DTTP彩色电视机

1.世界各国地面数字电视广播系统发展概况目前国际上存在四种地面数字电视广播制式他们是ATSC、DVB-T、ISDB-T、和中国的DTTB标准，如下：美国的ATSC制式颁布于1996年，其外编码采用RS编码，内编码采用格栅编码TCM,数字调制方式为单载波，8VSB调制，广泛应用于中北美，巴西和韩国等国家。

美国国会1998年就明确要求到2006年将全美的电视发射信号由模拟系统转为数字系统，但市场需求一直不旺。

美国国会近两年一再督促有关各方加快实现数字化的步伐。

按其新要求，到2004年，35英寸以上的电视机必须是数字电视机；2006年电视发射系统实现数字化，模拟信号停送；到2007年，所有上市的电视机，无论大小，一律实现数字化。

美国国会已经批准1600家电视台拥有一个分立的数字电视频道，目前 1037家电视台完成了数字化过渡，覆盖202个市场，可服务99.35%的美国电视家庭。

欧洲的DVB-T制式颁布于1996年，其外编码采用RS编码，内编码采用卷积编码,数字调制方式为多载波，OFDM调制，广泛应用于欧洲，亚太地区的新加坡和澳大利亚等国家。

以德国为例：德国柏林2003年8月关闭模拟广播，成为世界上首个只能收到数字信号的地区之后，德国西部和北部地区的地方传媒管理机构和商业广播机构也签署了向2400万户居民开展数字广播服务的合同。

预计到2004年5月，这两个地区的用户将可以收看到16个数字电视频道，频道数量到11月将增至24个，模拟广播同时关闭。

目前已有17万台机顶盒售出。

德国官方消息，德国将在2010年普及数字电视，同时停播模拟电视。

日本的ISDB-T制式颁布于1999年，其外编码采用RS编码，内编码采用卷积编码,数字调制方式为COFDM多波段分13个段。

应用于日本本土。

日本于1999年12月1日正式开始数字地面电视广播。

日本政府决心将数字广播发展成为国家标准，2006年底在全国普及数字电视。

目前，数字电视还只局限于3个大城市，潜在家庭用户大约1200万。

行业专家称，实际电视观众可能只有30万人左右。

为了尽快启动数字电视系统，日本政府已投资16亿美元，并希望，随着数字电视销量的增长、广播公司对新设备的采购以及新型服务的兴起，日本的总体经济能够在下一个十年中达到1.8万亿美元。

日本政府计划2011年7月关闭模拟电视。

我国的数字电视广播系统的发展概况我国的DTTB地面数字电视广播系统颁布于2006年，其外编码采用BCH，内编码采用LDPC,数字调制方式为多波段OFDM/单载波4QAM。

应用于中国国内。

其中数字电视广播传输系统标准GB20600-2006<<数字电视地面广播传输系统帧结构，信道编码和调制>>,于2006年8月18日正式批准为强制性国家标准，2007年8月1日起实施。

标准规定了在UHF和VHF频段中，每8MHz数字电视频带内，数字电视地面广播传输系统信号的帧结构、信道编码和调制方式。

该标准适用于地面传输的数字多路电视/高清晰度电视固定和移动广播业务的帧结构、信道编码和调制系统。

地面数字电视业务采用技术必须符合该标准定义。

数字电视地面广播系统是一个“网络化”工程，系统平台由3个网络组成，即数字电视单频网、节目分配传输网和远程监控管理网，无线覆盖网由多个发射台站、单频网前端、演播室等组成，已完成广播覆盖功能，系统一般有5个子系统组成：编码复用子系统，包括CA子系统等；单频网前端同步子系统（对多频网系统不需要）；发射台站子系统，有多台站组成，包括反愧、发射、供电、机房、环境等；监控系统，包括监控中心和发射台站本地监控系统等；节目分配传输系统，由地面传输网络和接口转换设备等组成•我国的地面数字电视广播传输标准的特点是：不仅支持固定接收，还具有支持移动接收的功能；在业务上不仅支持数字标准清晰度电视和数字高清晰度电视广播业务，还支持广播电视扩展业务；在传输效率上，支持4.81—32.486Mb/s的有效传输码率等。

2.我国DTTB数字电视广播组成2.1 发射与接收系统方框图数字电视地面广播系统是一个“网络化”工程，系统平台由3个网络组成，即数字电视单频网、节目分配传输网和远程监控管理网，无线覆盖网由多个发射台站（基站）、单频网前端、演播室（包括编码复用）等组成，以完成广播覆盖功能，是系统的核心部分；远程监控管理网络是系统的重要组成部分，完成系统管理功能；我国地面数字电视广播原理图如下图1所示：图1数字电视地面广播发送与接收系统从图1可以看出，视频信号，音频信号以及相关数据信号通过相关编码器，并进行分频复用，经信道编码与调制进行通过发射机将其发射出去。

在接收端，经过调谐器进行频率调整，经信道编码与调制，解复用，然后通过视频解码器和音频解码器转换为视频与音频信号输出。

数字电视地面广播传输系统发送端完成从输入数据码流到地面电视信道传输信号的转换。

输入数据码流经过扰码器（随机化）、前向纠错编码（FEC），然后进行比特流到符号流的星座映射，再进行交织后形成基本数据块，基本数据块与系统信息组合（复用）后并经过帧体数据处理形成帧体，帧体与相应的帧头（PN 序列）复接为信号帧（组帧），经过基带后处理转换为输出信号。

该信号经变频转换为射频信号（UHF和VHF频段范围内）。

2.2 DTTB系统组成方框图地面数字电视广播系统发送端完成从MPEG-TS传送码流到地面电视信道传输信号的转换。

输入数据码流经过扰码器（随机化）、前向纠错编码（FEC），然后进行比特流到符号流的星座映射，再进行交织后形成基本数据块，基本数据块与系统信息组合（复用）后并经过帧体数据处理形成帧体，帧体与相应的帧头（PN 序列）复接为信号帧（组帧），经过基带后处理形成输出信号（8MHz带宽内）。

该信号经变频形成射频信号（48.5MHz-862MHz频段范围内）。

本系统的发送端原理如图2所示。

图2 DTTB系统组成框图从图2可知：发送端主要完成从TS到地面电视传输信号的转换。

输入数据码流经过数据随机化，前向纠错（FEC）编码，比特流到符号流的星座映射，再进行交织后形成基本数据块，几本数据块于系统信息复用后并经过帧体数据处理后形成帧体，帧体与相应的帧头（PN）序列复接为信号帧，经过基带后处理转换为基带输出信号（8MHz带款内）。

该信号经正交上变频转换为射频信号。

2.3 DTTB系统的核心技术（1）OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）调制方式——频谱效率高、抗多径干扰能力强、适用于宽带信号传输（2）LDPC（Low Density Parity Check）：LDPC码是一种线性分析吗，他生成时应用到矩阵运算。

如果k位的信息码加上r为监督码元，就可以构成r 个监督方程式和r个相应的校正子。

R个校正子s1-sr可形成2中状态其中除一个全0状态表示无误码外，余下的2*-1种状态能表明2r-1种误码所在位置。

编码后，码组的总长为k=r=n，只要满足2r-1种状态能表明2r-1种误码所在位置。

编码后，码组的总长为k+r=n，只要满足2r-1>n，就有可能编码除纠正一位误码的线性分组码（n，k）。

具体实施LDPC编码时，是在给定的（n，k）分组码下设计大的稀疏的LDPC矩阵，然后，对已知的信息码元产生出LDPC码的组码。

要设计出好码已获得高的编码增益（db），关键是LDPC矩阵的确定。

然而，设计中需要考虑在编码增益于解码简易之间的折中兼顾。

（3）GB20600-2006的鲜明特点和优势大容量——能够提供更高的数据传输带宽，一个8MHz数字电视频道内可传6-15套标清或1-2套高清数字电视节目。

高性能(抗干扰能力、接收性能、传输速率)——传输质量好,很好地解决各种干扰和高速接收问题，可达到与有线电视同样的收视效果。

兼容性强——适合我国国情，与现有模拟电视广播系统兼容，建网成本低，组网快，可以利用现有的微波链路、高山发射站、模拟发射机和闲置的频率（邻频）。

一发三收——在同一平台上支持固定、便携、移动和手持接收设备。

安全可靠——不受非法信号干扰，具有移动性、抗毁坏性的特点，保障安全播出。

高覆盖性——能够实现更大的信号覆盖范围。

可扩展性——融合无线通信技术，使系统能实现双向多媒体服务，具有进一步发展的潜力。

成熟性——从发射设备、接收设备到集成电路芯片等产业链基本成熟。

3.前向纠错码扰码后的比特流接着进行前向纠错编码。

FEC码由外码（BCH）和内码（LDPC）两部分级联实现。

DTTB设置了3种码率的前向纠错编码，如表1：3.1 LDPC（Low Density Parity Check）低密度校验码LDPC(Low Density Parity Check)码是Gallager最早于1962年提出的一种具有稀疏校验矩阵的分组纠错码，亦称Gallager码。

之后，在Turbo码研究的巨大成功的带动下，Mackay等人重新研究了LDPC码，并发现它具有非常好的特点：逼近香农限的性能，且描述和实现简单，易于进行理论分析和研究，译码简单且可实行并行操作，适合硬件实现。

近年来LDPC 码以其优异的性能、简洁的形式及良好的应用前景日益备受青睐，可以应用于空间通信、光纤通信、个人通信系统、ADSL 和磁记录设备等。

LDPC 码是一种线性分组码，采用了基于矩阵分解中的两个信息符号的RS 码法，构造LDPC 码的循环置换矩阵，得到其生成矩阵 Gqc 如下所示：⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=------I OOG G G G O I O G G G O O I G G G G1,11,10,1,1,11,10,11,01,00,0c k k k ji c c qc…………………（3） 其中，I 是b ×b 阶单位矩阵，O 是b ×b 阶零阵，而 Gi,j 是b ×b 循环矩阵，令01i k ≤≤-，01j c ≤≤-。

LDPC 码由循环矩阵Gi,j 生成。

要设计出好码以获得高的编码增益（dB ），关键是LDPC 矩阵的确定。

然而，设计中需要考虑到在编码增益和编解码简易之间的折中兼顾。

三种不同码率的 FEC 码的结构分别为： （1）码率为0.4的FEC （7488, 3008）码：先由4个BCH （762, 752）码和LDPC （7493,3048）码级联构成，然后将LDPC （7493,3048）码前面的5个校验位删除。

LDPC （7493,3048）码的生成矩阵Gqc 具有上式所示的矩阵形式，其中参数k=24，c=35和b=127。

（2）码率为0.6的FEC （7488, 4512）码：先由6个BCH （762, 752）码和LDPC （7493,4572）码级联构成，然后将LDPC （7493,4572）码前面的5个校验位删除。