数字电视设计原理PDF电子书下载

第一章 概论 1

1．1数字电视的概念 1

1．1．1数字电视 1

1．1．2数字化电视 2

1．1．3高清晰度电视 3

1．2数字电视的优点 3

1．3数字电视系统的关键技术 6

1．3．1音频、视频信号的数字化 6

1．3．2音频、视频信号的信源编码 7

1．3．3国际数字电视地面广播传输系统标准 9

1．3．4中国数字电视地面广播传输系统国家标准——DTMB标准 13

1．4中国数字电视的发展历程 14

小结 15

习题 15

参考文献 15

第二章 电视信号基础知识 17

2．1光学基础 17

2．1．1光的特性与光源 17

2．1．2光的度量 18

2．1．3色度学概要 19

2．2人眼的视觉特性 21

2．2．1视觉灵敏度 21

2．2．2彩色视觉 21

2．2．3分辨力 22

2．2．4视觉惰性 23

2．3电视图像的传送及基本参数 24

2．3．1电视图像的传送 24

2．3．2电视图像的基本参数 27

2．4电视信号的频谱 29

2．4．1静止图像信号的频谱 29

2．4．2活动图像信号的频谱 30

2．4．3色度信号的频谱与频谱间置 31

2．4．4全电视信号的频谱 32

小结 33

习题 33

参考文献 34

第三章 音频信号MPEG信源编码 35

3．1音频信号的数字化 35

3．2比特率压缩的基础知识 36

3．3 MPEG语音编码技术 37

3．3．1 MPEG-1音频压缩编码的基本结构 37

3．3．2第一层编码 38

3．3．3第二层编码 40

3．3．4第三层编码 41

3．3．5解码 41

3．3．6 MPEG音频参数 43

3．3．7 MPEG-2音频编码 44

3．3．8 MPEG-4音频编码 44

小结 46

习题 46

参考文献 46

第四章 视频信号信源编码 47

4．1视频信号数字化 47

4．1．1为什么要视频信号数字化 47

4．1．2图像的分类方法 47

4．1．3视频信号数字化方法 47

4．1．4视频信号数字化的缺点 49

4．1．5电视信号的数字化 49

4．2压缩编码标准概述 50

4．2．1图像数据压缩机理 50

4．2．2图像编码技术 52

4．2．3图像压缩编码标准分类 57

4．3数字视频信号的物理接口 58

4．3．1同步并行传输流标准——SPI 58

4．3．2异步串行传输流标准——ASI 58

4．4 JPEG编码 60

4．4．1 JPEG标准的内容 60

4．4．2 JPEG2000 60

4．4．3 JPEG压缩算法 61

4．5 MPEG-1 62

4．5．1 MPEG-1的标准内容 62

4．5．2 MPEG-1的帧结构 62

4．5．3 MPEG-1视频压缩处理结构 63

4．5．4 MPEG-1编码器的结构 63

4．6 MPEG-2标准 63

4．6．1 MPEG-2标准的内容 63

4．6．2 MPEG-2视频标准的图像规范 64

4．6．3 MPEG-2与MPEG-1预测方法的差别 65

4．6．4 MPEG-2编码技术要点 65

4．6．5 MPEG-2码流与结构复用 67

4．7 MPEG-4 67

4．7．1 MPEG-4视频编码功能与特点 67

4．7．2 MPEG-4视频编码技术 68

4．8 H．264视频编码标准 69

4．8．1 H．264编码标准概述 69

4．8．2 H．264的编码与解码结构 70

4．8．3 H．264的特色算法 73

4．9 AVS数字视频编码标准 75

4．10信源编码器与国家标准的关系和数字接口 75

小结 78

习题 78

参考文献 79

第五章 数字电视传输系统中的信道编、解码 80

5．1信道编码基础 82

5．1．1数字通信系统 82

5．1．2香农公式及相关结论 83

5．1．3信道编码概述 84

5．2能量扩散 86

5．3条件接收机制 87

5．3．1条件接收与条件接收系统 87

5．3．2条件接收系统对加解扰技术的基本要求 88

5．3．3加解扰技术的种类及其特点 88

5．4数据交织和解交织 90

5．4．1分组交织 91

5．4．2卷积交织 93

5．4．3纠错性能分析 93

5．5 RS码 94

5．5．1 RS码的结构 94

5．5．2 RS码的编码和解码 95

5．6卷积码 100

5．6．1卷积码的结构 101

5．6．2卷积码的编码和解码 107

5．7级联码 115

5．8 Turbo码 115

5．8．1 Turbo码的编码结构 115

5．8．2 Turbo码的解码结构 116

5．8．3 Turbo码的性能 117

5．9 LDPC码 118

5．9．1 LDPC码的定义和二分图表示 118

5．9．2 LDPC码构造基本方法 121

5．9．3 LDPC码的编码方法 127

5．9．4 LDPC解码算法概述 129

5．10 TPC码概述 140

5．10．1 TPC码的提出 140

5．10．2 TPC码的优点 140

5．10．3 TPC码的应用 141

5．10．4 TPC码的编码 142

5．10．5 TPC码的解码 143

5．10．6 TPC码的纠错性能 144

小结 145

习题 146

参考文献 146

第六章 数字调制技术 148

6．1数字调制技术基础 148

6．1．1带宽受限信号 148

6．1．2正交相移键控QPSK 149

6．1．3数字正交幅度调制QAM 150

6．1．4残留边带调制VSB 152

6．1．5网格编码调制TCM 153

6．2单载波调制系统 156

6．2．1单载波调制系统简介 156

6．2．2单载波调制系统组成 157

6．3编码正交频分复用COFDM 158

6．3．1 COFDM技术简介 158

6．3．2 COFDM技术特点 161

6．3．3保护间隔和循环前缀 163

6．3．4参数选择 164

6．3．5关键技术 166

小结 169

习题 169

参考文献 169

第七章 数字电视接收技术 171

7．1同步技术 171

7．1．1载波频率偏差 171

7．1．2样值定时偏差 174

7．1．3符号定时偏差 176

7．1．4系统同步过程综述 177

7．1．5载波同步 179

7．1．6定时同步方法 183

7．2信道估计 186

7．2．1信道估计性能分析 188

7．2．2导频的设计 189

7．2．3信道估计算法 190

7．2．4基于国家标准数字电视帧头序列的信道估计 201

7．3均衡技术 202

7．3．1时域均衡 203

7．3．2频域均衡 215

7．4抗干扰技术 216

7．4．1载波频率偏移引起的ICI及其消除 216

7．4．2多普勒扩展引起的ICI及其消除 220

7．5多天线技术 220

7．5．1空时码 221

7．5．2空间复用 222

小结 223

习题 223

参考文献 223

第八章 国外数字电视传输标准 225

8．1 DVB标准概述 226

8．1．1 DVB-T标准 227

8．1．2 DVB-S标准 231

8．1．3 DVB-C标准 234

8．1．4 DVB-H标准 236

8．2 ATSC标准 240

8．2．1 ATSC数字电视标准文件简介 240

8．2．2 ATSC系统 241

8．3 ISDB-T标准 245

8．3．1 ISDB卫星传输系统 246

8．3．2 ISDB-T标准内容 246

小结 250

习题 250

参考文献 250

第九章 中国数字电视地面广播传输系统标准 251

9．1 DTMB标准概述 252

9．2 DTMB标准的主要技术模式和参数 252

9．3 DTMB标准的主要技术内容 253

9．3．1 DTMB标准系统框图 253

9．3．2 DTMB系统输入输出接口 253

9．3．3扰码 254

9．3．4前向纠错编码 254

9．3．5星座映射 255

9．3．6符号卷积交织 258

9．3．7复帧结构 259

9．3．8信号帧 260

9．3．9帧头 261

9．3．10系统信息 263

9．3．11帧体数据处理 264

9．3．12基带后处理 265

9．3．13带外频谱模板 266

9．3．14 DTMB系统净荷数据率 267

9．4 DTMB标准的技术特点 269

9．5 DTMB标准的模式 270

9．5．1 C＝1和C＝3 780两种模式 270

9．5．2各种模式及组合应用说明 271

9．6 DTMB标准性能分析 271

小结 272

习题 272

参考文献 272

第十章 中国数字电视地面广播传输系统标准激励器和接收机设计 273

10．1数字电视激励器 273

10．1．1信道调制器 274

10．1．2数字预校正 275

10．1．3 I／Q调制器和UHF变频 275

10．1．4时钟和同步 276

10．1．5比特率适应器 277

10．1．6 SFN输入模块 277

10．1．7控制单元 277

10．2射频功率放大器的主要技术指标 277

10．2．1常见技术指标 277

10．2．2功率放大器非线性描述 279

10．2．3功率放大器非线性理论分析 280

10．3功率放大器线性化方法 283

10．3．1功率放大器的非线性模型 283

10．3．2功率放大器线性化方法 286

10．4 OFDM系统失真的补偿技术 302

10．4．1 QAM调制与星座图 303

10．4．2中频调制失真 303

10．4．3中频调制失真对输出信号性能的影响 305

10．4．4中频调制失真的校正 305

10．5数字电视单频网适配器 308

10．5．1单频网和多频网 308

10．5．2单频网组网的必要性 309

10．5．3单频网系统 309

10．5．4单频网同步原理 311

10．5．5单频网组网同步的技术保证 317

10．5．6单频网适配器基本功能 318

10．6数字电视接收机设计 324

10．6．1测量接收机总体实现方案 325

10．6．2信道解码电路原理设计 328

10．6．3控制程序设计方案 335

小结 338

习题 338

参考文献 339

第十一章 中国数字电视地面广播传输系统标准基带芯片设计 340

11．1概述 340

11．2数字电视标准基带芯片设计流程 341

11．3数字电视标准基带芯片详细设计 345

11．3．1芯片前端设计 345

11．3．2后端设计 359

11．3．3芯片设计验证 369

小结 383

习题 383

参考文献 383

第十二章 数字电视系统的测试技术 384

12．1数字电视测试的参数和概念 384

12．1．1传输码速率 384

12．1．2误码率 385

12．1．3信号功率 386

12．1．4载噪比、信噪比 387

12．1．5多径模型 388

12．1．6传输质量的主观评价 390

12．1．7传输质量的客观评价 391

12．2数字电视测试环境介绍 392

12．2．1实验室测试环境 392

12．2．2现场测试环境 393

12．2．3被测设备 393

12．2．4测试仪器列表 394

12．2．5重点测试仪器介绍 395

12．3数字电视传输性能的实验室测试 398

12．3．1最小接收信号电平 399

12．3．2高斯信道下的载噪比门限 400

12．3．3高斯信道下的最小误码率 400

12．3．4静态两径条件下的最大回波延时 401

12．3．5静态两径条件下的D／E门限 401

12．3．6静态多径信道下的载噪比门限 402

12．3．7动态多径信道下的载噪比门限 403

12．3．8动态多径信道下的最大频移 403

12．3．9同（邻）频模拟干扰数字测试 404

12．3．10同（邻）频数字干扰数字测试 405

12．3．11同（邻）频数字干扰模拟测试 406

12．3．12抗脉冲噪声测试 407

12．3．13抗单频干扰 408

12．3．14抗相位噪声 408

12．3．15 峰均值功率比 410

12．3．16同步时间测试 410

12．3．17传输透明度 411

12．3．18实验室测试典型测试结果举例 411

12．4数字电视传输性能的现场测试 412

12．4．1固定点室外接收测试 413

12．4．2固定点室内接收测试 414

12．4．3车载移动接收测试 415

12．4．4室内移动接收测试 415

小结 416

习题 417

参考文献 417

第十三章 数字电视技术的发展 418

13．1数字交互式电视 418

13．1．1三网融合 418

13．1．2数字交互式电视的基本特征 420

13．1．3数字交互式电视关键技术 422

13．1．4数字交互式电视系统规范 422

13．1．5数字交互式电视的发展策略 424

13．2视频点播 424

13．2．1视频点播技术概要 424

13．2．2真视频点播、准视频点播与全视频点播 425

13．2．3视频点播原理剖析及实现结构 426

13．3 IPTV 428

13．3．1 IPTV业务系统 428

13．3．2 IPTV对承载网的需求 429

13．3．3 IPTV内容分发组网模式 430

13．3．4 IPTV承载网改造 431

13．4移动多媒体与手机电视 433

13．4．1概述 433

13．4．2移动多媒体的技术要求 433

13．4．3手机电视系统组成 434

13．4．4手机电视的业务管理 435

13．4．5手机电视实现方式 435

13．4．6手机电视业务的运营模式 437

小结 438

习题 438

参考文献 438