数字电视传输技术ppt课件

1、数字电视传输技术中 国 传 媒 大 学1内容概述数字电视基础数字电视系统关键技术地面数字电视传输技术IPTV数字电视技术2第一部分 数字电视基础3数字电视基础数字电视系统基本构成模数转换信源编码信道编码调制数模转换信源解码信道解码解调信道模拟电视信号输入模拟电视信号输出4数字电视基础1.1、基本概念信道与带宽信道可以分为两种：传输模拟信号的称为模拟信道传输数字信号的称为数字信道 。信道所能传送信号的频率宽度，称为带宽。理想带宽实际带宽5数据传输速率比特率：单位是bit/s简写b/s或bps，表示每秒传输多少个二进制元素。波特率：也就是符号率，每秒传输的符号个数。R=Blog2N（b/s），其中

2、R是比特率，B是波特率，N是n比特的符号数。 符号率带宽/1+a，a为升余弦滚降系数。 数字电视基础6数字电视基础数字电视分类PDTV：比特率为12Mbps，显示清晰度约300线；SDTV：比特率为38Mbps，清晰度为350600线；HDTV：比特率为1820Mbps，显示清晰度为8001000线。注：以上比特率为MPEG2压缩后速率。7数字电视基础有线数字电视标准 DVB-C ATSC-64QAM ATSC-16VSB ISDB-C调制方式 16-64QAM 64QAM 16VSB 64QAM带 宽 8MHz 6MHz 6MHz 6MHz传输速率 31.64Mb/s 41.34Mb/s 4

3、3.05Mb/s 30.31Mb/s滚降系数 15% 15% 11.5% 18%纠错编码 RS(204,188) RS(128,122) RS(207,187) RS(204,188)压缩方式 MPEG-281.2、模拟信号的数字化抽样：时间上连续的取值变为有限个离散取值。 量化：幅度上无限多种连续的样值变为有限个离散值 。编码：用n比特二进制码来表示已经量化了的取样值。传输速率：传输速率=取样频率fs量化比特数。数字电视基础取样编码量化模拟电视信号 数字电 视信号9数字电视基础1.2、模拟信号的数字化模拟信号数字信号10数字电视基础数字电视信号的码率（未压缩）标准清晰度数字电视（SDTV）：

4、 在ITU-R601标准中，采用10bit量化时， 亮度信号的码率为 取样频率 X 量化比特数 = 13.5MHz X 10bit = 135Mbps 2个色差信号的码率为 2 X 6.75MHz X 10bit = 135Mbps SDTV的总码率为 亮度信号码率 + 2个色差信号码率 = 135Mbps + 135Mbps = 270Mbps11数字电视基础高清晰度电视（HDTV）： 在SMPTE274M数字电视标准中，采用10bit量化时， 亮度信号的码率为 取样频率 X 量化比特数 = 74.25MHz X 10bit = 742.5Mbps 2个色差信号的码率为 2 X 37.125

5、MHz X 10bit = 742.5Mbps HDTV的总码率为 亮度信号码率 + 2个色差信号码率 = 742.5Mbps + 742.5Mbps = 1485Mbps12数字电视基础1.3、信源编码编码器传输带宽要求100Mhz左右传输带宽只要求3Mhz左右4:2:2编码、8bit量化未压缩SDTV信号从传输角度上考虑需要进行电视信号压缩解码器13数字电视基础1.3、信源编码编码器从存储角度上考虑需要进行电视信号压缩解码器10分钟要求130Gb存储容量左右10分钟只要求4Gb左右4:2:2编码、8bit量化一帧SDTV图像数据量8.6Mb14数字电视基础1.3、信源编码数据压缩的可能性压

6、缩过程：去除图像中与信息无关或对图像质量影响不大的部分，即冗余部分。电视信号中存在很多这样的冗余部分，这就为压缩提供了可能性。电视信号的冗余性表现在以下几个方面：空间相关冗余 时间相关冗余15数字电视基础1.3、信源编码数据压缩的方式MPEG-1：典型应用如VCD等家用数字音象产品。最高编码速率1.8 Mb/S。MPEG-2MPEG-4： 主要是针对多媒体交互应用等通信领域：是低比特率下的多媒体通信。H.264：在相同的SNR下，平均码流H.264比MPEG-4降低41%，比MPEG-2降低67%（一套SDTV/6Mbps降低为1.98Mbps)161.4、信道编码纠错：在信道编码过程中将附加

7、数据加于数据流之中，在接收端通过校验位来发现有错误的数据字，并给予纠正。交织：编码时将数据码流按已定义的规则“搅乱”，在接受端再将那些“搅乱”的数据字按相反的规则重新排列，恢复出原始次序。 数字电视基础17数字电视基础1.5、调制传输基带信号变为频带信号，频谱搬移；便于远距离传输；QPSK、QAM、OFDM。18第二部分 数字电视系统关键技术19数字电视前端平台 CA系统 NMS系统SMS系统TS流卫星接收机卫星接收机卫星接收机复用器加扰器QAM调制器IP数据视频服务器EPG系统复用器加扰器QAM调制器自办 节目自办 节目模拟 节目复用器加扰器QAM调制器编码器编码器编码器混合器20数字电视前

8、端硬件平台 2.1MPEG-2编码器2.1.1 TS码流的形成 视频编码器音频编码器打包器打包器PS复用TS码流PS码流PESES视频音频数据编码器数据TS复用21数字电视前端硬件平台 2.1MPEG-2编码器PS码流：包的长度可变抗误码能力低适用于相对误码低的环境，如存储、制作DVD等TS码流包的长度固定，188字节抗误码能力较高可用于相对较差的信道环境，如传输等22数字电视前端硬件平台 2.1MPEG-2编码器2.1.1 TS码流的结构188字节包头净荷包头净荷包头净荷适应字段81113包同步误码指示开始指示传送优先级PID加扰控制适应字段控制连续性计数器1224可变长232.1.2编码速

9、率 MPEG-2编码器可由用户选择，把一个频道的电视信号压缩成215Mbps等的数字信号。压缩为6MB/S和8MB/S的图象与没有压缩的图象基本没有区别，但在压缩为4MB/S以下的快速体育运动图象上，则能看到图象的缺陷。 数字电视前端硬件平台 2.1MPEG-2编码器24数字电视前端硬件平台 2.1MPEG-2编码器2.1.3、设备选型序号项目技术指标备注1视频编码方式符合GB/T XXXX MPML 4:2:0 MP4:2:2 （可选）2视音频编码速率MPML 4:2:0 1.5 Mbps -15Mbps3音频采样频率32/48/44.1 kHz 4音频编码方式符合GB/T17975.3-2

10、002和GB/T17191.3-1997的第1层和第2层格式。环绕声可选。5音频编码速率32 kbit/s - 384 kbit/s6输出TS流的符合性包含正确的PAT、PMT SDT （可选）25数字电视前端硬件平台 2.1MPEG-2编码器常用接口同步并行接口（SPI）异步串行接口（ASI）串行数据接口（SDI）262.1.4编码器的使用 一套节目对应一路MPEG-2编码器；输入音视频信号，输出TS流；ASI接口；SDH来的是TS流，无需MPEG-2编码器；SDH是DS-3或E3接口，需适配器转换为ASI接口；增加MPEG-2编码器，还是增加数字卫星接收机？如果卫星上的节目下来就是模拟的，

11、那只能采用编码器。 数字电视前端硬件平台 2.1MPEG-2编码器27数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机2.2.1概述 我国上星的数字电视节目采用的是QPSK调制方式 ，数字卫星接收机都是QPSK解调 。有的虽然是接收卫星上的数字节目，但是输出的还是模拟的音视频信号，不是真正的数字接收机。数字卫星接收机是直接输出TS码流；还有一种就是既能输出模拟信号，又能输出数字的TS码流。 282.2.2 QPSK调制原理 数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机29数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机30数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机312.2.3节目速率举例上星的节目采用QPSK调制

12、解调方式，假设采用的基本码率4.42MBPS，以及RS (204，188)、3/4卷积码、QPSK调制方式 。其中4.42为符号率，也就是码率；由于采用QPSK，所以一个符号需要用2个比特来表示；RS编码为（204，188），表示有效数据为188个字节，有（20418816）个字节用于冗余纠错。卷积码的效率为3/4。由此可以算出节目的传输速率：4.4223/4188/204 =6.11 Mbps 数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机322.2.4 SCPC/MCPC SCPC是单路单载波传输方式，每个载波只传输1套广播电视信号，这样一个转发器内同时存在多个载波，其特点是各套节目可在不同地点

13、上星。 MCPC是多路单载波传输方式，每个载波可同时传输多套广播电视信号，特点是1个转发器只有1个载波，频带和功率的利用率较高，多套节目要经复接后在同一地点上星。 数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机33数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机2.2.5、设备选型输入接口：数字卫星高频头输入 输出接口：DVB标准ASI接口 网管接口：RS-232/以太网接口 支持单节目码流(SPTS)或多节目码流(MPTS) 对MPTS码流具有节目选择和过滤功能 34数字电视前端硬件平台2.2数字卫星接收机带宽：29.65MHz 信道编码 CNR门限 传输速率 QPSK 14.5 45 16QAM 22

14、89 64QAM 28 140 256QAM 34 18035数字电视前端硬件平台2.3复用器2.3.1复用器的作用 对多路节目（也就是多路节目的TS流）复用，复用成一路TS流，使得多路节目能够在一个频道中传输。在复用的过程中，插入PSI信息和SI信息，重新组合，并且重新分配PID值。用于接收端的解复用和电子节目指南（EPG）。 362.3.2、复用器的原理（1）MPEG-2中的PSI信息 节目特定信息Program Specific Information（PSI）, 使用了四个表来定义码流的结构：节目关联表（PAT）：描述多路节目的复用信息；节目映射表（PMT）：描述单路节目的复用信息；网

15、络信息表（NIT）：描述网络传输的物理信息；条件访问表（CAT）：描述条件接收系统的信息。数字电视前端硬件平台2.3复用器372.3.2、复用器的原理节目关联表包含了与多路节目复用有关的控制信息：用于指出TS流中包括哪些节目，每个节目的编号及相应的PMT的位置（PID）；同时还提供网络信息表（NIT）的位置。PAT丢失，将导致接收端无法解码TS流中的任何节目。PAT所在的TS包的PID=0。数字电视前端硬件平台2.3复用器节目PMT的PID节目016节目122节目333PAT (PID=0)网络私有数据NIT (PID=16)38数字电视前端硬件平台2.3复用器2.3.2、复用器的原理节目映射

16、表包含了与单路节目复用有关的控制信息：指出某一套节目由哪些节目流构成，以及这些流的类型（视频、音频、数据）及位置，即对应的TS包的PID值。同时给出该节目的节目时钟参考（PCR）字段的位置PMT所在的TS包都有自己独特的PID。码流类型PID1视频542音频483音频494数据505PCR90节目1 PMT39数字电视前端硬件平台2.3复用器2.3.2、复用器的原理条件接收表（CAT）给出有关条件接收系统的信息，指定授权管理信息（EMM）所在的TS包的PID值及其它相关参数。CAT所在的TS包的PID=1。网络信息表（NIT）提供与多组传送流、物理网络及网络传输相关的信息，如调谐频率、编码方式

17、、调制方式等参数。PID由PAT指定。40节目类型PID值MPEG_2视频码流0 xFF（255）MPEG_2音频码流0 x100（256）MPEG_2音频码流0 x101（257）私人数据0 x102（258）Programnumber(节目号)PMT_PID（节目映射表的PID号）00 x10（指示NIT表的PID号）20 x64（指示节目2的PMT的PID）数字电视前端硬件平台2.3复用器41码流 3.码流 k码流 2码流 1.音频2.数据音频1视频.49.554854.码流 3.码流 k码流 2码流 1.音频2.数据音频1 视频.82.888116.2216825401633?48.节

18、目2视频节目1视频PAT节目2PMTEMM节目1音频1节目2音频2节目1PMT节目2视频PA T表(PID 0)P M T表网络私用数据NIT表传送流(TS流)CAT表(PID 1)条件接收数据节目 2.节目 k节目 1节目 0.33.552217.42数字电视前端硬件平台2.3复用器2.3.3、PID冲突问题同一个频道或同一个复用器不同频道或不同的复用器43数字电视前端硬件平台2.3复用器2.3.4、解复用442.3.5、复用器的选型数字电视前端硬件平台2.3复用器序号项目技术要求1PSI生成生成PMT/PAT2输入接口应支持ASI接口；支持MPTS与SPTS输入；自适应包长188和204字

19、节的TS流。3输出接口应支持ASI输出接口4输出速率单口有效输出码率： 38.01Mbps（包长188字节） 41.25Mbps（包长204字节）45数字电视前端硬件平台2.3复用器续上表（表格重复间隔）序号检测项目单位技术要求1PATms255002PMTms255003NITms25100004SDTms25200046数字电视前端硬件平台2.3复用器2.3.6、复用器的安装调试确定复用几套节目：根据卫星接收机和编码器的输出速率，复用器的输入输出速率，以及QAM调制器的调制方式和符号率来确定。 设置复用器的TS流输出总码率； 设置复用器的输出方式（ASI接口、SPI接口、DS3等）； 设置

20、复用器的输出TS流的传输包的长度（188或204）； 47数字电视前端硬件平台2.3复用器2.3.7、TS码流的检测分析根据ETR101 290标准，可将数字电视基带错误划分为三个等级，：第一优先级错误：会引起解码器无法进行解码 ；第二优先级错误：会损伤已解码的图像，或者造成断续解码 ；第三优先级错误：指示出编码器、复用器的问题，但不影响解码，对图像质量影响较小 。48数字电视前端硬件平台2.3复用器（1）第一优先级错误同步错误 连续2个或2个以上的同步字节（0 x47)错误，此时应指示同步丢失 ；正常同步后方可进行其它参数的检测。传输流失去同步，表明传输过程中有一部分数据丢失，将直接影响解码

21、后画面的质量。严重的同步丢失现象则表明传输中断，同步字节出现错误。 49数字电视前端硬件平台2.3复用器同步字节错误同步字节错误和同步错误的区别在于传输数据包长仍为188字节或204字节，但同步字头的标准值047被其他数字代替 ；当出现同步字节错误时，同步字头的值为其他数值，表明在传输过程中部分数据出现错误，可能导致接收时出现马赛克，严重时可能导致解码器解不出信号。50数字电视前端硬件平台2.3复用器包识别符PID丢失检测数据流中各套电视节目的图像/声音数据是否正确。包识别符PID如果丢失，将导致该套节目无法正确解码。视频码流或音频码流PID的出现频率不超过5s，原则上，每一个PID可以定义不

22、同的出现频率51数字电视前端硬件平台2.3复用器节目关联表PAT错误PAT在DVB标准中用于指示当前节目及其在数据流中的位置。如果PAT丢失，将导致解码器无法搜索到相应的节目包，使得接收端收不到图像。如果PAT超时，则解码器工作时间延长。对于PID为0 x0000的TS包，有以下情况之一即为PAT错误：包发送间隔超出0.5s；包中不含表标识符0 x00；包中的加扰控制段不是00。52数字电视前端硬件平台2.3复用器节目映射表PMT错误PMT在DVB标准中用于指示该套节目视/音频数据在传输流中的位置。如果某一套节目的PMT丢失，将导致解码器找不到该套节目视/音频数据，使得接收端收不到图像或声音。

23、如果PMT传输超时，将影响解码器切换节目时间。53数字电视前端硬件平台2.3复用器连续计数错误对于每一套节目的视/音频数据包而言，连续计数错误是一个很重要的指标。传输流包头连续计数不正确，表明当前传输流有丢包、错包、包重叠等现象，将导致解码器不能正确解码，图像出现马赛克等现象。TS包顺序正确，TS包无丢失，同一TS包不出现两次以上，即无错误。54数字电视前端硬件平台2.3复用器第二优先级错误 TS流传输错误：出现传送错误时，TS包头中的传送误码指示符（设置）为“1”。 PCR错误：相邻PCR之间的时间间隔大于40ms即为PCR重复错误。 显示时间标志PTS错误：PTS重复周期超出700ms即为

24、PTS错误。 CRC错误：关于CAT，PAT，PMT，NIT，EIT，BAT，SDT，和TOT表的CRC检测显示对应于这些表的内容是否出错。55数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器2.4.1调制方式的选择 DVB-S中，采用的是QPSK调制解调方式；DVB-C中，采用的是QAM调制解调方式；DVB-T中，采用的是OFDM多载波调制，每个载波再采用QPSK或者QAM调制。 562.4.2调制速率 16QAM调制中，一个符号用4个比特来表示；64QAM调制中，一个符号用6个比特来表示；256QAM调制中，一个符号用8个比特来表示。64QAM的符号率在8MHz最高可以达到6.89MBps，那么最高

25、数据传输速率为 6.89641.34Mbps其中有RS编码，去掉冗余，有效传输数据速率为41.34（188/204）38.1MBps。 数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器57信道编码 CNR门限 传输速率 64QAM 25.5 38.4 128QAM 29.5 43 256QAM 33.5 498MHz带宽可传输的码率和节目数量视频压缩标准 MPEG-2 压缩码率(Mb/s) 8 6 5 4 64QAM最多节目数 4 6 7 8 128QAM最多节目数 5 7 8 10 256QAM最多节目数 6 8 9 12582.4.2 QAM调制原理 正交调幅（QAM）是幅度调制和相位调制的结合，既

26、调幅又调相。QAM是将调制符号调制到一对正交载波上，是二维调制技术。 数字比特序列被分成两个序列，以16QAM为例，每4个调制比特分为两组，每组两个比特，分别去调制同相正交载波，然后将两路已调信号相加发送。 数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器592.4.2 QAM调制原理框图数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器602.4.2 QAM星座图数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器61数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器利用星座图分析故障（1）理想星座图符号点均在决策边框内的中心点，说明有良好的相位噪声、热噪声等，因此MER值好。 62数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器（2）热噪声引起的

27、损伤现象：符号点随机的向外扩展（相对于中心点） 63数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器（3）相位噪声引起的损伤（上下变频器）现象：四个边角的符号向内旋转，使方形的星座图变为圆 64数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器（4）相干干扰（如CTB、CSO等互调失真、侵入噪声产物） 现象：符号云的中心被掏空，形成圆串 65数字电视前端硬件平台2.4QAM调制器（5）I/Q不平衡（前端I/Q调制器、基带放大器、滤波器造成）现象：星座图不成方形，I、Q轴即宽、高不等 66数字电视前端硬件平台2.5加扰器加扰器的主要功能： 对指定节目或者TS流进行DVB加扰 。处理与CA有关的PSI、SI信息，可以是

28、PSI、SI动态再生 。在TS流中插入EMM（授权管理信息）和ECM（授权控制信息）数据流，生成加扰控制字CW。关于其详细的工作原理在后面的CA系统中给予介绍。 67组网举例CCTV-1的传送68数字电视的EPG（电子节目指南）691、EPG概述1.1、EPG主要功能 为用户提供节目指南，与用户之间实现互动操作； 将节目单上的原始信息存入数据库 ，从数据库中提取原始数据，生成DVB-SI规定的表，也就是生成SI信息 ；按照一定的周期将SI信息送入复用器 ；复用器将这些表于其他节目的TS流复用在一起，然后通过QAM调制器后送出。 701.2、EPG工作原理 DVB-SI标准的SI信息主要是给用户

29、端提供设置信息，使接收机能够自动调谐接收特定的节目并对节目进行分组。SI中有传送的节目信息，包括节目的种类，节目的时间，节目的来源等等。这些信息包含在表中：节目群信息表（BAT）、业务描述表（SDT）、事件信息表（EIT）、时间日期表（TDT）、运行状态表（RST）等。1、EPG概述712、DVBSI信息节目群关联表（BAT）：节目群指一系列相关的节目（可以不在同一传输流中，甚至可以不用同一广播方式）的集合。BAT用来描述节目群的名称、服务组成等。利用BAT可以方便地进行相关节目或某一类节目的浏览和选择。Table-ID：0 x4A业务描述表（SDT）描述系统中业务的名称、业务提供者、是否有相

30、应的事件描述、起始时间、持续时间等；SDT可以描述当前TS流的相应信息，也可以描述其它TS流的相应信息，这由SDT的表标识符（Table-ID）来区分。SDT（actual TS）：0 x42 SDT（other TS）：0 x4672事件信息表（EIT）包含事件或节目片断的有关数据，如名称、开始时间、时间长度、运行状态等。EIT有四种，由表标识符来区分：描述当前TS流的正在或将要播出的节目 ：0 x4E描述当前TS流的计划播出的节目 ： 0 x500 x5F描述其它TS流的正在或将要播出的节目 ：0 x4F描述其它TS流的计划播出的节目 ： 0 x600 x6F2、DVBSI信息732、DV

31、BSI信息运行状态表（RST）提供某一事件或多个事件的运行状态和时间，即某一事件运行或不运行的信息，可用于按时自动切换到指定的事Table-ID：0 x71时间和日期表（TDT）给出当前的时间和日期Table-ID：0 x7074MPEG-2（必要信息）DVB（必要信息）DVB（可选信息）PATPID=0 x0000Table-ID=0 x00NIT 当前TS流PID=0 x0010Table-ID=0 x40NIT 其它TS流PID=0 x0010， Table-ID=0 x41BATPID=0 x0011， Table-ID=0 x4ASDT 其它TS流PID=0 x0011， Table

32、-ID=0 x46CAT PID=0 x0001Table-ID=0 x01SDT 当前TS流PID=0 x0011Table-ID=0 x42EIT 当前TS流（计划播出）PID=0 x00120 x500 x5FEIT 其它TS流当前/即将播出PID=0 x0012Table-ID=0 x4FEIT 其它TS流（计划播出）PID=0 x00120 x600 x6FEIT 当前TS流（当前/即将播出）PID=0 x0012Table-ID=0 x4EPMT PID=pTable-ID=0 x02RSTPID=0 x0013， Table-ID=0 x71TSDT PID=0 x0002Tab

33、le-ID=0 x03TOTPID=0 x0014， Table-ID=0 x73TDTPID=0 x0014Table-ID=0 x70STPID=0 x00100 x0014， Table-ID=0 x72753.1 EPG系统结构EPG系统基本上由三部分构成：EPG中心、EPG信息采集、EPG信息发布。 EPG采集系统连接各电视台和ChinaEPG中心，负责将各电视台的节目预告信息汇集到ChinaEPG中心 EPG中心整理采集来的EPG数据，按照统一格式进行加工，建立EPG数据库，并负责数据的维护 EPG发布系统连接EPG中心和各有线电视台，将定制的EPG信息按统一格式发送到各有线电视台

34、 3、EPG系统76数字电视的加扰技术DVB-CA系统771.1、授权管理信息EMM授权管理信息（EMM）：一种专有的条件接收信息，指定了用户或用户组对业务或事件的授权等级。 EMM 发生器从用户管理系统取得授权信息（用户标识号、智能卡号、用户授权信息等）和密钥，编码后形成EMM 数据包，加密送到复用器中传送。在接收端，EMM 也用于控制解扰。 一、基本概念781.2、授权控制信息（ECM） 授权控制信息是一种专有的条件接收信息，包含有经安全加密的控制信息和授权信息。ECM 传送加密后的密钥和节目标识、收视条件、加扰算法、提供商等。ECM 是在前端形成的。把控制字发生器产生的加扰控制字，按一定

35、的数据编码格式加密、打包，送到复用器中传送。在接收端，ECM 用来控制解扰。 一、基本概念791.5、加扰加扰：指在前端系统的控制字CW的控制下，连续不断的对被传送的全部内容（视、音频流和数据流）进行扰乱，使不用恰当的解码器和密钥就不能收到正确的信号。加扰的方法是由伪随机码发生器产生的伪随机序列与原始的传输流进行XOR运算，改变被传输信息的特征，使信号变为不可预测的数据流。 一、基本概念801.6、控制字CW控制字CW：指用于解码器中的电子密钥。解扰的关键是必须掌握伪随机序列发生器的初始条件，初始条件受控于控制字CW，有了CW 就可以恢复加扰时使用的伪随机序列，可以实现对信号的解扰。CW是CA

36、 的关键，必须可靠的传输。CW由前端加密后经网络传送到用户机顶盒的智能卡上，经解密后产生密钥。为了防止被破译，CW要不断改变，一般每隔520 秒改变一次。 一、基本概念811.7、同密同密：是一种加扰方式。该方式通过同一种加扰算法和控制字使多个条件接收系统一同工作。这种方式便于多级运营管理，为多级运营商选择CA 系统提供灵活性（不必大家都使用同一CA 系统）。而每台机顶盒也只须选用一种CA 系统，不必装多个CA系统。这样便于不同的CA 开发商在同一网络中公平竞争。 一、基本概念821.8、多密多密：也是一种加扰方式，也称公共接口CI 方式。是针对接收端机顶盒而言的。在多密方式下，每台机顶盒通过

37、公共接口CI 对不同的CAS 解密。即用同一台机顶盒接收不同CA系统的加密节目。当CA 更换时，仅需更换CA 模块，不必换盒。从而实现机卡分离。机顶盒是通用的，卡是由不同运用商管理的。一、基本概念831.9、用户个人分配密钥PDK用户个人分配密钥PDK：是一个数列，是机顶盒的唯一地址码。由CA系统自动生成并严格控制，存放在用户智能卡中。在用户端，智能卡通过PDK 对EMM和ECM 解密，取出CW，实现对加扰传输流的解扰。 一、基本概念84二、DVB-CA原理业务密钥业务密钥控制字产生器控制字（CW）加密器A 加扰器用户授权系统加密器BECM信息EMM信息 复 用 器传送流（TS）85二、DVB

38、-CA原理2.1、发送端首先由控制字发生器产生加扰控制字（CW），提供给加扰器和加密器A。 加扰器根据提供的控制字（CW），对来自复用器的TS流进行加扰运算。加扰器的输出结果就是经过加扰打乱了的TS流，控制字就是加扰所用的密钥。 加密器A接收到控制字（CW）之后，根据用户授权系统提供的业务密钥对控制字进行加密运算。加密器A的输出结果就是加了密的控制字，称为授权控制信息（ECM）。 86二、DVB-CA原理业务密钥在送给加密器A的同时，也送给了加密器B。它能够自己产生密钥，并且能够对授权系统提供的业务密钥进行加密。加密器B的输出结果就是加了密的业务密钥，称为授权管理信息（EMM）。上面所产生的E

39、CM和EMM信息都送往MPEG-2复用器，与其他的TS流一起进行打包，形成TS流再输出。87二、DVB-CA原理2.2、接收端解调后的加扰数据流经过解扰器解扰，然后送往解复用器 解复用器根据TS流的包结构，提取出ECM和EMM控制信息 。提取出来的ECM和EMM信息分别被送往智能卡的解密器A和解密器B，然后恢复出加扰控制字（CW），把CW送往解扰器。 恢复控制字的过程非常短暂，一旦恢复出正确的控制字后，解扰器便能正常解扰，把加扰TS流变成正常的TS流 88三、性能特点1、节目管理节目按频道预订（OPPC） 用户提前购买一个频道的某一段较长的观看时间（例如一个月），用户在这段时间内可以观看节目，

40、超过这段时间即无法观看节目。 节目分次预订（OPPV） 允许用户提前购买某个节目的一段时间（例如1个小时），用户在这段时间内可以观看这个节目，超过这段时间即无法观看节目。 89三、性能特点节目即时购买（IPPV）用户首先在IC卡中充入一定的点数值（等同与金钱），点数值的多少由用户自己决定，充值方式可以有多种选择，包括直接到营业厅充值、短信充值、电话充值、网上银行充值等。然后用户在机顶盒上查看EPG信息，主要是节目内容、节目类型、节目时间和节目点数，选择要购买的节目。当节目开始以后如果用户观看了此节目，那么IC卡自动从卡中扣除相应的点数；如果节目开始后用户没有观看此节目IC卡不会作出任何动作。

41、90三、性能特点免费预览 每种节目类型都可以设置一定的开始时间为免费预览时间，是否设定预览和预览时间的长短由用户动态自由设定。在这段时间内，所有的用户或者符合某个条件的用户可以免费观看节目。 91三、性能特点节目级别限制（父母控制）对每个产品设置节目级别，用户可以在机顶盒上设置IC卡的观看级别。当用户设置的IC卡观看级别小于节目的级别时，IC卡将禁止用户观看节目。此功能主要是用来防止儿童观看某些成人级的节目。当用户在机顶盒上修改IC卡的观看级别时需要输入PIN码进行验证，如果通过验证才可以修改，否则连续输入3次错误PIN码，则IC卡锁定PIN码。 92三、性能特点节目防盗版保护节目供应商使用防

42、止录像功能时可使录像机录下的图象扭曲，但播出的节目在电视机中收看不会产生任何影响，但如果用户使用录像机录下这个节目后，使用录像机播放时图象将会扭曲变形，无法正常收看。从而保护节目提供商的利益不被侵犯。(需机顶盒硬件支持)93四、DVB-CA的应用模式1、节目平台与服务平台的CA系统基本架构 节目平台的加扰节目码流传送到服务平台后，可采用解密和不解密两种模式向最终用户传输。 解密模式中，节目平台的节目码流传送到服务平台后被解扰，还原为非加扰的节目码流，再被本地CA系统加密后，传送到用户。解密模式的条件接收系统结构如下图所示。 94四、DVB-CA的应用模式加扰节目流加扰节目流加扰CAS 1解扰C

43、AS 2加扰用户节目平台服务平台解密模式的CA系统结构95四、DVB-CA的应用模式不解密模式中，当节目平台和服务平台采用相同的CA系统时，节目平台的节目码流传送到服务平台后不解扰，直接传送到用户。不解密模式的系统结构如下图所示。 96四、DVB-CA的应用模式加扰节目流加扰节目流加扰CAS 1CAS 2用户节目平台服务平台不解密模式的CA系统结构 97节目平台节目+节目平台ECM+节目平台EMM服务平台节目+服务平台ECM+服务平台EMM分区智能卡本地用户收视节目平台节目的申请信息节目平台密钥服务平台密钥服务平台ECM+服务平台EMM节目平台ECM+节目平台EMM节目平台CA系统节目平台SM

44、S节目平台数字电视前端服务平台数字电视前端服务平台CA系统服务平台SMS节目平台节目+节目平台ECM+节目平台EMM基于密钥的CA系统的不解密模式 五、不解密模式98服务平台节目+服务平台ECM+服务平台EMM节目平台节目+节目平台ECM+节目平台EMM分区智能卡本地用户收视节目平台节目的申请信息服务平台ECM+服务平台EMM节目平台算法服务平台算法节目平台EMM收视节目平台节目的授权信息节目平台节目+节目平台ECM节目平台ECM节目平台CA系统节目平台SMS节目平台数字电视前端服务平台数字电视前端服务平台CA系统服务平台SMS基于算法的CA系统的不解密模式 五、不解密模式99数字电视机顶盒1

45、00第三部分地面数字电视传输技术101地面数字电视 标准美国 ATSC 8VSB 标准 - 单载波调制技术优点：频谱效率高、功率效率高；未顾及室内接收、移动接收、单频网等。欧洲 DVB-T COFDM 标准 - 多载波调制技术用频谱效率和功率效率指标换取了支持室内接收、移动接收、单频网等优点。世界上已有 33 个国家或地区决定采用。日本 ISDB BST-OFDM标准 - 多载波调制技术ISDB-T 系统和 DVB-T 系统类似，是基于 COFDM技术。RF频带分为 13 段，不同段上可传送不同业务。OFDM 是宽带无线传输技术发展的主流方向 无线局域网：IEEE802.11a、IEEE802

46、.16a、HiperLan2新一代（4G）移动通信：OFDM-CDMA、MC/DS-CDMA等宽带有线通信：ADSL，VDSL，电力线通信102性能比较103DTMB单频网系统具体方案GPS激励器发射机主发射台机房微波适配网络适配AV1复用器DTMB单频网适配分路机房微波适配编码器GPS接收网络适配器AV2AV3Data编码器编码器编码器SDH 网络光发DDF机房A光发DDF机房BDDF机房NDTMB激励发射机GPS接收光收发射台A网络适配器DTMB激励发射机GPS接收光收发射台B网络适配器DTMB激励发射机GPS接收光收发射台N网络适配器104DTMB的高清晰度电视广播高清晰度电视固定接收主

47、用工作模式子载波数保护间隔子载波调制LDPC码率模式应用4K（3780）1/9（55.56us）64QAM0.6HDTV主要性能指标净码率24.36Mbps抗单频干扰下限C/I0.27 dB高斯载噪比门限C/N15.27dB动态6径抗多普勒频移83 Hz最小接收信号电平-82.95dBm抗同频模拟干扰 C/I0.6 dB静态多径载噪比门限17.55dB抗同频数字干扰C/I15.1dB抗回波最大时延D/E=0dB40.0us三径单频网下限C/N17.99 dB抗最大回波强度D/E0dB/40us功率峰均比(99.9%)8.52dB抗干扰脉冲宽度C/I=-3dB6550 us恢复正常接收时间1.0

48、5s105DTMB的高清晰度电视广播高清晰度电视移动接收主用工作模式 子载波数 保护间隔子载波调制 LDPC码率 模式应用4K（3780）1/9（55.56us）16QAM0.8HDTV主要性能指标净码率Mbps21.658抗单频干扰下限C/I 1.9dB 高斯载噪比门限C/N12.5 dB抗多普勒频移D/E=0dB 100Hz 最小接收信号电平-86.9 dBm 抗同频模拟干扰 C/I -2.1 dB 静态多径载噪比门限16.11 dB抗同频数字干扰C/I 15.4 dB 抗回波最大时延D/E=0dB 46.0 us 三径单频网下限C/N 22.7dB 抗最大回波强度D/E 0dB/40us

49、 功率峰均比(99.9%)7.2dB 抗干扰脉冲宽度C/I=-3dB710 us同步建立时间5ms106DTMB的标准清晰度电视广播标准清晰度电视移动接收主用工作模式 子载波数 保护间隔子载波调制 LDPC码率 模式应用4K（3780）1/9（55.56us）QPSK0.4SDTV主要性能指标净码率5.414Mbps抗单频干扰下限C/I -5.1 dB 高斯载噪比门限C/N1.7 dB动态6径抗多普勒频移142.2 Hz 最小接收信号电平-98.0 dBm 抗同频模拟干扰 C/I -6.4 dB 静态多径载噪比门限3.34 dB抗同频数字干扰C/I 2.2 dB 抗回波最大时延D/E=0dB

50、46.5 us 三径单频网下限C/N 7.4 dB 抗最大回波强度D/E 0dB/40us 功率峰均比(99.9%)7.0 dB 抗干扰脉冲宽度C/I=-3dB6550 us同步建立时间2ms107服务类型数据率视频音频数据移动5.4Mbps2.8 Mbps用来传输一路标清数字电视（如循环新闻）192 kbps用来传输两路视频通道立体声500 kbps用来传输节目表或者电子节目指南512 kbps用来传输四路立体声音乐服务（每对128 kbps） 1.4 Mbps用来传输标题新闻、体育快报、股票信息、天气预报、交通路况等移动和固定16.2 Mbps12.5 Mbps传输5路标清视频1 Mbps 传输5路节目的音频信号（每对192 kbps）700 kbps用来传输节目表或者电子节目指南1Mbps用来传输8路音乐节目（每对128 kbps） 1 Mbps用来传输标题新闻、体育快报、股票信息、天气预报、交