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有线数字传输与技术
发布时间:2017-08-10 点击: 发布:
有线数字传输与技术
  
[摘 要]:有线数字电视是一个以光纤为干线、同轴电缆为支线的光纤/同轴电缆混合网(HFC),在城市得到普遍利用,它是一个脱离地面广播系统而独立存在的网络,拥有绝大多数的城市电视用户。与地面广播网必须全国统一频率规划不同,有线广播网可以一城一网或一地一网,具有企业运营特征,在电视用户端它们通过有线制式机顶盒和电视机连接,解决了模拟电视传输网络的噪声积累和多径干扰问题。本文就有线数字传输与技术做了相关探索。   
[关键词]:有线数字,传输,技术
 
一、数字电视传输基本原理
数字电视信号是一种数字信号,数字电视传输系统归属于数字通信系统范畴,遵循数字通信系统的一般规律。
整个通信系统包括信源部分、信道部分、信宿部分。信源部分主要完成信源编码功能;信道部分主要完成信道编码、信息传输、信道解码;信宿部分主要完成信源解码功能。
(一)信源组成
在数字电视传输系统中,信源部分又可细分为:数字视频信源压缩编码、数字音频信源压缩编码、数据编码、节目流多路复用、传输流多路复用等。节目流多路复用是将数字视频信源编码、数字音频信源编码、数据编码3种信号复用在一起成为节目流(PES)。传输流多路复用是将多个节目流复用在一起形成传输流(TS)。在实际的数字电视系统中,信源部分的设备主要是MPEG-2音视频编码器、复用器等。该部分完成原始电视信号的采样、编码、压缩、复用等功能。
(二)信宿组成
信宿部分是信源部分的反过程。首先将收到的信号进行传输流解复用,变成各个节目流,在从节目流中进行多路解复用,分解送出数字视频信号、数字音频信号、数据信号,最后分别进行解压缩,恢复得到原始的视音频信号。在实际的数字电视系统中,信宿设备主要是数字电视机顶盒或带数字电视解码功能的电视接收机。
(三)信道组成
为了提高数字电视信号传输的可靠性,在信道部分对数字信号进行抗干扰处理,其组成包括:能量扩散、R-S纠错编码、数据交织、卷积编码、数字调制、传输线路、数字解调、卷积解码、数据解交织、R-S纠错解码、解能量扩散等。
在实际的数字电视传输系统中,根据不同的传输线路环境,信道编解码电路所需的信道编码处理方式各有不同。例如,在卫星数字电视的传输系统中,卫星传输信道易受外界干扰,需要采用R-S纠错编码与卷积编码级联的形式提高数字电视系统的抗干扰能力;而在有线数字电视的传输系统中,由于信号的传输环境较好,为降低成本,信道编码电路部分可以不使用卷积编码,而使用R-S纠错编码与数据交织器相结合。
 
二、有线数字电视信号传输指标分析
有线数字电视网络参数主要包括四大类:信号电平与频谱参数调制质量参数、码流分析参数、图像质量参数。
    信号电平及频谱参数主要有:信号电平、噪声电平、载噪比、噪声余量,等价噪声劣化、带外杂散,均衡器响应,BER(比特误差率)与Eb/NO的关系等.
    调制质量参数主要有:MER(调制误差率)、载波抑制、幅度不平衡、正交误差、相位抖动(PJ)、RS解码前误码率等。
    码流分析参数:码流分析的目的是为了保证数字电视网络系统中各点各处数字电视数据的正确性,它是系统提供服务的基础。
图像质量参数:图像质量是衡量整个数字电视系统最终质量的标准,因为我们提供给用户最终的目标就是优质的视音频节目,可以说所有的技术参数最终都是为了保证图像质量参数。
有线数字电视信号传输指标主要有:
(一)BER(Bit Error Rate)与C/N
由于数字电视信号是离散的信号,衡量其质量的标准只能用被传送数字电视信号的取值(或状态)判断的正确与否来评价,即把比特误码率BER作为系统的主要指标。BER被定义为发生误码的比特数与传输的总比特之比。BER由信号的品质决定。DVB系统用Eb/No表示系统的信噪比。通过理论计算并绘制出的BER-Eb/No关系图,可以表征信号比特误码率与信噪比的关系。DVB组织定义了一个“准无差错传输”标准(ETR290  Measurements Group ETR 290),该标准要求每小时传输少于一个错误。对于64QAM DVB-C传输,接收端在前向纠错(FEC)前,BER必须小于1.0E-4。在QAM传输中,由于没有载波,因此,不能采用测量模拟信号载噪比的方法。一般使用数字信号的信噪比Eb/NO间接得到载噪比C/N。二者的关系如下:
 
公式中:Eb——每比特的能量
  No——1Hz带宽的噪声功率
  Rs——符号率
  M——星座图中的星座数
  BW——频道带宽
对于64QAM, Rs=6.875Mbaud, BW=8MHz, C/N = Eb/No+7.12 (dB),如果BER为1 X 10-4.,查BER-Eb/No关系图3-2., Eb/No=16dB,则C/N =16+7.12=23.12 (dB)。此数据是在其它条件充分优良的情况下的理想值,考虑其他干扰,再加上3dB裕量,实际系统的载噪比应达到30dB以上,因此,若系统C/N达到30dB,就可以实现64QAM信号的“准无差错传输”。而模拟传输要获得主观收看评价4分,需要43dB的C/N 。
(二)MER(Modulation Error Ratio )
人们常用模拟传输中的载噪比C/N来表征QAM信号的品质并与BER相对应,但这一度量并不全面,它仅反映了白噪声对QAM信号的影响,传输系统中除了白噪声,不可避免地受到二阶与三阶失真产物、侵入与干扰信号(主要来源于开路网络或连接器件的松动、以及过高输入功率导致发射机的削波失真等)的影响。
MER,即调制误差比,是全面反映QAM信号品质的指标。其物理定义为:QAM信号的理想信号功率与误差矢量功率之比,单位为dB,以QAM信号的星座图来直观地表征,,并按下式计算出MER的大小。
 
(三)MER和BER之间的关系
MER可为接收机对传输信号进行正确解码的能力提供一个早期预警。当信号质量降低时,MER将会减小。随着噪声和干扰的增大,MER逐渐降低,而BER仍保持不变,只有当干扰增加到一定程度,MER继续下降,BER才开始恶化。
 
三、网络传输技术管理的特点
科学性:广电网络技术管理是建立在电子信息工程、计算机技术、网络技术、多媒体技术等之上的一种综合性应用技术,采用了各种技术的成果,并加以综合应用,因而具有科学性。
服务性:广播电视媒体的性质是国家的宣传单位,是党和政府的喉舌,是舆论工具,同时也是广大人民群众接收信息、文化娱乐的重要方式。
责任性:技术管理要求技术人员要有高度的技术责任感,严格按照程序和设备操作规程进行。因为广播电视节目传播影响力之大,这种责任是由我国广播电视媒体的性质决定的。
可靠性和可控性:可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内,保证系统运行安全可靠,即实现播出不间断。为此要不断地测试系统的指标,加强技术维护工作来保证其安全可靠。可控性是指一切局面都可以控制,不会造成混乱。坚持以预防为主的方针,防患于未然。
以双重效益为目标:一方面要保证节目传播质量,实现社会效益;另一方面要努力提高设备的完好率、利用率,延缓设备的使用寿命,提高设备使用的经济效益。
 
 
 
参考文献:
1基于有线电视网络的数字电视传输技术探讨 王勇 硅谷 2009/14
2数字电视在有线网络中传输的研究 刘铁汉 电脑知识与技术 2009/14
3渭南数字有线电视传输网的设计与建设 田智民 广播电视信息 2009/03
4浅议有线数字电视信号传输等级及传输系统模式 姜益忠 中国有线电视 2007/12
 

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