基本信息
内容简介
目录
第1章 数字电视传输中的关键技术1
1. 1 数字电视传输系统1
1. 1. 1 数字通信系统1
1. 1. 2 数字电视卫星传输系统2
1. 1. 3 数字电视有线传输系统4
1. 1. 4 数字电视地面广播传输系统4
1. 1. 5 有条件接收6
1. 2 数字电视传输中的关键技术14
1. 2. 1 能量扩散技术(能量随机分布)14
1. 2. 2 外码纠错编码(RS)18
1. 2. 3 数据交织和解交织26
1. 2. 4 内码编码,格状编码(TCM)32
1. 2. 5 字节到符号映射47
1. 2. 6 数字调制47
1. 2. 7 π/2旋转不变QAM星座的获得72
第2章 数字电视传输标准75
2. 1 美国ATSC数字电视传输标准75
2. 1. 1 系统综述75
2. 1. 2 ATSC标准的扫描格式和分辨率76
2. 1. 3 ATSC标准的视频压缩子系统78
1. 1 数字电视传输系统1
1. 1. 1 数字通信系统1
1. 1. 2 数字电视卫星传输系统2
1. 1. 3 数字电视有线传输系统4
1. 1. 4 数字电视地面广播传输系统4
1. 1. 5 有条件接收6
1. 2 数字电视传输中的关键技术14
1. 2. 1 能量扩散技术(能量随机分布)14
1. 2. 2 外码纠错编码(RS)18
1. 2. 3 数据交织和解交织26
1. 2. 4 内码编码,格状编码(TCM)32
1. 2. 5 字节到符号映射47
1. 2. 6 数字调制47
1. 2. 7 π/2旋转不变QAM星座的获得72
第2章 数字电视传输标准75
2. 1 美国ATSC数字电视传输标准75
2. 1. 1 系统综述75
2. 1. 2 ATSC标准的扫描格式和分辨率76
2. 1. 3 ATSC标准的视频压缩子系统78
前言
电视正在迅速走向数字时代，数字电视的飞速发展远远超出人们的预料。部分发达国家的广播电视从模拟向数字的过渡已经全面展开，正在从部分(单机设备)数字化向全系统(节目制作、信号传输、发射和接收)数字化方向发展。
数字点播电视(VOD)、数字交互电视(ITV)、数字摄像机、数字录像机、数字调制解调器、数字特技、数字电视接收机、数字加密电视、数字电视机顶盒、全数字高清晰度电视等，逐步形成整个电子行业潮流的主导，正如日中天。数字VCD、数字DVD产品已经进入百姓家庭。
我国著名学者徐孟侠教授认为数字电视的发展经历着五大浪潮。第一次浪潮指1994年初，VCD(MPEG-1标准)播放机在我国上市，并持续“爆热”至2001年，我国VCD播放机拥有量大于8500万台。1994年6月，美国DirecTV开始标准清晰度数字电视(SDTV)的卫星直接广播。2002年7月，美国两家公司——DirecTV和EchoStar共有卫星数字电视1840万用户(占DTH用户总数的96．4％!模拟制C波段用户总数则降为不到3．6％)。第二次浪潮指1998年11月，美国开始以HDTV为重点的数字电视(MPEG-2标准)的地面广播，英国开始SDTV的地面广播。2000年夏，美国用户数接近100万。第三次浪潮为2000年12月至2004年，主要在亚洲东部和拉丁美洲推出数字电视。日本于2000年12月采用其ISBT-S标准，发展BS卫星直接广播业务(其中有HDTV和数据业务)，计划用1000天，发展1000万用户。2002年5月，由于世界杯足球赛的轰动效应，当月新增用户达12万户。新加坡于2000年12月采用欧洲DVB-T/COFDM标准开展SDTV业务在公共交通车辆上的移动接收。韩国于2001年12月采用美国ATSC／8-VSB标准，在汉城地区先后有5家公司发射地面广播的数字HDTV，赶上世界杯足球赛(还有釜山等地)!我国台湾省于2001年6月否定了原来采纳美国ATSC／8-VSB的决定，改为采用欧洲DVB-T/COFDM标准，开展数字SDTV在公共交通车辆上
的移动接收。2001年12月，台北中华电视公司的电视台开始发送DTV信号。但据称，其他3个电视台发送信号的计划推迟(原定覆盖整个西岸)。国家广电总局已于2001年11月采用其行业标准(DVB-C)在有线电视网络中发展数字电视业务，作为切人点。国家数字电视领导小组称将稳步启动数字电视市场。在今年底前推出若干套付费节目频道、若干套有线数字广播节目，积极发展有线数字电视用户，“十五”期间全国有线数字电视用户将达到3000万。到2008年北京举办奥运会时，我国主要大城市(含港澳)将普及数字HDTV的实用广播。届时我国的数字电视发展将紧随美国、日本／韩国之后，有可能比拉丁美洲国家稍快，但肯定会比欧洲各国快，因为欧洲迄今不发展数字HDTV!第四次浪潮指2004年—2008年，亚洲部分国家、俄罗斯、少数非洲国家发展数字电视。第五次浪潮指2008年—2012年，其他发展中国家发展数字电视。全球大约在2025年完成从模拟电视到数字电视的过渡。
随着数字电视传输标准的建立和设备的推出，不少国家和地区纷纷对各大标准的设备进行测试，以确定本国和本地区的数字电视标准。下面列举我国香港的数字电视测试情况。
进行数字地面电视技术测试之目的，是测试和比较三种现行数字地面电视制式(ISDB—T制式，DVB-T制式和ATSC制式)的特点及其在香港环境下的性能。当局成立了一个数字地面电视小组委员会(由两家商营电视广播机构、资讯科技及广播局和电信管理局的代表组成)，以进行有关测试及就技术事宜向督导委员会报告。从1999年5月至2000年初进行的测试重点在以下几方面：
数字地面电视的传播性能及所传送信号的覆盖范围；能否与现有模拟电视传送网络兼容，及同频道／相邻频道／镜像频道的性能；是否支持单频网路的运作；数字地面电视信号能否通过大厦内同轴电缆分配系统传送，以及能否与现有模拟电视设备和丽音(NICAM)服务兼容；数字地面电视所传送的画面和声音质量；编码／解码总计延迟所造成的影响。
技术测试的主要结果如下：
改善接收效果；支持SDTV和HDTV；支持在移动环境下接收电视广播；ISDB-T制式和DVB-T制式两者均支持单频网路的运作；全部三种数字地面电视系统都跟PAL-I系统一样，会受潮汐衰减效果所影响；三种数字地面电视系统的同频道干扰、相邻频道干扰和镜像频道干扰的保护比及ISDB-T系统和DVB-T系统的编码／解码总计延迟，已证实与有关制式所载的数值相符。
可以看出，数字电视技术复杂，标准、设备不断推陈出新，习惯于模拟电视的技术人员，对数字电视技术有不知所措的感觉，对数字电视传输知识的掌握还相差甚远，急需补充新的知识、新的概念、新的推广应用手段。
为了帮助从事数字电视技术工作的工程技术人员更深入地了解各种数字电视传输标准以及各标准的组网应用等知识，作者在参考了国内外大量文献的基础上，结合教学、科研、产品开发和推广应用的亲身体会编写了这本书。第一作者已从事电视数字化技术的教学和科研工作20多年。本书也是《数字电视和高清晰度电视》(余兆明编著，1997年人民邮电出版社出版)、《数字电视设备及测量》(余兆明、李晓飞、陈来春编著，2000年人民邮电出版社出版)、《MPEG标准及其应用》(余兆明、李晓飞、陈来春编著，2002年北京邮电大学出版社出版)等著作的续集。希望本书能对急需了解数字电视传输知识的工程技术人员有所帮助，为从事数字电视传输与组网以及推广应用的工程技术人员稍尽绵薄之力。
全书共分8章。第1章介绍数字电视传输及其关键技术，第2章介绍数字电视传输标准，第3章介绍数字电视卫星传输，第4章介绍数字电视在光纤干线上的传输，第5章介绍数字电视在HFC网上的传输，第6章介绍电话网宽带接人技术，第7章介绍数字电视其他传输方式，第8章介绍MPEG-2编解码器接口技术。第4—7章由余智博土编写，其余各章节均由余兆明教授完成，余兆明教授对全书章节进行了仔细安排，并负责书稿的审校工作。
书中部分插图是研究生王明伟、查日勇辛勤劳动的结晶，在此深表谢意。由于时间仓促，加之作者水平有限、数字技术发展一日千里，疏漏之处还望读者不吝赐教。
作 者
2003年6月
数字点播电视(VOD)、数字交互电视(ITV)、数字摄像机、数字录像机、数字调制解调器、数字特技、数字电视接收机、数字加密电视、数字电视机顶盒、全数字高清晰度电视等，逐步形成整个电子行业潮流的主导，正如日中天。数字VCD、数字DVD产品已经进入百姓家庭。
我国著名学者徐孟侠教授认为数字电视的发展经历着五大浪潮。第一次浪潮指1994年初，VCD(MPEG-1标准)播放机在我国上市，并持续“爆热”至2001年，我国VCD播放机拥有量大于8500万台。1994年6月，美国DirecTV开始标准清晰度数字电视(SDTV)的卫星直接广播。2002年7月，美国两家公司——DirecTV和EchoStar共有卫星数字电视1840万用户(占DTH用户总数的96．4％!模拟制C波段用户总数则降为不到3．6％)。第二次浪潮指1998年11月，美国开始以HDTV为重点的数字电视(MPEG-2标准)的地面广播，英国开始SDTV的地面广播。2000年夏，美国用户数接近100万。第三次浪潮为2000年12月至2004年，主要在亚洲东部和拉丁美洲推出数字电视。日本于2000年12月采用其ISBT-S标准，发展BS卫星直接广播业务(其中有HDTV和数据业务)，计划用1000天，发展1000万用户。2002年5月，由于世界杯足球赛的轰动效应，当月新增用户达12万户。新加坡于2000年12月采用欧洲DVB-T/COFDM标准开展SDTV业务在公共交通车辆上的移动接收。韩国于2001年12月采用美国ATSC／8-VSB标准，在汉城地区先后有5家公司发射地面广播的数字HDTV，赶上世界杯足球赛(还有釜山等地)!我国台湾省于2001年6月否定了原来采纳美国ATSC／8-VSB的决定，改为采用欧洲DVB-T/COFDM标准，开展数字SDTV在公共交通车辆上
的移动接收。2001年12月，台北中华电视公司的电视台开始发送DTV信号。但据称，其他3个电视台发送信号的计划推迟(原定覆盖整个西岸)。国家广电总局已于2001年11月采用其行业标准(DVB-C)在有线电视网络中发展数字电视业务，作为切人点。国家数字电视领导小组称将稳步启动数字电视市场。在今年底前推出若干套付费节目频道、若干套有线数字广播节目，积极发展有线数字电视用户，“十五”期间全国有线数字电视用户将达到3000万。到2008年北京举办奥运会时，我国主要大城市(含港澳)将普及数字HDTV的实用广播。届时我国的数字电视发展将紧随美国、日本／韩国之后，有可能比拉丁美洲国家稍快，但肯定会比欧洲各国快，因为欧洲迄今不发展数字HDTV!第四次浪潮指2004年—2008年，亚洲部分国家、俄罗斯、少数非洲国家发展数字电视。第五次浪潮指2008年—2012年，其他发展中国家发展数字电视。全球大约在2025年完成从模拟电视到数字电视的过渡。
随着数字电视传输标准的建立和设备的推出，不少国家和地区纷纷对各大标准的设备进行测试，以确定本国和本地区的数字电视标准。下面列举我国香港的数字电视测试情况。
进行数字地面电视技术测试之目的，是测试和比较三种现行数字地面电视制式(ISDB—T制式，DVB-T制式和ATSC制式)的特点及其在香港环境下的性能。当局成立了一个数字地面电视小组委员会(由两家商营电视广播机构、资讯科技及广播局和电信管理局的代表组成)，以进行有关测试及就技术事宜向督导委员会报告。从1999年5月至2000年初进行的测试重点在以下几方面：
数字地面电视的传播性能及所传送信号的覆盖范围；能否与现有模拟电视传送网络兼容，及同频道／相邻频道／镜像频道的性能；是否支持单频网路的运作；数字地面电视信号能否通过大厦内同轴电缆分配系统传送，以及能否与现有模拟电视设备和丽音(NICAM)服务兼容；数字地面电视所传送的画面和声音质量；编码／解码总计延迟所造成的影响。
技术测试的主要结果如下：
改善接收效果；支持SDTV和HDTV；支持在移动环境下接收电视广播；ISDB-T制式和DVB-T制式两者均支持单频网路的运作；全部三种数字地面电视系统都跟PAL-I系统一样，会受潮汐衰减效果所影响；三种数字地面电视系统的同频道干扰、相邻频道干扰和镜像频道干扰的保护比及ISDB-T系统和DVB-T系统的编码／解码总计延迟，已证实与有关制式所载的数值相符。
可以看出，数字电视技术复杂，标准、设备不断推陈出新，习惯于模拟电视的技术人员，对数字电视技术有不知所措的感觉，对数字电视传输知识的掌握还相差甚远，急需补充新的知识、新的概念、新的推广应用手段。
为了帮助从事数字电视技术工作的工程技术人员更深入地了解各种数字电视传输标准以及各标准的组网应用等知识，作者在参考了国内外大量文献的基础上，结合教学、科研、产品开发和推广应用的亲身体会编写了这本书。第一作者已从事电视数字化技术的教学和科研工作20多年。本书也是《数字电视和高清晰度电视》(余兆明编著，1997年人民邮电出版社出版)、《数字电视设备及测量》(余兆明、李晓飞、陈来春编著，2000年人民邮电出版社出版)、《MPEG标准及其应用》(余兆明、李晓飞、陈来春编著，2002年北京邮电大学出版社出版)等著作的续集。希望本书能对急需了解数字电视传输知识的工程技术人员有所帮助，为从事数字电视传输与组网以及推广应用的工程技术人员稍尽绵薄之力。
全书共分8章。第1章介绍数字电视传输及其关键技术，第2章介绍数字电视传输标准，第3章介绍数字电视卫星传输，第4章介绍数字电视在光纤干线上的传输，第5章介绍数字电视在HFC网上的传输，第6章介绍电话网宽带接人技术，第7章介绍数字电视其他传输方式，第8章介绍MPEG-2编解码器接口技术。第4—7章由余智博土编写，其余各章节均由余兆明教授完成，余兆明教授对全书章节进行了仔细安排，并负责书稿的审校工作。
书中部分插图是研究生王明伟、查日勇辛勤劳动的结晶，在此深表谢意。由于时间仓促，加之作者水平有限、数字技术发展一日千里，疏漏之处还望读者不吝赐教。
作 者
2003年6月
