数字电视广播

数字流来传播的电视类型

数字电视又称为数位电视或数码电视，是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的二进制数字流来传播的电视类型，与模拟电视相对。其信号损失小，接收效果好。

发展

以高清晰度电视（HDTV）为标志的第三代电视以其理想的视听效果和多功能，已经成为新一代数字电视的发展方向。为了达到高于1000线的清晰度，采用MPEG-2压缩编码时，HDTV信源编码速率将达到25MHz。为了可以使用现有的模拟信道（带宽为6～8MHz）来传输广播HDTV，必须进行信道编码来压缩传输的带宽。

目前，信道编码以及调制方式没有统一的国际标准。而且调制方式会由于数字电视广播可采用的媒质（卫星、地面、有线电缆）的不同而不同。例如卫星通信系统中采用单载波信号，在采用外部编码的同时，内部加入了打孔卷积编码，信号的调制方法一般都采用四相相移键控（QPSK）；有线电缆通信一般没有附加内部编码，在调制方式上欧洲采用正交幅度调制（QAM）方式，美国也推荐采用QAM调制方式，但是有些电缆电视经营者主张用残留边带调制（VSB）方式；在地面广播所使用的调制方式方面分歧较大，中国国家标准采用时域同步的正交频分复用（TDS-OFDM）技术，欧洲和日本的标准为正交频分复用（OFDM）技术，美国采用VSB调制方式。

从上面的叙述中可以看出，HDTV的发展将会面临两个主要问题：第一是多种体制并存的现象，第二是从模拟电视到HDTV的平稳过渡。而基于软件无线电技术的HDTV方案可以很好地解决HDTV发展所面临的问题。

构成

数字电视广播系统广播和接收的基本结构由以下3个子系统构成。

（1）信源编码和压缩子系统。该子系统通过模数转换器（ADC）接收模拟视频和音频信号并将其转换成数字比特流，然后通过MPEG-2进行压缩，并加入控制和辅助数据。

（2）服务复用和传递子系统。该子系统将视频和音频及辅助数据流联合构成分组，并加上标记，分组构成单个数据流，采用MPEG-2传递系统语法控制这些复用任务。

（3）传输子系统。它包括对复用数据流的信道编码和调制。

软件无线电在数字电视广播系统中的应用主要涉及数字电视广播系统中的传输子系统。

软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的单一电台设计方法中解放出来，把尽可能多的通信功能用软件实现，这样通信新系统、新产品的开发将逐步转到软件上来。

图1所示的是数字电视调制器USB卡的实物图。它有基于Windows2000/XP及Linux的软件开发包，支持可编程射频输出电平（0.1dB步进），支持的调制方式包括：DVB-T/DVB-H、ATSC8VSB、QAM、DVB-S/DVB-S2、T-DMB、ISDB-T、SBTVD-T和DTMB等。

基于软件无线电的原理，可以搭建一个数字电视广播系统的框图（如图2所示）。图中的通用调制器完成信号变频前的信道编码、信号调制等功能。

图1数字电视解调器USB卡

图2软件无线电数字电视发射端原理框图

这种基于软件无线电的数字电视广播系统将系统的主要功能用软件实现，可以适用于不同的传输媒介（如无线、有线电缆和卫星数字电视）、产生不同制式的数字电视信号、进行不同码率的编码，而且具有很强的系统升级能力。当新的信号处理方式（如新的编码方式、调制方式等）出现时，只需加载新的软件就能实现新制式的数字电视广播，不仅降低了投资，而且可缩短产品研制开发的周期。

意义

在生产数字电视接收设备（包括数字电视机和数字电视机顶盒）时，应考虑到接收多种制式的问题，这对于提高数字电视覆盖范围和降低用户收视成本具有非常重要的意义。依据基于软件无线电技术的数字电视广播系统发射端的原理框图，同样可以构思出基于软件无线电技术的数字电视接收系统的原理框图（如图3所示）。该系统可以通过加载的不同软件接收不同传输方式的数字电视。

图3软件无线电数字电视接收端原理框图

实现基于软件无线电技术的数字电视广播系统的主要困难是要求低成本，如果成本太高则会成为限制其发展的瓶颈。相信随着微电子技术的发展，这种软件化的数字电视将会有很好的发展前途。

软件无线电可以很好地解决数字电视中多体制并存，以及从现有模拟电视到HDTV平滑过渡的两大难题，可为数字电视广播系统的发展提供强大的动力。

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