数字电视及其测量浅谈
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本文在介绍数字电视基本概念和背景的前提下,介绍了数字电视测试的主要参数和主要仪器,并介绍数字电视测试行业的发展状况。
一、数字电视概念及其优点
1. 什么是数字电视
所谓数字电视,是在电视的全过程中,视音频信号都是数字信号,即节目摄制、剪接、编辑、存储、发送、传输、接收和显示等环节全部采用数字处理的全新电视系统。也可以说数字电视是在信源、信道、信宿三个方面全面实现数字化和数字化处理的电视系统。其中电视信号的采集(摄取)、编辑加工、播出发送(发射)属于数字电视的信源,传输和存储属于信道,接收端与显示器件属于信宿。
2. 数字电视分类
数字电视按其传输途径可分为三种:数字卫星电视(DVB-S),数字有线电视(DVB-C)和数字地面广播电视(DVB-T) , 数字手持电视(DVB-H )。
数字电视按其传输视频(活动图像)比特率的大小可粗略划分为三个等级:普及型数字电视(PDTV),标准清晰度数字电视( SDTV )和高清晰度数字电视( HDTV )。其中 PDTV 属于 SDTV 的最低等级,现在数字电视的发展方向是以 SDTV 为主要发展方向,而在数字电视源端或某些领域采用 HDTV 。
3. 数字电视的优点
与模拟电视相比,数字电视有如下优点:
① 图像传输质量较高,距离远。数字电视信号在传输过程中,多次中继(或复制)后不会发生干扰和噪声的积累,同时可采用纠错编码技术,提高抗干扰能力。所以数字电视在传输中保持信噪比基本不变,收端图像质量基本保持与发端一致,且传输距离不受限制。
② 频谱资源利用率高。频谱资源是国家重要资源,模拟电视的频谱资源有限。一套模拟电视节目要占用 36MHz 带宽的卫星转发器,占用 8MHz 的地面电视广播和有线电视频率。而数字电视采用压缩编码技术,在 36MHz 的卫星转发器中可传送 5 套 SDTV 节目,在一个 8MHz 频道内可传送 4 套以上的 SDTV 节目。
③ 提供全新的业务,实现高速数据传输。数字电视通信中可以互不干扰地同时传送文字、数据、语言、静止图像等多种数字信息。
④ 信息稳定可靠,设备维护、使用简单。
⑤ 节省发送功率,覆盖范围广。
⑥ 灵活友好的人机界面,易于实现条件接收。
因此,技术上先进的数字电视系统必然会取代模拟电视。
4. 数字电视系统简介
数字电视广播系统主要包括地面广播、有线广播和卫星广播系统。
数字电视广播系统主要分为以下几个部分:
① 数字演播室系统;
② 视、音频信号的压缩编码部分;
③ 系统业务复用部分;
④ 信通编码部分;
⑤ 调制传输部分。
二、数字电视标准
1. 什么是数字电视标准
在数字电视传输码流中,一个数据包有多大,含有多少字节,每个字节的含义是什么,甚至一个字节的某一比特位是何意义,都有明确的规定,这就是标准。
数字电视标准包括两大部分:数字电视演播室标准和数字电视广播标准。数字电视演播室标准定义未压缩音视频的格式、设备间的接口等,主要与节目的制作有关。数字电视广播标准涉及到音视频的压缩、数字信号的传输、条件接收系统、与数字电视广播业务有关的其它标准。
2. 国际上的数字电视标准
目前,国际上有3个数字标准,分别是美国的标准ATSC(Advanced Television Systerm Committee );欧洲的标准DVB(Digital Video BroadCasting);日本的标准ISDB(Intetarted Services Digital Broadcasting )。
欧洲的DVB 标准分为 3 个部分:卫星数字电视为 DVB-S ,采用正交键控调制(QPSK);有线数字电视为 DVB-C ,采用正交幅度调制( QAM );地面数字电视为 DVB-T ,采用正交频分复用调制(COFDM)。
DVB标准具有较多优点,因 DVB-S已被全球采用,而DVB-C也被欧洲、澳大利亚、北美、南美等国家采用。可以这样说,国际上数字卫星电视和数字有线电视原则上都采用欧洲的 DVB 标准,分歧比较大的是地面电视。 对于 DVB 数字电视系统测试标准,原则上是按《DVB系统测试标准TR101290》,该标准对 MPEG-2TS流的测试,卫星和电视网络传输媒介共同参数的测试,电视网络、卫星、地面、MMDS/MVDS的专门测试都给出了具体的方法和要求。
3. 我国的数字电视的标准
我国是世界上电视用户最多的一个国家,应该拥有自有知识产权的数字电视标准。对于数字有线电视和数字卫星电视来说,国家已经明确采用 DVB 标准,即采用 DVB-S 和 DVB-C ,各地均在有序的进行。主要是具有自主知识产权的地面电视标准尚未制定。