数字电视广播原理与应用1

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1、第8章有线数字电视广播系统数字电视广播系统概述8.1有线数字电视的传送层8.2有线前端的构成和工作原理8.3有线数字电视接收机8.4MPEG-2数据信号接口8.58.1数字电视广播系统概述在模拟电视广播系统向数字电视广播系统转换过程中，应该说，完成整体的转换包括有线数字电视广播、卫星数字电视广播和地面数字电视广播三种传输系统全面地实现全数字化，用户通过相应的数字接收装置可以完美接收全数字电视节目。8.2.1MPEG-2在DVB系统中的实施8.2.2有线数字电视的传送层8.2.3传送层数据帧的帧结构8.2有线数字电视的传

2、送层有线数字电视的信道编码输入是信源编码器的MPEG-2传送层数据流输出，其数据流结构如图8-1所示。8.2.1MPEG-2在DVB系统中的实施8.2.2有线数字电视的传送层图8-1MPEG-2传送层数据流结构输入至信道编码器的188字节数据包首先组织成由每8个数据包构成的数据帧，其帧结构如图8-2所示。8.2.3传送层数据帧的帧结构图8-3有线前端构成的原理框图8.3有线前端的构成和工作原理8.3.1基带物理接口8.3.2同步反转和数据随机化8.3.3RS编码8.3.4卷积交织8.3.5字节到m比特符号的映射变换8.

3、3.6差分编码8.3.7基带成形8.3.8数字信号电平8.3.9数字频道载频位置8.3.10QAM调制器特性要求这里，有线前端即指有线数字电视广播系统中的信道编码和高频调制部分，如图8-3所示，其输入来自本地MPEG-2节目源、分配链路或再复用系统，其输出去往高频有线信道。后面各小节将叙述前端内的数字信号处理流程。图8-3有线前端构成的原理框图图8-3中的第一个方框是基带物理接口，其作用是使传送流的数据结构与信号源格式相匹配。8.3.1基带物理接口1.同步反转如前面所述，为了标识每个数据帧中第1个数据包的出现，其同步字

4、节以47H的反码47H传输，同步反转（SYNC1反转）即完成此作用，接收端能据此区分数据帧的界限。8.3.2同步反转和数据随机化数据随机化的实现方法是用一个PRBS（伪随机二进制序列）发生器产生一个PRBS流，与输入数据流的逐个比特进行XOR（异或）运算。2.数据随机化DVB系统采用的PRBS生成多项式如下：G（x）=1+x14+x15图8-4示明实现式（8-3）的逻辑电路框图。如图8-2（b）所示，实际经过1503字节=12024比特后重新初始化，再与输入数据进行异或运算，依此不断地反复运行。图8-4既是对输入数据实

5、施随机化的电路，也是对已随机化的数据实施去随机化的电路。图8-4数据随机化与去随机化原理电路DVB系统中的RS编码是在每188字节后加入16字节的RS码（204，188，t=8），参见图8-5（a）。监督码组的码生成多项式为式中，a=02HEX。本原域生成多项式为8.3.3RS编码为提供抗突发干扰的能力，在RS编码后采用字节为单元的交织，称为字节交织或卷积交织，交织深度I=12字节。204=17×12。采用基于Forney方法的交织电路，它由以字节为单元的FIFO移位寄存器组成，有0～11共12条支路，如图8-6所示。

6、8.3.4卷积交织图8-6卷积交织器和去交织器实际系统中，有线数字电视广播一般采用64QAM调制，如果传输介质性能极好，也可以采用128QAM甚至256QAM调制，在保证必要低的误码率BER值下能使信道传输达到更高的码率，容纳更多的节目数量。相同的频道带宽下，256QAM比之64QAM传输码率可增大一倍。8.3.5字节到m比特符号的映射变换在第7章7.2.5节中介绍过MQAM调制，并以16QAM为例示明了调制器电路和16QAM星座点与码元间的关系。有线数字电视系统的MQAM调制采用了此种星座图配置方式。为此，需对图8-

7、7中的m比特符号作出差分编码。8.3.6差分编码如图8-8所示，对于字节到m比特符号变换器的输出，无论m=4～8（对应于16QAM～256QAM）中的哪一整数值，都将它的前两个最高位比特Ak和Bk进行差分编码，得到Ik和Qk，随后在实施QAM调制时IkQk=00，10，11，01决定了星座图中星座点的象限位置。其余的q=m-2个比特形成2q个星座点，在四个象限内各配置一组。图8-8QAM调制中两个最高位差分编码Ak，Bk生成IkQk的差分编码表如表8-1所示。表8-1Ak，Bk生成Ik，Qk真值表具体的差分编码逻辑式依

8、照表8-1可运算出下列式子，这也是图8-3中“差分编码”框内的逻辑电路功能。此外，2q个星座点在不同象限内还有不同的位置配置，满足π/2旋转不变性的要求。从图8-9（a）中可见，16QAM的星座图中除去IkQk值确定星座点旋转至所在象限位置外，通过图8-8中的映射电路，后两位比特确定的4个星座点的配置从第1象限到第2象限时相应地自