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主题:数字电视论文写作 时间:2024-02-05

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摘 要:本文对数字电视前端系统的构成及相关重要设备做出浅析,便于相关部门及同事参考.

关键词:数字电视;前端系统;解析

数字电视前端系统是有线电视网络的信息源、交换中心,是位于信号源和传输系统之间,对传输信号进行各种技术处理的设备组合,它是系统信号处理的中枢,是整个有线电视系统的核心.前端主系统由信号输入、信号处理、信号输出等部分组成.信号输入系统主要完成对来自不同网络的各个信号的接收,然后把它们变化成符合MPEG-2标准的TS流.信号处理是把输入的TS流经过复用器变成多节目的TS流,然后经过CA加密的处理,送到输出部分.信号输出则是把含有多套节目的TS系统调制成RF信号输出给整个HFC网络.数字电视前端包括许多关键性的数字设备和技术,如MPEG-2压缩编码器、数字多路复用器、加扰器、QAM调制器、网络适配器、卫星接收机等,前端设备的性能对整个系统的信号质量起着决定性的作用.下

信号输入部分的主要功能,就是把来自不同渠道、不同格式的视音频信号,进行数字化、压缩编码或码流适配,统一为符合DVB-C标准的MPEG-2传输流格式和ASI接口的传输流,输出到处理部分.在有线数字电视系统中,设备与设备间,设备与线路间的传输接口,被规定为ASI(异步串行接口).它的传输速率为270Mbit/s,可以轻松的承载8Mhz的带宽,64QAM调制的数据流.涉及的设备有光收机、卫星接收机、编码器等将它们转换为统一的格式送入信号处理部分.

卫星接收系统采用接收與解码为一体的带有TS输出的数字卫星接收机(IR等于D),将卫星数字电视信号接收下来,直接进行QPSK解调经接收机ASI接口输出的符合MPEG-2编码的TS流.

信号处理部分包括传输码流(TS)的监视、解扰、复用与业务信息(SI)处理等,它是数字电视前端的核心.这部分主要完成对所有节目进行解扰、截取、复用等处理.业务信息随时更新,以保证正确的引导机顶盒的正常工作,并且所有应用数据均能正确的插入.对所有输入的节目码流进行切换、调度、分组、复用(再复用);插入(更新)节目专用信息PSI、业务信息SI、电子节目指南EPG、各种管理信息(ECM、EMM)等,把它们与节目信号一起复用进数字传输通道;对条件接收节目进行加扰;进行节目管理、用户管理和系统管理.在数字前端中增加一套节目是以虚拟方式进行的.数字切换矩阵也叫路由器,它有若干个输入口和输出口,可以实现任意输入端口的信号从任意输出端口输出,可以实现输入与输出节目的强大调配功能.数字电视的一个载波频道,可以载运6套以上电视节目,载运哪几套,组合是灵活的,完全由切换矩阵实现.在数字电视播出中,增加一套节目,不是像模拟那样加一台调制器,可以在虚拟状态下进行,只要把要增加的节目从矩阵输入端接入,切换到一个复用器上,复用进某个频道就可以了.信号处理部分的管理必须采用集成的管理系统,均以异步串行接口作为接口标准,这样容易以后增加设备,具有良好的兼容性.

复用是数字前端中的一个重要组成部分,复用器是一种综合系统,通常包含一定数目的数据输入,n个地址输入(以二进制形式选择一种数据输入).它将所有接收到的信号以多个ASI传输流的方式加到复用器的输入,再将所需要的节目从传输流中提取,然后再将提取的所有节目建立一个新的TS传输流,再加上附加信息以便引导机顶盒的正常接收和解码.复用器有一个单独的输出,与选择的数据输入值相同.多路复用器即数据选择器,用来将 N 个输入通道的数据复用到一个输出通道上,多路复用器在数字系统中有着非常重要的应用.复用处理可以重新组织与更新它所取做到节目的服务信息(SI),它可实现在1个物理频道上传输4-8套数字电视节目.光电复用器从字面上解释就是光路信号与电路信号的复合装置,一般的光猫即光纤收发器(光猫与光纤收发器不同,光纤收发器只有信号转换,没有协议转换,而光猫还包含有协议转换),是一种将电信号转变为光信号的装置,复用器就是将多电信号复合到光路上去,另一种是多种光路复合,但这种复合调制将使用不同波长的光进行多路信号的传输,到达后再解调.复用器可以通过前面板设置参数,单独使用,也可以由前端系统主控机通过以太网进行控制,再复用处理,易于操作,非常可靠,在对数字多路复用器选型时应考虑它的扩展是否灵活.

加扰器的作用是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*和密钥就不能收到正确的信号.加扰器的作用就是产生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.

QAM调制器信道编码的目的是保证信号传输的可靠性,对经过信道编码的数字电视信号进行调制,输出中频信号,使其具有很高的抗干扰能力,便于在有线电视网络中传输.QAM调制器实际包含基于DVB-C标准的信道编码和QAM调制两部分功能.QAM调制器的原理是发送数据在比特/符号编码器(也就是串–并转换器)内被分成两路,各为原来两路信号的1/2,然后分别与一对正交调制分量相乘,求和后输出.接收端完成相反过程,正交解调出两个相反码流,均衡器补偿由信道引起的失真,判决器识别复数信号并映射回原来的二进制信号.作为调制信号的输入二进制数据流经过串–并变换后变成四路并行数据流.这四路数据两两结合,分别进入两个电平转换器,转换成两路4电平数据.

类似于其他数字调制方式,QAM发射的信号集可以用星座图方便地表示,星座图上每一个星座点对应发射信号集中的那一点.星座点经常采用水平和垂直方向等间距的正方网格配置.数字通信中数据采用二进制数表示,此种情况下星座点的个数一般是2的幂.常见的QAM形式有16-QAM、64-QAM、256-QAM等.星座点数越多,每个符号能传输的信息量就越大.但是,如果在星座图的平均能量保持不变的情况下增加星座点,会使星座点之间的距离变小,进而导致误码率上升.因此高阶星座图的可靠性比低阶要差.

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