本文主要学习于雷神的 DVB数字电视系统简介（DVB-C，DVB-S，DVB-T），用于记录相关知识。

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目录

一、数字电视

1. 什么是数字电视

2. 数字电视的优缺点

3. 数字电视的分类

4. 数字电视的标准

二、DVB 数字电视

1. DVB框架结构

2. DVB系统组成

3. DVB-S传输方式

4.DVB-C传输方式

5.DVB-T传输方式

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一、数字电视

1. 什么是数字电视

 模拟电视（Analog Television, ATV）是采用模拟传输系统，以连续波形式传送信号的电视。模拟电视信号指亮度、彩色、声音信号的参数变化完全模拟实际的物理参数变化。以前农村使用室外天线接收的即是模拟电视信号。

数字电视（Digital Television, DTV）是指从电视节目采集、录制、播出到发射、接受全部采用数字编码与数字传输技术的新一代电视，是在数字技术基础上把电视节目转换成数字信息，以码流形式进行传播的数字形态，综合了数字压缩、多路复用、纠错掩错、调职解调等多种先进技术。

2. 数字电视的优缺点

3. 数字电视的分类

1. 按信号传输方式可分为：

地面无线传输数字电视(地面数字电视)；卫星传输数字电视(卫星数字电视)；有线传输数字电视(有线数字电视)。

2、按图像清晰度可分为3大类：

① 数字高清晰度电视(HDTV)：需至少720线逐行或1080线隔行扫描、屏幕宽高比应为16∶9，采用杜比数字音响，能将高清晰格式转化为其他格式并能接收并显示较低格式的信号，图像质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平。

② 数字标准清晰度电视(SDTV)：必须达到480线逐行扫描，能将720逐行、1080隔行等格式变为480逐行输出，采用杜比数字音响。对应现有电视的分辨率，其图像质量为演播室水平。

③ 数字普通清晰度电视(LDTV)：显示扫描格式低于标准清晰度电视，即低于480线逐行扫描的标准。对应现有VCD的分辨率。 

3、按照产品类型可分为：数字电视显示器、数字电视机顶盒和一体化数字电视接收机。 

4、按显示屏幕幅型比分类：数字电视可分为4∶3 和 16∶9幅型比两种类型。

4. 数字电视的标准

目前国际电信盟(ITU)认可的主流数字电视标准：

ATSC (Advanced Television System Committee)	美国数字电视标准
DVB  (Digital Video Broadcasting)	欧洲数字电视标准
ISDB  (Integrated Services Digital Broadcasting)	日本数字电视标准
DTMB (Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting)	中国地面数字电视标准
ABS-S(Advanced Broadcasting System-Satellite)	中国卫星广播数字标准

数字电视地面广播使用标准分布情况：

图中浅蓝色代表DVB-T标准，深蓝色代表DVB-T2标准，绿色代表ATSC标准，粉红红色代表ISDB-T标准，黄色代表DTMB标准（我国的标准）。从图中可以看出ATSC的使用国家主要分布在北美地区，ISDB-T的使用国家主要分布在南美地区，我国使用自主的DTMB标准，而剩下的地区全部采用了DVB-T标准。

二、DVB 数字电视

1. DVB框架结构

1)分层结构

DVB标准中描述的系统可以概括成下图所示的结构。根据所属的层次不同从上层到底层可以分为：音视频编码层，服务信息层，基带传输层，信道编码层，射频层。

DVB分层结构

发送端按照箭头所指的方向完成多媒体数据的处理并且发送出去，而接收端则按照相反的方向完成数据的处理并送到终端显示屏/音频系统上显示画面。这些层次完成的工作可以概括如下：

• 音视频编码层：使用MPEG1、2等多项标准对模拟音视频信号进行采样和压缩。
• 服务信息层：使用DVB SI标准产生PSI、SI和EPG等信息服务。
• 基带传输层：使用ASI（异步串行）、SPI（同步并行）、SSI（同步串行）接口。
• 信道编码层：使用各种DVB-S、DVB-C、DVB-T信道编码。
• 射频层：使用卫星、CATV（有线电视网）、SFN（单频网）、Internet等进行信号传送。

2)发送端模型

发送端模型如下图所示。发送端的输入为图像/声音数据，输出为调制后的射频信号。输入的视音频数据经过音视频编码，复用，调制，发送4个步骤形成最终的信号。输入的视音频信号首先经过“Encoder”压缩编码为ES流；然后经过“Packetliser”打包为PES流之后，经过“Multiplexer”复用成TS流；接着经过“Modulation”调制成为射频信号，最后发送调制后的信号到不同的信道中。

发送端模型

3)接收端模型

接收端模型如下图所示。接收端的输入为射频信号，输出为图像/声音数据。接收端做的工作与发送端是完全相反的。输入的视音频数据经过接收，下变频，解调制，解复用，解码4个步骤完成信号的接收，并最终输出到终端的显示屏/音响设备中。

 

 

接收端模型

2. DVB系统组成

DVB系统按照信号传播的顺序可以分成前端系统，传输系统和终端系统。其中前端系统一般位于节目生产部门（例如电视台等部门），而终端系统一般用户设备中（例如机顶盒）。

1)前端系统

DVB系统中的前端系统，主要是指数字电视网络的信息源部分，是电视节目信息的交换中心, 属于整个数字有线电视系统的核心部分，常被业界誉为“心脏”。前端根据作用的不同可以分成转播数字前端和存储播出前端。转播数字前端通常包括复用器、实时编码器、扰码器、适配器、矩阵、网管等系统。存储播出前端通常包括节目存储、TS节目制作、媒体资产管理、视频服务器播出、媒体资产、EPG、证券信息、综合信息等各种应用系统。

2)传输系统

DVB 系统中的传输系统，主要是指数字电视网络的信道部分。最常见的三种传输系统是DVB-C、DVB-S 和 DVB-T。

DVB-C (Cable)	数字有线电视系统
DVB-S (satellite)	数字卫星电视系统
DVB-T(Terrestrial)	数字地面电视广播系统

上述三种系统的徽标如下图所示。

3)终端系统

DVB系统中的终端系统，主要是指数字电视网络的信宿部分。终端系统主要提供给数字电视的用户使用，因此产量很大而且售价便宜。比较常见的终端有机顶盒（STB）、接收卡、数字电视机、移动设备等。
 

3. DVB-S传输方式

本节简单介绍DVB-S系统的传输方式。

1)原理

DVB-S 用于卫星信道。它的系统结构如图9所示。

图9. DVB-S系统结构

卫星信道的特点是：可用频带宽、功率受限、干扰大、信噪比低。所以要求采用可靠性高的信号调制方式、强的信号纠错能力，对带宽要求不是特别高。QPSK是一种恒包络相位调制技术，使用QPSK将数字信息体现在相位上，只要相位不发生变化，幅度上的衰减和失真不会影响接收，抗雪衰、雨衰能力强。

2)调制

DVB-S采用QPSK调制器，对复用后的传输流进行信道编码，内码采用卷积码，外码采用RS分组码，再经过QPSK调制，在卫星11G/12GHz Ku频段广播发送数字电视。QPSK的调制方式如图10所示。

图10. QPSK调制方式示意图

3)参数

DVB-S包含如下几个常见的参数。

• 下行频率：卫星上面每个转发器都有一个固定下行频率。下行频率的设定跟LNB进行混频之后得到接收机高频头的950MHz-2150MHz频段的高频信号。LNB工作在C波段时候混频频率是5150MHz，工作在Ku波段时候是13100MHz。所以C波段的下行频率在3000MHz-4200MHz之间；Ku波段下行频率在10950MHz-12150MHz之间。
• 符号率：QPSK的符号率就是I、Q单路相位信号的符号率，每符号携带2比特的信息。视频节目的QPSK的符号率一般在2MS-40MS之间。
• 极化方式：极化方式是卫星转发器下行的时候载波的偏振方向，作用是提高同频载波的利用率。常见的QPSK极化方式有垂直极化和水平极化，椭圆极化基本上不用于民用了。

4.DVB-C传输方式

本节简单介绍DVB-C系统传输方式。

1)原理

DVB-C用于有线信道。它的系统结构如图11所示。

图11. DVB-C系统结构

有线信道的特点是：信噪比高、频带资源窄、存在回波和非线性失真。DVB-C采用带宽窄、频带利用率高、抗干扰能力较强的调制方式。同时，由于信道信噪比高，误码率较低，纠错能力要求不很高。因此，DVB-C的信道部分采用RS码和卷积码交织技术，正交幅度调制(QAM)。QAM可以说是QPSK的复杂化模型，当调制信号的相位和幅度都产生变化时候，就形成了相位星座图。

2)调制

DVB-C采用QAM调制器，对传输流采用16、64、128或者256QAM方式进行调制，用于通过有线电视（CATV）系统传送多路数字电视节目。QAM的调制方式如图12所示。

 

图12. QAM调制方式示意图

3)参数

DVB-C包含如下几个常见的参数。

• 载波频率：载波频率是使用传统模拟电视的频道资源的频率，传统模拟电视由51-858MHz，每个频道的频率固定。一般数字电视使用较高的频段，避开大部分模拟VSB信号的邻频干扰。
• 符号率：由于QAM方式的不同，每符号携带的比特数目不一样，QAM方式越大，同样符号率的码流的码率就越高。
• QAM方式：有16、32、64、128、256QAM方式，常用64QAM方式，符号率在6M-7M之间。
• 内编码方式：删余卷积码 1/2 , 2/3 , 3/4 , 5/6 , 6/7 或者7/8。

5.DVB-T传输方式

本节简单介绍DVB-T系统传输方式。

1)原理

DVB-T用于地面广播信道。它的系统结构如图13所示。

图13.DVB-T系统结构

地面广播的特点是:地形复杂、存在时变衰落和存在多径干扰、信噪比较低。DVB-T采用前向纠错(FEC)(包括内码交织、内码卷积编码、外码交织、外码RS编码)和能有效消除多径干扰的正交频分复用技术(COFDM)和格雷码映射4/16/64QAM调制等进行信道处理。然后在原来用于模拟的6MHZ、7MHZ和8MHZ的频带内发送数字电视节目。DVB-T发送的比特率是可变的。例如：在6MHZ频带可在3.7-23.8Mbit/s比特率之间进行选择; 在8MHZ频带可在4.9-31.7Mbit/s比特率之间进行选择以适应不同的接收环境（如移动接收应适当降低发送的码率）。

2)调制

DVB-T采用COFDM调制器，采用多载波（2000多个或者8000多个）正交复合调制方式，在一个COFDM数据帧中，所有载波上使用一样的格雷码映射的QPSK、16QAM或64QAM调制，调制方式最复杂。COFDM的调制方式如图14所示。

图14. COFDM调制方式示意图

3)参数

DVB-T包含如下几个常见的参数。

• 载波频率：是使用传统模拟电视频道资源的频率，DVB-T一般由470-860MHz，每个频道的频率固定。使用高频段避开大部分模拟VSB信号的邻频干扰。
• 带宽模式：有三种带宽模式，分别时6MHz、7MHz和8MHz
• FFT模式：DVB-T有两种IFFT模式，分别是2K模式和8K模式，其中“2K”和“8K”表示子载波数目。一般移动接收使用2K模式，固定接收使用8K模式。
• 载波调制方式：在每个子载波上面分别有QPSK，16QAM和64QAM方式，可以由芯片自动识别。
• 内编码方式：删余卷积码 1/2 , 2/3 , 3/4 , 5/6 , 6/7或者7/8。
• 保护间隔设定：有四种保护间隔参数，分别是1/32, 1/16, 1/8, 1/4个符号周期。

 

参考：

数字电视（采用数字技术的电视）_百度百科 (baidu.com)

DTV(数字电视)知识扫盲 - 轻轻的吻 - 博客园 (cnblogs.com)

DVB数字电视系统简介（DVB-C，DVB-S，DVB-T）_雷霄骅(leixiaohua1020)的专栏-CSDN博客_dvb-c