| |
ATSC
数字电视传输网络主要指地面、有线和卫星三大数字电视广播传输网络。目前,数字电视传输有三大标准,即美国的ATSC、欧洲的DVB和日本的ISDB三种不同的标准。
ATSC的英文全称是Advanced Television Systems Committee(美国高级电视业务顾问委员会)。该委员会于1995年9月15日正式通过ATSC数字电视国家标准。ATSC成员30个,其中有美国国内成员20个、来自阿根廷、法国、韩国、加拿大、墨西哥等7个国家的成员10个。
ATSC制信源编码采用MPEG-2视频压缩和AC-3音频压缩;信道编码采用VSB调制,提供了两种模式:地面广播模式(8VSB)和高数据率模式(16VSB)。随着多媒体传输业务的不断发展,为了适应移动接收的需要,近来又计划增加2VSB的移动接收模式。ATSC系统采用的传输方式属于单载波调制模式,具有噪声门限低(接近于14.9dB的理论值)、传输容量大(6MHz带宽传输19.3Mbps)接收方案易实现等技术优势,而且可接收HDTV节目信号。
ATSC的技术要点有:
1)频道宽度:6MHz
2)视频压缩:MPEG-2视频编码
MP@HLHDTV
MP@MLSDTV
3)图像格式:HDTV1920×1080 16∶9
SDTV704×480 4∶3
4)音频压缩:Dolby AC-3
5)复用方式:MPEG-2系统TC码流
6)数据随机化:16位PRBS
7)信道外码:RS码(207,187,T=10)
8)外码交织:52RS块交织
9)信道内码:网格编码(TCM)(码率2/3)
10)内码交织:网格交织
11)调制技术:8VSB调制
12)总码率:19?28Mbit/s(6MHz)
13)载波数:单载波
14)接收门限(C/N):15dB
15)传输方案:8VSB传输方案
16)特征:抵御电气干扰能力强
ATSC的层次结构:
ATSC数字电视标准确定的HDTV系统由四个分离的层组成(图1所示),层之间有清晰的界面。
layout-grid-align:none; text-autospace:ideograph-numeric; text-autospace:ideograph-other; layout-grid-mode:char; text-align:center; line-height:125%; vertical-align:; ">图1 美国GA HDTV系统分层体系结构和PS-WP4参考模型
美国GA HDTV(Grand AllianceHDTV)系统分层体系结构中的最高层为图像层(Picture layer),确定图像的形式,包括像素阵列,幅型比和帧频。第二层是压缩(视频和音频)层(Compression (video and audio) layer),采用MPEG-2图像压缩标准。第三层是运输(打数据包)层(Transport (packetization) layer),特定的数据被纳入不同的压缩包中,如节目1图像,节目2声音,或者辅助数据,采用MPEG-2系统标准。最后一层是传输层(Transmission layer),确定数据传输的调制和信道编码方案。对于地面广播,其标准采用Zenith公司开发的8VSB,此系统可通过6MHz的地面广播频道实现19.3Mb/s的传输速率。该标准也包含适合有线电视系统高数据率的16VSB模式,可在6MHz的有线信道中实现 38.6Mb/s的传输速率。
下面两层共同承担普通数据的传输,上面两层确定普通数据传输的基础上运行的特定配置,如HDTV或SDTV(标准清晰度电视)。
上面两层还确定ATSC标准支持的具体图像格式。共有18种格式(HDTV6种、SDTV12种),14种采用逐行扫描方式。
(1)HDTV,1920像素(H)×1080像素(V),宽高比16:9,帧频60Hz/隔行扫描制,帧频30Hz/逐行扫描制,帧频24Hz/逐行扫描制;
(2)HDTV,1280像素(H)×720像素(V),宽高比16:9,帧频60Hz/逐行扫描制,帧频30Hz/逐行扫描制,帧频24Hz/逐行扫描制;
(3)SDTV,704像素(H)×480像素(V),宽高比16:9或4:3,帧频60Hz/隔行扫描制,帧频60Hz/逐行扫描制,帧频30Hz/逐行扫描制,帧频24Hz/逐行扫描制;
(4)SDTV,640像素(H)×480像素(V),宽高比4:3,帧频60Hz/隔行扫描制,帧频60Hz/逐行扫描制,帧频30Hz/逐行扫描制,帧频24Hz/逐行扫描制。
HDTV除1种之外,图像格式都采用逐行扫描。因为1920×1080格式不适合在6MHz信道内以60帧/秒进行逐行扫描,故以隔行扫描取代之。SDTV的640×480图像格式与计算机的VGA格式相同,保证了与计算机的适用性。在所有12种SDTV格式中,有9种采用逐行扫描,保留3种为隔行扫描方式以适应现有的视频系统。
图2从协议栈角度描绘了GA HDTV的层次构成。GA HDTV在图的左边,PS-WP4建立的对应的参考模型在中部,ISO开放系统互连(OSI,Open Systems Interconnect)参考模型在右部。
图2 美国GA HDTV系统分层体系结构和PS-WP4参考模型协议栈