地面数字电视系统的架构及工作原理剖析

1、地面数字电视系统组成架构及工作原理剖析摘要：地面数字电视具有抗扰能力强、画质淸晰、音质保貞度髙、传播模式灵活的特点。 现阶段，地而数字电视是人们获取时事新闻、影视信息的主要途径。而传统的的模拟电视已 渐渐退出历史舞台，这也是近阶段我国迎来模拟电视关停潮的主要原因。本文对地面数字电 视系统组成架构进行了详细的论述，并对系统工作原理进行剖析。关键词：地面数字电视；组成架构；工作原理O引言现如今，互联网信息及英应用已日益渗透到人们的日常生活中，作为传统的广播电视也 在寻求新的突破，要想跟上时代发展，一方面要在新技术应用上下功夫，另一方面要与新媒 体相互融合。地而数字电视是在传统模拟电视基础上逐步发展

2、起来的，数字电视在节目质量、 传输途径、互动体验、媒体融合方而的优势都是传统模拟电视无法企及的。虽然互联网新型 媒体对广电行业的影响很大，但以"内容为王”的广电行业凭借自身优势，在诸多方而有着 互联网和其它新兴媒体无法取代的地位。以地面数字电视来说，英标淸、髙淸和超清的画面 能给受众带来超强的观感体验：其地波传播、卫星直播、有线传播等多维度的传播优势是网 络新媒体无法实现的。目前，我国的地而数字电视已发展成为集家用电视、移动终端设备、计算机、车载设备等多终端接收、多途径传播为一体的数字电视网络。按收天线上传天线WJ频St务器Internet丿I他媒体樓入调IW 发射机IallK MP

3、KG %RJ2SInternetH他时熔数字码渝4tt字S解码器家用电視I按收电视机 手持PDA tt收发曲塔令线电视网 C解因器家用电观计算机图1地而数字电视组成结构示意图1地面数字电视系统组成结构这里所指的地而数字电视系统不是单一的无线或有线传输，而是泛指多种传输和接收方 式的地而数字电视。概括的讲，地而数字电视传输和接收包括四种形式。一是卫星传输。节 目信号经过处理后，通过上行站发到通讯卫星，通讯卫星再发到下行站，然后经过解调设备 为接收终端提供信号：二是无线传输"节目信号经过处理后通过发射天线向覆盖区发送节目 信号，接收端使用移动终端、家用电视、车载电视接收系统接收肖目信号：

4、三是有线传输。 有线传输，多用于城市或小范围的节目传输：四是网络传输。网络传输是借助互联网，用户 通过解调设备（机顶盒）解调出数字电视信号。图1为地面数字电视组成结构示意图。2地面数字电视系统工作原理地而数字电视的传播有多种方式，但義工作原理都大致相同，图2为典型地而数字电视系统 组成框图。从图中可以看出，整个系统由信号处理和发射部分（前端设备）、信号接收处理部分 （机顶盒）和传输部分组成。图2地面数字电视工作原理框图2.1地面数字电视综合发射系统地面数字电视综合发射系统指的是信号处理和发射系统，也称前端系统。苴主要功能是 对电视信息进行处理，包括模拟信号的数字化转换、音视频编码、用户管理以及

5、计费等几个 方而，是地而数字电视系统的核心部分。综合发射系统包括信息输入、压缩编码、复用器、信 逍编码调制和信号发射几个部分。2.1.1信息输入信息输入部分主要是对来自于各方而的音视频及数据信号进行处理。节目信息通常来自于卫星 接收机、有线无线信号、音视频采集设备、音视频播放设备。采用对应的方法对音视频信号、数 据信号进行处理，达到与输入格式、输入阻抗匹配的目的。列外还要对信号的参数进行设置、对 门限的灵敏度进行调整。2.1.2压缩编码从乞路输入的音视频信号多为模拟信号，模拟信号在传输过程中会有很大的损耗和畸变, 为了克服这个问题，在地面数字电视广播发射系统中，对视、音频进行压缩编码处理。采用

6、 压缩编码的方式，不仅可以减小重要信息的畸变，提高纠错能力，还可以分离非重要信息, 提高频道容量的利用率。2.1.3复用器复用器(MUltiPIeXer)是一种综合系统，主要用于将多个低速率数据流结合为单个髙速 率数据流。通常包含一左数目的数据输入，n个地址输入(以二进制形式选择一种数拯输入)。 为了提高信道利用率，使多个信号沿同一信道传输而互相不干扰，采用较多的频分多路复用 和时分多路复用。频分多路复用用于模拟通信，时分多路复用用于数字通信。在地而数字电 视系统中，编码器输出的音、视频数据流先进行打包，然后再送到复用器。2.1.4信道编码调制复用器输出的传输数据包经过分离器送至信逍适配部分，

7、然后进行复用适配、能量扩散、 R-S编码、卷积交织等处理，最后合成一路进行基带处理和时域同步下交频分复用调制 (TDS-OFDM) O OFDM调制器输出调制信号，经过射频变换器转换成射频信号，最后对射频信 号进行放大。由发射机发射出去。2.1.5信号发射信号发射部分由发射机和天线部分组成，其主要作用是对射频信号进行放大。不同的传输 方式采用不同的发射机。如果采用卫星传输，射频调制采用QPSK方式：如果是有线传输， 射频调制采用QAM调制；如果是微波发射，射频调制采用COFDM方式调制。期外如果接入互 联网，采用互联网调制方式。2.2地面数字电视综合接收系统从图2可以看出，地面数字电视综合接收

8、系统和地而数字电视发射系统的工作过程正好相反。 地而数字电视的接收工作由综合解调器(机顶盒)来完成。根据信号传输的方式，机顶盒可分 为卫星机顶盒、有线机顶盒、地而波机顶盒和IP机顶盒。不同的机顶盒区别在于解调方式不同， 其他部分工作原理大致相同。2.2.1解调器无论哪一种传输方式，信息的都是采用调制射频(RF)的方式，接收端首先从射频中解调出 有用信号。解调器的工作过程与调制器正好相反。解调器由调谐电路、A/D转换电路和解调电 路组成。2.2.2信道编码解调器信道编码解调器和发送端的信道编码调制器工作过程相反。信道解码输岀的MPEG-2多节目 传输流数据，送给解复用器。2.2.3 解解复用器从

9、MPEG-2传输流数据中抽出一个节目的已打包的视音频基本流(PES)数据，包 括视频PES,音频PES和辅助数据PES,解复用器中包含一个解扰引擎，可在传输流层和PES层 对加扰的数据进行解扰，解复用器输出的是已解扰的视音频PESa2.2.4 音码视频PES送入视频解码器，取岀MPEG-2视频数据并对苴解码后，输出到模拟编码器，编码 成模拟视频信号，再经视频输出电路输出。音频PES送入音频解码器，取出MPEG-2音频数据 并对其解码,输出PCM音频数据到音频D/A变换器,音频DZA变换器输出模拟立体声音频信号， 经音频输出电路输出。音频送到髙保真功放电路进行放大，由髙保貞音响还原声音；视频送到

10、 高清晰显示器还原高淸信号。2.3地面数字电视的传输早期的地面数字电视多采用电视塔发射和有线(光缆)传输方式，随着互联网信息技术的 不断发展，单方而彼动式的接收方式已经远远不能满足人们的观感需求，卫星直播数字电视、 网络数字电视的问世，很好的解决了数字电视的时效性和互动性，人们不是被动的接收电视 节目，而是有选择的观看节目，不仅如此，还可以利用终端设备与电视台、信息平台进行互 动，除了可以观看高质疑的电视、电影、娱乐节目以外，还可以实现网络互动，网络购物等 活动。多途径的传播方式，为地面数字电视业务运营的灵活性和经济性打下基础。3结束语随着新技术的不断应用，如今的4K超淸数字电视分辨率可以做到4096×2160个像素，可以 说是纤亳毕露，几乎可以完全还原节目原始信息，这是英他传播媒体很难突破的。在5G通讯 业务逐步展开、多媒体融合发展，打造智栽广电的大背景下，