數(shù)字電視技術(shù)論文3000字
數(shù)字電視就是節(jié)目從有線電視臺傳輸?shù)轿覀兗依铮@一過程中節(jié)目是以數(shù)字信號的形式存在。下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的電視技術(shù)論文3000字，希望你能從中得到感悟!
數(shù)字電視技術(shù)論文3000字篇一
淺談有線電視技術(shù)
摘要:本文主要介紹了有線電視整個系統(tǒng)的一些概念和知識,針對剛剛踏入有線電視領(lǐng)域的工作者們。無論目前機(jī)頂盒發(fā)展成什么樣子，都離不開這些基本的有線電視技術(shù)，有線電視的技術(shù)可以由用戶家里使用的機(jī)頂盒開始延伸至發(fā)送信號的衛(wèi)星。在信號的傳遞需要經(jīng)過哪些設(shè)備與處理，本文將進(jìn)行介紹。
關(guān)鍵詞：數(shù)字電視，機(jī)頂盒，碼流，CA
中圖分類號：TN943文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
1數(shù)字電視
數(shù)字電視就是節(jié)目從有線電視臺傳輸?shù)轿覀兗依铮@一過程中節(jié)目是以數(shù)字信號的形式存在。簡而言之，數(shù)字電視以數(shù)字信號的形式進(jìn)行電視信號的產(chǎn)生、存儲及傳輸。
數(shù)字信號具有很強(qiáng)的抗干擾能力，即使線路傳輸過程中衰減比較大，或者是受到一些干擾，信號仍然能保持良好，至少要比模擬信號受到的影響小一些。數(shù)字信號物理值不直接擁有表征意義，在某些數(shù)字電路中，一個電壓波形，當(dāng)它低于1V時，無論到底是多大，都表征“0”;而當(dāng)它高于1V時，則被視為“1”。也就是說，數(shù)字信號其實是利用了真實世界中的電壓值，人為地劃分成若干區(qū)間。當(dāng)該物理量的值落在某一區(qū)間內(nèi)時，就將其判定為某一約定好的數(shù)字值，這就是數(shù)字信號與模擬信號的本質(zhì)差異。當(dāng)數(shù)字信號受到干擾時，只要其當(dāng)前值仍然落在其應(yīng)該在的區(qū)間內(nèi)，那么其表征的值就沒有受到影響。同時，從通信的角度上看，頻率是一種資源，射頻的頻帶是有限的，數(shù)字電視系統(tǒng)能更有效地利用帶寬。再者，數(shù)字電視使用的MPEG-2編碼，能支持多種不同分辨率及復(fù)雜度的編碼方式，使節(jié)目的視音頻質(zhì)量能隨需應(yīng)變，且能滿足較高的觀賞需要。此外，如果運(yùn)營中能使用雙向網(wǎng)絡(luò)，則用戶可以更多地參與到節(jié)目中，例如在線點播、回看、上網(wǎng)，可以衍生出許多增值業(yè)務(wù)。
2節(jié)目傳輸
有線的節(jié)目來源有多種，大多數(shù)是通過衛(wèi)星接收機(jī)、模擬傳輸?shù)鹊玫焦?jié)目，然后將這些節(jié)目源加入復(fù)用器將多個節(jié)目加在一個TS流中，此時再通過加擾器將節(jié)目流進(jìn)行加擾，這樣沒有繳費的用戶就看不到節(jié)目了。加擾后的節(jié)目通過QAM解調(diào)器將多個流再放在一個頻點內(nèi)，因為一個QAM只能解調(diào)一個頻點，所以一般情況下是需要多個QAM解調(diào)器。多個QAM解調(diào)出多個頻點信號，再將這些頻點信號放入混頻器中將多個頻點信號放入一個同軸電纜中，最終通過HFC網(wǎng)絡(luò)將信號送到用戶家中。這些是信號由源到端的的過程，讀者不妨自己畫一個流程圖，加深印象。
作為解碼端來講，它使用高頻頭進(jìn)行下變頻，盡管電纜上包含了所有信號，但一個高頻頭同一時間只能接收一個頻點的信號。
3數(shù)字電視解決方案
在整個數(shù)字電視的運(yùn)營系統(tǒng)中可以由五層組成：
運(yùn)營支撐層：這層有網(wǎng)絡(luò)管理、資源管理、用戶管理。
業(yè)務(wù)控制層：認(rèn)證及鑒權(quán)系統(tǒng)。
業(yè)務(wù)及支撐層：EPG系統(tǒng)、增值應(yīng)用。
業(yè)務(wù)傳輸層：視頻編碼、碼流復(fù)用、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)插入、DVB加擾。
用戶接入層：機(jī)頂盒。
這里只對有線電視技術(shù)的架構(gòu)做一個概括習(xí)慣的介紹，具體的系統(tǒng)這里就不做詳細(xì)介紹了。
4MPG-2系統(tǒng)層
MPEG是一種視音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。MEPG-2不僅僅包括了編碼，還包括了碼流的封裝格式及數(shù)據(jù)流的格式。所以，數(shù)字電視廣播系統(tǒng)通常使用MPEG-2協(xié)議。以其為基礎(chǔ)，DVB組織增加了一些內(nèi)容，使其更適應(yīng)于數(shù)字電視業(yè)務(wù)，就產(chǎn)生出了DVB標(biāo)準(zhǔn)。
MPEG-2的系統(tǒng)層定義了兩種碼流結(jié)構(gòu)：
PS (Program Stream) 節(jié)目數(shù)據(jù)流，針對錯誤少的環(huán)境，比如硬盤與本地U盤等交互式多媒體，分組長度可變一般比較長。
TS (Transport Stream) 傳輸流，針對易發(fā)生錯誤的環(huán)境將多個獨立時間基點的多道節(jié)目合成單獨的數(shù)據(jù)流，比如射頻等各種傳輸信道，屬于同一套節(jié)目的各個PES分組具有相同的。TS是我們有線電視技術(shù)中的重點。
5碼流中包的傳輸
傳輸流是最基本的傳輸實現(xiàn)，數(shù)據(jù)最終以碼流的方式輸出。碼流部分其實就是DVB協(xié)議的最底層，類似于TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層，這一層的主要任務(wù)的是數(shù)據(jù)打包，數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)和傳輸。
碼流中最基本的單位是包(Packet，又稱為分組),前4BYTE是包頭，后184BYTE為負(fù)載。有的包大小為204字節(jié)，那是因為在原來的188字節(jié)后加了16字節(jié)的前向糾錯(R-S編碼)，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理時可以直接裁剪掉。在實際的數(shù)字電視應(yīng)用中，因為實際信道會有各種干擾導(dǎo)致的誤碼，這16個字節(jié)的糾錯是必然要使用的。
包是信息的最小單位，包的類型由包中的負(fù)載決定。一個包有可能是視頻、音頻、輔助信息或者是填充的空包。
碼流的速率稱為碼率，單位是bit/s,因此可以計算出一個100M的碼流文件在碼流發(fā)生器上以38M碼率發(fā)送時，持續(xù)時間是：100M(BYTE) × 8 / 38M = 21.05秒
碼流傳輸采用時分復(fù)用方法，也就是說同一時間只能傳輸一個包，多個包通過排序的方式，在不同的時間里依序進(jìn)行傳輸，就像行人搭乘扶手電梯一樣。
視頻基本流先是被封裝，成為視頻打包基本流(VPES)，因為TS流的基本傳輸單元是TS包，因此VPES再次被打包成TS包，然后它和其它的眾多TS包一起，混合(復(fù)用)到TS流中送出。在TS包的結(jié)構(gòu)中，有一個叫做PID的字段，協(xié)議規(guī)定，對于要進(jìn)行傳輸?shù)囊粋€組件，或者一個Section,當(dāng)被封裝為TS包時，其PID相同。例如：江蘇衛(wèi)視的一個節(jié)目《非誠勿擾》，裝載它的各個包，其PID為一個值0123，音頻數(shù)據(jù)則在PID為0124的包中傳輸。抽取出擁有相同PID的所有包，依序重組在一起，就是一個原始數(shù)據(jù)源。如果我們依序過濾出PID為0123的包，將其重新組合，就成了打包前的VPES流(即視頻打包基本流)。因此，我們從機(jī)頂盒的角度，就把“獲得某節(jié)目視頻流數(shù)據(jù)”的任務(wù)，轉(zhuǎn)化成了“得知該節(jié)目視頻所在PID”的任務(wù)。
6STB如何找到節(jié)目
DVB網(wǎng)絡(luò)的樹狀結(jié)構(gòu)，層次從高到低分別為Network網(wǎng)絡(luò) > Transport Stream傳輸流 > Service 服務(wù)> Component組件。
在全球范圍內(nèi)，每一個正式的網(wǎng)絡(luò)都有一個唯一的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，就是Network ID。在各自的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)，有很多TS流，而這些TS流也都有各自的標(biāo)識，每一個TS流都在不同的頻點上，一個頻點有多個TS流傳輸?shù)接脩艏抑?。單單是這些，用戶使用機(jī)頂盒仍然不能找到每個臺對應(yīng)的節(jié)目，機(jī)頂盒需要將頻道中設(shè)置Service_ID與TS流中的Service_ID相對應(yīng)才能夠找到相應(yīng)的節(jié)目。
在MPEG-2協(xié)議中，采用了一種索引的思路來進(jìn)行節(jié)目的尋找?？梢詰{著直接檢查TS包頭的PID找到PAT表。PAT表指出了當(dāng)前這個TS流中包含的各個節(jié)目所對應(yīng)的PMT表的PID。此時就能通過檢索PID的方式，把這個PMT表找出來。PMT表叫做節(jié)目映像表，它指出了它所描述的節(jié)目其所對應(yīng)的視頻流、音頻流、PCR(時間參考信息)的PID，即它提供了找到各個組件的“繩頭”。我們以視頻為例，既然有了視頻所在TS包的PID，那就在當(dāng)前TS流中過濾出PID等于這個PID值的包， 這些過濾出來的包依序排列，就可以從這些包中先還原出視頻打包基本流VPES，然后再將多個VPES還原出視頻基本流。按照上述的方法，我們就可以分別地得到一個節(jié)目的各個組件。有了視頻基本流、音頻基本流、參考時鐘，機(jī)頂盒就能夠?qū)?jié)目進(jìn)行解碼，輸出顯示在電視畫面上了。
機(jī)頂盒得到了視頻和音頻的解碼后，還需要得到節(jié)目的名稱和EPG信息。SDT就是服務(wù)描述表，它最重要的作用就是給出各個節(jié)目的名稱、節(jié)目提供商的信息等。EIT表列出當(dāng)前及后續(xù)的電視節(jié)目，包括了節(jié)目名稱及播出時間。
一根同軸電纜中會同時有很多個頻點在傳送信號，即存在多路TS流。但是解碼一側(cè)，即機(jī)頂盒，由于只有一個高頻頭，因此同一時間只能調(diào)在某一頻點上，只能接收一路TS流。
在整個網(wǎng)絡(luò)(即包含所有TS流)中，需要有一個表來描述這整個網(wǎng)絡(luò)，比如這個網(wǎng)絡(luò)中有哪些頻點是有節(jié)目信號的，哪些是沒有的，這就是NIT表。這個表在實際運(yùn)營中會在所有的頻點上都存在。
7CA系統(tǒng)
為了使機(jī)頂盒能夠達(dá)到運(yùn)營商可管可控，我們對單、雙向機(jī)頂盒使用授權(quán)和鑒權(quán)的機(jī)制。
如果一個網(wǎng)絡(luò)是雙向廣播網(wǎng)絡(luò)，那么可以使用鑒權(quán)認(rèn)證的方式實現(xiàn)條件接收，也就是說使用終端與局端雙向交互、動態(tài)獲取密碼的方法。但有些地方的廣電網(wǎng)絡(luò)是單向網(wǎng)絡(luò)，這就要依靠授權(quán)的方式實現(xiàn)“條件接收”，授權(quán)是不需申請，局端直接將有權(quán)觀看的節(jié)目的密鑰發(fā)給機(jī)頂盒。
機(jī)頂盒運(yùn)營商首先需要對節(jié)目傳輸流進(jìn)行加擾，有以下過程：
7.1碼流加擾：
加擾過程是在發(fā)送端用一個偽隨機(jī)序列(CW，Control Word)對復(fù)用后的TS流進(jìn)行實時擾亂控制，使用加擾序列控制對打包的圖像信號進(jìn)行擾亂。接收端必須獲得CW，再次對碼流進(jìn)行位運(yùn)算才能將碼流還原，只有授權(quán)用戶才能獲取CW，才能對碼流進(jìn)行解擾。但CW如果明文傳輸，則很容易被破解，因此提出需要對CW進(jìn)行加密，在碼流中傳送的是密文信息。
7.2CW加密
發(fā)送端采用SK(加密密鑰)對CW進(jìn)行加密，傳輸加密后的數(shù)據(jù)(ECM)，機(jī)頂盒必須首先獲得SK，然后使用SK對ECM進(jìn)行解密,使之成為CW。
7.3SK加密
每一臺授權(quán)的機(jī)頂盒都有一張機(jī)卡配對的智能卡，在卡內(nèi)保存有一個或多個PDK(個人密鑰)，在發(fā)送端運(yùn)用PDK對SK進(jìn)行加密，生成數(shù)據(jù)以EMM的形式打包進(jìn)碼流中。這樣保證只有擁用該P(yáng)DK的用戶才能解密得到SK。CA與智能卡是配合使用的，即一個運(yùn)營環(huán)境中，機(jī)頂盒上的智能卡與局端配合的CA是同一公司的產(chǎn)品，是成套使用的。原因是產(chǎn)生ECM與EMM的算法都是CA廠家的核心機(jī)密，不可能外露。
數(shù)字電視技術(shù)論文3000字篇二
數(shù)字電視傳輸技術(shù)
摘要 隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字電視已經(jīng)在逐步取代傳統(tǒng)電視的地位，其優(yōu)勢是對信號進(jìn)行了數(shù)字化處理，信號的傳輸效率和質(zhì)量得到了明顯的提高，但是目前的技術(shù)仍然存在著很大的發(fā)展空間。本文首先探討了這3種傳輸方式以及傳輸標(biāo)準(zhǔn)，最后提出了數(shù)字電視傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞 數(shù)字電視;傳輸技術(shù);發(fā)展趨勢
中圖分類號TN94 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2012)71-0196-02
1 數(shù)字電視傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)
1.1 地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)
地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)模式相對于其他兩種模式而言更為流行通用，這種模式是依靠處于制高點位置的天線來發(fā)射信號，受眾必須要通過天線來接收電視臺發(fā)射的電視信號。通過地面網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘柛采w面更廣，適用性更好，還有著較強(qiáng)的可控制性和抗打擊性。尤其是在人口相對較少的農(nóng)村地區(qū)，地面?zhèn)鬏敻荏w現(xiàn)出其快捷性，通過這種方式信號可以傳遞到更多的受眾。但是地面?zhèn)鬏敱旧硪泊嬖谥恍﹩栴}，就是因為地面?zhèn)鬏斝诺垒^長，比較容易受到噪聲影響、脈沖干擾等，因此接收天線只有放在室外才能較好地接收信號。
1.2 有線傳輸網(wǎng)絡(luò)
有線傳輸網(wǎng)絡(luò)主要以光纖和同軸電纜作為傳遞媒介，這種傳輸方式不需要與地面?zhèn)鬏斈菢訉ν活l率做出不同的規(guī)劃，也就不需要規(guī)定全國性的信號傳輸波段，其而其可以實現(xiàn)一個地區(qū)一個網(wǎng)絡(luò)，意味著每一個地區(qū)可以根據(jù)自身的特點構(gòu)建與之相適應(yīng)的傳輸系統(tǒng)，因而這種傳輸方式的靈活性更強(qiáng)，更容易實現(xiàn)企業(yè)化經(jīng)營，用戶則必須要使用有線制式機(jī)頂盒來接收數(shù)字電視信號。這種傳輸方式已經(jīng)得到了很多國家的廣泛使用，目前采用的是DVB-C標(biāo)準(zhǔn)，但是隨著技術(shù)和業(yè)務(wù)的發(fā)展其已經(jīng)出現(xiàn)了不適應(yīng)，因而DVB已經(jīng)研發(fā)了DVB-C2這一新標(biāo)準(zhǔn)，其可以將現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)傳輸容量利用效率提高[1]。
1.3 衛(wèi)星傳輸網(wǎng)絡(luò)
衛(wèi)星傳輸首先是將數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)化為微波的形式，然后再發(fā)送到通信衛(wèi)星，最后通過衛(wèi)星將這些經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號傳遞給廣大地區(qū)受眾。用戶要接收這些經(jīng)轉(zhuǎn)化的信號必須使用衛(wèi)星制式機(jī)頂盒和衛(wèi)星信號接收天線。我國有著廣闊的農(nóng)村地區(qū)及地形復(fù)雜的偏遠(yuǎn)地區(qū)，僅僅通過地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)絡(luò)難以滿足這些廣大地區(qū)的用戶需求，是因為這些網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋到這些地區(qū)，而衛(wèi)星傳輸方式正好彌補(bǔ)了這些不足，這是由于衛(wèi)星傳輸?shù)母采w面非常廣，傳輸效率高的特點決定的。目前世界上通用的仍是1994年頒布的DVB-S，但是隨著通訊業(yè)務(wù)的發(fā)展，DVB-S出現(xiàn)了短板，因此在2004年頒布了功能更強(qiáng)的DVB-S2，其傳輸性能以及業(yè)務(wù)支持能力都有著明顯的提升，目前正越來越得到廣泛的應(yīng)用。
2 我國數(shù)字電視傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)
我國使用的數(shù)字電視信號傳輸方式是地面?zhèn)鬏?，一直都是我國無線領(lǐng)域眾人關(guān)注的焦點，尤其是對其采用的標(biāo)準(zhǔn)國家更是做出了強(qiáng)制性規(guī)定，即DMB-T標(biāo)準(zhǔn)。政府制定這樣一個標(biāo)準(zhǔn)是因為我國是一個人口眾多的消費大國，數(shù)字傳輸技術(shù)必須要有自己的知識產(chǎn)權(quán)，這樣既能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需要，更能防止國外對我國技術(shù)的封鎖。
我國DMB-T標(biāo)準(zhǔn)制定也借鑒了國外已經(jīng)成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并將數(shù)字信號傳輸?shù)淖钚卵芯砍晒谌肫渲?。DMB-T可以說既能國際標(biāo)準(zhǔn)，又符合我國特殊的國情，DMB-T的投入使用使我國成為了世界上僅次于歐洲、美國和日本擁有自己的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的國家。以往的技術(shù)都是使用OFDM系統(tǒng)保護(hù)間隔時域，而國標(biāo)則用PN序列時域取代了它的位置實現(xiàn)同步正交分復(fù)用技術(shù)，并將最新的前向糾錯編碼技術(shù)融合其中，更好地處理分級調(diào)制和編碼。DMB-T標(biāo)準(zhǔn)與國際上的三大標(biāo)準(zhǔn)相比具有自身的應(yīng)用特色以及優(yōu)良的整體性能，最重要的是采用了自主研發(fā)的技術(shù)獲得了清晰的自主知識產(chǎn)權(quán)。
DMB-T標(biāo)準(zhǔn)主要有包括3個突出的技術(shù)，其一是時域同步的正交多載波技術(shù)，其可以解決困擾地面?zhèn)鬏數(shù)亩鄰筋l率選擇性衰落問題，主要是充分利用了TDS-OFDM能將時域和頻域的傳輸結(jié)合在一起，從而更好地控制信號以達(dá)到穩(wěn)健同步跟蹤性能，這種方法不再使用歐洲復(fù)雜的迭代算法和強(qiáng)功率技術(shù)，更好地解決了系統(tǒng)同步與信道估計問題，其二是采用了PN序列填充技術(shù)[2]，能夠更好地應(yīng)用于解決快速系統(tǒng)同步問題，可以實現(xiàn)頻率同步等，還可以一定程度上解決多徑干擾問題，提高頻譜的利用效率。其三是采用了前向糾錯編碼技術(shù)，這種技術(shù)通過信的系統(tǒng)級聯(lián)糾錯內(nèi)碼和最小歐式距離最大化解決了多載波COFDM技術(shù)存在的問題，性能也比ATSC更加穩(wěn)定。
3 我國數(shù)字電視傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢
3.1 三網(wǎng)融合
目前我國正在大力進(jìn)行DTMB的推廣宣傳，使其已經(jīng)形成了一條產(chǎn)業(yè)鏈條，香港特區(qū)政府在2007年也認(rèn)同了DTMB這一標(biāo)準(zhǔn)并投入使用[3]，這也標(biāo)志著我國地面數(shù)字電視技術(shù)已經(jīng)步入成熟階段，但是我國的移動數(shù)字電視技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)字電視傳輸技術(shù)仍然還處于起步階段，在技術(shù)和業(yè)務(wù)上都還存在著很多問題，例如國內(nèi)的大型網(wǎng)絡(luò)企業(yè)各自為政，造成了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重復(fù)建設(shè)，浪費了國家資源，因此移動網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及無線網(wǎng)這三網(wǎng)融合是一個必然的趨勢。
3.2 采用高階調(diào)制技術(shù)
廣電行業(yè)的頻譜使用率低是一個世界性的問題，未來的努力方向應(yīng)該是充分運(yùn)用各種技術(shù)來提高頻譜的使用率。高階調(diào)制技術(shù)是解決這一問題的有效方法，但是在解決問題的同時會產(chǎn)生一些其他的小問題，比如在相同的發(fā)射功率下，接收機(jī)工作門限的上升會使得覆蓋范圍變小， 雖然利用單頻網(wǎng)可以增加覆蓋范圍，但是這同時也會增加干擾，同時在高階調(diào)制下，接收機(jī)的性能對于干擾、噪聲會表現(xiàn)得更為敏感，這對高階調(diào)制技術(shù)提出了一個新的挑戰(zhàn)，就是要在提高使用效率的同時確保覆蓋率。另外在高階調(diào)制下RF損傷更容易對數(shù)字基帶信號帶來負(fù)面影響，因而這就要求能夠研發(fā)性能更強(qiáng)的射頻器件，會使得高階調(diào)制技術(shù)的成本上升。
3.3 滿足3D視覺效果
目前雖然已經(jīng)實現(xiàn)了信號的數(shù)字傳輸，但是其還不能給人們帶來視覺上的最佳體驗。3D電影已經(jīng)成為人們視覺體驗的潮流，但是當(dāng)前的傳輸技術(shù)觀看3D電影還是需要戴眼鏡，而長時間戴眼鏡對眼睛造成傷害，這就必然使得數(shù)字傳輸技術(shù)向著滿足裸眼欣賞3D視覺效果的方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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