通信技术毕业设计(改)2.doc

《通信技术毕业设计(改)2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信技术毕业设计(改)2.doc（23页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、永城职业学院毕业设计(论文)永城职业学院 毕 业 论 文题目 数字电视发展趋势 系别 电子信息工程系 专业 通信技术 班级 091班 姓名 孟珊珊 学号 2009251026 指导教师 张嘉 日期 目 录摘要摘要1前言2第一章 数字电视概述31. 1 数字电视31. 2 数字电视的种类31. 3 数字电视的优点31. 4 数字电视系统组成4第二章 数字电视系统的关键技术简介52.1 数字电视的信源编/编码52.2 数字电视的传送复用52.3 信道编/解码及调制解调52.4软件平台中间件52.5 条件接收5第三章 数字电视的原理63. 1 数字电视信号的产生73.1.1 抽样73.1.2 量化8

2、3.1.3 编码93. 2 数字电视信号的压缩与编码技术113. 3 数字电视的复用和解复用技术133. 4 数字电视信号的传输技术15第四章 数字电视的发展现状以及前景展望174. 1 数字电视在全球的发展174. 2 我国数字电视的发展174. 3 我国数字电视发展的现状174. 4 数字电视的前景展望18致 谢19参考文献20摘 要 随着信息和知识时代的到来以及网络和数字技术的应用，电视技术的发展也经历了由黑白电视到彩色电视的革命性转变。又自然而然的由模拟电视转换到数字电视。近几年来，数字电视技术、网络技术、信息技术以及智能化技术的迅猛发展，给全球的政治、经济、文化和社会生活领域带来了广

3、泛而深刻的影响。其中数字电视的推广是信息领域最大的一次革命，这场革命不仅改变了信息的传递方式，而且也改变了人类的生产方式、生活方式和思维方式。作为高新技术应用部门的广播电视领域也发生了巨大的变化，并逐步进入数字化时代。“数字电视”的含义并不是指我们一般人家中的电视机，而是指电视信号的处理、传输、发射和接收过程中使用数字信号的电视系统或电视设备。其具体传输过程是：由电视台送出的图像及声音信号，经数字压缩和数字调制后，形成数字电视信号，经过卫星、地面无线广播或有线电缆等方式传送，由数字电视接收后，通过数字解调和数字视音频解码处理还原出原来的图像及伴音。因为全过程均采用数字技术处理，因此，信号损失小

4、，接收效果好。关键字：数字化时代、数字压缩、数字调制前言数字电视是相对于模拟电视而言的，数字电视是数字电视化和化后的产物。数字电视是一个系统，是指从电视节目采集、制作、编辑、播出、传输、用户端接受、显示等过程的数字化。数字电视已不仅仅是传统意义上的电视，而是能提供包括图像、数据、语音等全方位的服务，是3G融合的一个典范。数字电视的迅速发展，使得数字电视的技术优势必然会取代模拟电视，数字技术的会使电视技术开辟一个新天地。在这篇文章中介绍的有，首先第一章是数字电视的定义、优点及系统组成。第二章说的是数字电视的关键技术包括数字电视的信源码/解码、数字电视的传送复用、信道编/解码及调制解调、软件平台-

5、中间件、条件接收。第三章主要介绍首先数字电视信号的产生、数字电视信号的压缩和编码技术、数字电视信号的服用和解复用技术等。最后是关于数字电视的发展状况以及在我国的发展现状。第一章 数字电视概述1.1 数字电视所谓数字电视，就是将图像画面的每一个像素、伴音的每一个音节，都用二进制数编成多位数码，并以高比特率进行数码流发射、传输、接收的系统工程。数字电视是继黑白电视、彩色电视之后的第三代电视。1.2 数字电视的种类数字电视按传输媒介可分为卫星传输系统、地面（开路）传输系统和有线电视传输系统和无线电视传输系统；按使用对象可分为消费类、专业类和演播室类；按图像清晰度的高低或传输视频比特率的大小可粗略划分

6、为3个等级：普及型数字电视（PDTV）或称低清晰度数字电视（LDTV）；标准清晰度数字电视（SDTV）；高清晰度数字电视（HDTV）。1.3 数字电视的优点 数字电视和传统的模拟电视相比，数字电视有下列显著优点：（这段文字的开头不要用abc等，用数字（1）、（2）表示，减少下，内容有点繁琐了，有的可以归成一项）(1)采用数字传输技术，可提高信号的传输质量，不会产生噪声累积，信号抗干扰能力大大增强，收视质量高。(2)彩色逼真，无串色，不会产生信号的非线性和相位失真的累积。(3)可实现不同分辨率等级的接收，适合大屏幕及各种显示器。(4)增加节目频道，减少传输成本。(5)数字电视广播改变了观众收看电

7、视节目的形式，从被动地收看到主动地准交互（本地交互）、交互地收看。(6)数字技术的灵活性，使数字电视广播除了能够广播电视节目外，还可以提供其他形式的多种信息服务，如数据广播、电子节目指南等.1.4 数字电视系统组成详细的数字电视系统结构如图1所示，一个完整的数字电视系统主要由信源编解码、节目流与传输流多路复用解多路复用、信道传输(包括有线传输、卫星传输、地面传输三种方式)、信道编解码、信号调制与解调等设备组成。其中信源编码包括视频编码、音频编码和数据编码，信道编码主要采用RS编码、数据交织、TCM联合编码调制等技术，调制方案则针对不同的传输信道可以采用QPSK、QAM、VSB、COFDM等调制

8、技术。在接收端，可采用数字电视接收显示一体机(集数字机顶盒与电视接收机的功能于一体)，它应具备解调、解码、显示等重要功能，能将经MPEG-2或H.264压缩编码后的码流解码还原为数字视频、音频传号，并利用显示设备进行电光转换，从而重现数字演播室传送来的图像与伴音节目；也可采用数字电视接收机十数字机顶盒(SIB)的方式来实现节目接收，其中数字机顶盒(STB)应具有解调、解码等功能，最后由数字电视接收机还原出原始图像与伴音节目。图1 数字电视结构系统框图第二章 数字电视系统的关键技术简介2.1 数字电视的信源编/解码信源编/解码技术包括视频压缩编/解码技术及音频压缩编/解码技术。无论是HDTV，还

9、是标准清晰度电视，未压缩的数字电视信号都具有很高的数据率，为了能在有限的频带内传送电视节目，必须对电视信号进行压缩处理。2.2 数字电视的传送复用从发送端信息的流向来看，复用器把音频、视频、辅助数据的码流通过一个大包（数据分组），然后再复合成单路串行的传输比特流，送给信道编码器及调制器；接收端与此过程正好相反。2.3 信道编/解码及调制解调经过信源编码和系统复接后生成的节目传送码流，通常需要通过某种传输媒介才能到达用户接收机。传输媒介统称为传输信道。通常情况下，编码码流是不能或不适合直接通过传输信道进行传输的，必须经过某种处理，使之变成适合在规定信道中传输的形式。这种处理便是信道编码与调制。任

10、何信号经过任何媒质传输都会产生失真，这些失真导致数字信号在传输过程中的误码。数字电视信道编解码及调制解调的目的是通过纠错编码、网格编码、均衡等技术提高信号的抗干扰能力，通过调制把传输信号放在载波上，为发射做好准备。2.4 软件平台-中间件中间件是一种将应用程序与底层的实时操作系统、硬件实现的技术细节隔离开来的软件环境，支持跨硬件平台和跨操作系统的软件运行，使应用不依赖于特定的硬件平台和实时操作系统。中间件的作用是使机顶盒基本的和通用的功能以应用程序接口API的形式提供给机顶盒生产厂家，以实现数字电视交互功能的标准化，同时使业务项目（以应用程序的形式通过传输信道）下载到用用户机顶盒的数据量减小到

11、最低限度。2.5 条件接收条件接收CA是一种技术手段，它只允许已付费的授权用户使用某一业务，未经授权的用户不能使用这一业务。条件接收系统是数字电视广播实行收费所必需的技术保障。第三章 数字电视的原理数字电视系统可以分为三大部分：模拟电视信号的数字化及其处理，数字电视信号的传输与交换，数字电视信号的接收与记录。本文着重介绍电视信号的数字化和数据压缩问题。3.1 数字电视信号的产生将模拟电视信号变成数字电视信号需要三个步骤，即抽样、量化和编码。抽样是指用每隔一定时间的样值序列来代替原来在时间上连续变化的信号，也就是在时间上将模拟信号离散化；量化是指用有限个幅度值（数字量）近似原来的连续变化的幅度值

12、，把模拟信号的连续幅度变为有限数量的有一定间隔的离散值；编码则是按一定规律把量化后的值用二进制数字表示，并转换成二值或多值的数字流信号。3.1.1 抽样根据抽样定理，对于带宽为FHz的信号，当抽样频率fs不低于2F时，利用截止频率为FHz的矩形低通滤波器，就可以从抽样信号中完全恢复原信号。图2为对一个周期正弦波的抽样过程。图2 正弦波抽样过程图3显示出了信号原有频谱宽度与抽样频率不同时抽样之后频谱的三种情况：图3 抽样频率与频谱宽度的关系当fs远大于原信号频谱最高频率F的2倍时，即fs2F，由于抽样后的信号频谱不重叠，经低通滤波器取出的信号频谱与原信号频谱完全相同，即恢复后的原信号不产生失真；

13、当fs12db即可正常工作。（3）DVB-C技术原理：数字有线电视系统在前端将多套电视节目送至编码系统进行复用后用QAM调制方式调制在一个有线电视频道上，多路数字电视节目共用一个模拟电视频道，同时多个QAM调制器输出载波频率不同，可将各个调制器输出信号经混合器混合后在一根同轴电缆上传输，这样一根同轴电缆可以传输上百套数字电视节目。当然还可采用WDM技术可以将电视信号同其它信息成在一根光纤上传输，开发多功能业务。（4）QAM调制是QPSK调制的原理的延伸和发展，QPSK调制将信号传输速率提高一倍，如果一个时钟周期调制的信号不是2位数码而是 4, 5, 6,7 ,8位数码 信息，这样就出现16,3

14、2,64,128,256QAM调制技术,速率可提高多倍。QAM是幅度调制和相位调制的给合,它的原理框图同QPSK调制器基本相同,不同的是QPSK在一个时钟送到环形调制器是1位数码信息,而QAM将一个时钟周期内传送数字信号经串/并变换器后平均分两路多位数码信号送至环形调制器直接调制，不但调相而且调幅，它的己调制信号矢量图平均分布在正交载波信号的平面内。虽然QAM调制的传输速率较高，但它降低系统的信噪比余量，牺牲了系统的可靠性。根据香农噪声理论可以知道：对于C/N己知的信道，它的最大数据传输速率是有限的，不能无限的提高数据传输速率，反之则降低系统可靠性，甚至整个系统不能正常工作。因系统前端信道编码

15、和接收机解调器中具有RS等纠错码功能，实际误码率在10E4数字信号经RS等纠正后可以达到10E12准无误码率的水平。对于QAM64调制C/N24db就可达到4级图像质量，而模拟信号则要求C/N43db。第四章 数字电视的发展现状以及前景展望4.1 数字电视在全球的发展美国电子和媒体研究机构战略分析公司2002年公布的调查报告显示：截至2001年底，全球已有数字电视家庭3440万户，到2002年底预计将增加到5600万户。全球数字电视的发展最早起步于美国。自1994年6月底美国DirectTV和USSB两个卫星开播数字电视业务起，到2001年9月，有线数字电视用户已达到1370万。根据全国广播机

16、构协会（NAB）的统计，到2002年2月，在美国84个地面电视广播城市和地区中已有244个数字电视台，数字电视覆盖率已达75%。在欧洲，数字电视是以1996年4月法国开始第一个欧洲商业数字电视广播为标志的。1998年10月第一个地面数字电视-BBC的OnDigital在英国开播；同年11月，英国的卫星数字电视开播。在亚洲，日本在1996年6月，PerfectTV用CS卫星开始卫星数字电视广播。而2005年，韩国在全国范围开播地面数字电视。4.2 我国数字电视的发展 我国第一家数字电视广播是由南宁有线电视台、国家广电总局广播科学研究院数字广播电视技术中心、四川新泰克投资有限公司共同合作开发的，它

17、于2000年6月在广西南宁开通运营。另外，我国的广东和河南电视台率先在省级电视台开通了数字电视广播业务。上海市于2002年9月28日开始试播有线数字电视。 我国广电部门也一直在为推广数字电视积极努力。2003年广电总局发布了广播影视科技“十五”计划和年远景规划，并制订了我国有线电视向数字化过渡时间表。时间表按地域将全国划分为东部、中部、西部三个地区，将时间明确划分为2005年、2008年、2010年、2015年四个阶段。按照规划，2008年我国计划全面实现数字广播电视，2015年将全面停止模拟广播电视播出。4.3 我国数字电视发展的现状为了实现2015年停止模拟广播电视，全部采用数字电视播出的

18、发展目标，自2004年起加快了数字电视的发展步伐，政府和广电部门都在积极促进数字电视的发展，并提出了明确的发展要求。根据我国国情，有线电视数字化采取模拟向数字整体平移的方式。逐步按片区整体转换为数字电视用户。这些政策和措施促进了我国有线数字电视的发展。 然而，随着我国数字电视整体平移步伐的加快，我们在推行数字电视的过程中遇到了很多困难。 首先，转变国内观众心目中已形成的看电视是免费（或低收费）的观念是目前的一个当务之急。长久以来，国家广电事业向来都是免费为广大人民群众发布各种政策和信息。用户逐步养成了免费获取电视节目的习惯，对于收费的电视节目有较大的抵触心理。随着社会主义市场经济的发展，广电系

19、统在确保舆论导向正确的前提下，走向时常，加大投入，开发付费电视业务，以满足群众日益整张的个性化、多样化、多层次的文化娱乐需求已成为未来广电发展的必然选择。为此，明确电视节目的收费概念，扭转用户免费收看的观念是至关重要的。 其次，内容没有新意、缺乏互动也是限制数字电视推广普及的一个重要原因。从技术层面上看，数字电视具有同时播出500套节目的容量，2005年我国付费电视频道已经扩大到80个，付费广播增加到了45套。然而，这么多的节目容量，其内容还是单一匮乏的，更何况这些付费频道并不一定能满足观众的需要。面对相同的内容，会有谁愿意另外付费呢？ 最后，经营成本高、长也是一个重要的制约因素。根据专家测算

20、，以数字机顶盒方式推广经营数字电视业务，一个网络上能有8至10万左右的交费用户，收支才可以基本平衡，而且要在三四年的运营时间之后才能收回投资成本。这些费用不能都由国家承担，而个人很少有人愿意投资。4.4 数字电视的前景展望数字电视提供了节目、信息、服务、娱乐等各个方面的服务，在节目方面除现有的公共节目外，还有多种专业化的广播电视节目、交互电视节目、视频点播节目等。具体而言，主要有以下几种：（1）交互式电视广播交互式电视广播是字电视的一种应用。交互电视是观众可以按照自己的兴趣主动选择节目，而不是被动接受电视的形式，它实现了观众与节目之间的互动，体现了电视欣赏个性化的趋势。（2）数字电视转播业务视

21、转播业务主要用于卫星数字电视的转播、省网SDH下传节目的转播、模拟卫星节目编码后的转播、本地节目数字化直播等。（3）准视频点播业务准视频点播业务也是数字电视系统实现的基本业务之一，在业务表现形式上可以和本地数字有线电视相类似，但它是将一个节目分为不同的时间间隔，采用多通道的方式播出，用户通过机顶盒可以选择不同的时间间隔的节目，从而感受到的是节目在可以接受的时间间隔点不断从头播出，这种特殊的业务表现形式感觉近似VOD服务，其实现的原理与本地数字有线电视业务相同。（4）数据广播业务 数据广播一种是数据文件广播，即一个数据文件可在全网或某一子网中广；另一种是多媒体流式文件的广播，即实时多媒体图像、声

22、音的广播。（5）真视频点播业务真视频点播业务属于数字电视增强性业务的范畴，主要用于提供点到点的服务。运营商可以用该服务提供真正的VOD服务，但该服务的前提是必须有回传网络，一般用于酒店或小区。据预测，20052015年，中国数字电视市场规模将由450亿扩涨到5000亿元，2010年中国数字电视接收机市场规划将达到2050万台，而整个数字电视产业的规模将达到15000亿元，可以说十字电视的市场机会是巨大的。我国要发展我们的数字电视产业，推广数字电视的应用，就必须抓住这个千载难逢的机会，克服现在面临的困难。可以说，数字化将给广播电视带来质的变化，数字电视在未来必然将占据主要市场。18致 谢通过这次

23、论文的写作，不仅让我学到了有关数字电视的相关知识，更重要的是学会了查阅文献和排版的技巧，非常感谢张嘉老师在这次论文写作中给予的帮助，她的指导意见给了我很大的启示，在不断的修改中体会到了张嘉老师的敬业与耐心。另外，还要感谢研究数字电视的前辈们，正是参阅了他们的研究成果，让我获得了巨大的帮助。就要离开我们美丽的校园了，不知从何时开始，已经想念这里的一草一木，三年大学即将结束了，我们每个人都会迎来全新的人生，很感谢这三年来舍友的陪伴，在伤心的时候有人安慰，在开心的时候一起开心，收获了知识的同时也收获了无比珍贵的友谊。感谢班主任对我们的关心和悉心教导，还有各位任课老师，他们的敬业与专业精神很值得我们的学习。最后还要感谢一直在背后默默支持我的家人，他们供完读完了大学，希望朝着自己的理想勇往直前。无论我走到哪里，都会带着他们的祝福和支持，勇敢的走向未来，走向新生活。参考文献【1】郑雯、翟希山、王志广.数字电视原理、传输与接收.北京人民邮电出版社.2006年【2】张首君、陈银杰等.数字视频信号的压缩编码原理.西北大学学报.2007年6月，第37卷第3期【3】杜百川.数字信号的产生.广播电视信息报.1996年4月第4期【4】马立欣.数字电视概述.电视技术.2000年6月，总第216期【5】卓然公司.数字电视发展趋势【6】张敏.数字电视的概念及发展前景.金属世界.2009年增刊19