数字电视实用技术,刘大会 编著北京邮电大学出版社,第六章 数字电视调制技术与传输,6.1 数字电视调制技术的概况 6.2 二进制数字调制技术 6.3 多进制数字调制系统技术 6.4 数字电视主要采用的调制方式的比较 6.5 数字电视信号的传输方式与标准 6.6 DVB传输标准,本章阐述了数字信号二进制调制技术，特别介绍了数字电视技术采用的多进制数字调制技术，并对各种多进制调制技术进行了比较，并指出了它们的优缺点。最后对数字电视三种主要传输方式DVB-TATSC，ISDB-T标准进行了描述并着重阐述了我国已采用的DVB-S、DVB-C及DVB-T传输标准内容。,6.1 数字电视调制技术的概况,与模拟调制系统中的挑夫、调频和调相相对应，数字调制系统也有幅度键控（ASK）、移频键控（FSK）和移相键控（PSK）三种方式，其中移相键控调制方式具有抗干扰噪声能力强、占用频带窄的特点，因而在数字化设备中应用广泛。,多进制的数字调制技术主要有QPSK调制、QAM调制、OFDM调制、VSB调制、扩频调制五种，目前在数字电视传输系统中采用的调制技术主要包括正交相移键控调制（QPSK）、多电平正交幅度调制（MQAM）、多电平正残留边带调制（MVSB）以及正交频分复用调制（OFDM）。,6.2 二进制数字调制技术,数字调制技术是指将数字基带信号调制在载波上，使其变换成适合信道传输的数字频带信号，从而实现频谱搬移，通常有三种基本的载调制方式，即幅度键控（ASK）、移频键控（FSK）和移相键控（PSK）。,6.2.1 幅度键控(ASK)调制原理,假设调制信号是单极性非归零矩形脉冲序列，对高频载波幅度进行调制，如图6-1所示，ASK信号可表示为SASK(t)f(t)Acos0t，当f(t)1时；SASK(t)Acos0t，当f(t)0时，SASK(t)0。,图6-2 非相干接收和相干接收的解调电路方框图,6.2.2 频率键控(FSK)调制原理,图6-3 FSK数字调制,图6-4 FSK数字相干解调,图6-5 FSK数字非相干解调,6.2.3相位键控(PSK)调制原理,数字相位键控即数字相位调制，它用载波信号的相位来传送数字信息。相位键控又可分为“绝对移相”和“相对移相”两种。 绝对移相利用载波相位的绝对值来表示数字信号。若“1”码用0相位表示，则“0”码用相位表示。这种调制方式用PSK表示。,相对移相则是利用相邻码元的载波相位的相对变化来表示数字信号。当传送数字信息“1”时，后一码元信号相对于前一码元信号有相移，当传送数字信息“0”时，前后码元的相位不发生变化，记为DPSK。,PSK信号可表示为：当输入为1时，SPSK(t)Acos0t；当输入为0时，SPSK(t)Acos (0t)。,图6-6 PSK调制波形及原理图,绝对移相信号可视为双极性基带信号f (t)与载波相乘得到，即 SPSK(t)f (t)Acos0t。,图6-7 鉴相器原理图,图6-8 DPSK波形及原理方框图,图6-9 DPSK相干解调原理方框图,6.2.4 三种二进制 基本载波调制方式的性能比较,三种基本载波调制方式，即幅度键控(ASK)、频率键控(FSK)和相位键控(PSK)，它们同属于二进制数字调制方式。 从频带宽度考虑 从误码率考虑 从抗信道变化能力考虑,6.3 多进制数字调制系统技术,用M进制数字基带信号调制载波的幅度、频率和相位，可分别产生出MASK、MFSK及MPSK等多种多进制载波数字调制信号。四相移键控(QPSK)、正交振幅调制(QAM)及残留边带调制(VSB)等都是常用的多进制调制方法。,6.3.1 四相移键控(QPSK),QPSK是一种调相技术，它规定了四种载波相位。QPSK中每次调制可传输2个信息比特，这些信息比特是通过载波的四种相位来传递的。解调器根据星座图及接收到的载波信号的相位来判断发送端发送的信息比特。QPSK调制方法常用于上、下通道交互式信息的传送。,图6-10 QPSK信号矢量图,图6-11 QPSK信号产生原理框图,图6-12 QPSK的解调原理方框图,6.3.2 正交振幅调制(QAM),QAM是幅度、相位联合调制的技术，它同时利用了载波的幅度和相位来传递信息比特，因此在最小距离相同的条件下，QAM星座图中可以容纳更多的星座点，即可实现更高的频带利用率，目前QAM星座点最高已可达256QAM。,图6-13 QAM矢量端点图(星座图),图6-14 QAM信号产生原理框图 图6-15 QAM信号正交相,与相移键控PSK调制相比，QAM可传送更多的信息，频带利用率较高；但QAM会受到载波幅度失真的影响，其可靠性不如相移键控PSK。,6.3.3 残留边带调制(VSB),振幅调制(AM)信号的频谱是将原始基带频谱搬到0，包括载频分量及两个边带。,6.3.4 OFDM调制技术,OFDM即正交频分复用调制，它是通过延长传输符号周期来有效克服多径干扰的一种数字调制技术，是欧洲数字电视系统所采用的数字调制方案。,调制技术可分为单载波调制（SCM）技术与多载波调（MCM）制技术，前者是用高码率信号调制一个单载波，后者则是用底码率信号调制多个载波，OFDM属于多载波调制技术，而VSB则属于单载波调制技术。,6.4 数字电视主要采用的调制方式的比较,数字电视的信道编码及传输系统的调制方式分三种 采用COFDM，ISDB-T或8-VSB地面广播是调制方式 采用QPSK调制方式的卫星传输 采用m-QAM（或16-VSB高数据率）调制方式的有线传输。,图6-23 各种调制系统性能比较,6.5 数字电视信号的传输方式与标准,数字电视信号的传播与我们所熟悉的模拟电视的电波传播截然不同，它是靠由数字0和1构成的二进制数据流来传播的，目前来说主要有3种途径；地面开路广播、有线电视网传输和卫星传输。,6.5.1 三种数字电视传播方式,1.地面数字电视广播 2.卫星广播数字电视 3.有线广播数字电视,6.5.2 目前世界主要数字电视标准,正如模拟电视有PAL、NTSC和SECAM等制式一样，数字电视也要制定本身的标准。目前数字电视标准有三种：美国的ATSC、欧洲的DVB和日本的ISDB，其中前两种标准用得较为广泛，特别是DVB已逐渐成为世界数字电视的主流标准。,6.6 DVB传输标准介绍,DVB标准是一个系列标准，他以MPEG-2标准为基础，内容涵盖了数字电视广播的各个方面。除提高图像和声音质量、实现高清晰度电视广播外，还为利用电视信道开展各种新的增值业务提供了可能。,6.6.1 DVB传输系统,按所实现的功能归纳，DVB传输系统主要有以下6个部分构成: 1.数据加扰 2.纠错编码 3.数据交织,4.数字调制 5.均衡 6.同步与时钟提取,6.6.2 DVB-C传输标准,图 6-25 DVB-C传输系统原理框图,下面我们只对系统中卷积交织以后的部分，即字节到符号映射、差分编码、基带成形和调制部分进行介绍。,纠错编码 字节到m位符号映射 差分编码 基带成形 QAM调制,