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數字電視是指電視的圖像和音頻用數字化信號發送。所以準確定義的數字電視除了指我們平時所說的數字電視接收機外,還包含了從發送、傳輸到接收的全過程。由電視臺送出的圖像及聲音信號,經數字壓縮和數字調制后,形成數字電視信號,經過無線介質或有線介質傳送到數字電視接收機,然后通過數字解調和數字視音頻解碼處理還原出圖像及伴音。

因為演播室質量的數字化電視信號的數據率約為200Mbps,高清電視在1920×1080顯示格式下的視頻傳輸碼率高達995Mbps,如此高的數據率是無法在模擬電視頻道帶寬內傳輸的,因此必須要進行數據壓縮。

首先是壓縮信源編解碼技術,這部分包括視頻和音頻壓縮編解碼技術。通過視頻編碼技術將模擬圖聲信號變為數字信號源,再進行MPEG-2壓縮編碼。MPEG-2支持標準分辨率的16:9寬屏及高清晰度電視等多種格式,其碼率范圍為3～40Mbps。壓縮音、視頻的主要任務是去掉信源的音、視頻中的信息冗余,提高信源的有效性。壓縮完的音、視頻數據比特流經復用系統處理復合成單路串行的比特流,復用系統把音頻、視頻、輔助數據的碼流通過一個打包器打包(這是通俗的說法,其實是數據分組),然后再復合成單路。目前網絡通信的數據都是按一定格式打包傳輸的。HDTV數據的打包將使其具備了可擴展性、分級性、交互性的基礎。

接著是信道編碼技術,信道編碼技術主要采用數字電視信道的編解碼及調制解調數字調制技術。目的是提高單位頻寬數據傳送率,增強數據流的可靠性,對信源編碼后的數據包加上附加比特以及其他處理,使得經過信道傳輸后的數據流即使在受到損傷后,在接收端也能實現誤碼糾正,恢復出正確的數據。

然后就是數字電視的傳輸了,數字電視的傳輸方式有三種,一種是衛星傳輸,一種是有線傳輸,一種是地面傳輸。這三種數字電視的信源編碼都采用MPEG-2的復用數據包,但由于它們的傳輸途徑不同,因而在信道編碼方面采用不同的調制方式。主要有以下方式:

1.正交振幅調制(QAM):這是近年來被國際上移動通信技術專家十分重視的一種信號調制方式,正交振幅調制是用兩個獨立的基帶數字信號對兩個相互正交的同頻載波進行抑制載波的雙邊帶調制,利用這種已調信號在同一帶寬內頻譜正交的性質來實現兩路并行的數字信息傳輸。它的調制效率高,要求傳送途徑的信噪比高,它主要用于有線電視電纜傳輸。

2.鍵控移相調制(QPSK):在數字信號的調制方式中,QPSK四相移鍵控是目前最常用的一種衛星數字信號調制方式,它具有較高的頻譜利用率、較強的抗干擾性,在電路上實現也較為簡單。所以它的調制效率高,要求傳送途徑的信噪比低,用于衛星廣播傳輸方式。

3.殘留邊帶調制(VSB):VSB是介于SSB與DSB之間的一種調制方式,在VSB中,設法讓一個邊帶通過,同時又保留另一個邊帶的一部分,因此這種方法稱為殘留邊帶調制。抗多徑(即重影)傳播效應好,適合地面廣播。

4.編碼正交頻分調制(COFDM):它的基本思想通過采用允許子信道頻譜重疊,但相互間又不影響的頻分復用(FDM)方法來并行傳送數據。它抗多徑傳播效應和同頻干擾好,適合地面廣播和同頻網廣播。

最后一步就是信號的接受過程,接受信號的過程正好和發送信號的過程相反。這樣就完成了整個數字電視的全過程。

由此我們可以看出,數字電視有以下優點:

1.圖像清晰度好,音頻質量高,支持5.1聲道的數字環繞聲節目源。

2.傳輸效率高。通過使用先進的信道編碼和調制方法,一個頻帶內可實現多路、多套節目的同時傳輸。

3.數字電路成本低,無需調整和調諧,容易維修。

4.提供全新的業務方式。數字電視網、電信網和計算機網的結合,將提供更豐富的信息源、共享方式、交互方式,可擴大用戶使用和控制信息使用的自由度。

5.便于信號的存儲。可以存儲多幀的電視信號,而且所用的存儲時間與信號的特性無關。

6.實現高效的控制。與計算機配合不僅可以實現設備的自動控制和調整,很容易實現加密/解密和加擾/解擾技術。

迄今為止,衛星數字電視、有線數字電視、地面數字電視均未形成太大規模,發展前景受多方面因素影響,趨勢難料。有線數字電視優勢明顯,就如從前的模擬信號到有線模擬信號,強度有很大提升,加之合理的收費,在全國的普及速度可能很快。而地面信號還是依靠地面折射,信號相對較弱。因此鑒于有線數字電視的特點,仍有很大生存發展空間。而衛星數字電視在費用和信號雙方面均有優勢,在勢均力敵情況下,終端產品的發展程度和技術儲備在很大程度上將影響信號傳輸方式普及的推進。