地面數(shù)字電視傳輸技術與系統(tǒng)

前言

　　20世紀90年代初，以葉培大院士為首的專家組，在對國內外通信、廣播領域發(fā)展情況進行了全面深入的調查研究后，向中央提出了盡快大力開展通信和數(shù)字電視研究的建議，并得到了中央領導的高度贊許。1991年，科技部在863框架下，建立了一個“通信專項”；1994年設立了一個“高清晰度電視開發(fā)小組”；1999年，又由國家計委牽頭，成立了由經貿委、科技部、信產部、廣電總局和質檢局組成的“國家數(shù)字電視領導小組”，推動數(shù)字電視標準制定工作。1999年國慶50周年期間，中央電視臺采用有關單位研發(fā)的地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)，進行高清數(shù)字電視試播，開啟了我國數(shù)字電視廣播的先河。2001年3月，信產部和廣電總局聯(lián)合，將清華大學研制的、采用TDS-OFDM新體制的、具有系統(tǒng)結構創(chuàng)新的DMB-T系統(tǒng)，以信息文稿《中國地面數(shù)字多媒體電視廣播的發(fā)展》向國際電聯(lián)ITU通報，得到ITU-RSG6組及其工作組的熱烈響應，為爭取我國數(shù)字電視標準走出國門邁開了第一步。2002年以后，為了制定具有我國自主知識產權的地面數(shù)字電視廣播標準，“國家數(shù)字電視領導小組”對參選的幾種地面數(shù)字電視系統(tǒng)的性能及專利與知識產權情況，進行嚴格審查；其后，基于融合各種系統(tǒng)優(yōu)點的考慮，決定在TDS-OFDM體制基礎上，以軟件配置方法，選用不同的子載波數(shù)，解決了所謂“單、多載波問題”，制定了我國地面數(shù)字電視廣播傳輸?shù)膹娭菩詷藴蔊B20600－2006《數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結構、信道編碼和調制標準》，于2006年8月18日由國務院批準、頒布?！　鴺斯己螅愀厶貐^(qū)率先于2007年12月31日成功地采用國標DTMB系統(tǒng)實現(xiàn)高清、標清數(shù)字電視商業(yè)播出，澳門特區(qū)也采用類似工作模式進行地面數(shù)字電視廣播。2008年北京奧運以來，我國6個奧運城市和廣州、深圳等共8個城市也采用國標進行高清、標清數(shù)字電視廣播。根據(jù)國家廣電總局規(guī)劃，我國將于2015年停止模擬電視廣播，實現(xiàn)由模擬電視向數(shù)字電視的過渡。　　近10年來，楊知行教授及其科研團隊專心致志，從事地面數(shù)字電視廣播傳輸研發(fā)工作，為DTMB國標的制定作出了重要貢獻。這本書可以認為是他們多年來從事數(shù)字電視研究工作的技術總結。全書扼要介紹了3種國際地面數(shù)字電視廣播標準和我國的DTMB標準，詳細闡述了系統(tǒng)各主要部件（包括信道特征、信道編碼、體制方式、同步、信道估計與均衡等）的工作原理、關鍵技術和解決辦法，這將是相關學科研究生一本很好的的參考書，對從事數(shù)字電視研發(fā)、運營的技術人員也有很好的參考價值。但愿這本書的出版，對推動我國電視事業(yè)數(shù)字化進程也能有所幫助。

內容概要

　　本書以中國地面數(shù)字電視廣播傳輸標準為背景，系統(tǒng)、深入地介紹了地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)的基本原理、關鍵技術和工程應用。全書共11章，內容包括數(shù)字電視基本概念、地面?zhèn)鬏斝诺赖奶匦浴⒕幋a和調制、接收機同步、信道估計和均衡、國外標準的簡介、中國標準的詮釋、收發(fā)系統(tǒng)和網絡規(guī)劃等?！　”緯晒氖碌孛鏀?shù)字電視產品研發(fā)的工程師和工程應用的技術人員閱讀，也可作為大專院校通信與電子系統(tǒng)專業(yè)的高年級本科生教材或研究生參考書。

書籍目錄

第1章　地面數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)的基本概念　　1.1　電視技術的發(fā)展歷程　　1.2　數(shù)字電視的優(yōu)勢　　1.3　數(shù)字電視組織和發(fā)展情況　　1.4　我國數(shù)字電視發(fā)展歷程概述　　1.5　數(shù)字電視系統(tǒng)組成　　　1.5.1　系統(tǒng)設備組成　　　1.5.2　數(shù)字電視的功能分層　　1.6　壓縮層和復用層　　　1.6.1　圖像格式　　　1.6.2　數(shù)字電視信號編碼方式　　　1.6.3　MPEG-2壓縮關鍵技術環(huán)節(jié)　　　1.6.4　幀內編碼　　　1.6.5　幀間編碼方法　　　1.6.6　音頻壓縮　　　1.6.7　MPEG-2碼流　　　1.6.8　MPEG-2多路復用　　　1.6.9　傳輸流　　參考文獻　第2章　地面數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)的信道特性　　2.1　概述　　2.2　電波傳播大尺度效應　　　2.2.1　自由空間的傳播　　　2.2.2　3種基本傳播方式：反射、繞射和散射　　　2.2.3　陰影衰落和地形影響　　　2.2.4　大尺度信道模型　　2.3　電波傳播小尺度效應　　　2.3.1　衰落和多徑　　　2.3.2　小尺度衰落總結　　　2.3.3　小尺度衰落信道建模和仿真　　　2.3.4　實際信道模型舉例　　參考文獻　第3章　地面數(shù)字電視傳輸?shù)男诺谰幋a　　3.1　信道容量香農信道編碼定理　　3.2　差錯控制和信道編碼分類　　3.3　線性分組編碼　　　3.3.1　線性分組碼的基本概念　　3.3.2　BCH碼　　　3.3.3　RS碼　　3.4　卷積碼　　　3.4.1　卷積碼的構造和描述　　　3.4.2　卷積碼的距離特性和譯碼　　3.5　交織　　　3.5.1　分組交織　　　3.5.2　卷積交織　　3.6　串行級聯(lián)碼　　3.7　并行級聯(lián)碼　　　3.7.1　乘積碼　　　3.7.2　Turbo碼及其迭代譯算法　　3.8　格型編碼調制　　　3.8.1　TCM的集分割映射　　　3.8.2　TCM結構和基本原理　　3.9　低密度校驗碼　　　3.9.1　LDPC碼的基本概念　　　3.9.2　LDPC碼的譯碼算法　　3.10　電視廣播中的信道編碼　　參考文獻　第4章　地面數(shù)字電視廣播調制技術　　4.1　數(shù)字調制概述　　　4.1.1　線性調制解調模型　　　4.1.2　信號空間和信號表示法　　4.2　數(shù)字調制方案的考慮因素　　4.3　四相相移鍵控調制　　　4.3.1　QPSK信號的調制和解調　　　4.3.2　QPSK信號的功率譜和錯誤概率　　　4.3.3　QPSK信號的變形　　4.4　正交幅度調制　　　4.4.1　QAM信號的調制和解調　　　4.4.2　QAM信號的功率譜和錯誤概率　　　4.4.3　MQAM調制的例子：DVB-C　　　4.4.4　QAM信號的變形　　4.5　擴頻調制　　　4.5.1　偽隨機序列　　　4.5.2　直接序列擴頻　　　4.5.3　擴頻調制的抗干擾性能　　4.6　多載波調制　　　4.6.1　OFDM原理　　　4.6.2　OFDM的DFT實現(xiàn)　　　4.6.3　保護間隔與循環(huán)前綴　　　4.6.4　頻域特性　　　4.6.5　OFDM與單載波傳輸系統(tǒng)的比較　　4.7　數(shù)字電視廣播中的調制技術　　　4.7.1　現(xiàn)有國際標準的調制方案　　　4.7.2　單載波和多載波系統(tǒng)的特點　　參考文獻　第5章　地面數(shù)字電視傳輸?shù)耐降?章　地面數(shù)字電視傳輸?shù)男诺拦烙嫼途狻〉?章　現(xiàn)有國外數(shù)字電視地面廣播傳輸標準第8章　中國地面數(shù)字電視廣播傳輸標準第9章　中國數(shù)字電視地面廣播傳輸標準接收機　第10章　地面數(shù)字電視的網絡規(guī)劃　第11章　中國數(shù)字移動多媒體廣播傳輸系統(tǒng)參考文獻　附錄　數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敿夹g常用縮略語　

章節(jié)摘錄

　　第1章　地面數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)的基本概念　　1.1　電視技術的發(fā)展歷程　　電視一詞首次出現(xiàn)于1900年的法國巴黎世界博覽會(world Fairs)上。20世紀20年代，出現(xiàn)了通過無線電波將聲音、形體等因素合成的活動圖像傳送到千家萬戶的技術——電視。　　1928年美國紐約州斯勘尼克塔狄(Schenectady)的一家電臺進行了第1次電視廣播，1936年英國廣播公司在倫敦建立了世界第1個正規(guī)的電視播放機構——電視臺，開始了電視的初創(chuàng)期?！　〉诙问澜绱髴?zhàn)之后，電視進入了第1代——黑白電視時代。這個時期的電視不僅規(guī)范了拍攝、編輯、制作、播出、傳輸、接收、組網等電視信號制作和廣播的全過程，而且開始重視電視內容的藝術性。這一時期播放的電視作品，有的受舞臺劇影響，有的出于迎合觀眾心理，商業(yè)化色彩較為濃厚。但由于黑白電視不能反映色彩斑斕的現(xiàn)實生活，人們迫切期待看新的電視技術的出現(xiàn)。　　隨著科學技術日新月異的發(fā)展，第2代電視——彩色電視給人類帶來了福音。事實上，對彩色電視機的研究從黑白電視時期就開始了。1928年，英國人貝爾德(John Logie Baird，1888—1946)提出并演示了第1個彩電電視方案；1940年，美國的戈德馬克(Peter Carl Goldmark，1906一1977)發(fā)明了一種逐場順序傳送的彩色電視方式，稱為場順序制，并于1946年開始實驗播出。它占用12MHz帶寬，但不能與黑白電視兼容。

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