数字电视系统架构和工作原理探析

数字电视系统架构和工作原理探析
摘要:地面数字电视不同于传统模拟电视,前者具备更显著的优势特征,这也是我国大力发展数字电视系统的原因所在。在我国,地面数字电视已经相当普及,几乎每个地区都有覆盖。因此,从事广电行业的工作人员需加深对发射传输技术的了解,深入研究地面数字电视方面的相关知识,以此推动地面数字电视取得更好发展。
关键词:数字电视系统;架构;原理
1 地面数字电视系统的构成
当前,应用数字技术可以使地面数字电视的制作、播出功能得以实现,发射传输可采用无线方式,接收方式最常采用的是固定、移动方式。该系统主要由节目制作与播出、编码复用、电视发射、固定/移动接收等系统组成。
节目制作系统。常见的组成部分有节目编辑制作、存储、素材采集上载、网络系统等。其中,素材采集上载接收的节目源有录像机、摄像机以及演播室,还包括卫星、有线、DVD影碟这些数据源。部分信息可以直接送入,也可经转码系统采取相关处理措施,再储存到
存储磁盘中,这样编辑工作站就能够进行编辑与操作。
节目播出系统。该系统包括以下硬件设备:卫星接收机、磁盘存储系统以及矩阵切换器。其中,INFO系统主要用于商场购物、天气预报、即时新闻、图文频道等领域。利用自动播出软件可实现电视节目源的重新组合,这样就能顺利播出移动电视节目。
编码复用系统。可实现统计复用功能,编码器组动态使用同一个固定带宽,这样大大提高了带宽的利用效率,同时还具备自动降噪功能,通过预处理输入信号,即使图片以低码率输出也具备较高的质量。
电视发射系统。过去,组网若主要采用的是单频网,如今单点发射最常采用多频网。众所周知,发射天线、激励器、电视发射机都是一些常见的发射系统设备。其中,电视发射机将激励器当成核心,它决定了发射机具备哪些技术指标。
2地面数字电视基本原理
2.1 数字电视激励器原理
数字电视相较于模拟电视,在发射机方面存在较大的差异。这主要表现为数字电视并非输入常规的节目信号,而是按照相关标准,对音频、视频信号进行压缩编码,以此得到传输码流。如果将流码信号输入激励器内,利用映射单元可快速进行扰码、映射、交织、信道编码,先调成低中频,再调到所需的频率。根据我国针对地面数字电视提出的相关标准,可知激励器具有预校正功能,这样才能校正发射链路中存在的非线性失真、阻抗不匹配等问题,同时发射信号质量也能得到进一步改善。
2.2 数字电视发射机原理
首先,将码流信号输入电视发射机当中,利用激励器对信道编码进行调制,利用功分器可实现功放,放大可用合成器,达到一定功率后,通过定向耦合器、带通滤波器进行发射。数字电视发射系统经常采用单机双激励器、主备机、双机并机、N+1备份这几种备份技术。当然,如果从经济性以及实用性等角度来考虑,单机双激励器使用最多。
   3 数字电视机顶盒关键技术
3.1解调及信道解码技术
高频头作为机顶盒的一个重要组成部分,它主要涉及卫星、电视接收以及有线电视增补这几个频道。其中,利用RS码和卷积码可对卫星数字电视广播进行信道编码,而QPSK可对其进行调制;对于有线数字电视广播来说,其信道质量非常好,而RS编码常用于纠错编码,YCM卷积码很难简化接收端;采用COFDM、VSB这两种方式可对数字电视广播进行调制,同时可采用COFDM 、VSB、QPSK、QAM这几种方式来解调机顶盒的传输信道,RS码、卷积码可用于信道解码。
3.2解复用和信源解码技术
想要对系统数据信息进行有效处理,必须采用专用芯片。通过向流解复用器、DVB通用解扰器以及NTSC/PAL编码器传送数字信号,可快速形成核心芯片。当然,对于档次比较高的信号处理器同样具备这个功能。
3.3上行数据调制
进行交互式应用时,必须有注重上行数据的调制,通常上行数据要少于下行数据。现阶段,16QAM与QPSK常用于对CATV网进行调制。CATV网若为单向,应用过程中需应用接入技术,常见的有VDSL以及ADSL,这样就能顺利地传送上行数据。
3.4条件接收
CA系统相当于数字电视的一部分,它能够对用户进行认证,同时还能进行用户授权,以及节目加扰等。然而,以下两个问题必须解决:1怎样从用户那里收取费用;2.对于未授权的频道但需要收费,如何不让用户收看。对于综合性如此强的CA系统,必须采用智能卡技术以及数据加扰法,包括加解密算法等。
3.5嵌入式实时多任务操作系统
目前,VxW0rks、OS9、OS20、 WindowsCE、PowerTV等操作系统非常流行,每个系统有着各自的优势,因此机顶盒中应用最多,尤其OS20、OS-9、VxWorks这三个操作系统应用最多,当然在其他嵌入式系统中也得到了广泛应用。对机顶盒进行开发时,必须将实时操作系统与中间件结合使用。美国在开发机顶盒过程中,最常应用到PowerTV。然而,嵌入式 Linux技术变得越来越成熟,其结构也更加开放、先进,这样直接威胁到以上操作系统。
3.6中间件
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在机顶盒内部,中间件相当于软件部分,它明确规定了数字电视的API,中文意思是应用程序接口且其主要存储在闪存(Flash)中。通常,中间件能够将操作系统、硬件技术细节,包括应用程序等隔离出来,而且还能进行跨系统操作,避免应用程序过度依赖操作系统以及硬件平台。与此同时,应用程序也会更容易开发,而且产品将具备开放性,且其可移植性也会明显增强,进而为制造商以及业务供应商提供良好的应用平台。
3.7应用软件
执行服务商所提供的服务功能各不相同,其中年包括数据广播、电子节目指南以及视频点播,此外还有可视电话以及IP电话等。应用软件不同于STB的硬件,二者之间不会产生依赖。
3.8显示技术塑胶铆钉
韩先良
一般来说,电视机采用的是低分辨率管,这是一种常见的显像管,它可以显示640×480或者720×576等规格的图像。与此同时,该显像管的偏转系统是固定不变的,它可以支持625行50Hz,也可支持525行60Hz。通常,数字电视超过了18种的显示格式,而且上网能够支
集成供应链管理系统持VESA格式。当然,电视在隔行扫描过程中,采用最多的就是低帧频,若要将文字、图形显示出来,可看到闪烁的亮度信号,而且会出现行间闪烁的水平扫描线。通过在电视上逐行扫描计算机图文,可看到边缘出现闪烁。现阶段,必须对以下两种方法进行不断地改进,1.抗闪烁滤波器,根据相应的比例将邻近的3行图像加成1行,或者也叫做3行滤波法。尽管图像的清晰度有所下降,但能够达到隔行扫描电视机这一目的;1.实现隔行扫描向逐行扫描的转换,同时提高帧频。想要使活动画面能够连续地显现,可采取运动补偿方式。这样一来,电视机上就能看到高质量的计算机图文,但电视机需具备倍扫描功能和逐行功能。
射频开关芯片
3.9软件无线电技术
当前,我国研发出了软件无线电技术这种新体系结构,这样真正实现了无线通信,且其将硬件当成基本平台。其中,DSP相当于硬件基础,DSP芯片可用于开发网络层和物理层,同时还支持应用层以及数据链路层的开发,这样软件的应用功能将明显增加,而且还能在软件上开发出更多的新产品。在DSP上,通过软件编程可以实现信道解码、QAM解调以及数据解密/解扰,包括音/视频解码以及节目解复用,此外还可实现实时交互控制,而通过软件下载能够使更新、改变这些功能。
结束语
未来数字电视为用户提供将比以前更加精彩的节目,而用户也为数字电视运营商提供主要经济来源。条件接收系统需利用自身功能特点,结合运营商和用户的实际需求,加快实现各项功能服务。只有很好地完成对用户提供数字电视有偿服务,满足了客户需求,才能保障运营商的商业利益。
参考文献:
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