數(shù)字電視培訓教程

1、L/O/G/OL/O/G/O數(shù)字電視培訓教程數(shù)字電視培訓教程 20132013年年3 3月月內(nèi)容安排內(nèi)容安排 一、數(shù)字電視基本概念數(shù)字電視基本概念 二、數(shù)字電視系統(tǒng)組成及關鍵技術二、數(shù)字電視系統(tǒng)組成及關鍵技術 三、數(shù)字電視標準三、數(shù)字電視標準 四、有線數(shù)字電視技術基礎四、有線數(shù)字電視技術基礎 五、信源編碼技術（壓縮編碼）五、信源編碼技術（壓縮編碼） 六、信道編碼和調(diào)制六、信道編碼和調(diào)制 七、有線數(shù)字電視傳輸技術七、有線數(shù)字電視傳輸技術 八、有線數(shù)字電視前端系統(tǒng)八、有線數(shù)字電視前端系統(tǒng) 九、數(shù)字機頂盒九、數(shù)字機頂盒 十、數(shù)字電視參數(shù)的測量十、數(shù)字電視參數(shù)的測量 一、數(shù)字電視基本概念一、數(shù)字電視基

2、本概念1 1、什么是數(shù)字電視、什么是數(shù)字電視 數(shù)字電視是一個系統(tǒng)。它指一個從節(jié)目攝數(shù)字電視是一個系統(tǒng)。它指一個從節(jié)目攝 制、制作、編輯、存儲、發(fā)送、傳輸，到信號制、制作、編輯、存儲、發(fā)送、傳輸，到信號 接收、處理、顯示等全過程完全數(shù)字化的電視接收、處理、顯示等全過程完全數(shù)字化的電視 系統(tǒng)。系統(tǒng)。2 2、數(shù)字電視實現(xiàn)的意義、數(shù)字電視實現(xiàn)的意義 使整個廣播電視節(jié)目制作和傳輸質(zhì)量顯著改善，信道資源利用使整個廣播電視節(jié)目制作和傳輸質(zhì)量顯著改善，信道資源利用率大大提高。率大大提高。提供其他增值業(yè)務：數(shù)據(jù)廣播，視頻點播，電子商務，軟件下提供其他增值業(yè)務：數(shù)據(jù)廣播，視頻點播，電子商務，軟件下載，電視購物載，

3、電視購物為為“三網(wǎng)融合三網(wǎng)融合”提供了技術上的可能性。提供了技術上的可能性。 3 3、數(shù)字電視分類、數(shù)字電視分類 HDTV：圖像分辨率：圖像分辨率19201080（16：9） SDTV：圖像分辨率：圖像分辨率720756（PAL） 720480（NTSC） LDTV：VCD級圖像分辨率級圖像分辨率4、數(shù)字電視的優(yōu)點數(shù)字電視的優(yōu)點數(shù)字傳輸，信號質(zhì)量高數(shù)字傳輸，信號質(zhì)量高彩色逼真彩色逼真可實現(xiàn)不同分辨率等級接收（可實現(xiàn)不同分辨率等級接收（HDTV， SDTV）可移動接收，無重影可移動接收，無重影增加節(jié)目頻道增加節(jié)目頻道 應實現(xiàn)加解密和加解擾，便于展開應實現(xiàn)加解密和加解擾，便于展開CA業(yè)務業(yè)務 準交

4、互和交互準交互和交互 其它增值業(yè)務其它增值業(yè)務二、數(shù)字電視系統(tǒng)組成及關鍵技術二、數(shù)字電視系統(tǒng)組成及關鍵技術1 1、系統(tǒng)組成、系統(tǒng)組成 從橫向看：（硬件系統(tǒng)）從橫向看：（硬件系統(tǒng)） 節(jié)目制作節(jié)目制作 數(shù)字信號處理數(shù)字信號處理 傳輸傳輸 接收接收 顯示顯示 從縱向看：（軟件系統(tǒng)）從縱向看：（軟件系統(tǒng)） 物理層傳輸協(xié)議物理層傳輸協(xié)議 中間件標準中間件標準 信息表示信息表示 信息使信息使 用用 內(nèi)容保護內(nèi)容保護 節(jié)目制作設備：節(jié)目制作設備：數(shù)字攝像機、數(shù)字錄像機、數(shù)字特技機、數(shù)字編輯數(shù)字攝像機、數(shù)字錄像機、數(shù)字特技機、數(shù)字編輯 機、機、數(shù)字字幕機、非線性編輯系統(tǒng)數(shù)字字幕機、非線性編輯系統(tǒng)數(shù)字處理設備及

5、技術：數(shù)字處理設備及技術：壓縮編壓縮編/解碼設備及技術、數(shù)據(jù)加解碼設備及技術、數(shù)據(jù)加/解擾設備及技術、解擾設備及技術、加加/解密設備及技術解密設備及技術信號傳輸：信號傳輸：地面、有線、衛(wèi)星地面、有線、衛(wèi)星接收設備：接收設備：數(shù)字電視接收機（衛(wèi)星、有線）數(shù)字電視接收機（衛(wèi)星、有線）顯示：顯示：CRT、LCD、PDP、投影顯示等、投影顯示等2 2、關鍵技術、關鍵技術1)1)信源編碼技術信源編碼技術 視頻壓縮編碼視頻壓縮編碼 MPEG-2 音頻壓縮編碼音頻壓縮編碼 MPEG-2 （歐洲、日本）（歐洲、日本） AC-3 (美國美國) 我國標準：我國標準： GB/T17975.2 2000 “信息技術信

6、息技術運動圖像及其伴音信號的通用編碼規(guī)范運動圖像及其伴音信號的通用編碼規(guī)范 第第2部分：視頻部分：視頻” GB/T17975.3 2000 “信息技術信息技術運動圖像及其伴音信號的通用編碼規(guī)范運動圖像及其伴音信號的通用編碼規(guī)范 第部分：音頻第部分：音頻”2)2)傳輸復用技術傳輸復用技術 數(shù)據(jù)打包：數(shù)據(jù)打包：N個信道的視頻、音頻和輔助數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分組。個信道的視頻、音頻和輔助數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分組。 傳輸流復用：將傳輸流復用：將N個打包的數(shù)據(jù)復合成單路串行傳輸流。個打包的數(shù)據(jù)復合成單路串行傳輸流。 標準：國際標準：國際 MPEG-2 我國我國 GB/T17975.1 2000 “信息技術信息技術運動圖

7、像及其伴音信號通用編碼運動圖像及其伴音信號通用編碼 第第1部分：系統(tǒng)部分：系統(tǒng)” 傳送復用使電視信號具有與數(shù)據(jù)通信相似的數(shù)據(jù)分組（打包）傳送復用使電視信號具有與數(shù)據(jù)通信相似的數(shù)據(jù)分組（打包）傳輸，從而使數(shù)字電視系統(tǒng)具備了可擴展、分級和交互通信的基傳輸，從而使數(shù)字電視系統(tǒng)具備了可擴展、分級和交互通信的基礎。礎。3)3)信道編碼和調(diào)制信道編碼和調(diào)制 經(jīng)信源編碼的傳輸碼流通常不適合在傳輸信道（無線、有線、衛(wèi)星）經(jīng)信源編碼的傳輸碼流通常不適合在傳輸信道（無線、有線、衛(wèi)星）中傳輸，必須經(jīng)過某種處理，使之變成適合在規(guī)定的信道中傳輸?shù)男问?，中傳輸，必須?jīng)過某種處理，使之變成適合在規(guī)定的信道中傳輸?shù)男问?，在?/p>

8、信原理中把這種處理稱為信道編碼和調(diào)制。在通信原理中把這種處理稱為信道編碼和調(diào)制。 信道編碼包括：糾錯編碼、網(wǎng)格編碼、均衡等。信道編碼包括：糾錯編碼、網(wǎng)格編碼、均衡等。 信道編碼目的：提高傳輸信號在信道中的抗干擾能力。信道編碼目的：提高傳輸信號在信道中的抗干擾能力。 標準：標準：GY/T1702001 “有線數(shù)字電視廣播系統(tǒng)信道編碼與調(diào)制規(guī)范有線數(shù)字電視廣播系統(tǒng)信道編碼與調(diào)制規(guī)范” 4) 4) 有條件接收（有條件接收（CACA）CA只允許已付費的授權用戶使用某一業(yè)務，未經(jīng)授權的用只允許已付費的授權用戶使用某一業(yè)務，未經(jīng)授權的用 戶不能使用這一業(yè)務。戶不能使用這一業(yè)務。CA涉及技術：前端的加密和加

9、擾技術，接收端的對用戶尋址控涉及技術：前端的加密和加擾技術，接收端的對用戶尋址控制和授權解擾技術。制和授權解擾技術。標準：標準：GY/Z175-2001 “數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)規(guī)范數(shù)字電視廣播條件接收系統(tǒng)規(guī)范” 5) 5) 軟件平臺軟件平臺中間件中間件機頂盒中硬件功能：接收機頂盒中硬件功能：接收RFRF信號、信道解碼、解調(diào)。信號、信道解碼、解調(diào)。MPEG-2MPEG-2碼流解碼，碼流解碼，模擬視模擬視/ /音頻輸出。音頻輸出。機頂盒中軟件功能：電視節(jié)目內(nèi)容顯示、機頂盒中軟件功能：電視節(jié)目內(nèi)容顯示、EPGEPG節(jié)目信息、操作界面的實現(xiàn)節(jié)目信息、操作界面的實現(xiàn)等。等。中間件：是一種將應用程序與

10、底層的實時操作系統(tǒng)及硬實現(xiàn)的技術細節(jié)中間件：是一種將應用程序與底層的實時操作系統(tǒng)及硬實現(xiàn)的技術細節(jié)隔離開來隔離開來 的軟件環(huán)境，支持跨硬件平臺和跨操作系統(tǒng)的軟件運行，的軟件環(huán)境，支持跨硬件平臺和跨操作系統(tǒng)的軟件運行，使應用不依賴于特定的硬件平臺和操作系統(tǒng)。使應用不依賴于特定的硬件平臺和操作系統(tǒng)。中間件構(gòu)成：中間件構(gòu)成：JavaJava虛擬機、虛擬機、Java Script Java Script 虛擬機、虛擬機、HTMLHTML虛擬機等。虛擬機等。 三、數(shù)字電視標準三、數(shù)字電視標準國際三大標準國際三大標準 DVB-S 歐洲：歐洲：DVB （數(shù)字視頻廣播）（數(shù)字視頻廣播） DVB-T DVB-C

11、 美國：美國：ATSC （高級電視制式）（高級電視制式） 日本：日本：ISDB （綜合業(yè)務數(shù)字廣播）（綜合業(yè)務數(shù)字廣播）四、有線數(shù)字電視技術基礎四、有線數(shù)字電視技術基礎 1 1、有線數(shù)字電視信號傳輸?shù)燃壖皞鬏斚到y(tǒng)模式、有線數(shù)字電視信號傳輸?shù)燃壖皞鬏斚到y(tǒng)模式1 1）傳輸?shù)燃墸海﹤鬏數(shù)燃墸篖DTVLDTV，SDTVSDTV，HDTVHDTV2 2）傳輸系統(tǒng)模式）傳輸系統(tǒng)模式電纜傳輸電纜傳輸PCMPCM方式方式 光纖傳輸光纖傳輸SDHSDH方式方式 光纖光纖 同軸混合傳輸同軸混合傳輸HFCHFC數(shù)字調(diào)制方式數(shù)字調(diào)制方式 2 2、有線數(shù)字電視的主流標準與方式、有線數(shù)字電視的主流標準與方式1）標準：DV

12、B-CATSC-16VSB，ATSC-64QAMISDB-C 2)四種方式： DVB-C ATSC-64QAM ATSC-16VSB ISDB-C傳送方式 16-64QAM 64QAM 16VSB 64QAM頻帶寬度 8MHz 6MHz 6MHz 6MHz傳輸速率 31.64Mb/s 41.34Mb/s 43.05Mb/s 30.31Mb/s接收滾降 15% 15% 11.5% 18%糾錯率 RS(204,188) RS(128,122) RS(207,187) RS(204,188)壓縮方式 MPEG-23 3、數(shù)字電視信號的產(chǎn)生、數(shù)字電視信號的產(chǎn)生 直接產(chǎn)生：字幕機，數(shù)字攝像機等 轉(zhuǎn)換生產(chǎn)

13、：電影膠片電視電影機 模擬-數(shù)字（A/D轉(zhuǎn)換）信號數(shù)字化1) 1) 信號數(shù)字化過程信號數(shù)字化過程 取樣：取樣頻率，取樣：取樣頻率，Nyquist定理定理 連續(xù)信號變換成離散信號連續(xù)信號變換成離散信號 量化：將離散信號樣值進行離散化處理量化：將離散信號樣值進行離散化處理 離散化的量化級離散化的量化級 量化噪聲量化噪聲 編碼：量化后的信號仍然只是離散信號，還不是數(shù)字信號。用編碼：量化后的信號仍然只是離散信號，還不是數(shù)字信號。用 n比特二進制碼來表示已經(jīng)量化了的取樣值，稱為編碼。比特二進制碼來表示已經(jīng)量化了的取樣值，稱為編碼。 每個二進制數(shù)對應一個量化電平，再按時序?qū)⑺鼈兣帕忻總€二進制數(shù)對應一個量化

14、電平，再按時序?qū)⑺鼈兣帕?起來，就得到基帶數(shù)字信息流。起來，就得到基帶數(shù)字信息流。 傳輸速率：傳輸速率傳輸速率：傳輸速率=取樣頻率取樣頻率fs量化比特數(shù)量化比特數(shù)2 2）音頻信號的數(shù)字化）音頻信號的數(shù)字化 取樣頻率：取樣頻率：40KHz。 常用常用11.025KHz，22.05KHz，44.1KHz，48KHz。 量化比特數(shù)：量化比特數(shù)：8bit，12bit，16bit。 聲道：單聲道，雙聲道（立體聲）聲道：單聲道，雙聲道（立體聲） 取樣頻率取樣頻率量化比特數(shù)量化比特數(shù)聲道數(shù)聲道數(shù) 數(shù)字音存儲量：數(shù)字音存儲量： （字節(jié)）（字節(jié)） 8bit例：例：CD標準取樣頻率標準取樣頻率44.1KHz，量化

15、比特數(shù)，量化比特數(shù)16bit，立體聲，存儲，立體聲，存儲 一分鐘數(shù)字音樂的容量為一分鐘數(shù)字音樂的容量為10,584,000字節(jié)或字節(jié)或84,672,000比特。比特。3 3）視頻信號的數(shù)字化）視頻信號的數(shù)字化 編碼方式：復合編碼編碼方式：復合編碼將彩色全電視信息直接將彩色全電視信息直接 編成編成PCM碼碼 分量編碼分量編碼將亮度信號將亮度信號Y，色差信，色差信 號號R- Y和和B-Y分別編碼分別編碼 或或PCM碼碼 “復合編碼復合編碼”與電視制式有關與電視制式有關 “分量編碼分量編碼”與電視制式無關與電視制式無關 在節(jié)目后期制作中：在節(jié)目后期制作中： “復合復合”需解碼需解碼 “分量分量”無需

16、解碼無需解碼 傳輸時：傳輸時：“復合復合”由于頻分復用，產(chǎn)生亮，色串擾由于頻分復用，產(chǎn)生亮，色串擾 “分量分量”采用時分復用，無亮，色串擾采用時分復用，無亮，色串擾4 4、數(shù)字電視信號的碼率、數(shù)字電視信號的碼率1）標準清晰度數(shù)字電視（）標準清晰度數(shù)字電視（SDTV）：）： 在在ITU-R601標準中，采用標準中，采用10bit量化時，量化時， 亮度信號的碼率為亮度信號的碼率為 取樣頻率取樣頻率 X 量化比特數(shù)量化比特數(shù) = 13.5MHz X 10bit = 135Mbps 2個色差信號的碼率為個色差信號的碼率為 2 X 6.75MHz X 10bit = 135Mbps SDTV的總碼率為的

17、總碼率為 亮度信號碼率亮度信號碼率 + 2個色差信號碼率個色差信號碼率 = 135Mbps + 135Mbps = 270Mbps 2）高清晰度電視（）高清晰度電視（HDTV）：）： 在在SMPTE274M數(shù)字電視標準中，采用數(shù)字電視標準中，采用10bit量化時，量化時， 亮度信號的碼率為亮度信號的碼率為 取樣頻率取樣頻率 X 量化比特數(shù)量化比特數(shù) = 74.25MHz X 10bit = 742.5Mbps 2個色差信號的碼率為個色差信號的碼率為 2 X 37.125MHz X 10bit = 742.5Mbps HDTV的總碼率為的總碼率為 亮度信號碼率亮度信號碼率 + 2個色差信號碼率個

18、色差信號碼率 = 742.5Mbps + 742.5Mbps = 1485Mbps5 5、數(shù)字電視信號的有效碼率、數(shù)字電視信號的有效碼率 1）標準清晰度數(shù)字電視信號的有效碼率）標準清晰度數(shù)字電視信號的有效碼率 是指在單位時間內(nèi)與視頻信號有關的數(shù)據(jù)量。因為在電視信號的水平和垂是指在單位時間內(nèi)與視頻信號有關的數(shù)據(jù)量。因為在電視信號的水平和垂直消隱期間內(nèi)沒有視頻信號，所以有效碼率一般只是碼率的直消隱期間內(nèi)沒有視頻信號，所以有效碼率一般只是碼率的60%-80%。 在在ITU-R601標準中，標準中，8bit量化時，量化時， NTSC（480/60i）亮度信號的有效碼率為：）亮度信號的有效碼率為： 每行

19、的取樣點數(shù)每行的取樣點數(shù) X 有效掃描行數(shù)有效掃描行數(shù) X 量化比特數(shù)量化比特數(shù) X 幀頻幀頻 = 720 X 480 X 8 X 30 = 82.944 Mbps 2個色差信號的有效碼率為：個色差信號的有效碼率為： 2 X 360 X 480 X 8 X30 = 82.944 Mbps 總有效碼率為：總有效碼率為： 亮度信號有效碼率亮度信號有效碼率 + 2個色差信號有效碼率個色差信號有效碼率 = 82.944 Mbps + 82.944 Mbps = 165.888 Mbps（480/60i） PAL（576/50i）亮度信號的有效碼率為：）亮度信號的有效碼率為： 每行的取樣點數(shù)每行的取樣點

20、數(shù) X 有效掃描行數(shù)有效掃描行數(shù) X 量化比特數(shù)量化比特數(shù) X 幀頻幀頻 = 720 X 576 X 8 X 25 = 82.944 Mbps 2個色差信號的有效碼率為：個色差信號的有效碼率為： 2 X 360 X 576 X 8 X25 = 82.944 Mbps 總有效碼率為：總有效碼率為： 亮度信號有效碼率亮度信號有效碼率 + 2個色差信號有效碼率個色差信號有效碼率 = 82.944 Mbps + 82.944 Mbps = 165.888 Mbps（576/50i） 2）高清晰度數(shù)字電視信號的有效碼率）高清晰度數(shù)字電視信號的有效碼率 在在SMPTE274M數(shù)字電視標準中，采用數(shù)字電視標

21、準中，采用8bits量化時量化時1080/60i信信號格式量度信號的有效碼率為：號格式量度信號的有效碼率為： 每行的取樣點數(shù)每行的取樣點數(shù)X有效掃描行數(shù)有效掃描行數(shù)X量化比特數(shù)量化比特數(shù)X幀頻幀頻 =1920X1080X8X30=497.664Mbps 2個色差信號的有效碼率為個色差信號的有效碼率為 2X960X1080X8X30=497.664Mbps 總有效碼率為：總有效碼率為： 2X497.664=995.328Mbps（1080/60i） 1080/50i信號格式的有效碼率為信號格式的有效碼率為 1920X1080X8X25X2=829.44Mbps（1080/50i） 6 6、數(shù)字電

22、視技術中電視系統(tǒng)的表示方法、數(shù)字電視技術中電視系統(tǒng)的表示方法1080/60i1080表示每幀有效掃描行數(shù)，表示每幀有效掃描行數(shù)，60表示幀頻或場頻，表示幀頻或場頻，i表示隔行掃描。表示隔行掃描。720/50P720表示每幀有效掃描行數(shù)，表示每幀有效掃描行數(shù)，50表示幀頻或場頻，表示幀頻或場頻，P表示逐行掃描。表示逐行掃描。 NTSC制可表示為：制可表示為：480/60i PAL制可表示為：制可表示為：576/50i 1080/60i還可表示為：還可表示為：1080/60/2 ：1 720/50P還可表示為：還可表示為：720/50/1 ：1 1080/60i還可表示為：還可表示為：108060

23、i 720/50P還可表示為：還可表示為：72050P五五. .信源編碼技術（壓縮編碼）信源編碼技術（壓縮編碼）1數(shù)字視頻壓縮的必要性 HDTV 1920 1080 顯示格式顯示格式 數(shù)字化后傳輸速率數(shù)字化后傳輸速率 995 Mb/S SDTV 復合編碼復合編碼 135 Mb/S 分量編碼分量編碼 4：2：2 216 Mb/S 存儲存儲 ： 2小時小時HDTV，存儲量，存儲量 7164 Gbit/S 2小時小時SDTV，存儲量，存儲量 972 Gbit/S 復合編碼復合編碼 1555 Gbit/S 分量編碼分量編碼 傳輸：傳輸： HDTV 需需 1Gb/S 信道信道 SDTV 需需 12個個

24、155 Mb/S 信道信道 無論對于存儲或傳輸，碼率壓縮都是絕對必要的。無論對于存儲或傳輸，碼率壓縮都是絕對必要的。 2 2壓縮編碼方法壓縮編碼方法 1) 利用圖象時間的相關性與時間冗余度的壓縮利用圖象時間的相關性與時間冗余度的壓縮 電視圖象中相繼各幀對應象素點的值往往相近或相同，具有時間相電視圖象中相繼各幀對應象素點的值往往相近或相同，具有時間相關性，找出這些相關性就可以減小信息量，從而實現(xiàn)與時間有關的壓縮。關性，找出這些相關性就可以減小信息量，從而實現(xiàn)與時間有關的壓縮。 2) 利用圖象空間的相關性與空間冗余度的壓縮利用圖象空間的相關性與空間冗余度的壓縮 一幅圖象相鄰各點的取值往往相近或相同

25、，具有空間相關性，找出一幅圖象相鄰各點的取值往往相近或相同，具有空間相關性，找出這些相關性就可以減少信息量，從而實現(xiàn)與空間有關的壓縮。這些相關性就可以減少信息量，從而實現(xiàn)與空間有關的壓縮。 3)利用事件的統(tǒng)計特性與統(tǒng)計冗余度的壓縮利用事件的統(tǒng)計特性與統(tǒng)計冗余度的壓縮 對經(jīng)常出現(xiàn)的數(shù)據(jù)用短碼組表，對不經(jīng)常 出現(xiàn)的數(shù)據(jù)用長碼組表示，則最終用于表示這一串數(shù)據(jù)的總碼位就減少了。從而實現(xiàn)與統(tǒng)計冗余有關的壓縮。 4)利用人眼的視覺特性與視覺冗余度的壓縮 人眼的視覺特性：對亮度信號比對色度信號敏感 對低頻信號比對高頻信號敏感 對靜止圖象比對運動圖象敏感 對圖象中水平和垂直線條比對斜線條敏感 包含在色度信號、

26、圖象高頻信號和運動圖象中的一些數(shù)據(jù)并不能對增加圖象相對于人眼清晰度作出貢獻，而被認為是多余的數(shù)據(jù)，這就是視覺冗余度。 壓縮視覺冗余度就是去掉那些相對人眼而言是看不到的或可有可無的圖象數(shù)據(jù)。3 3基本的圖象壓縮編碼技術基本的圖象壓縮編碼技術 1) 分類 冗余度壓縮技術，無損傷壓縮技術，無失真，數(shù)學上可逆。即它是可冗余度壓縮技術，無損傷壓縮技術，無失真，數(shù)學上可逆。即它是可還原的。還原的。 信息量壓縮技術，有損傷壓縮技術，有失真，數(shù)學上不可逆。即它是信息量壓縮技術，有損傷壓縮技術，有失真，數(shù)學上不可逆。即它是不可還原的。不可還原的。2) 圖象壓縮技術優(yōu)劣評估條件 信息壓縮比：信息壓縮比：壓縮前后所

27、需的信息存儲量之比壓縮前后所需的信息存儲量之比 重現(xiàn)圖象精度：重現(xiàn)圖象精度：重現(xiàn)的圖象與原圖象相比有多大失真重現(xiàn)的圖象與原圖象相比有多大失真 執(zhí)行速度：執(zhí)行速度：壓縮算法要多少時間完成壓縮算法要多少時間完成 壓縮比增大，圖象損傷程度也隨之加大。壓縮比增大，圖象損傷程度也隨之加大。 電視節(jié)目制作：壓縮比電視節(jié)目制作：壓縮比2：1至至8：1 Sony數(shù)字數(shù)字Betacam 錄象機錄象機 2.37：1 模擬分量錄象機模擬分量錄象機Betacam SP 8：1 VCD母盤，壓縮比母盤，壓縮比12：1 采用幀內(nèi)壓縮方式，采用幀內(nèi)壓縮方式，JPEG標準。標準。 電視廣播：電視廣播： 壓縮比壓縮比15：12

28、0：1 采用幀間預測編碼，采用幀間預測編碼，MPEG 2 標準標準 有線數(shù)字電視壓縮比可加大至有線數(shù)字電視壓縮比可加大至30：1， MPEG 2 標準標準3)基本壓縮編碼方法 預測編碼（DPCM）差分脈沖編碼調(diào)制 DPCM不直接傳送圖象樣值本身，而是對實際樣值與它的一個預測值之間的差值進行再次量化、編碼。 這種方法可消除圖象信號的空間相關冗余幀內(nèi)預測）和時間相關冗余（幀間預測）。利用象素的相關性還可進一步減小差值。 離散余弦變換（DCT） DCT(Discrete Cosine Transform)是數(shù)碼率壓縮的一種常用的變是數(shù)碼率壓縮的一種常用的變換編碼方法。換編碼方法。DCT是先將整體圖像

29、分成是先將整體圖像分成N N 像素塊，然后對像素塊，然后對N N 像像素塊逐一進行素塊逐一進行DCT變換。由于多數(shù)圖像高頻分量較少，相應圖像高變換。由于多數(shù)圖像高頻分量較少，相應圖像高頻分量的系數(shù)經(jīng)常為零，加之人眼對高頻成分的失真不太敏感，所頻分量的系數(shù)經(jīng)常為零，加之人眼對高頻成分的失真不太敏感，所以可用更粗的量化。因此傳送變換系數(shù)的數(shù)碼率，要大大小于傳送以可用更粗的量化。因此傳送變換系數(shù)的數(shù)碼率，要大大小于傳送像素所用的數(shù)碼率。到達接收端后通過反離散余弦變換回到樣值。像素所用的數(shù)碼率。到達接收端后通過反離散余弦變換回到樣值。雖有失真，但人眼是可以接受的。雖有失真，但人眼是可以接受的。 游程長

30、度編碼（Runlength Encoding） 是指一個碼可同時表示碼的值和前面有幾個零。在用之字形讀是指一個碼可同時表示碼的值和前面有幾個零。在用之字形讀出方式情況下，出現(xiàn)連零的機會較多，尤其在最后，如果都是零，出方式情況下，出現(xiàn)連零的機會較多，尤其在最后，如果都是零，在讀到最后一個數(shù)后只要給出在讀到最后一個數(shù)后只要給出“塊結(jié)束塊結(jié)束”（EOB）碼，就可以結(jié)束）碼，就可以結(jié)束輸出，從而節(jié)省很多碼率。輸出，從而節(jié)省很多碼率。 通常，通常，DCT系數(shù)量化之后，都采用之字形方式讀出。系數(shù)量化之后，都采用之字形方式讀出。 霍夫曼（Hoffman）編碼 霍夫曼霍夫曼(Hoffman)編碼編碼(屬于統(tǒng)計

31、編碼屬于統(tǒng)計編碼)是可變字長編碼是可變字長編碼(VLC: Variable-Length Coding)的一種，相當于對概率大的符號給短碼，的一種，相當于對概率大的符號給短碼，對概率小的符號給長碼。對概率小的符號給長碼。 4 4視頻壓縮編解碼標準視頻壓縮編解碼標準 1）H.261標準標準 1980年年CCITT通過為國際標準通過為國際標準 用于可視電話，用于可視電話，P 64Kb/S， P=130可變，可變，（64 1920)Kb/S 用于會議電視，用于會議電視，P36 H.261(又稱又稱P 64)是最早的一個碼率壓縮標準。是最早的一個碼率壓縮標準。 2）JPEG標準標準 1986年提出，年

32、提出，1992年公布為國際標準。年公布為國際標準。 屬幀內(nèi)壓縮編碼方法，主要用于數(shù)字電視編錄設備（如非線性編輯屬幀內(nèi)壓縮編碼方法，主要用于數(shù)字電視編錄設備（如非線性編輯系統(tǒng)）。系統(tǒng)）。 壓縮比：壓縮比：32 5.3 接近原始圖象質(zhì)量接近原始圖象質(zhì)量 5.311 圖象很好圖象很好,滿足絕大多數(shù)應用滿足絕大多數(shù)應用 1116 圖象好圖象好,滿足多數(shù)應用滿足多數(shù)應用 1532 圖象較好圖象較好,滿足某些應用滿足某些應用3）MPEG 1 標準標準 1988年提出，年提出，1992年公布為國際標準年公布為國際標準 典型應用如典型應用如VCD等家用數(shù)字音象產(chǎn)品。最高編碼速率等家用數(shù)字音象產(chǎn)品。最高編碼速率

33、1.8 Mb/S 實現(xiàn)方法：實現(xiàn)方法：DCT、運動補償和霍夫曼編碼、運動補償和霍夫曼編碼 信源輸入格式為信源輸入格式為SIF（Source Inpnt Format），如為），如為 CCIR 601 格式的信源要轉(zhuǎn)換成格式的信源要轉(zhuǎn)換成SIF格式才能輸入格式才能輸入 MPEG 1 編碼器。編碼器。 4）MPEG 2 標準標準 1988年提出，年提出，1994年公布為國際標準，是專門針對數(shù)字電視（包括年公布為國際標準，是專門針對數(shù)字電視（包括SDTV和和HDTV）的信源）的信源編碼標準。編碼標準。 MPEG是運動圖像專家組是運動圖像專家組(Moving Pictures Expert Group

34、)的縮寫，成立于的縮寫，成立于1988年，以建立活動圖像及年，以建立活動圖像及相應音頻的編碼標準。相應音頻的編碼標準。MPEG-2的主級和主類提供的主級和主類提供720576(PAL)25幀的幀的ITUR 601建議圖像質(zhì)量。在壓建議圖像質(zhì)量。在壓縮比為縮比為30 1或更小時，或更小時，MPEG-2可以提供廣播質(zhì)量的編碼圖像，可以提供廣播質(zhì)量的編碼圖像，MPEG-2也可工作在大壓縮比如也可工作在大壓縮比如200 1下，效果與下，效果與MPEG1相差不大（即與相差不大（即與MPEG-1兼容）。兼容）。 a） MPEG 2 是一個系統(tǒng)是一個系統(tǒng)，它的作用是：，它的作用是： 對音頻、視頻、數(shù)據(jù)、控制

35、等基本比特流實現(xiàn)復用對音頻、視頻、數(shù)據(jù)、控制等基本比特流實現(xiàn)復用 提供各種定時及初始化提供各種定時及初始化 經(jīng)解碼器提供經(jīng)解碼器提供PSI（節(jié)目特定信息）（節(jié)目特定信息） 支持有條件接收（支持有條件接收（CA），隨機接入，數(shù)字存儲和糾錯），隨機接入，數(shù)字存儲和糾錯b）MPEG-2系統(tǒng)輸出兩個數(shù)碼流：系統(tǒng)輸出兩個數(shù)碼流： 節(jié)目比特流節(jié)目比特流PS，用于相對無誤差的環(huán)境，用于相對無誤差的環(huán)境 傳輸比特流傳輸比特流TS，用于有噪聲媒質(zhì)，用于有噪聲媒質(zhì) C）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及基本碼流結(jié)構(gòu)）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及基本碼流結(jié)構(gòu) MPEG-2標準的系統(tǒng)部分：標準的系統(tǒng)部分： 它涉及將一個或多個圖像、聲音和其它數(shù)據(jù)的基本碼流組合

36、成單一或多個碼它涉及將一個或多個圖像、聲音和其它數(shù)據(jù)的基本碼流組合成單一或多個碼流，使之便于存貯和傳輸。流，使之便于存貯和傳輸。 定義了一套系統(tǒng)指標是為了把視頻、音頻壓縮過程結(jié)合在一起而設置的。定義了一套系統(tǒng)指標是為了把視頻、音頻壓縮過程結(jié)合在一起而設置的。 系統(tǒng)層中的信息流通方式如下：系統(tǒng)層中的信息流通方式如下： 首先，數(shù)據(jù)從視頻、音頻編碼器而來，稱為首先，數(shù)據(jù)從視頻、音頻編碼器而來，稱為基本碼流基本碼流(ES)， 然后，然后，ES被分別打包，形成兩個被分別打包，形成兩個打包的基本碼流打包的基本碼流(PES)， 再后，再后，PES被復接成一個被復接成一個節(jié)目碼流節(jié)目碼流(PS)和一個和一個傳

37、輸碼流傳輸碼流(TS)， 附圖給出了附圖給出了MPEG-2系統(tǒng)的簡化總體結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的簡化總體結(jié)構(gòu)。 兩種比特流的區(qū)別： 節(jié)目碼流（節(jié)目碼流（PS）用于誤碼比較小的傳輸或存貯媒介，節(jié)目碼流可以是固定碼用于誤碼比較小的傳輸或存貯媒介，節(jié)目碼流可以是固定碼率也可以是可變碼率，其數(shù)值在率也可以是可變碼率，其數(shù)值在系統(tǒng)時鐘參考系統(tǒng)時鐘參考(SCR)中定義，為本地應用相對中定義，為本地應用相對于無誤碼的環(huán)境設計；于無誤碼的環(huán)境設計； 傳輸碼流（傳輸碼流（TS）用于誤碼比較大的傳輸或存貯媒介，其碼率可以是固定的或用于誤碼比較大的傳輸或存貯媒介，其碼率可以是固定的或不固定的，其數(shù)值在不固定的，其數(shù)值在節(jié)目時鐘

38、參考節(jié)目時鐘參考(PCR)中定義。它是為廣播應用而設計，即中定義。它是為廣播應用而設計，即TS是為易誤碼的環(huán)境和有較高比特差錯概率的噪聲媒質(zhì)設計的，那里往往需是為易誤碼的環(huán)境和有較高比特差錯概率的噪聲媒質(zhì)設計的，那里往往需要把幾個信道集合成一束數(shù)據(jù)。要把幾個信道集合成一束數(shù)據(jù)。TS用在廣播系統(tǒng)和長距離網(wǎng)絡中。在用在廣播系統(tǒng)和長距離網(wǎng)絡中。在TS中可中可以包括多個節(jié)目。因此接收以包括多個節(jié)目。因此接收TS時首先要解復用。時首先要解復用。 PS和和TS是各針對一類應用而設計的。都以數(shù)據(jù)包為基礎。是各針對一類應用而設計的。都以數(shù)據(jù)包為基礎。PS的包長可變，的包長可變，通常較長；通常較長；TS的包長固

39、定為的包長固定為188字節(jié)，包頭字節(jié)，包頭4個字節(jié)，個字節(jié)，184個凈荷字節(jié)。并可與個凈荷字節(jié)。并可與ATM適配。適配。 MPEG-2系統(tǒng)簡化結(jié)構(gòu)視頻PES音頻PES系統(tǒng)規(guī)定的擴展PS復用TS復用節(jié)目 碼流PS傳送 碼流TS打 包 器打 包 器視頻 編碼視頻 數(shù)據(jù)音頻 數(shù)據(jù)音頻 編碼視頻ES音頻ES TSTS的結(jié)構(gòu)及其產(chǎn)生框圖的結(jié)構(gòu)及其產(chǎn)生框圖 PES經(jīng)過復用再打成188比特的固定長度包便形成TS流或TS包。TS流是各傳輸系統(tǒng)之間的連接形式，是傳輸設備間的基本接口。其結(jié)構(gòu)如圖示。TS由帶有一個或多個獨立時基的一個或多個節(jié)目組合而成，注意：TS不是由節(jié)目碼流PS構(gòu)成，而由PES復接而成。 每一個

40、打包在TS中的PES都伴有一個包標識符(PID)。一個特定節(jié)目的所有TS包不管它是視頻、音頻還是數(shù)據(jù)，都能借助于它們的PID從復合的碼流中提取出來。一個或幾個節(jié)目被加進（復接）TS中，也可被提?。ń鈴陀茫┏鰜?。一個TS中的每一個節(jié)目關聯(lián)到一個獨立的時鐘。TS側(cè)重于傳輸方面的結(jié)構(gòu)和說明，如加入同步、說明有無差錯、有無加擾等。其中包的識別對解碼有著重要作用，是識別碼流和信息的標簽。 5）MPEG 4標準標準 1993年提出，年提出，2000年公布為國際標準。年公布為國際標準。 與與MPEG-1MPEG-1和和MPEG-2MPEG-2有很大不同，它更基于內(nèi)容的交互有很大不同，它更基于內(nèi)容的交互 性，

41、高性，高的壓縮率和靈活多樣的存取模式。目前主要用于流媒體。的壓縮率和靈活多樣的存取模式。目前主要用于流媒體。 M MPEG-4PEG-4主要是針對多媒體交互應用等通信領域主要是針對多媒體交互應用等通信領域，MPEG-4MPEG-4試圖達試圖達到兩個目標：一是低比特率下的多媒體通信；二是多工業(yè)的多媒到兩個目標：一是低比特率下的多媒體通信；二是多工業(yè)的多媒體通信的綜合。體通信的綜合。 6）H.264標準標準 1999年開始制定，年開始制定，2004年年底發(fā)布年年底發(fā)布 H.264建立在塊匹配混合編碼基礎上，采取一系列高效壓縮編碼技術的建立在塊匹配混合編碼基礎上，采取一系列高效壓縮編碼技術的開放式標

42、準開放式標準 新標準新標準 H.264在在H.263與與MPEG-4基礎上的性能提升，必將對視頻移動基礎上的性能提升，必將對視頻移動通信，視頻流服務，通信，視頻流服務，HDTV等領域的等領域的IP視頻傳輸和存儲產(chǎn)生極其深遠的影視頻傳輸和存儲產(chǎn)生極其深遠的影響響 在相同的在相同的SNR下，平均碼流下，平均碼流H.264比比MPEG-4降低降低41%，比，比H.263降低降低52%，比，比MPEG-2降低降低67%（一套（一套SDTV/6Mbps降低為降低為1.98Mbps)H.264H.264標準可分為三檔：標準可分為三檔： 1 1、基本檔次（其簡單版本，應用面廣）；、基本檔次（其簡單版本，應用

43、面廣）； 2 2、主要檔次（采用了多項提高圖像質(zhì)量和增加壓縮比的技術措施，、主要檔次（采用了多項提高圖像質(zhì)量和增加壓縮比的技術措施，可用于可用于SDTVSDTV、HDTVHDTV和和DVDDVD等）；等）； 3 3、擴展檔次（可用于各種網(wǎng)絡的視頻流傳輸）。、擴展檔次（可用于各種網(wǎng)絡的視頻流傳輸）。 H.264H.264的優(yōu)勢：的優(yōu)勢： 1 1、在相同的恢復圖像質(zhì)量條件下在相同的恢復圖像質(zhì)量條件下，比，比H.263H.263和和MPEG-4MPEG-4節(jié)約了近節(jié)約了近5050的碼率，的碼率， 2 2、對網(wǎng)絡傳輸具有更好的支持功能：、對網(wǎng)絡傳輸具有更好的支持功能： a a）它引入了面向）它引入了面

44、向IPIP包的編碼機制，有利于網(wǎng)絡中的分組傳輸，包的編碼機制，有利于網(wǎng)絡中的分組傳輸，支持網(wǎng)絡中視頻的流媒體傳輸；具有較強的抗誤碼特性，可適應丟包支持網(wǎng)絡中視頻的流媒體傳輸；具有較強的抗誤碼特性，可適應丟包率高、干擾嚴重的無線信道中的視頻傳輸；率高、干擾嚴重的無線信道中的視頻傳輸； b b）支持不同網(wǎng)絡資源下的分級編碼傳輸，從而獲得平穩(wěn)的圖）支持不同網(wǎng)絡資源下的分級編碼傳輸，從而獲得平穩(wěn)的圖像質(zhì)量；像質(zhì)量； c c）能適應于不同網(wǎng)絡）能適應于不同網(wǎng)絡 六、信道編碼和調(diào)制六、信道編碼和調(diào)制 1 1信道編碼信道編碼 為什么要進行信道編碼？為什么要進行信道編碼？ 信源編碼的碼流不適合在信道中傳輸，必

45、須經(jīng)過某些處理，信源編碼的碼流不適合在信道中傳輸，必須經(jīng)過某些處理，使之適合在信道中傳輸，這稱為信道編碼。否則，信道中噪聲和失使之適合在信道中傳輸，這稱為信道編碼。否則，信道中噪聲和失真的影響將導致接收信號質(zhì)量劣化。真的影響將導致接收信號質(zhì)量劣化。 有線數(shù)字電視信號的信道編碼使用基于碼流隨機化的能量擴有線數(shù)字電視信號的信道編碼使用基于碼流隨機化的能量擴散，基于散，基于RS碼編碼的前向糾錯（碼編碼的前向糾錯（FEC）技術，為克服信道中的突）技術，為克服信道中的突發(fā)干擾造成的誤碼還采用了字節(jié)交織技術。發(fā)干擾造成的誤碼還采用了字節(jié)交織技術。 2.2.數(shù)字載波調(diào)制技術數(shù)字載波調(diào)制技術1) 1) 數(shù)字載

46、波調(diào)制的基本類型數(shù)字載波調(diào)制的基本類型 數(shù)字載波調(diào)制技術是在數(shù)字載波調(diào)制技術是在HFCHFC網(wǎng)中所涉及的把二進制數(shù)字網(wǎng)中所涉及的把二進制數(shù)字/ /數(shù)據(jù)基帶信數(shù)據(jù)基帶信號調(diào)制到載波上的技術。號調(diào)制到載波上的技術。 數(shù)字載波調(diào)制技術基本類型有數(shù)字載波調(diào)制技術基本類型有: : ASK( ASK(幅移鍵控幅移鍵控) ) FSK( FSK(頻移鍵控頻移鍵控) ) PSK( PSK(相移鍵控相移鍵控) ) Q-PSK(4PSK Q-PSK(4PSK，正交相移鍵控，正交相移鍵控) ) QAM( QAM(正交幅度調(diào)制正交幅度調(diào)制) ) ASK ASK、FSKFSK的圖解分述于后。的圖解分述于后。 幅移鍵控幅移

47、鍵控(ASK)(ASK)，不同幅度代表，不同幅度代表“1 1”和和“0 0”，頻率、相位不變。，頻率、相位不變。 頻移鍵控頻移鍵控(FSK)(FSK)，不同頻率代表，不同頻率代表“1 1”和和“0 0”，振幅、相位不變。，振幅、相位不變。 AS（幅移鍵控）原理BW =(1+d)Nbaud BW 是帶寬 Nbaud是波特率 d 是與線路有關的因子11100時間時間 FS頻移鍵控原理時間11100 AS所需帶寬fc（fc+N baud /2）（fcN baud /2）N baud振幅頻率 2) 2) 多進制的各種組合調(diào)制多進制的各種組合調(diào)制 數(shù)字信號是由“0”、“1”的編碼信號組成的，當傳輸頻帶受

48、到限制時，為了增加信息量，通常采用多相位、多振幅和多頻率的各種組合調(diào)制。 只變一個參數(shù)的如: 多進制相移鍵控； 多進制幅移鍵控； 多進制頻移鍵控。 兩個參數(shù)以各種組合的方式變化的組合調(diào)制如： 正交振幅調(diào)制QAM； 殘留邊帶調(diào)幅VSB等。 以多進制相移鍵控為例: 它是以載波的不同相位代表二進制碼，而載波的振幅、頻率不變。它的載波相位可以有M個不同的取值。例如M=2、4、8，其余可類推。2相位PSK(2PSK): 二進制數(shù)字“0”和“1”由兩個相位來代表，相對對于某個參考值，載波電位超前90代表“1”，遲后90代表“0”。4相位PSK(4PSK)和8相位PSK(8PSK)，它們的比特數(shù)和各相位間的

49、關系示于后圖中。 2PSK原理01100(a) 波形 “0” “1”(b) 星坐圖 4PSK星痤圖00111001雙比特 00 01 10 11 相位 / 0 90 180 270 或 45 135 125 3158PSK星痤圖三比特 000 001 010 011 100 101 110 111 相位 / 0 45 90 135 180 225 270 315 1100001000101010110011113) 3) 正交相移鍵控正交相移鍵控 在在CATVCATV中，常用正交相移鍵控中，常用正交相移鍵控(Q-PSK)(Q-PSK)、正交振幅調(diào)制、正交振幅調(diào)制(QAM)(QAM)和殘留邊帶調(diào)

50、幅和殘留邊帶調(diào)幅(VSB-AM)(VSB-AM)等數(shù)字載波調(diào)制，這些都屬于多進制組合等數(shù)字載波調(diào)制，這些都屬于多進制組合調(diào)制方式。調(diào)制方式。 載波調(diào)制的基本模型中，大都只改變載波三個參數(shù)中的一個，載波調(diào)制的基本模型中，大都只改變載波三個參數(shù)中的一個，如果把如果把ASKASK與與PSKPSK結(jié)合起來同時改變兩個參數(shù)，每個又各有結(jié)合起來同時改變兩個參數(shù)，每個又各有x x和和y y 種種變化，總共有變化，總共有xy xy 種可能變化和對每種變化的比特數(shù)。種可能變化和對每種變化的比特數(shù)。 4) 8QAM4) 8QAM星座圖和編碼信號時域圖星座圖和編碼信號時域圖 2 2振幅振幅4 4相位的相位的8QAM

51、8QAM星座和時域圖舉例。由于振幅變化比相位變化更容星座和時域圖舉例。由于振幅變化比相位變化更容易受噪聲影響，因而振幅變化的數(shù)量都小于相位變化的數(shù)量。易受噪聲影響，因而振幅變化的數(shù)量都小于相位變化的數(shù)量。2 振幅 4 相位001000110101100010011111 8-QAM8-QAM星座圖舉例星座圖舉例8-QAM8-QAM時域圖時域圖 5) 5) 多值正交幅度調(diào)制多值正交幅度調(diào)制(MQAM)(MQAM) QAMQAM稱為正交幅度調(diào)制或正交幅移鍵控稱為正交幅度調(diào)制或正交幅移鍵控QASKQASK。當它們不再取兩個值而分。當它們不再取兩個值而分別取別取2 2、4 4、6 6、8 8個值時，就

52、分別對應個值時，就分別對應8QAM8QAM、16QAM16QAM、32QAM32QAM、64QAM,64QAM,稱為多值稱為多值QAMQAM調(diào)制方式。調(diào)制方式。 調(diào)制等級調(diào)制等級 M M = 2= 2m m ( (m m是每個符號的比特數(shù)是每個符號的比特數(shù)) )；比特率比特率 R =R =BW BW ( (BW BW 為為頻道帶寬頻道帶寬) )； 符號率符號率 BS = BW/(1+BS = BW/(1+) )； 比特率比特率 R = BS(1+R = BS(1+) ) 為為MPEG-2MPEG-2的濾波器滾降系數(shù)的濾波器滾降系數(shù)(=0.15) (=0.15) ； 頻譜利用率頻譜利用率 頻率頻

53、率 = R= R（傳輸比特率）（傳輸比特率）/ BW/ BW（頻道帶寬）（頻道帶寬） = = (b/s/Hz)(b/s/Hz)； 載噪比載噪比C C/ /N N與與m m有關。有關。 （b）16QAM振幅相位坐標圖 (16種符號，每個符號4比特，例1001)16QAM16QAM的結(jié)構(gòu)圖的結(jié)構(gòu)圖（c）16QAM振幅相位坐標圖(16種符號，每個符號4比特，例1001)4個振幅 8個相位Q軸I軸2個振幅 8個相位I軸Q軸 Q軸I軸3個振幅 12個相位（a）16QAM振幅相位坐標圖(16種符號，每個符號4比特，例1001) 256QAM振幅相位坐標圖M=28= 256 6 6）64QAM64QAM和和

54、256QAM256QAM調(diào)制調(diào)制 由由QAM調(diào)制器實現(xiàn)，通常調(diào)制器實現(xiàn)，通常QAM調(diào)制器功能包括：調(diào)制器功能包括： 碼流隨機化處理；碼流隨機化處理； RS編碼（編碼（204，188）；）； 卷積交織；卷積交織； 字節(jié)到字節(jié)到m位符號變換；位符號變換； QAM調(diào)制；調(diào)制； 上變頻至設定頻道。上變頻至設定頻道。 7 7）M-QAMM-QAM調(diào)制各參數(shù)間的關系調(diào)制各參數(shù)間的關系 1）比特率與波特率）比特率與波特率 編碼方式編碼方式 每符號比特數(shù)每符號比特數(shù) 波特率波特率 比特率比特率 16QAM 4bits N 4N 32QAM 5bits N 5N 64QAM 6bits N 6N 128QAM

55、7bits N 7N 256QAM 8bits N 8N 2）衛(wèi)星數(shù)字電視）衛(wèi)星數(shù)字電視29.65MHz帶寬模擬頻道可傳送的碼率帶寬模擬頻道可傳送的碼率 信道編碼信道編碼 CNR門限門限/dB 傳輸速率傳輸速率/(Mb/s) 頻譜利用率頻譜利用率/(bit/s/Hz) QPSK 14.5 45 1.5 8PSK 18 71 2.4 16QAM 22 89 3.0 64QAM 28 140 4.6 128QAM 31 160 5.4 256QAM 34 180 6.1 3) 有線數(shù)字電視有線數(shù)字電視8MHz帶寬模擬頻道可傳輸?shù)拇a率帶寬模擬頻道可傳輸?shù)拇a率 信道編碼信道編碼 CNR門限門限/dB

56、傳輸速率傳輸速率/(Mb/s) 頻譜利用率頻譜利用率/(bit/s/Hz) 64QAM 25.5 38.4 4.8 128QAM 29.5 43 5.4 256QAM 33.5 49 6.1 4) 在在8MHz帶寬內(nèi)可壓縮的數(shù)字電視節(jié)目數(shù)帶寬內(nèi)可壓縮的數(shù)字電視節(jié)目數(shù) 視頻壓縮標準視頻壓縮標準 MPEG-2 MPEG-1 壓縮碼率壓縮碼率(Mb/s) 8 6 5 4 3 2 64QAM最多節(jié)目數(shù)最多節(jié)目數(shù) 4 6 7 8 12 18 128QAM最多節(jié)目數(shù)最多節(jié)目數(shù) 5 7 8 10 14 22 256QAM最多節(jié)目數(shù)最多節(jié)目數(shù) 6 8 9 12 16 24 8 8）不同調(diào)制方式的性能比較）不同

57、調(diào)制方式的性能比較為了比較不同的調(diào)制方案，可用如下兩個基本的工程標準為了比較不同的調(diào)制方案，可用如下兩個基本的工程標準來描述：來描述： 頻譜利用率：頻譜利用率：指每單位調(diào)制帶寬所能傳送的比特數(shù)指每單位調(diào)制帶寬所能傳送的比特數(shù)(b/s)/Hz(b/s)/Hz； 每比特能量：每比特能量：是指在規(guī)定傳送準確度下的每比特能量。是指在規(guī)定傳送準確度下的每比特能量。 對有線電視經(jīng)營者來講，頻譜利用率說明在有限帶寬內(nèi)可對有線電視經(jīng)營者來講，頻譜利用率說明在有限帶寬內(nèi)可容納多少數(shù)字電視信號；每比特能量則表明系統(tǒng)需要多高的容納多少數(shù)字電視信號；每比特能量則表明系統(tǒng)需要多高的信噪比。信噪比。 此外，還要考慮諸如成

58、本和復雜性等其他重要特性。此外，還要考慮諸如成本和復雜性等其他重要特性。 性能比較性能比較 如果噪聲恒定，每比特能量越高越能改善誤碼率。因為，此時各星座如果噪聲恒定，每比特能量越高越能改善誤碼率。因為，此時各星座點間的距離越遠。所以，在給定信號功率和噪聲功率的情況下，星座點間點間的距離越遠。所以，在給定信號功率和噪聲功率的情況下，星座點間的距離越遠的調(diào)制方式的距離越遠的調(diào)制方式BERBER性能就越好。若要達到性能就越好。若要達到QPSKQPSK的各狀態(tài)的分離程度，的各狀態(tài)的分離程度，16QAM16QAM就需要更大的信號幅度，就需要更大的信號幅度，16QAM16QAM的高頻譜利用率是以提高信號功

59、率為的高頻譜利用率是以提高信號功率為代價得到的。代價得到的。 誤碼率誤碼率BERBER定義：信號的每比特能量定義：信號的每比特能量E Eb b / /噪聲譜密度噪聲譜密度N N0 0( (N N0 0為為1Hz1Hz帶寬內(nèi)帶寬內(nèi)的噪聲功率的噪聲功率)=)=E Eb b/ /N N0 0 。一旦。一旦E Eb b/ /N N0 0已知，達到一定已知，達到一定BERBER所需載噪比所需載噪比( (C/NC/N) )就可由就可由下式得到：下式得到： C/N C/N =(=(E Eb b /N /N0 0 )()(R/BR/B) (8) (8) 式中，式中，B B 是檢波器中濾波器的噪聲帶寬，是檢波器

60、中濾波器的噪聲帶寬，R R 是比特率是比特率(b/s)(b/s)。七、有線數(shù)字電視傳輸技術七、有線數(shù)字電視傳輸技術 1 1四級傳輸網(wǎng)四級傳輸網(wǎng) 國家干線網(wǎng)：北京到各省會城市國家干線網(wǎng)：北京到各省會城市 環(huán)網(wǎng)環(huán)網(wǎng)+網(wǎng)狀網(wǎng)網(wǎng)狀網(wǎng)+支線網(wǎng)支線網(wǎng) SDH + DWDM（2.5Gb/s+4/8/16/32波分復用）波分復用） 省干線網(wǎng)：省會到地市（縣）省干線網(wǎng)：省會到地市（縣） 環(huán)網(wǎng)環(huán)網(wǎng)+支線網(wǎng)支線網(wǎng) SDH 2.5Gb/s 地市地市-縣干線網(wǎng)縣干線網(wǎng) SDH 2.5Gb/s 622Mb/s或光纖射頻副載調(diào)制或光纖射頻副載調(diào)制 接入網(wǎng)接入網(wǎng) HFC網(wǎng)網(wǎng) 750、860MHz 2. SDH2. SDH與與