用于接收端的解复用和电子节目指南（EPG）。）。362.3.2、复用器的原理、复用器的原理（1）MPEG-2中的中的PSI信息信息节目特定信息节目特定信息ProgramSpecificInformation（PSI）, 使用了使用了四个表来定义码流的结构：四个表来定义码流的结构：节目关联表（节目关联表（P
24、ATPAT）：）：描述多路节目的复用信息；描述多路节目的复用信息；节目映射表（节目映射表（PMTPMT）：）：描述单路节目的复用信息；描述单路节目的复用信息；网络信息表（网络信息表（NITNIT）：）：描述网络传输的物理信息；描述网络传输的物理信息；条件访问表（条件访问表（CAT）：描述条件接收系统的信息。描述条件接收系统的信息。数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器372.3.22.3.2、复用器的原理、复用器的原理节目关联表节目关联表包含了与多路节目复用有关的控制信息：包含了与多路节目复用有关的控制信息：用于指出用于指出TS流中包括哪些节目，每个节目的编号及相应流中包括
25、哪些节目，每个节目的编号及相应的的PMT的位置（的位置（PID）；同时还提供网络信息表（）；同时还提供网络信息表（NIT）的位置。的位置。PAT丢失，将导致接收端无法解码丢失，将导致接收端无法解码TS流中的任何节目。流中的任何节目。PAT所在的所在的TS包的包的PID=0。数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器节目PMT的PID节目016节目122节目333PAT (PID=0)网络私有数据NIT (PID=16)38数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器2.3.22.3.2、复用器的原理、复用器的原理节目映射表节目映射表包含了与单路节目复用有关的控制信
26、息：包含了与单路节目复用有关的控制信息：指出某一套节目由哪些节目流构成，以及这些流的类型指出某一套节目由哪些节目流构成，以及这些流的类型（视频、音频、数据）及位置，即对应的（视频、音频、数据）及位置，即对应的TS包的包的PID值。值。同时给出该节目的节目时钟参考（同时给出该节目的节目时钟参考（PCR）字段的位置）字段的位置PMT所在的所在的TS包都有自己独特的包都有自己独特的PID。码流类型PID1视频542音频483音频494数据505PCR90节目节目1 PMT39数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器2.3.22.3.2、复用器的原理、复用器的原理条件接收表（条件接收
27、表（CAT）给出有关条件接收系统的信息，指定授权管理信给出有关条件接收系统的信息，指定授权管理信息（息（EMM）所在的）所在的TS包的包的PID值及其它相关参数。值及其它相关参数。CAT所在的所在的TS包的包的PID=1。网络信息表（网络信息表（NIT）提供与多组传送流、物理网络及网络传输相关的提供与多组传送流、物理网络及网络传输相关的信息，如调谐频率、编码方式、调制方式等参数。信息，如调谐频率、编码方式、调制方式等参数。PID由由PAT指定。指定。40节目类型PID值MPEG_2视频码流0xFF（255）MPEG_2音频码流0x100（256）MPEG_2音频码流0x101（257）私人数据
28、0x102（258）Programnumber(节目号)PMT_PID（节目映射表的PID号）00x10（指示NIT表的PID号）20x64（指示节目2的PMT的PID）数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器41码流 3.码流 k码流 2码流 1.音频2.数据音频1视频.49.554854.码流 3.码流 k码流 2码流 1.音频2.数据音频1 视频.82.888116.2216825401633?48.节目2视频节目1视频PAT节目2PMTEMM节目1音频1节目2音频2节目1PMT节目2视频PA T表(PID 0)P M T表网络私用数据NIT表传送流(TS流)CAT表(
29、PID 1)条件接收数据节目 2.节目 k节目 1节目 0.33.552217.42数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器2.3.3、PID冲突问题冲突问题同一个频道或同一个复用器同一个频道或同一个复用器不同频道或不同的复用器不同频道或不同的复用器43数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器2.3.4、解复用、解复用442.3.5、复用器的选型、复用器的选型数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器序号序号项目项目技术要求技术要求1 1PSIPSI生成生成生成生成PMT/PATPMT/PAT2 2输入接口输入接口应支持应支持ASIASI接口
30、；支持接口；支持MPTSMPTS与与SPTSSPTS输入；输入；自适应包长自适应包长188188和和204204字节的字节的TSTS流。流。3 3输出接口输出接口应支持应支持ASIASI输出接口输出接口4 4输出速率输出速率单口有效输出码率：单口有效输出码率： 38.01 38.01MbpsMbps（包长包长188188字节）字节） 41.25 41.25MbpsMbps（包长包长204204字节）字节）45数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器续上表（表格重复间隔）续上表（表格重复间隔）序号序号检测项目检测项目单位单位技术要求技术要求1PATms255002PMTms25
31、5003NITms25100004SDTms25200046数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器2.3.6、复用器的安装调试、复用器的安装调试确定复用几套节目：根据卫星接收机和编码器的输确定复用几套节目：根据卫星接收机和编码器的输出速率，复用器的输入输出速率，以及出速率，复用器的输入输出速率，以及QAM调制器调制器的调制方式和符号率来确定。的调制方式和符号率来确定。设置复用器的设置复用器的TS流输出总码率；流输出总码率；设置复用器的输出方式（设置复用器的输出方式（ASI接口、接口、SPI接口、接口、DS3等）；等）；设置复用器的输出设置复用器的输出TS流的传输包的长度（流
32、的传输包的长度（188或或204）；）；47数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器2.3.7、TS码流的检测分析码流的检测分析根据根据ETR101 290标准，可将数字电视基带错误划分标准，可将数字电视基带错误划分为三个等级，为三个等级，：第一优先级错误：会引起解码器无法进行解码第一优先级错误：会引起解码器无法进行解码；第二优先级错误：会损伤已解码的图像，或者造第二优先级错误：会损伤已解码的图像，或者造成断续解码成断续解码；第三优先级错误：指示出编码器、复用器的问题，第三优先级错误：指示出编码器、复用器的问题，但不影响解码，对图像质量影响较小但不影响解码，对图像质量影响较小
33、。48数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器（1）第一优先级错误）第一优先级错误同步错误同步错误连续连续2 2个或个或2 2个以上的同步字节（个以上的同步字节（0 0x47)x47)错误，此时错误，此时应指示同步丢失应指示同步丢失；正常同步后方可进行其它参数的检测。正常同步后方可进行其它参数的检测。传输流失传输流失去同步，表明传输过程中有一部分数据丢失，将去同步，表明传输过程中有一部分数据丢失，将直接影响解码后画面的质量。直接影响解码后画面的质量。严重的同步丢失现象则表明传输中断，同步字节严重的同步丢失现象则表明传输中断，同步字节出现错误。出现错误。49数字电视前端硬件平台
34、数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器同步字节错误同步字节错误同步字节错误和同步错误的区别在于传输数据包同步字节错误和同步错误的区别在于传输数据包长仍为长仍为188字节或字节或204字节，但同步字头的标准值字节，但同步字头的标准值047被其他数字代替被其他数字代替；当出现同步字节错误时，同步字头的值为其他数当出现同步字节错误时，同步字头的值为其他数值，表明在传输过程中部分数据出现错误，可能值，表明在传输过程中部分数据出现错误，可能导致接收时出现马赛克，严重时可能导致解码器导致接收时出现马赛克，严重时可能导致解码器解不出信号。解不出信号。50数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复
35、用器包识别符包识别符PID丢失丢失检测数据流中各套电视节目的图像检测数据流中各套电视节目的图像/声音数据是否声音数据是否正确。正确。包识别符包识别符PID如果如果丢失，将导致该套节目无法正丢失，将导致该套节目无法正确解码。确解码。视频码流或音频码流视频码流或音频码流PIDPID的出现频率不超过的出现频率不超过5 5s s，原原则上，每一个则上，每一个PIDPID可以定义不同的出现频率可以定义不同的出现频率51数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器节目关联表节目关联表PAT错误错误PAT在在DVB标准中用于指示当前节目及其在数据标准中用于指示当前节目及其在数据流中的位置。流中
36、的位置。如果如果PAT丢失，将导致解码器无法搜索到相应的丢失，将导致解码器无法搜索到相应的节目包，使得接收端收不到图像。节目包，使得接收端收不到图像。如果如果PAT超时，则解码器工作时间延长。超时，则解码器工作时间延长。对于对于PIDPID为为0 0x0000x0000的的TSTS包，有以下情况之一即为包，有以下情况之一即为PATPAT错误：包发送间隔超出错误：包发送间隔超出0.50.5s s；包中不含表标识包中不含表标识符符0 0x00x00；包中的加扰控制段不是包中的加扰控制段不是0000。52数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器节目映射表节目映射表PMTPMT错误错
37、误PMT在在DVB标准中用于指示该套节目视标准中用于指示该套节目视/音频数音频数据在传输流中的位置。据在传输流中的位置。如果某一套节目的如果某一套节目的PMT丢失，将导致解码器找不丢失，将导致解码器找不到该套节目视到该套节目视/音频数据，使得接收端收不到图像音频数据，使得接收端收不到图像或声音。或声音。如果如果PMT传输超时，将影响解码器切换节目时间。传输超时，将影响解码器切换节目时间。53数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器连续计数错误连续计数错误对于每一套节目的视对于每一套节目的视/音频数据包而言，连续计数音频数据包而言，连续计数错误是一个很重要的指标。错误是一个很重
38、要的指标。传输流包头连续计数不正确，表明当前传输流有传输流包头连续计数不正确，表明当前传输流有丢包、错包、包重叠等现象，将导致解码器不能丢包、错包、包重叠等现象，将导致解码器不能正确解码，图像出现马赛克等现象。正确解码，图像出现马赛克等现象。TSTS包顺序正确，包顺序正确，TSTS包无丢失，同一包无丢失，同一TSTS包不出现两包不出现两次以上，即无错误。次以上，即无错误。54数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.3复用器复用器第二优先级错误TS流传输错误：流传输错误：出现传送错误时，出现传送错误时，TSTS包头中的传包头中的传送误码指示符（设置）为送误码指示符（设置）为“1”“1”。PC
39、R错误：错误：相邻相邻PCRPCR之间的时间间隔大于之间的时间间隔大于4040msms即为即为PCRPCR重复错误。重复错误。显示时间标志显示时间标志PTS错误：错误：PTSPTS重复周期超出重复周期超出700700msms即为即为PTSPTS错误。错误。CRC错误：错误：关于关于CATCAT，PATPAT，PMTPMT，NITNIT，EITEIT，BATBAT，SDTSDT，和和TOTTOT表的表的CRCCRC检测显示对应于这些表的内检测显示对应于这些表的内容是否出错。容是否出错。55数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器调制器2.4.1调制方式的选择调制方式的选择DVB
40、-S中，采用的是中，采用的是QPSK调制解调方式；调制解调方式；DVB- -C中，采用的是中，采用的是QAM调制解调方式；调制解调方式；DVB-T中，采用的是中，采用的是OFDM多载波调制，每个载波多载波调制，每个载波再采用再采用QPSK或者或者QAM调制。调制。562.4.2调制速率调制速率16QAM调制中，一个符号用调制中，一个符号用4个比特来表示；个比特来表示；64QAM调制中，一个符号用调制中，一个符号用6个比特来表示；个比特来表示；256QAM调制中，一个符号用调制中，一个符号用8个比特来表示。个比特来表示。64QAM的符号率在的符号率在8MHz最高可以达到最高可以达到6.89MBp
41、s，那么最高数据传输速率为那么最高数据传输速率为6.89641.34Mbps其中有其中有RS编码，去掉冗余，有效传输数据速率为编码，去掉冗余，有效传输数据速率为41.34（188/204）38.1MBps。数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器调制器57信道编码信道编码CNR门限门限传输速率传输速率64QAM25.538.4128QAM29.543256QAM33.5498MHz带宽可传输的码率和节目数量带宽可传输的码率和节目数量视频压缩标准视频压缩标准MPEG-2压缩码率压缩码率(Mb/s)865464QAM最多节目数最多节目数4678128QAM最多节目数最多节目数57
42、810256QAM最多节目数最多节目数68912582.4.2QAM调制原理调制原理正交调幅（正交调幅（QAM）是幅度调制和相位调制的结合，是幅度调制和相位调制的结合，既调幅又调相。既调幅又调相。QAMQAM是将调制符号调制到一对正交载波上，是二维调是将调制符号调制到一对正交载波上，是二维调制技术。制技术。 数字比特序列被分成两个序列，以数字比特序列被分成两个序列，以1616QAMQAM为例，每为例，每4 4个调制比特分为两组，每组两个比特，分别去调制个调制比特分为两组，每组两个比特，分别去调制同相正交载波，然后将两路已调信号相加发送。同相正交载波，然后将两路已调信号相加发送。 数字电视前端硬
43、件平台数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器调制器592.4.2QAM2.4.2QAM调制原理框图调制原理框图调制原理框图调制原理框图数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器调制器602.4.22.4.2QAMQAM星座图星座图星座图星座图数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器调制器61数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器调制器利用星座图分析故障利用星座图分析故障（1）理想星座图）理想星座图符号点均在决策边框内的中心点，说明有良好符号点均在决策边框内的中心点，说明有良好的的相位噪声、热噪声等，因此相位噪声、热噪声等，因此MER值好。值
44、好。62数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器调制器（2）热噪声引起的损伤）热噪声引起的损伤现象：符号点随机的向外扩展（相对于中心点）现象：符号点随机的向外扩展（相对于中心点）63数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器调制器（3）相位噪声引起的损伤（上下变频器）相位噪声引起的损伤（上下变频器）现象：四个边角的符号向内旋转，使方形的星座现象：四个边角的符号向内旋转，使方形的星座图变为圆图变为圆64数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器调制器（4）相干干扰（如相干干扰（如CTB、CSO等互调失真、侵入噪等互调失真、侵入噪声产物）声产物）现
45、象：符号云的中心被掏空，形成圆串现象：符号云的中心被掏空，形成圆串65数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器调制器（5）I/Q不不平平衡衡（前前端端I/Q调调制制器器、基基带带放放大大器器、滤滤波器造成）波器造成）现象：星座图不成方形，现象：星座图不成方形，I、Q轴即宽、高不等轴即宽、高不等66数字电视前端硬件平台数字电视前端硬件平台2.5加扰器加扰器加扰器的主要功能：加扰器的主要功能：对指定节目或者对指定节目或者TS流进行流进行DVB加扰加扰。处理与处理与CA有关的有关的PSI、SI信息，可以是信息，可以是PSI、SI动态动态再生再生。在在TS流中插入流中插入EMM（授权
46、管理信息）和授权管理信息）和ECM（授授权控制信息）数据流，生成加扰控制字权控制信息）数据流，生成加扰控制字CW。关于其详细的工作原理在后面的关于其详细的工作原理在后面的CA系统中给予介绍。系统中给予介绍。67组网举例组网举例CCTV-1的传送的传送68数字电视的数字电视的EPG（电子节目指南）电子节目指南）691、EPG概述概述1.1、EPG主要功能主要功能为用户提供节目指南，与用户之间实现互动操作；为用户提供节目指南，与用户之间实现互动操作；将节目单上的原始信息存入数据库将节目单上的原始信息存入数据库，从数据库中从数据库中提取原始数据，生成提取原始数据，生成DVB-SI规定的表，也就是生规
47、定的表，也就是生成成SI信息信息；按照一定的周期将按照一定的周期将SISI信息送入复用器信息送入复用器；复用器将这些表于其他节目的复用器将这些表于其他节目的TS流复用在一起，流复用在一起，然后通过然后通过QAM调制器后送出。调制器后送出。701.2、EPG工作原理工作原理DVB-SI标准的标准的SI信息主要是给用户端提供设置信信息主要是给用户端提供设置信息，使接收机能够自动调谐接收特定的节目并对息，使接收机能够自动调谐接收特定的节目并对节目进行分组。节目进行分组。SISI中有传送的节目信息，包括节目的种类，节目中有传送的节目信息，包括节目的种类，节目的时间，节目的来源等等。的时间，节目的来源等
48、等。这些信息包含在表中：节目群信息表这些信息包含在表中：节目群信息表（BATBAT）、）、业业务描述表（务描述表（SDTSDT）、）、事件信息表（事件信息表（EITEIT）、）、时间日时间日期表（期表（TDTTDT）、）、运行状态表（运行状态表（RSTRST）等。等。1、EPG概述概述712、DVBSI信息信息节目群关联表（节目群关联表（BAT）：）：节目群指一系列相关的节目（可以不在同一传输流中，甚节目群指一系列相关的节目（可以不在同一传输流中，甚至可以不用同一广播方式）的集合。至可以不用同一广播方式）的集合。BAT用来描述节目群的名称、服务组成等。利用用来描述节目群的名称、服务组成等。利用
49、BAT可以可以方便地进行相关节目或某一类节目的浏览和选择。方便地进行相关节目或某一类节目的浏览和选择。Table-ID：0x4A业务描述表（业务描述表（SDT）描述系统中业务的名称、业务提供者、是否有相应的事件描述系统中业务的名称、业务提供者、是否有相应的事件描述、描述、起始时间、持续时间等；起始时间、持续时间等；SDT可以描述当前可以描述当前TS流的相应信息，也可以描述其它流的相应信息，也可以描述其它TS流的相应信息，这由流的相应信息，这由SDT的表标识符（的表标识符（Table-ID）来区分。）来区分。SDT（actual TS）：）：0x42 SDT（other TS）：）：0x4672
50、事件信息表（事件信息表（EIT）包含事件或节目片断的有关数据，如名称、开始时间、时包含事件或节目片断的有关数据，如名称、开始时间、时间长度、运行状态等。间长度、运行状态等。EIT有四种，由表标识符来区分：有四种，由表标识符来区分：描述当前描述当前TS流的正在或将要播出的节目流的正在或将要播出的节目 ：0x4E描述当前描述当前TS流的计划播出的节目流的计划播出的节目 ： 0x500x5F描述其它描述其它TS流的正在或将要播出的节目流的正在或将要播出的节目 ：0x4F描述其它描述其它TS流的计划播出的节目流的计划播出的节目 ： 0x600x6F2、DVBSI信息信息732、DVBSI信息信息运行状
51、态表（运行状态表（RST）提供某一事件或多个事件的运行状态和时间，即某一事件提供某一事件或多个事件的运行状态和时间，即某一事件运行或不运行的信息，可用于按时自动切换到指定的事运行或不运行的信息，可用于按时自动切换到指定的事Table-ID：0x71时间和日期表（时间和日期表（TDT）给出当前的时间和日期给出当前的时间和日期Table-ID：0x7074MPEG-2（必要信息）（必要信息）DVB（必要信息）（必要信息）DVB（可选信息）（可选信息）PATPID=0x0000Table-ID=0x00NIT当前当前TS流流PID=0x0010Table-ID=0x40NIT其它其它TS流流PID=
52、0x0010，Table-ID=0x41BATPID=0x0011，Table-ID=0x4ASDT其它其它TS流流PID=0x0011，Table-ID=0x46CATPID=0x0001Table-ID=0x01SDT当前当前TS流流PID=0x0011Table-ID=0x42EIT当前当前TS流流（计划播出）（计划播出）PID=0x00120x500x5FEIT其它其它TS流流当前当前/即将播出即将播出PID=0x0012Table-ID=0x4FEIT其它其它TS流流（计划播出）（计划播出）PID=0x00120x600x6FEIT当前当前TS流流（当前（当前/即将播出）即将播出）P
53、ID=0x0012Table-ID=0x4EPMTPID=pTable-ID=0x02RSTPID=0x0013，Table-ID=0x71TSDTPID=0x0002Table-ID=0x03TOTPID=0x0014，Table-ID=0x73TDTPID=0x0014Table-ID=0x70STPID=0x00100x0014，Table-ID=0x72753.1EPG系统结构系统结构EPG系统基本上由三部分构成：系统基本上由三部分构成：EPG中心、中心、EPG信息采集、信息采集、EPG信息发布。信息发布。EPGEPG采集系统连接各电视台和采集系统连接各电视台和ChinaEPGChin
54、aEPG中心，负责中心，负责将各电视台的节目预告信息汇集到将各电视台的节目预告信息汇集到ChinaEPGChinaEPG中心中心EPGEPG中心整理采集来的中心整理采集来的EPGEPG数据，按照统一格式进数据，按照统一格式进行加工，建立行加工，建立EPGEPG数据库，并负责数据的维护数据库，并负责数据的维护EPGEPG发布系统连接发布系统连接EPGEPG中心和各有线电视台，将定中心和各有线电视台，将定制的制的EPGEPG信息按统一格式发送到各有线电视台信息按统一格式发送到各有线电视台3、EPG系统系统76数字电视的加扰技术数字电视的加扰技术DVB-CA系统系统771.1、授权管理信息、授权管理
55、信息EMM授权管理信息（EMM）：一一种种专专有有的的条条件件接接收收信信息息，指指定定了了用用户户或或用用户户组组对对业业务务或或事事件件的的授授权等级。权等级。EMM发发生生器器从从用用户户管管理理系系统统取取得得授授权权信信息息（用用户户标标识识号号、智智能能卡卡号号、用用户户授授权权信信息息等等）和和密密钥钥，编编码码后后形形成成EMM数数据据包包，加加密密送送到到复复用用器器中中传传送送。在在接接收收端端，EMM也也用用于于控控制制解扰。解扰。一、基本概念一、基本概念781.2、授权控制信息（、授权控制信息（ECM）授权控制信息是授权控制信息是一种专有的条件接收信息，包含有一种专有的
56、条件接收信息，包含有经安全加密的控制信息和授权信息。经安全加密的控制信息和授权信息。ECM传传送送加加密密后后的的密密钥钥和和节节目目标标识识、收收视视条条件件、加加扰扰算算法法、提提供供商商等等。ECM是是在在前前端端形形成成的的。把把控控制制字字发发生生器器产产生生的的加加扰扰控控制制字字，按按一一定定的的数数据据编编码码格格式式加加密密、打打包包，送送到到复复用用器器中中传传送送。在在接接收收端端，ECM用来控制解扰。用来控制解扰。 一、基本概念一、基本概念791.5、加扰、加扰加扰：指在前端系统的控制字加扰：指在前端系统的控制字CW的控制下，连续不的控制下，连续不断的对被传送的全部内容
57、（视、音频断的对被传送的全部内容（视、音频流和数据流）进行扰乱，使不用恰当的解码器和密流和数据流）进行扰乱，使不用恰当的解码器和密钥就不能收到正确的信号。钥就不能收到正确的信号。加扰的方法是由伪随机码发生器产生的伪随机序列加扰的方法是由伪随机码发生器产生的伪随机序列与原始的传输流进行与原始的传输流进行XOR运算，改变被传输信息的运算，改变被传输信息的特征，使信号变为不可预测的数据流。特征，使信号变为不可预测的数据流。一、基本概念一、基本概念801.6、控制字、控制字CW控制字控制字CW：指用于解码器中的电子密钥。指用于解码器中的电子密钥。解扰的关键是必须掌握伪随机序列发生器的初始条件，初解扰的
58、关键是必须掌握伪随机序列发生器的初始条件，初始条件受控于控制字始条件受控于控制字CW，有了有了CW就可以恢复加扰时使用就可以恢复加扰时使用的伪随机序列，可以实现对信号的解扰。的伪随机序列，可以实现对信号的解扰。CW是是CA的关键，必须可靠的传输。的关键，必须可靠的传输。CW由前端加密后经由前端加密后经网络传送到用户机顶盒的智能卡上，经解密后产生密钥。网络传送到用户机顶盒的智能卡上，经解密后产生密钥。为了防止被破译，为了防止被破译，CW要不断改变，一般每隔要不断改变，一般每隔520秒改变秒改变一次。一次。一、基本概念一、基本概念811.7、同密、同密同密：是一种加扰方式。该方式通过同一种加扰算同
59、密：是一种加扰方式。该方式通过同一种加扰算法和控制字使多个条件接收系统一同工作。法和控制字使多个条件接收系统一同工作。这种方式便于多级运营管理，为多级运营商选择这种方式便于多级运营管理，为多级运营商选择CA系统提供灵活性（不必大家都使用同一系统提供灵活性（不必大家都使用同一CA系统）。系统）。而每台机顶盒也只须选用一种而每台机顶盒也只须选用一种CA系统，不必装多个系统，不必装多个CA系统。这样便于不同的系统。这样便于不同的CA开发商在同一网络中开发商在同一网络中公平竞争。公平竞争。一、基本概念一、基本概念821.8、多密、多密多密：也是一种加扰方式，也称公共接口多密：也是一种加扰方式，也称公共
60、接口CI方式。方式。是针对接收端机顶盒而言的。是针对接收端机顶盒而言的。在多密方式下，每台机顶盒通过公共接口在多密方式下，每台机顶盒通过公共接口CI对不同对不同的的CAS解密。即用同一台机顶盒接收不同解密。即用同一台机顶盒接收不同CA系统的系统的加密节目。加密节目。当当CA更换时，仅需更换更换时，仅需更换CA模块，不必换盒。从而模块，不必换盒。从而实现机卡分离。机顶盒是通用的，卡是由不同运用实现机卡分离。机顶盒是通用的，卡是由不同运用商管理的。商管理的。一、基本概念一、基本概念831.9、用户个人分配密钥、用户个人分配密钥PDK用户个人分配密钥用户个人分配密钥PDK：是一个数列，是机顶盒的是一
61、个数列，是机顶盒的唯一地址码。唯一地址码。由由CA系统自动生成并严格控制，存放在用户智能卡系统自动生成并严格控制，存放在用户智能卡中。中。在用户端，智能卡通过在用户端，智能卡通过PDK对对EMM和和ECM解解密，密，取出取出CW，实现对加扰传输流的解扰。实现对加扰传输流的解扰。一、基本概念一、基本概念84二、二、DVB-CA原理原理业务密钥业务密钥业务密钥业务密钥控制字产生器控制字产生器控制字（控制字（CW）加密器加密器A加扰器加扰器用户授权系统用户授权系统加密器加密器BECM信息信息EMM信息信息复复用用器器传送流（传送流（TS）85二、二、DVB-CA原理原理2.12.1、发送端、发送端v
62、首先由控制字发生器产生加扰控制字（首先由控制字发生器产生加扰控制字（CW），），提供给提供给加扰器和加密器加扰器和加密器A。v加扰器根据提供的控制字（加扰器根据提供的控制字（CW），），对来自复用器的对来自复用器的TS流进行加扰运算。加扰器的输出结果就是经过加扰流进行加扰运算。加扰器的输出结果就是经过加扰打乱了的打乱了的TS流，控制字就是加扰所用的密钥。流，控制字就是加扰所用的密钥。v加密器加密器A接收到控制字（接收到控制字（CW）之后，根据用户授权系之后，根据用户授权系统提供的业务密钥对控制字进行加密运算。加密器统提供的业务密钥对控制字进行加密运算。加密器A的的输出结果就是加了密的控制字，称
63、为授权控制信息输出结果就是加了密的控制字，称为授权控制信息（ECM）。）。86二、二、DVB-CA原理原理v业务密钥在送给加密器业务密钥在送给加密器A的同时，也送给了加密器的同时，也送给了加密器B。它能够自己产生密钥，并且能够对授权系统提供的它能够自己产生密钥，并且能够对授权系统提供的业务密钥进行加密。加密器业务密钥进行加密。加密器B的输出结果就是加了密的输出结果就是加了密的业务密钥，称为授权管理信息（的业务密钥，称为授权管理信息（EMM）。）。v上面所产生的上面所产生的ECMECM和和EMMEMM信息都送往信息都送往MPEG-2MPEG-2复用器，复用器，与其他的与其他的TSTS流一起进行打
64、包，形成流一起进行打包，形成TSTS流再输出。流再输出。87二、二、DVB-CA原理原理2.2、接收端、接收端v解调后的加扰数据流经过解扰器解扰，然后送解调后的加扰数据流经过解扰器解扰，然后送往解复用器往解复用器v解复用器根据解复用器根据TS流的包结构，提取出流的包结构，提取出ECM和和EMM控制信息控制信息。v提取出来的提取出来的ECM和和EMM信息分别被送往智能信息分别被送往智能卡的解密器卡的解密器A和解密器和解密器B，然后恢复出加扰控制然后恢复出加扰控制字（字（CW），），把把CW送往解扰器。送往解扰器。v恢复控制字的过程非常短暂，一旦恢复出正确恢复控制字的过程非常短暂，一旦恢复出正确的
65、控制字后，解扰器便能正常解扰，把加扰的控制字后，解扰器便能正常解扰，把加扰TS流变成正常的流变成正常的TS流流88三、性能特点三、性能特点1、节目管理、节目管理节目按频道预订（节目按频道预订（OPPC）用户提前购买一个频道的某一段较长的观看时间用户提前购买一个频道的某一段较长的观看时间（例如一个月），用户在这段时间内可以观看节（例如一个月），用户在这段时间内可以观看节目，超过这段时间即无法观看节目。目，超过这段时间即无法观看节目。节目分次预订（节目分次预订（OPPV）允许用户提前购买某个节目的一段时间（例如允许用户提前购买某个节目的一段时间（例如1 1个小个小时），用户在这段时间内可以观看这个
66、节目，超过时），用户在这段时间内可以观看这个节目，超过这段时间即无法观看节目。这段时间即无法观看节目。89三、性能特点三、性能特点节目即时购买（节目即时购买（IPPV）用户首先在用户首先在ICIC卡中充入一定的点数值（等同与金卡中充入一定的点数值（等同与金钱），点数值的多少由用户自己决定，充值方式钱），点数值的多少由用户自己决定，充值方式可以有多种选择，包括直接到营业厅充值、短信可以有多种选择，包括直接到营业厅充值、短信充值、电话充值、网上银行充值等。充值、电话充值、网上银行充值等。然后用然后用户在机在机顶盒上盒上查看看EPGEPG信息，主要是信息，主要是节目内目内容、容、节目目类型、型、节目
67、目时间和和节目点数，目点数，选择要要购买的的节目。目。当当节目开始以后如果用目开始以后如果用户观看了此看了此节目，那么目，那么ICIC卡自卡自动从卡中扣除相从卡中扣除相应的点数；如果的点数；如果节目开始后目开始后用用户没有没有观看此看此节目目ICIC卡不会作出任何卡不会作出任何动作。作。 90三、性能特点三、性能特点免费预览免费预览每种节目类型都可以设置一定的开始时间为免费预每种节目类型都可以设置一定的开始时间为免费预览时间，是否设定预览和预览时间的长短由用户动览时间，是否设定预览和预览时间的长短由用户动态自由设定。态自由设定。在这段时间内，所有的用户或者符合某个条件的用在这段时间内，所有的用
68、户或者符合某个条件的用户可以免费观看节目。户可以免费观看节目。91三、性能特点三、性能特点节目级别限制（父母控制）节目级别限制（父母控制）对每个产品设置节目级别，用户可以在机顶盒上设对每个产品设置节目级别，用户可以在机顶盒上设置置ICIC卡的观看级别。当用户设置的卡的观看级别。当用户设置的ICIC卡观看级别小卡观看级别小于节目的级别时，于节目的级别时，ICIC卡将禁止用户观看节目。卡将禁止用户观看节目。此功能主要是用来防止儿童观看某些成人级的节目。此功能主要是用来防止儿童观看某些成人级的节目。当用户在机顶盒上修改当用户在机顶盒上修改ICIC卡的观看级别时需要输入卡的观看级别时需要输入PINPI
69、N码进行验证，如果通过验证才可以修改，否则连码进行验证，如果通过验证才可以修改，否则连续输入续输入3 3次错误次错误PINPIN码，则码，则ICIC卡锁定卡锁定PINPIN码。码。92三、性能特点三、性能特点节目防盗版保护节目防盗版保护节目供应商使用防止录像功能时可使录像机录下节目供应商使用防止录像功能时可使录像机录下的图象扭曲，但播出的节目在电视机中收看不会的图象扭曲，但播出的节目在电视机中收看不会产生任何影响，但如果用户使用录像机录下这个产生任何影响，但如果用户使用录像机录下这个节目后，使用录像机播放时图象将会扭曲变形，节目后，使用录像机播放时图象将会扭曲变形，无法正常收看。从而保护节目提
70、供商的利益不被无法正常收看。从而保护节目提供商的利益不被侵犯。侵犯。(需机顶盒硬件支持需机顶盒硬件支持)93四、四、DVB-CA的应用模式的应用模式1、节目平台与服务平台的、节目平台与服务平台的CA系统基本架构系统基本架构节目平台的加扰节目码流传送到服务平台后，可采节目平台的加扰节目码流传送到服务平台后，可采用解密和不解密两种模式向最终用户传输。用解密和不解密两种模式向最终用户传输。解密模式中，节目平台的节目码流传送到服务平台解密模式中，节目平台的节目码流传送到服务平台后被解扰，还原为非加扰的节目码流，再被本地后被解扰，还原为非加扰的节目码流，再被本地CA系统加密后，传送到用户。系统加密后，传
71、送到用户。解密模式的条件接收系统结构如下图所示。解密模式的条件接收系统结构如下图所示。94四、四、DVB-CA的应用模式的应用模式加扰节目流加扰节目流加扰节目流加扰节目流 加扰节目流加扰节目流加扰节目流加扰节目流 加扰加扰加扰加扰CAS1CAS1解扰解扰解扰解扰CAS2CAS2加扰加扰加扰加扰用户用户用户用户节目平台节目平台节目平台节目平台服务平台服务平台服务平台服务平台解密模式的解密模式的解密模式的解密模式的CACA系统结构系统结构系统结构系统结构95四、四、DVB-CA的应用模式的应用模式不解密模式中，当节目平台和服务平台采用不解密模式中，当节目平台和服务平台采用相同相同的的CA系统时，节
72、目平台的节目码流传送到服务平台后系统时，节目平台的节目码流传送到服务平台后不解扰，直接传送到用户。不解扰，直接传送到用户。不解密模式的系统结构如下图所示。不解密模式的系统结构如下图所示。96四、四、DVB-CA的应用模式的应用模式加扰节目流加扰节目流加扰节目流加扰节目流加扰加扰CAS1CAS2用户用户节目平台节目平台服务平台服务平台不解密模式的CA系统结构 97节目平台节目节目平台节目+节目平台节目平台ECM+节目平台节目平台EMM服务平台节目服务平台节目+服务平台服务平台ECM+服务平台服务平台EMM分区智能卡分区智能卡本地用户收视节目平台节目的本地用户收视节目平台节目的申请信息申请信息节目
73、平台密钥节目平台密钥服务平台密钥服务平台密钥服务平台服务平台ECM+服务平台服务平台EMM节目平台节目平台ECM+节目平台节目平台EMM节目平台节目平台CA系统系统节目平台节目平台SMS节目平台节目平台数字电视数字电视前端前端服务平台服务平台数字电视数字电视前端前端服务平台服务平台CA系统系统服务平台服务平台SMS节目平台节目节目平台节目+节目平台节目平台ECM+节目平台节目平台EMM基于密钥的基于密钥的基于密钥的基于密钥的CACA系统的不解密模式系统的不解密模式系统的不解密模式系统的不解密模式 五、不解密模式五、不解密模式98服务平台节目服务平台节目+服务平台服务平台ECM+服务平台服务平台
74、EMM节目平台节目节目平台节目+节目平台节目平台ECM+节目平台节目平台EMM分区智能卡分区智能卡本地用户收视节目平台节目的本地用户收视节目平台节目的申请信息申请信息服务平台服务平台ECM+服务平台服务平台EMM节目平台算法节目平台算法服务平台算法服务平台算法节目平台节目平台EMM收视节目平台节目的授权信息收视节目平台节目的授权信息节目平台节目节目平台节目+节目平台节目平台ECM节目平台节目平台ECM节目平台节目平台CA系统系统节目平台节目平台SMS节目平台节目平台数字电视数字电视前端前端服务平台服务平台数字电视数字电视前端前端服务平台服务平台CA系统系统服务平台服务平台SMS基于算法的基于算
75、法的基于算法的基于算法的CACA系统的不解密模式系统的不解密模式系统的不解密模式系统的不解密模式 五、不解密模式五、不解密模式99数字电视机顶盒数字电视机顶盒100第三部分第三部分地面数字电视传输技术地面数字电视传输技术101地面数字电视地面数字电视标准标准美国美国 ATSCATSC 8 8VSB VSB 标准标准 - - 单载波调制技术单载波调制技术优点：优点：频谱效率高、功率效率高；频谱效率高、功率效率高；未顾及室内接收、移动接收、单频网等。未顾及室内接收、移动接收、单频网等。欧洲欧洲 DVB-T COFDM DVB-T COFDM 标准标准 - - 多载波调制技术多载波调制技术用频谱效率
76、和功率效率指标换取了支持室内接收、移用频谱效率和功率效率指标换取了支持室内接收、移动接收、单频网等优点。动接收、单频网等优点。世界上已有世界上已有 33 33 个国家或地区决定采用。个国家或地区决定采用。日本日本 ISDB BST-OFDMISDB BST-OFDM标准标准 - - 多载波调制技术多载波调制技术ISDB-T ISDB-T 系统和系统和 DVB-T DVB-T 系统类似系统类似，是基于是基于 COFDMCOFDM技术。技术。RFRF频带分为频带分为 13 13 段，不同段上可传送不同业务。段，不同段上可传送不同业务。OFDM OFDM 是宽带无线传输技术发展的主流方向是宽带无线传
77、输技术发展的主流方向 无线局域网：无线局域网：IEEE802.11aIEEE802.11a、IEEE802.16aIEEE802.16a、HiperLan2HiperLan2新一代（新一代（4 4G G）移动通信：移动通信：OFDM-CDMAOFDM-CDMA、MC/DS-CDMAMC/DS-CDMA等等宽带有线通信：宽带有线通信：ADSLADSL，VDSLVDSL，电力线通信，电力线通信102性能比较性能比较DTMBDTMB（4K4K）QPSKQPSKDVB-DVB-T T（2K2K）QPSKQPSKDTMBDTMB（4K4K）64QAM64QAMDVB-DVB-T T（8K8K）64QAM
78、64QAM保保护间隔隔55.56ms55.56ms（1 1/9/9）56ms56ms（1/91/9）55.56ms55.56ms（1/91/9）56ms56ms（1/91/9）传输速率速率5.4145.414Mb/sMb/s4.9744.974Mb/sMb/s24.368424.3684Mb/sMb/s23.42423.424Mb/sMb/s频谱利用率利用率0.680.68Bit/S/HzBit/S/Hz0.620.62Bit/S/HzBit/S/Hz3.13.1Bit/S/HzBit/S/Hz2.92.9Bit/S/HzBit/S/HzC/NC/N门限（限（AWGNAWGN）1.9dB1.9
79、dB4.7dB4.7dB15.2dB15.2dB18.6dB18.6dB接收灵敏度接收灵敏度-97dBm-97dBm-87.1dBm-87.1dBm-83.0dBm-83.0dBm-78.6dBm-78.6dBm信号截信号截获时间约5ms5ms约200ms200ms约5ms5ms约200ms200ms103DTMB单频网系统具体方案GPS激励器激励器发射机发射机主发射台机房主发射台机房微波适配微波适配网络适配网络适配AV1复用器复用器DTMB单频网适配单频网适配分路分路机房机房微波微波适配适配编码器编码器GPS接接收收网络适配器网络适配器AV2AV3Data编码器编码器编码器编码器编码器编码器
80、SDH网络网络光发光发DDF机房机房A光发光发DDF机房机房BDDF机房机房NDTMB激励激励发射机发射机GPS接接收收光收光收发射台发射台A网络适配器网络适配器DTMB激励激励发射机发射机GPS接接收收光收光收发射台发射台B网络适配器网络适配器DTMB激励激励发射机发射机GPS接接收收光收光收发射台发射台N网络适配器网络适配器104DTMB的高清晰度电视广播高清晰度高清晰度电视固定接收主用工作模式固定接收主用工作模式子子载波数波数保保护间隔隔子子载波波调制制LDPCLDPC码率率模式模式应用用4K4K（37803780）1/91/9（55.56us55.56us）64QAM64QAM0.60
81、.6HDTVHDTV主要性能指主要性能指标净码率率24.36Mbps24.36Mbps抗抗单频干干扰下限下限C/IC/I0.27 dB0.27 dB高斯高斯载噪比噪比门限限C/NC/N15.27dB15.27dB动态6 6径抗多普勒径抗多普勒频移移83 Hz83 Hz最小接收信号最小接收信号电平平-82.95dBm-82.95dBm抗同抗同频模模拟干干扰 C/IC/I0.6 dB0.6 dB静静态多径多径载噪比噪比门限限17.5517.55dBdB抗同抗同频数字干数字干扰C/IC/I15.1dB15.1dB抗回波最大抗回波最大时延延D/E=0dBD/E=0dB40.0us40.0us三径三径单
82、频网下限网下限C/NC/N17.99 dB17.99 dB抗最大回波抗最大回波强强度度D/ED/E0dB/40us0dB/40us功率峰均比功率峰均比(99.9%)(99.9%)8.52dB8.52dB抗干抗干扰脉冲脉冲宽度度C/I=-3dBC/I=-3dB6550 us6550 us恢复正常接收恢复正常接收时间1.05s1.05s105DTMB的高清晰度电视广播高清高清晰度晰度电视移动接收主用工作模式移动接收主用工作模式子载波数子载波数 保护间隔保护间隔子载波调制子载波调制 LDPCLDPC码率码率 模式应用模式应用4K4K（37803780）1/91/9（55.56us55.56us）16
83、QAM16QAM0.80.8HDTVHDTV主要性能指标主要性能指标净码率净码率MbpsMbps21.65821.658抗单频干扰下限抗单频干扰下限C/IC/I 1.9dB 1.9dB 高斯载噪比门限高斯载噪比门限C/NC/N12.5 dB12.5 dB抗多普勒频移抗多普勒频移D/E=0dBD/E=0dB 100Hz 100Hz 最小接收信号电平最小接收信号电平-86.9 -86.9 dBmdBm 抗抗同频模拟干扰同频模拟干扰 C/IC/I-2.1 dB -2.1 dB 静静态多径多径载噪比噪比门限限16.11 dB16.11 dB抗同频数字干扰抗同频数字干扰C/IC/I 15.4 dB 15
84、.4 dB 抗回波最大时延抗回波最大时延D/E=0dBD/E=0dB 46.0 us 46.0 us 三径单频网下限三径单频网下限C/N C/N 22.7dB 22.7dB 抗最大回波强度抗最大回波强度D/E D/E 0dB/40us 0dB/40us 功率峰均比功率峰均比(99.9%)(99.9%)7.2dB 7.2dB 抗干扰脉冲宽度抗干扰脉冲宽度C/I=-3dBC/I=-3dB710 us710 us同步建立同步建立时间5ms5ms106DTMB的标准清晰度电视广播标准清标准清晰度晰度电视移动接收主用工作模式移动接收主用工作模式子载波数子载波数 保护间隔保护间隔子载波调制子载波调制 LD
85、PCLDPC码率码率 模式应用模式应用4K4K（37803780）1/91/9（55.56us55.56us）QPSKQPSK0.40.4SDTVSDTV主要性能指标主要性能指标净码率净码率5.414Mbps5.414Mbps抗单频干扰下限抗单频干扰下限C/IC/I -5.1 dB -5.1 dB 高斯载噪比门限高斯载噪比门限C/NC/N1.7 dB1.7 dB动态动态6 6径抗多普勒频移径抗多普勒频移142.2 Hz 142.2 Hz 最小接收信号电平最小接收信号电平-98.0 -98.0 dBmdBm 抗抗同频模拟干扰同频模拟干扰 C/IC/I-6.4 dB -6.4 dB 静静态多径多径
86、载噪比噪比门限限3.34 dB3.34 dB抗同频数字干扰抗同频数字干扰C/IC/I 2.2 dB 2.2 dB 抗回波最大时延抗回波最大时延D/E=0dBD/E=0dB 46.5 us 46.5 us 三径单频网下限三径单频网下限C/N C/N 7.4 dB 7.4 dB 抗最大回波强度抗最大回波强度D/E D/E 0dB/40us 0dB/40us 功率峰均比功率峰均比(99.9%)(99.9%)7.0 dB 7.0 dB 抗干扰脉冲宽度抗干扰脉冲宽度C/I=-3dBC/I=-3dB6550 us6550 us同步建立同步建立时间2ms2ms107服务类型服务类型数据率数据率视频视频音频音
87、频数据数据移动移动5.45.4MbpsMbps2.8 Mbps2.8 Mbps用来用来传输一路标清传输一路标清数字电视（如数字电视（如循环新闻）循环新闻）192 kbps192 kbps用来传输两路用来传输两路视频通道立体声视频通道立体声500 kbps500 kbps用来传输节目表或者用来传输节目表或者电子节目指南电子节目指南512 kbps512 kbps用来传输四路用来传输四路立体声音乐服务（每对立体声音乐服务（每对128 kbps128 kbps） 1.4 Mbps1.4 Mbps用来传输标题新闻、用来传输标题新闻、体育快报、股票信息、天气预体育快报、股票信息、天气预报、交通路况等报、
88、交通路况等移动和移动和固定固定16.2 16.2 MbpsMbps12.5 Mbps12.5 Mbps传传输输5 5路标清视路标清视频频1 Mbps 1 Mbps 传输传输5 5路节目的路节目的音频信号（每对音频信号（每对192 192 kbpskbps）700 kbps700 kbps用来传输节目表或者用来传输节目表或者电子节目指南电子节目指南1Mbps1Mbps用来传输用来传输8 8路音乐路音乐节目（每对节目（每对128 kbps128 kbps） 1 Mbps1 Mbps用来传输标题新闻、体用来传输标题新闻、体育快报、股票信息、天气预报、育快报、股票信息、天气预报、交通路况等交通路况等固
89、定固定24.4 24.4 MbpsMbps20 Mbps20 Mbps用来用来传输传输8 8路标清路标清数字视频节目数字视频节目（或者（或者20 20 MbpsMbps用来传输用来传输1 1路高清和路高清和1 1路路标清）标清）1.9 Mbps1.9 Mbps传输传输1010路视频路视频节目的立体声信号（每节目的立体声信号（每对对192 kbps192 kbps）1 Mbps1 Mbps传输节目表或者电子节传输节目表或者电子节目指南目指南1 Mbps1 Mbps传输传输8 8路音乐节路音乐节目（每对目（每对128 kbps128 kbps）500 kbps500 kbps用来提供标题新闻、用来
90、提供标题新闻、体育快报、股票信息、天气预体育快报、股票信息、天气预报、交通路况等报、交通路况等DTMB在一个8MHZ频道可以实现的业务108移动多媒体广播需求和现有标准移动多媒体广播需求和现有标准 l广电总局的安排：统一标准、全国漫游广电总局的安排：统一标准、全国漫游中央媒体的节目（可传输中央媒体的节目（可传输2020套电视节目、套电视节目、3030套广播节目套广播节目 ）地面增补网络同频转发卫星上的节目（地面增补网络同频转发卫星上的节目（L L波段波段1452-1492MHz1452-1492MHz）可适当加入部分当）可适当加入部分当地节目（地节目（ VHF6-12CHVHF6-12CH，1
91、74-240 MHz174-240 MHz） 地面移动多媒体广播（地面移动多媒体广播（DMBDMB）可传输）可传输1010套左右广播节目、套左右广播节目、2 2套左右电视节目和信套左右电视节目和信息服务。息服务。l现有移动多媒体广播标准现有移动多媒体广播标准 现有标准现有标准DVB-HDVB-HT-DMBT-DMBS-DMBS-DMBISDB-TISDB-TMedia (FLO)Media (FLO)调制方式调制方式COFDMCOFDM，QPSK,16QAMQPSK,16QAMCOFDMCOFDM，DQPSKDQPSKCOFDMCOFDM，DQPSKDQPSKBST-COFDMBST-COFD
92、MQPSK, 16QAMQPSK, 16QAMCOFDMCOFDM，QPSK,QPSK, 16QAM16QAM使用带宽使用带宽7.61 MHz7.61 MHz1.536MHz1.536MHz5 MHz5 MHz5.57MHz5.57MHz1.54MHz1.54MHz码率码率/ /节目节目200-384kbps400 kbps1.5-384kbps0.28-1.79Mbps50kbps-1Mbps每个电视每个电视频道提供频道提供的节目数的节目数最大最大 5050套套电视节目电视节目3 3 到到4 4套套电视节目电视节目1111套电视套电视2525路音频和路音频和3 3路数据路数据最大最大1313
93、套电视套电视节目节目约约2020套电视节套电视节目目109现有标准比较现有标准比较1 1现有标准现有标准DVB-HDVB-HT-DMBT-DMBS-DMBS-DMBISDB-TISDB-TMedia (FLO)Media (FLO)试验国家试验国家欧洲国家欧洲国家, ,美国美国, ,新加坡新加坡, , 澳洲澳洲, ,韩国韩国, ,马来西亚马来西亚中国，德国中国，德国加拿大加拿大中国，德国中国，德国加拿大加拿大日本，香港日本，香港. .美国美国使用国家使用国家欧洲欧洲, , 新加坡新加坡, , 美国美国, , 澳大利亚澳大利亚韩国韩国韩国和日本韩国和日本日本日本美国美国使用频段使用频段470 -
94、 650 MHz470 - 650 MHz170-240 MHz170-240 MHz2.6G2.6G卫星频段卫星频段558 - 566MHz558 - 566MHzUHFUHF到到3 GHz3 GHz调制方式调制方式C-OFDMC-OFDM，QPSKQPSK或或 16QAM16QAMC-OFDMC-OFDM，DQPSKDQPSKC-OFDMC-OFDM，DQPSKDQPSKBST-C-OFDMBST-C-OFDMQPSK, 16QAMQPSK, 16QAMC-OFDMC-OFDM，QPSKQPSK或或16QAM16QAM子载波数子载波数4K4K2K,1K,0.5K2K,1K,0.5K8K /
95、13CH8K /13CH4K4K源编码视源编码视频频/ /音频音频MPEG4/ H.264 MPEG4/ H.264 ACCACCMPEG4/H.264 MPEG4/H.264 SACSACMPEG4/H.264 MPEG4/H.264 SACSACMPEG4/H.264 MPEG4/H.264 ACCACCMPEG4/H.264MPEG4/H.264信道编码信道编码卷积码和卷积码和RSRS级联级联码码 卷积码和卷积码和RSRS级级联码联码卷积码和卷积码和RSRS级级联码联码卷积码和卷积码和RSRS级级联码联码TurboTurbo码和码和RSRS级级联码联码传输流格式传输流格式IPIPMPEG
96、2 TSMPEG2 TSMPEG2 TSMPEG2 TSMPEG2 TSMPEG2 TSIPIP110现有标准比较现有标准比较2 2现有标准现有标准DVB-HDVB-HT-DMBT-DMBS-DMBS-DMBISDB-TISDB-TMedia (FLO)Media (FLO)省电方法省电方法 时间分片时间分片使用手机电池使用手机电池小时间分片小时间分片小的带宽小的带宽手机电池手机电池无无分片分片, , 较高容量手较高容量手机电池机电池小带宽小带宽, ,较高容量手机较高容量手机电池电池FLOFLO功率优化功率优化技术技术, , 使用使用手机电池手机电池. .使用带宽使用带宽5/6/7/8 MHz
97、5/6/7/8 MHz1.536 MHz1.536 MHz6 MHz6 MHz分分3 3个个8 MHz8 MHz分分4 4个个5 MHz5 MHz6/7/8 MHz6/7/8 MHz (5.57MHz) (5.57MHz)5/6/7/8 MHz5/6/7/8 MHz每个节目每个节目的数据率的数据率一般一般200kbps200kbps，最大最大384kbps384kbps400 kbps400 kbps1.5 kbps 1.5 kbps 到到 384 kbps384 kbps280.85 kbps280.85 kbps到到1787.28kbps1787.28kbps50 kbps 50 kbps
98、 到到1Mbps1Mbps每个电视每个电视频道提供频道提供的节目数的节目数最大最大 50 50 路节目路节目3 3 到到4 4 路路1111路电视路电视,25,25路音频和路音频和3 3路路数据数据最大最大13 13 路节路节目目大约大约2020路电视路电视移动能力移动能力最大最大 200 km/h200 km/h120 - 200 120 - 200 km/hkm/h最大最大150 km/h150 km/h200 km/h (8k)200 km/h (8k)400 km/h (4k)400 km/h (4k)最大最大200km/h200km/h理论覆盖理论覆盖半径半径24km/2k 24km
99、/2k 模式模式48km /4k 48km /4k 模式模式96km /8k 96km /8k 模式模式大约大约140 km 140 km 使用卫星发使用卫星发射射缺缺60km60km，大城市使，大城市使用用2 - 32 - 3个发射个发射机机111第四部分第四部分IPTV数字电视技术数字电视技术112IPTV与数字电视系统与数字电视系统编码标准CDN双向接入EPG与DVB-C前端接口机顶盒后台技术113编码方式编码方式MPEG2overIP(TSoverIP)IP封装将占用更大的带宽封装将占用更大的带宽在欧洲一些电信运营商使用在欧洲一些电信运营商使用MPEG-4overIP采用高效视频压缩编
100、码采用高效视频压缩编码适合提供点播服务适合提供点播服务114广播行业内新的标准支持广播高高级视频编码 (AVC) or H.2641MbpsMPEG-4采用三种采用三种视频编解解码方式，方式，H.264是是MPEG4 AVC在在 ITU里的里的名称名称 AVC= H.264 = MPEG-4 Part 10视频压缩技技术MPEG-4 标准准摄像机 & PDA视频会议,不支持广播简单层 (SP)支持广播高高级简单层 (ASP)2MbpsBit RateMPEG-24-6Mbps未未压缩的的250Mbps115CDN技术技术116多播技术多播技术117IPTV机顶盒机顶盒硬件解压硬件解压以专用的多媒体微处理器为核心，带有以专用的多媒体微处理器为核心，带有MPEG-4实时解码功能芯片，实现对视频流实时解码功能芯片，实现对视频流的实时解码；的实时解码；TI,Sigma,ST,Broadcom等与年底或明年将等与年底或明年将陆续推出产品。陆续推出产品。软解压软解压DSP解码；解码；利用内置的嵌入式操作系统自带组件，实现利用内置的嵌入式操作系统自带组件，实现对视频流的纯软件实时解码。对视频流的纯软件实时解码。118谢谢！谢谢！119
