关键词:QAM调制;RS编码;差分编码;数字电视
数字电视是指电视节目的摄制、编辑、发送、传输、存储、接收和显示均采用数字化和数字处理,即在信源、信道和信宿三方面全面数字化和数字处理的电视系统。
数字电视按视频传输率的分类如表1所示。

表1
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视频数字压缩技术能够把数字电视的原始数据压缩到1/100,在广播电视的数字压缩标准MPEG-2中规定了视频/音频数据的编码过程、视频、音频、数据的复用结构和同步方法、用于传输的数据包格式。为达到有效的数据压缩,应用了色度/亮度预处理、离散余弦变换、可变长度编码、运动估计与补偿、自适应场/帧间编码、速率缓冲控制和统计复接等技术。
1 有线数字电视前端系统
有线数字电视前端系统的组成如图1所示。

图1
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图1中基带物理接口与同步单元能够使数据结构与信号格式相匹配,信号帧结构与含同步字节的MPEG-2传送层一致,有线数字电视传送采用的MPEG-2数据传送层由188个字节的包组成,其中包头的4个字节中1个字节用于同步(47HEX),3个字节用于业务识别和加扰控制,其余的184个字节是MPEG-2数据或附加数据。同步(SYNCI)变换和随机化单元的功能是根据MPEG-2帧结 构将SYNCI字节进行反转,同时为实现频谱成形对数据流进行随机化处理。

图2
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MPEG-2传送复用器输出端的数据可按图2所示的结 构进行随机化,在每8个传送包的开始处将伪随机二进制码 (PRBS)寄存器进行初始化。为了向解扰器提供一个初始化信号,将每组8个传送包中的第一个传送包的MPEG-2同步字节由47HEX逐比特取反转换为B8HEX,是传送复用适配的 过程。伪随机二进制码(PRBS)生成器输出的第一位加到被取反后的MPEG-2同步字节(B8HEX)后面的第一个字节的第一位(最高有效位MBS)上。在同步传送其余的7个传送包的MPEG-2同步字节期间PRBS继续工作,为使这此字节不被加扰,在此期间PRBS无输出,因此PRBS序列的 周期是1 503 B。随机化处理的过程无论是在调制器有无输入时,还是输入的比特流与MPEG-2传送的格式不兼容时都要进行避免未调制的载波由调制器输出。
RS编码器使用的是截短的RS编码,对每一个已经随机化的传送包处理后产生误码保护数据包,同步字节本身也使用这种编码。RS(204,188)是由原始的RS(255,239,T=8)截短得到的。数据(包括同步字节)无论是未反转的(47HEX)还是已经逐比特取反后的(B8HEX)均采用RS编码处理。截短的RS码可通过在(255,239)编码器输入的信息字节之前加51个0字节,当编码过程完成以后再去掉这些空字节。
卷积交织器的作用是在保持同步字节的周期不变的条件下完成深度I=12 B的误码保护数据包的卷积交织处理,生成一个交织帧。交织帧由相互交迭的误码保护数据 包组成并且界定于已取反或没有取反的MPEG-2同步字节。交织器由几个分支构成,由输入开关周期性地把输入字节流接入各路输入。每一路是深度为M·j个单元的先入先出(FIFO)移位寄存器。每个FIFO单元大小为一个字节,输入输出开关同步。