DVB

DVB簡介

　　DVB9（Digital Video Broadcasting，數字視頻廣播）是由DVB項目維護的一系列國際承認的數字電視公開標準。

　　DVB的宗旨是要設計一個通用的數字電視系統，在此系統內的各種傳輸方式之間的轉換有最簡單的方式，盡可能的增加通用性。DVB標準提供了一套完整的、適用于不同媒介的數字電視系統規范。DVB數字廣播傳輸系統利用了包括衛星、有線、地面、SMATV、MNDSD在內的所有通用電視廣播傳輸媒體。它們分別對應的DVB標準：DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-SMATV、DVB-MS和DVB-MC。

DVB百科

　　DVB9（Digital Video Broadcasting，數字視頻廣播）是由DVB項目維護的一系列國際承認的數字電視公開標準。

　　DVB的宗旨是要設計一個通用的數字電視系統，在此系統內的各種傳輸方式之間的轉換有最簡單的方式，盡可能的增加通用性。DVB標準提供了一套完整的、適用于不同媒介的數字電視系統規范。DVB數字廣播傳輸系統利用了包括衛星、有線、地面、SMATV、MNDSD在內的所有通用電視廣播傳輸媒體。它們分別對應的DVB標準：DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-SMATV、DVB-MS和DVB-MC。

　　DVB的發起

　　從1995年起，歐洲陸續發布了數字電視地面廣播（DVB-T）、數字電視衛星廣播（DVB-S）、數字電視有線廣播（DVB-C）的標準。

　　歐洲數字電視首先考慮的是衛星信道，采用QPSK調制。歐洲地面廣播數字電視采用COFDM調制，8M帶寬；DVB-T 在1997年發布。歐洲有線數字電視采用QAM調制。

　　第一個商用的DVB-T廣播系統是由英國的Digital Terrestrial Group （DTG）在1998年建立的。在2003年，德國柏林成為第一個徹底停播模擬電視信號的地區。

　　許多歐洲國家準備在2010年停播PAL/SECAM，實現全面數字電視化。

　　DVB系統傳輸方式有如下幾種：衛星（DVB-S 及DVB-S2）有線（DVB-C） 地面無線（DVB-T） 地面移動無線（DVB-H）

　　DVB 傳輸系統

　　DVB標準的傳輸系統分為信源編解碼（Source Coding）和信道編解碼（Channel Coding）兩部分。信源編碼采用MPEG-2碼流，首先對音頻和視頻進行復用，然后再將多個數字電視節目流進行傳輸復用。在接受端進行相應的解復用和解碼。

　　信道編解碼包括：前向糾錯編碼、譯碼、調制、解調和上、下變頻3部分。衛星傳輸采用QPSK（4相相移鍵控調制）方式，有線傳輸采用QAM（正交振幅調制）方式，地面傳輸采用COFDM（編碼正交頻分復用）或16VSB（16電平殘留邊帶調制）方式。

　?。?） DVB-S-數字衛星直播系統標準：數字衛星傳輸系統是為了滿足衛星轉發器的帶寬及衛星信號的傳輸特點而設計的。該標準以衛星作為傳輸介質。將視頻、音頻以及資料放入固定長度打包的MPEG-2傳輸流中，信號在傳輸過程中有很強的抗干擾能力，然后進行信道處理。通過衛星轉發的壓縮數字信號，經過衛星接收機后由衛星機頂盒處理，輸出視頻信號。這種傳輸覆蓋面廣，節目量大。數據流采用四相相移鍵控調制（QPSK）方式，在使用MPEG-2的MP@ML（主類@主級）格式時，用戶端達到CCIR601演播室質量的碼率為9Mb/s，達到PAL質量的碼率為5Mb/s。在DVB-S標準公布以后，幾乎所有的衛星直播數字電視均采用該標準，我國也選用了DVB-S標準。

　?。?） DVB-C 數字有線廣播系統標準：該標準以有線電視網作為傳輸介質，應用范圍廣。有線電視系統分為兩部分：CATV前端和綜合解碼接收機（IRD）。采用MPEG-2壓縮編碼的傳輸流，由于傳輸介質采用的是同軸電纜，與衛星傳輸相比抗外界干擾能力強，信號強度相對較高。調制方式有16、32、64QAM三種方式，對于QAM調制而言，傳輸信息速率越高，抗干擾能力越低。采用64QAM正交振幅調制時，一個PAL通道的傳輸碼率為41.34Mb/s，還可供多套節目復用。DVB-C傳輸系統的具有如下幾點主要特點：A、可與多種節目源相適配。DVB-C傳輸系統所傳送的節目既可來源于從衛星系統接收下來的節目，又可來源于本地電視節目，以及其它外來節目信號；B、可用于標準數字電視又可用于HDTV。

　?。?）DVB-T數字地面廣播系統標準：此系統的標準是1998年通過的，這是最復雜的DVB傳輸系統。不用編碼正交頻分復用（COFDM）調制方式，8MHz帶寬內能傳送4套電視節目，而且傳輸質量高。采用MPEG-2數字視頻、音頻壓縮編碼技術。地面數字發發射的傳輸容量，在理論上大至與有線電視系統相當，本地區覆蓋好。此系統有利于數字與模擬電視共存，在與現行模擬電視混合傳輸方面顯示出優勢。DVB-T標準中主要規范的是發送端的系統結構和信號處理方式，對接收端則是開放的，各廠商可以開發各自的DVB-T接收設備，只要該設備能夠正確接收和處理發射信號，并滿足DVB-T中所規定的性能指標。

　?。?） DVB-SMATV 數字SMATV（衛星共用天線電視）廣播系統標準：此標準是在DVB-S和DVB-C基礎上制定的。

　?。?） DVB-MS 高于10GHZ的數字廣播MMDS分配系統標準：MMDS是采用調幅微波向多點傳送，分配多頻道電視節目的系統。該系統基于DVB-S，使攜帶大量節目的微波信號直接入戶。用DVB-S接收機配上一個MMDS頻率交換器就可以接收DVB-MS信號。

　?。?） DVB-MC 低于10GHZ的數字廣播MMDS分配系統標準

　　該標準基于DVB-C，使攜帶大量節目的微波信號直接入戶。用DVB-C接收機配上一個MMDS頻率變換器就可以接收DVB-MC信號。

　?。?）DVB-H標準是建立在DVB和DVB-T兩個標準之上的標準。 　一個DVB-H系統前端由DVB-H封裝器和DVB-H調制器構成，DVB-H封裝器負責將IP數據封裝成MPEG-2系統傳輸流（TS），DVB-H調制器負責信道編碼和調制；系統終端由DVB-H解調器和DVB-H終端構成，DVB-H解調器負責信道解調、解碼，DVB-H終端負責相關業務顯示、處理。

　　系統要求

　　由于移動終端采用電池供電，為提高電池的使用時間，終端應能夠周期地關掉一部分接收電路以節省功耗。 　對于漫游的用戶，當用戶進入新區域后應仍能非常順利地接收DVB-H業務。 　對于室內、室外、步行、乘車等不同的接收方式，傳輸系統應能保證在各種移動速率下順利接收DVB-H業務。 　在充斥大量脈沖干擾的環境中，傳輸系統應能采取有效的措施減少該類干擾帶來的影響。 　DVB-H作為手持終端的通用業務規范，系統應能提供足夠的靈活性以滿足不同傳輸帶寬和信道帶寬應用。

　　b協議層次劃分

　　網絡層不在DVB-H標準范圍內，標準只實現數據鏈路層和物理層。 　數據鏈路層采用時間分片技術，用于降低手持終端的平均功耗，便于進行平穩、無縫的業務交換。采用多協議封裝（MPE）前向糾錯技術，可以提高移動使用中的信噪比（C/N）門限和多普勒性能，同時也能增強抗脈沖干擾的能力。 　物理層在DVB-T的基礎上進行補充，增加了4K傳輸模式和深度符號交織等內容，除原有DVB-T的技術特點外，在傳輸參數信令（TPS）比特中增加了DVB-H信令，用于提高業務發展速度。蜂窩標識在TPS中指示，用于支持移動接收時的快速信號掃描和頻率交換。增加4K模式可以適應移動接收特性和單頻網蜂窩的大小，提高網絡設計、規劃的靈活性。2K和4K模式進行深度符號交織，可以進一步提高在移動環境和沖擊噪聲環境下系統的魯棒性。

　　關鍵技術

　　DVB-H技術是DVB和DVB-T兩種技術的融合，但是如果僅僅依靠上述兩種技術是不能完全解決DVB-H所面臨的問題的。例如，雖然DVB-T已經被證明在固定、移動、便攜接收等方面具有非常出眾的性能，但是對于手持設備而言還需要進行進一步的改進，如功耗、蜂窩移動下的性能、網絡設計等方面。為此DVB-H增加了新的技術模塊，它們主要包括：

　　時間分片

　　時間分片技術采用突發方式傳送數據，每個突發時間片傳送一個業務，在業務傳送時間片內該業務將單獨占有全部數據帶寬，并指出下一個相同業務時間片產生的時刻。這樣手持終端能夠在指定的時刻接收選定的業務，在業務空閑時間做節能處理，從而降低總的平均功耗。當然，這期間前端發射機是一直工作的，在相同業務的兩個時間片之間將會傳送其他業務數據，DVB-H信號就是由許多這樣的時間片組成的。從接收機的角度而言，接收到的業務數據并非是如傳統恒定速率的連續方式，數據以離散的方式間隔到達，因此稱之為突發傳送。如果解碼終端要求數據速率較低但必須是恒定碼率，接收機可以對接收到的突發數據首先進行緩沖，然后生成速率不變的數據流。突發帶寬一般為固定帶寬的10倍左右。突發帶寬在固定帶寬兩倍的情況下功耗就可以節省50%，因此如果帶寬為10倍，可以節省90%。

　　多協議封裝-前向糾錯

　　DVB-H標準在數據鏈路層為IP數據報增加了里德·所羅門（RS）糾錯編碼，作為MPE的前向糾錯編碼，校驗信息將在指定的前向糾錯（FEC）段中傳送，我們稱之為多協議封裝-前向糾錯（MPE-FEC）。MPE-FEC的目標是提高移動信道中的C/N、多普勒性能以及抗脈沖干擾能力。 　實驗證明即使在非常糟糕的接收環境中，適當地使用MPE-FEC仍可以準確無誤地恢復出IP數據。MPE-FEC的數據開銷分配非常靈活，在其他傳輸參數不變的情況下，如果校驗開銷提高到25%，則MPE-FEC能夠使手持終端達到和使用天線分集接收時相同的C/N。DVB-H采用基于IP的數據廣播方式。

　　4K模式和深度符號交織

　　DVB-H標準在DVB-T原有的2K和8K模式下增加了4K模式，通過協調移動接收性能和單頻網規模進一步提高網絡設計的靈活性。同時，為進一步提高移動時2K和4K模式的抗脈沖干擾性能，DVB-H標準特為兩者引入了深度符號交織技術。在DVB-T系統中，2K模式可比8K模式提供更好的移動接收性能，但是2K模式的符號周期和保護間隔非常短，使得2K模式僅僅適用于小型單頻網。新增加的4K模式符號具有較長的周期和保護間隔，能夠建造中型單頻網，網絡設計者能夠更好地進行網絡優化，提高頻譜效率。雖然這種優化不如8K模式的效率高，但是4K模式比8K模式的符號周期短，能夠更頻繁地進行信道估計，提供一個比8K更好的移動性能?？傊?，4K模式的性能介于2K和8K模式之間，為覆蓋范圍、頻譜效率和移動接收性能的權衡提供一個額外的選項。

　　傳輸參數信令

　　DVB-H的傳輸參數信令（TPS）能夠為系統供一個魯棒性好、容易訪問的信令機制，能使接收機更快地發現DVB-H業務信號。TPS是一個具有良好魯棒性的信號，即使在低C/N的條件下，解調器仍能快速將其鎖定。DVB-H系統使用兩個新的TPS比特來標識時間片和判斷可選的MPE-FEC是否存在，另外用DVB-T中已存在的一些共享比特表示4K模式、符號交織深度和蜂窩標識。

　　關于編碼方式

　　2.3.1. MPEG：Moving Picture Expert Group，是在1988年由國際標準化組織（ISO）和國際電工委員會（IEC）聯合成立的專家組，負責開發電視圖像數據和聲音數據的編碼、解碼等標準的機構。多年來有成功推出MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等系列基礎的數字圖像編碼標準。

　　2.3.2. MPEG-2：是MPEG工作組于1994年發布的視頻和音頻壓縮國際標準。主要用來為廣播信號提供視頻和音頻編碼，包括衛星電視、有線電視等。也是廣泛流行的紅光DVD產品的核心技術。MPEG-2核心技術大約涉及640個專利，這些專利主要集中在20間公司和一間大學：Alcatel、佳能、哥倫比亞大學、法國電信（CNET）、富士通、General Electric Capital Corporation、General Instrument Corp.、GE Technology Development， Inc.、日立、KDDI、朗訊科技、LG電子、Matsushita、三菱、日本電信電話（NTT）、Philips、Robert Bosch GmbH、三星、三洋電器、Scientific Atlanta、夏普、SONY、Thomson Licensing S.A.、東芝、JVC。

　　2.3.3. MPEG-4：是MPEG制定的新的音頻、視頻信息的壓縮編碼標準，第一版在1998年10月通過，第二版在1999年12月通過。MPEG-4格式的主要用于網絡（流媒體）及光碟，視訊電話及電視廣播。特別地，其中的第十部分叫住AVC，與ITU-T制訂的H.264標準一致。

　　2.3.4. H.264：是國際電信聯盟遠程通信標準化組（ITU-T）的VCEG（視頻編碼專家組）和MPEG的聯合視頻組（JVT：joint video team）開發的一個新的數字視頻編碼標準，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10 部分。相對之前的標準，具有更加高的編碼效率，適合網絡應用和電視廣播。2.3.5. 目前，多數DVB-T廣播中，視頻的編解碼技術采用的是MPEG-2，包括SD和HD，但是，隨著時間的遷移，越來越多的國家和地區已經開始采用H.264的視頻編解碼技術。

　　2.3.6. 目前俄羅斯、印度等地區的DVB-T采用的是H.264編碼標準，香港的DVB-C和巴西的ISDB-T也采用H.264標準。

　　2.3.7. 同樣的頻譜，采用H.264可以傳輸的電視節目數量可以增加至少一倍，H.264有良好的經濟效益，有遠大的市場前景。