《現(xiàn)代電視原理》姜秀華-第9章-有線和衛(wèi)星數(shù)字電視廣播系統(tǒng)課件

現(xiàn)代電視原理1數(shù)字電視播送系統(tǒng)的構(gòu)成第9章有線和衛(wèi)星數(shù)字電視播送系統(tǒng)節(jié)目采集信源編碼信道編碼數(shù)字調(diào)制數(shù)字解調(diào)信源解碼信道解碼節(jié)目顯示傳輸信道2從共用天線系統(tǒng)開展而來——CATV；經(jīng)歷：同軸電纜光纖雙向HFC9.1有線數(shù)字電視播送系統(tǒng)概述39.1.1有線電視系統(tǒng)的根本構(gòu)成1、有線電視前端2、干線傳輸網(wǎng)3、用戶分配網(wǎng)信號源前端用戶分配用戶終端傳輸系統(tǒng)49.1.2現(xiàn)代有線電視的根本構(gòu)成1、現(xiàn)代有線電視網(wǎng)絡(luò)根本構(gòu)成52、數(shù)字有線電視前端構(gòu)成69.2DVB-C有線數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)DVB-C標(biāo)準(zhǔn)已被全球大多數(shù)國家接受;廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T170-2001等效采用DVB-C標(biāo)準(zhǔn);79.2.1DVB-C傳輸系統(tǒng)框圖89.2.2信道編碼系統(tǒng)1、信道編碼的作用作用：提高抗干擾能力，保證可靠傳輸根本要求：附加少量校驗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)較強(qiáng)的檢錯和糾錯；數(shù)據(jù)流頻譜特性適應(yīng)傳輸通道的通頻帶特性。92、數(shù)據(jù)隨機(jī)化10113、RS編碼12DVB-C系統(tǒng)的RS碼RS(204,188,T=8)，是縮短RS碼。原碼RS(255,239,T=8)，碼長n=28－1字節(jié)，每字節(jié)8比特，具有糾正T=(n-k)/2=8字節(jié)即64比特誤碼的能力。生成多項式如下

g(x)=(x+а0)(x+а1)···(x+а15)

式中：а是GF(28)的本原元素，是域生成多項式p(x)=x8+x4+x3+x2+1的根,а=02HEX。134、數(shù)據(jù)交織14DVB-C系統(tǒng)卷積交織n=I×M，對DVB-C：n=204，I=12，M=17159.2.3數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)161、MQAM調(diào)制172、映射變換例：64QAM的字節(jié)m比特符號的變換，2m=64，m=6，3字節(jié)轉(zhuǎn)換為4個符號183、差分編碼兩個MSB差分編碼由下面的表達(dá)式給出194、基帶成形209.2.4傳輸效率21比特率與符號率的關(guān)系22碼率239.2.5TS信號接口三種類型接口SPI同步并行接口SSI同步串行接口ASI異步串行接口249.3衛(wèi)星數(shù)字電視播送系統(tǒng)9.3.1衛(wèi)星電視播送系統(tǒng)1、衛(wèi)星電視播送系統(tǒng)構(gòu)成252、衛(wèi)星軌道和頻率范圍2000年世界無線電大會確定我國：4個播送衛(wèi)星業(yè)務(wù)軌道位置：62°E92.2°E123°E134°E每個軌道各有兩個下行波束;每個下行波束包含12個衛(wèi)星播送頻道;使用3個頻段:L\S\Ku;269.3.2DVB-S衛(wèi)星數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)構(gòu)成DVB-S系統(tǒng)定義了從MPEG-2復(fù)用器輸出到衛(wèi)星射頻信道、能對電視基帶信號進(jìn)行適配處理的設(shè)備功能模塊，也可稱之為衛(wèi)星信道適配器。279.3.3DVB-2信道編碼系統(tǒng)1、卷積內(nèi)編碼282、刪余截短〔2,1,N〕卷積碼編譯碼器較簡單，但編碼效率低。高速應(yīng)用中，需要采用編碼效率高的卷積碼，并且又不增加譯碼器的復(fù)雜性。對〔2,1,N〕卷積碼的碼字中某些特定位置的碼元進(jìn)行刪除，產(chǎn)生〔n–1〕/n碼率的刪除型卷積碼。譯碼時，用特定的碼元在這些位置進(jìn)行填充，然后按〔2,1,N〕卷積碼譯碼。29可用的刪除型卷積碼定義如表所示309.3.4DVB-S數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)QPSK調(diào)制31QPSK解調(diào)329.3.5傳輸碼率33有效比特率和轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬關(guān)系-3dB帶寬-1dB帶寬Rs(1/2)Ru(1/2)Ru(2/3)Ru(3/4)Ru(5/6)Ru(7/8)5448.642.238.951.858.364.868.04641.435.933.144.249.755.258.04036.031.228.838.443.248.050.43632.428.125.934.638.943.245.43329.725.823.431.735.639.641.63027.023.421.628.832.436.037.82724.321.119.425.929.232.434.02623.420.318.425.028.131.232.8349.3.6DVB-S2介紹2005年4月正式批準(zhǔn)為DVB-S2的幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。衛(wèi)星播送交互業(yè)務(wù)新聞采集其他寬帶衛(wèi)星應(yīng)用。351、概述——DVB-S2優(yōu)點信道容量增加30%;應(yīng)用范圍增加;自適應(yīng)編碼技術(shù)使衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源的使用價值最大化;362、DVB-S2系統(tǒng)構(gòu)成373、DVB-S2性能采用四種調(diào)制模式QPSK\8PSK16ASK/32ASK滾降系數(shù)可選前向誤碼糾錯BCH+LDPC,接近香農(nóng)極限差389.4有線數(shù)字電視接收與業(yè)務(wù)信息9.4.1有線數(shù)字電視機(jī)頂盒1、有線數(shù)字機(jī)頂盒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)392、上行系統(tǒng)實現(xiàn)前端和用戶端的雙向交互傳輸應(yīng)用：VOD、信息查詢、電視購物、上網(wǎng)瀏覽等403、機(jī)頂盒軟件系統(tǒng)419.4.2數(shù)字電視播送系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)信息1、數(shù)字電視播送系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)信息定義422、MPEG-2定義的節(jié)目特定信息1〕、節(jié)目關(guān)聯(lián)表PAT2〕、節(jié)目映射表PMT3〕、條件接收表CAT4〕、網(wǎng)絡(luò)信息表NIT5〕、傳送流描述表TSDT6〕、專用段Private_Section7〕、描述符Descriptor433、SI標(biāo)準(zhǔn)定義的業(yè)務(wù)信息由9個表構(gòu)成：BATSDTEITRSTTDTTOTSTSITDIT444、業(yè)務(wù)信息表的傳輸MPEG-2規(guī)定了對PSI信息的描述方法：1、表Table節(jié)目信息的結(jié)構(gòu)性的描述；2、節(jié)Section將表格的內(nèi)容映射到TS流中；3、描述子Descriptor提供有關(guān)節(jié)目構(gòu)成的信息；45469.4.3電子節(jié)目指南1、根本EPG功能電子節(jié)目指南(ElectronicProgramGuide，EPG)，是指在符合MPEG-2(13818-1)的TS傳輸流中插入DVB標(biāo)準(zhǔn)定義的業(yè)務(wù)信息(ServiceInformation，SI)，機(jī)頂盒(Set-Top-Box)的綜合接收解碼器(IRD)可以從TS流中提取出播出節(jié)目的列表和播出參數(shù)，并以直觀的形式顯示給數(shù)字電視用戶，方便用戶接收、選擇數(shù)字電視節(jié)目。472、根本EPG生成根本EPG信息是指完全可以用?數(shù)字播送業(yè)務(wù)信息標(biāo)準(zhǔn)?(GY/Z174-2001)中描述的:網(wǎng)絡(luò)信息表(NetworkInformationTable，NIT)業(yè)務(wù)群關(guān)聯(lián)表(BAT)業(yè)務(wù)描述表(SDT)事件信息表(EIT)進(jìn)行EPG信息的描述483、擴(kuò)展EPG擴(kuò)展EPG信息是指在根本EPG信息之外，通過數(shù)據(jù)輪播傳遞的EPG信息，這些信息的入口采用EPG映射表(EMT)進(jìn)行描述，信息的內(nèi)容被封裝成具有多級目錄結(jié)構(gòu)的文件系統(tǒng)，稱為擴(kuò)展EPG內(nèi)容信息(XECI)。499.5數(shù)字電視播送中條件接收系統(tǒng)

9.5.1CA系統(tǒng)根本構(gòu)成

控制字發(fā)生器加密用戶管理系統(tǒng)用戶授權(quán)系統(tǒng)加密密鑰IPTV收集器復(fù)用解復(fù)用有線電視網(wǎng)絡(luò)智能卡回傳密鑰ECMCWEMM音頻/視頻/數(shù)據(jù)音頻/視頻/數(shù)據(jù)ECMEMMCW機(jī)頂盒501、CA系統(tǒng)工作原理控制字發(fā)生器/業(yè)務(wù)密鑰/個人分配密鑰首先密鑰發(fā)生器為每個合法用戶產(chǎn)生一對密鑰，當(dāng)用戶管理系統(tǒng)將用戶收看數(shù)據(jù)送入用戶授權(quán)系統(tǒng)時，將產(chǎn)生用戶授權(quán)信息EMM和控制字CW，兩者通過不同的密鑰加密后產(chǎn)生EMM和用戶控制信息ECM，三者復(fù)用后經(jīng)有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。

512、授權(quán)控制信息發(fā)生器主要功能完成用戶授權(quán)控制信息的獲取、生成、加密、發(fā)送等處理。523、授權(quán)管理信息發(fā)生器主要功能完成用戶授權(quán)管理信息的獲取、生成、加密、發(fā)送等處理。534、解擾過程用戶端機(jī)頂盒收到加擾數(shù)據(jù)流后，解復(fù)用，提取出ECM和EMM，通過智能卡中的私有密鑰完成數(shù)據(jù)解密，獲得發(fā)送端的控制字CW。以CW按對稱解密方式，由機(jī)頂盒芯片內(nèi)置的解擾器復(fù)原音頻和數(shù)據(jù)流，完成整個解密過程。549.5.2同密和多密模式目前，針對客戶端—數(shù)字機(jī)頂盒上的CA技術(shù)實現(xiàn)，國際上普遍采用以下幾種標(biāo)準(zhǔn)：DVB同密〔SimulCrypt〕、DVB多密〔MultiCrypt〕標(biāo)準(zhǔn)、POD標(biāo)準(zhǔn)以及OpenCAS標(biāo)準(zhǔn)。551、同密模式同密是歐洲D(zhuǎn)VB組織規(guī)定的一種加密方式，它指兩個或兩個以上的CA系統(tǒng)對同一個MPEG傳輸流〔TS〕進(jìn)行加擾。DVB同密標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合 MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)傳輸和復(fù)用技術(shù)定義了一套通用的加擾系統(tǒng)，其根底是通過MPEG傳輸流傳送CA信息。56DVB同密標(biāo)準(zhǔn)的主要特點：①CA加密與CA控制分開；②多個CA廠商的CA系統(tǒng)可以對相同的節(jié)目或數(shù)據(jù)進(jìn)行控制；③客戶端機(jī)頂盒上可嵌入多個CA廠商的CA控制。57支持同密標(biāo)準(zhǔn)的CA系統(tǒng)框圖節(jié)目管理系統(tǒng)EMMG1EMMG