數字電視技術論文3000字
數字電視就是節(jié)目從有線電視臺傳輸到我們家里，這一過程中節(jié)目是以數字信號的形式存在。下面是學習啦小編整理的電視技術論文3000字，希望你能從中得到感悟!
數字電視技術論文3000字篇一
淺談有線電視技術
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域的工作者們。無論目前機頂盒發(fā)展成什么樣子，都離不開這些基本的有線電視技術，有線電視的技術可以由用戶家里使用的機頂盒開始延伸至發(fā)送信號的衛(wèi)星。在信號的傳遞需要經過哪些設備與處理，本文將進行介紹。
關鍵詞：數字電視，機頂盒，碼流，CA
中圖分類號：TN943文獻標識碼： A
1數字電視
數字電視就是節(jié)目從有線電視臺傳輸到我們家里，這一過程中節(jié)目是以數字信號的形式存在。簡而言之，數字電視以數字信號的形式進行電視信號的產生、存儲及傳輸。
數字信號具有很強的抗干擾能力，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。數字信號物理值不直接擁有表征意義，在某些數字電路中，一個電壓波形，當它低于1V時，無論到底是多大，都表征“0”;而當它高于1V時，則被視為“1”。也就是說，數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。當該物理量的值落在某一區(qū)間內時，就將其判定為某一約定好的數字值，這就是數字信號與模擬信號的本質差異。當數字信號受到干擾時，只要其當前值仍然落在其應該在的區(qū)間內，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，數字電視系統(tǒng)能更有效地利用帶寬。再者，數字電視使用的MPEG-2編碼，能支持多種不同分辨率及復雜度的編碼方式，使節(jié)目的視音頻質量能隨需應變，且能滿足較高的觀賞需要。此外，如果運營中能使用雙向網絡，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，可以衍生出許多增值業(yè)務。
2節(jié)目傳輸
有線的節(jié)目來源有多種，大多數是通過衛(wèi)星接收機、模擬傳輸等得到節(jié)目，然后將這些節(jié)目源加入復用器將多個節(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解調器將多個流再放在一個頻點內，因為一個QAM只能解調一個頻點，所以一般情況下是需要多個QAM解調器。多個QAM解調出多個頻點信號，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網絡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數字電視解決方案
在整個數字電視的運營系統(tǒng)中可以由五層組成：
運營支撐層：這層有網絡管理、資源管理、用戶管理。
業(yè)務控制層：認證及鑒權系統(tǒng)。
業(yè)務及支撐層：EPG系統(tǒng)、增值應用。
業(yè)務傳輸層：視頻編碼、碼流復用、業(yè)務數據插入、DVB加擾。
用戶接入層：機頂盒。
這里只對有線電視技術的架構做一個概括習慣的介紹，具體的系統(tǒng)這里就不做詳細介紹了。
4MPG-2系統(tǒng)層
MPEG是一種視音頻編碼標準。MEPG-2不僅僅包括了編碼，還包括了碼流的封裝格式及數據流的格式。所以，數字電視廣播系統(tǒng)通常使用MPEG-2協(xié)議。以其為基礎，DVB組織增加了一些內容，使其更適應于數字電視業(yè)務，就產生出了DVB標準。
MPEG-2的系統(tǒng)層定義了兩種碼流結構：
PS (Program Stream) 節(jié)目數據流，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)目合成單獨的數據流，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中的重點。
5碼流中包的傳輸
傳輸流是最基本的傳輸實現，數據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)議的數據鏈路層，這一層的主要任務的是數據打包，數據幀結構和傳輸。
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)，需要進行轉換處理時可以直接裁剪掉。在實際的數字電視應用中，因為實際信道會有各種干擾導致的誤碼，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(復用)到TS流中送出。在TS包的結構中，有一個叫做PID的字段，協(xié)議規(guī)定，對于要進行傳輸的一個組件，或者一個Section,當被封裝為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，音頻數據則在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，就是一個原始數據源。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，我們從機頂盒的角度，就把“獲得某節(jié)目視頻流數據”的任務，轉化成了“得知該節(jié)目視頻所在PID”的任務。
6STB如何找到節(jié)目
DVB網絡的樹狀結構，層次從高到低分別為Network網絡 > Transport Stream傳輸流 > Service 服務> Component組件。
在全球范圍內，每一個正式的網絡都有一個唯一的網絡標識，就是Network ID。在各自的網絡區(qū)域內，有很多TS流，而這些TS流也都有各自的標識，每一個TS流都在不同的頻點上，一個頻點有多個TS流傳輸到用戶家中。單單是這些，用戶使用機頂盒仍然不能找到每個臺對應的節(jié)目，機頂盒需要將頻道中設置Service_ID與TS流中的Service_ID相對應才能夠找到相應的節(jié)目。
在MPEG-2協(xié)議中，采用了一種索引的思路來進行節(jié)目的尋找。可以憑著直接檢查TS包頭的PID找到PAT表。PAT表指出了當前這個TS流中包含的各個節(jié)目所對應的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，機頂盒就能夠對節(jié)目進行解碼，輸出顯示在電視畫面上了。
機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，即機頂盒，由于只有一個高頻頭，因此同一時間只能調在某一頻點上，只能接收一路TS流。
在整個網絡(即包含所有TS流)中，需要有一個表來描述這整個網絡，比如這個網絡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。這個表在實際運營中會在所有的頻點上都存在。
7CA系統(tǒng)
為了使機頂盒能夠達到運營商可管可控，我們對單、雙向機頂盒使用授權和鑒權的機制。
如果一個網絡是雙向廣播網絡，那么可以使用鑒權認證的方式實現條件接收，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絡是單向網絡，這就要依靠授權的方式實現“條件接收”，授權是不需申請，局端直接將有權觀看的節(jié)目的密鑰發(fā)給機頂盒。
機頂盒運營商首先需要對節(jié)目傳輸流進行加擾，有以下過程：
7.1碼流加擾：
加擾過程是在發(fā)送端用一個偽隨機序列(CW，Control Word)對復用后的TS流進行實時擾亂控制，使用加擾序列控制對打包的圖像信號進行擾亂。接收端必須獲得CW，再次對碼流進行位運算才能將碼流還原，只有授權用戶才能獲取CW，才能對碼流進行解擾。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進行加密，傳輸加密后的數據(ECM)，機頂盒必須首先獲得SK，然后使用SK對ECM進行解密,使之成為CW。
7.3SK加密
每一臺授權的機頂盒都有一張機卡配對的智能卡，在卡內保存有一個或多個PDK(個人密鑰)，在發(fā)送端運用PDK對SK進行加密，生成數據以EMM的形式打包進碼流中。這樣保證只有擁用該PDK的用戶才能解密得到SK。CA與智能卡是配合使用的，即一個運營環(huán)境中，機頂盒上的智能卡與局端配合的CA是同一公司的產品，是成套使用的。原因是產生ECM與EMM的算法都是CA廠家的核心機密，不可能外露。
數字電視技術論文3000字篇二
數字電視傳輸技術
摘要 隨著數字技術的飛速發(fā)展，數字電視已經在逐步取代傳統(tǒng)電視的地位，其優(yōu)勢是對信號進行了數字化處理，信號的傳輸效率和質量得到了明顯的提高，但是目前的技術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準，最后提出了數字電視傳輸技術的發(fā)展趨勢。
關鍵詞 數字電視;傳輸技術;發(fā)展趨勢
中圖分類號TN94 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)71-0196-02
1 數字電視傳輸的網絡
1.1 地面?zhèn)鬏斁W絡
地面?zhèn)鬏斁W絡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。通過地面網絡傳輸的信號覆蓋面更廣，適用性更好，還有著較強的可控制性和抗打擊性。尤其是在人口相對較少的農村地區(qū)，地面?zhèn)鬏敻荏w現出其快捷性，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 有線傳輸網絡
有線傳輸網絡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，其而其可以實現一個地區(qū)一個網絡，意味著每一個地區(qū)可以根據自身的特點構建與之相適應的傳輸系統(tǒng)，因而這種傳輸方式的靈活性更強，更容易實現企業(yè)化經營，用戶則必須要使用有線制式機頂盒來接收數字電視信號。這種傳輸方式已經得到了很多國家的廣泛使用，目前采用的是DVB-C標準，但是隨著技術和業(yè)務的發(fā)展其已經出現了不適應，因而DVB已經研發(fā)了DVB-C2這一新標準，其可以將現有的有線網絡傳輸容量利用效率提高[1]。
1.3 衛(wèi)星傳輸網絡
衛(wèi)星傳輸首先是將數字電視信號轉化為微波的形式，然后再發(fā)送到通信衛(wèi)星，最后通過衛(wèi)星將這些經轉化的信號傳遞給廣大地區(qū)受眾。用戶要接收這些經轉化的信號必須使用衛(wèi)星制式機頂盒和衛(wèi)星信號接收天線。我國有著廣闊的農村地區(qū)及地形復雜的偏遠地區(qū)，僅僅通過地面?zhèn)鬏斁W絡和有線電視網絡難以滿足這些廣大地區(qū)的用戶需求，是因為這些網絡難以覆蓋到這些地區(qū)，而衛(wèi)星傳輸方式正好彌補了這些不足，這是由于衛(wèi)星傳輸的覆蓋面非常廣，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)務的發(fā)展，DVB-S出現了短板，因此在2004年頒布了功能更強的DVB-S2，其傳輸性能以及業(yè)務支持能力都有著明顯的提升，目前正越來越得到廣泛的應用。
2 我國數字電視傳輸的標準
我國使用的數字電視信號傳輸方式是地面?zhèn)鬏敚恢倍际俏覈鵁o線領域眾人關注的焦點，尤其是對其采用的標準國家更是做出了強制性規(guī)定，即DMB-T標準。政府制定這樣一個標準是因為我國是一個人口眾多的消費大國，數字傳輸技術必須要有自己的知識產權，這樣既能滿足人們日益增長的物質文化需要，更能防止國外對我國技術的封鎖。
我國DMB-T標準制定也借鑒了國外已經成熟的技術標準，并將數字信號傳輸的最新研究成果融入其中。DMB-T可以說既能國際標準，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字電視標準的國家。以往的技術都是使用OFDM系統(tǒng)保護間隔時域，而國標則用PN序列時域取代了它的位置實現同步正交分復用技術，并將最新的前向糾錯編碼技術融合其中，更好地處理分級調制和編碼。DMB-T標準與國際上的三大標準相比具有自身的應用特色以及優(yōu)良的整體性能，最重要的是采用了自主研發(fā)的技術獲得了清晰的自主知識產權。
DMB-T標準主要有包括3個突出的技術，其一是時域同步的正交多載波技術，其可以解決困擾地面?zhèn)鬏數亩鄰筋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合在一起，從而更好地控制信號以達到穩(wěn)健同步跟蹤性能，這種方法不再使用歐洲復雜的迭代算法和強功率技術，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[2]，能夠更好地應用于解決快速系統(tǒng)同步問題，可以實現頻率同步等，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，這種技術通過信的系統(tǒng)級聯(lián)糾錯內碼和最小歐式距離最大化解決了多載波COFDM技術存在的問題，性能也比ATSC更加穩(wěn)定。
3 我國數字電視傳輸技術的發(fā)展趨勢
3.1 三網融合
目前我國正在大力進行DTMB的推廣宣傳，使其已經形成了一條產業(yè)鏈條，香港特區(qū)政府在2007年也認同了DTMB這一標準并投入使用[3]，這也標志著我國地面數字電視技術已經步入成熟階段，但是我國的移動數字電視技術和無線網絡數字電視傳輸技術仍然還處于起步階段，在技術和業(yè)務上都還存在著很多問題，例如國內的大型網絡企業(yè)各自為政，造成了網絡基礎設施的重復建設，浪費了國家資源，因此移動網、互聯(lián)網以及無線網這三網融合是一個必然的趨勢。
3.2 采用高階調制技術
廣電行業(yè)的頻譜使用率低是一個世界性的問題，未來的努力方向應該是充分運用各種技術來提高頻譜的使用率。高階調制技術是解決這一問題的有效方法，但是在解決問題的同時會產生一些其他的小問題，比如在相同的發(fā)射功率下，接收機工作門限的上升會使得覆蓋范圍變小， 雖然利用單頻網可以增加覆蓋范圍，但是這同時也會增加干擾，同時在高階調制下，接收機的性能對于干擾、噪聲會表現得更為敏感，這對高階調制技術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。另外在高階調制下RF損傷更容易對數字基帶信號帶來負面影響，因而這就要求能夠研發(fā)性能更強的射頻器件，會使得高階調制技術的成本上升。
3.3 滿足3D視覺效果
目前雖然已經實現了信號的數字傳輸，但是其還不能給人們帶來視覺上的最佳體驗。3D電影已經成為人們視覺體驗的潮流，但是當前的傳輸技術觀看3D電影還是需要戴眼鏡，而長時間戴眼鏡對眼睛造成傷害，這就必然使得數字傳輸技術向著滿足裸眼欣賞3D視覺效果的方向發(fā)展。
參考文獻
[1]肖科.淺談數字電視傳輸技術的發(fā)展及趨勢[J].中國對外貿易，2011(20).
[2]蔡亞芳.王飛.數字電視傳輸網絡技術與標準[J].中國新技術新產品，2010(4).
[3]畢國輝.數字電視傳輸技術發(fā)展趨勢[J].華章，2011(12).
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