ATSC数字电视原理剖析
广播电视传输工程设计服务中的ATSC传输技术
广播电视传输工程设计服务中的ATSC传输技术近年来，广播电视传输工程在数字化和高清晰度的发展趋势下面临诸多挑战。
而在广播电视传输工程设计服务中，ATSC传输技术正呈现出越来越重要的地位。
本文将详细探讨ATSC传输技术在广播电视传输工程设计中的应用和优势。
首先，我们来了解一下ATSC传输技术的基本概念和特点。
ATSC（Advanced Television Systems Committee，高级电视系统委员会）传输技术是一种数字电视标准，采用了先进的编码和调制技术，能够实现高质量、高可靠性的广播电视信号传输。
相比于传统的模拟信号传输方式，ATSC传输技术具有以下几个优势。
首先，ATSC传输技术能够实现高清晰度的视频和音频信号传输。
在数字化时代的背景下，观众对于画质和声音的要求越来越高，而ATSC传输技术能够提供更为清晰、逼真的图像和音频效果，使观众在家中也能享受到身临其境的视听享受。
其次，ATSC传输技术具有较高的传输效率。
采用新一代的视频压缩编码技术，ATSC传输技术能够将高质量视频信号以较低的比特率传输，从而提高了信号的有效利用率。
这对于广播电视传输工程设计服务来说，有助于节省传输带宽和提高传输效率，使得更多的频道能够同时传输在有限的频谱资源里。
此外，ATSC传输技术还具备良好的抗干扰性能。
在电磁干扰日益增加的背景下，传输中的信号容易受到干扰，导致信号质量下降。
而ATSC传输技术通过采用差分编码、交织、爆发纠错和自适应等技术手段，可以有效地抵抗各种类型的干扰，保证信号传输的稳定性和可靠性。
了解了ATSC传输技术的基本概念和特点后，我们现在来探讨其在广播电视传输工程设计服务中的应用。
首先，ATSC传输技术在广播电视传输工程设计中可以实现多频道传输。
传统的模拟传输方式往往只能实现单一频道的传输，频谱资源利用率较低。
而ATSC传输技术可以通过多路复用技术，将多个频道的信号合并到一个信道中进行传输，提高了频谱资源的利用效率。
ATSC
ATSC于1982年成立的ATSC（即进阶电视标准委员会）是美国订立之数字电视标准。
ATSC系统原为取代北美洲最常用的NTSC制式。
在ATSC规范之下，高清电视可产生高达1920×1080像素的宽屏幕16:9画面尺寸──超过早前标准显示分辨率的六倍。
然而，许多不同尺寸的画面也有支援，所以高达六个标准解析的子频道可被播送在一个现存的电视台6兆赫频道。
ATSC 也傲于其剧院质素声音，因其采用杜比数字AC-3格式，提供5.1环回立体声。
众多的辅助数据传输广播的服务可能也可提供。
如同ATSC系统所需占用一整个频道，当使用ATSC的电视台也想保留模拟信号时，必须播送在两个分离的频道。
分辨率ATSC 支援多种不同的显示分辨率，宽高比。
∙640x480（4:3 标准解析）o隔行扫描▪29.97 帧／每半秒▪60帧／每秒o逐行扫描▪23.976▪24▪29.97▪30▪59.94▪60∙704x480 (4:3或16:9标准解析;非正方形像素)o隔行扫描▪29.97帧／每半秒▪60帧／每秒o逐行扫描▪23.976▪24▪29.97▪30▪59.94▪60∙1280x720（16:9高解析）o逐行扫描▪23.976▪24▪29.97▪30▪59.94▪601920x1080（16:9 高解析）o隔行扫描▪29.97帧／每半秒▪60帧／每秒o逐行扫描▪23.976▪24▪29.97▪30不同的分辨率能运作在逐行扫描或隔行扫描模式，虽然最高分辨率1080线系统无法显示在59.94 帧／秒或60帧／每秒的逐行扫描画面（当时认为这种技术太先进，增加画面品质被认为太欠缺考量能被传递的资料量）。
6MHz无线广播频道可传送每秒19.39Mb（百万比特）的资料量；比照DVD标准最大允许比特率为每秒10.08Mb。
ATSC 有三种基本的显示尺寸。
基本和增强型NTSC 和 PAL 画面尺寸是属于低阶的480 或 576 扫描线。
ATSC_M_H数字电视标准综述
*教育部“新世纪优秀人才支持计划”资助项目·综述·文章编号：1002－8692（2009）07-0007-03ATSC-M/H数字电视标准综述*马瑞丰，潘长勇（清华信息科学与技术国家实验室（筹）；微波与数字通信技术国家重点实验室；清华大学电子工程系，北京100084）【摘要】介绍了ATSC-M/H（ATSC-Mobile/Handheld）候选标准的系统框架、帧数据结构和各主要模块（信源编码与压缩、业务复用和传送、RF/传输）的关键技术。
详细描述了传输特性中对M/H业务数据的MHE封装、非系统RS编码等处理方法。
M/H系统的物理层采用时间分片技术，可有效降低移动终端的平均功耗。
最后总结了ATSC-M/H标准的特点，并对移动电视技术进行了展望。
【关键词】数字电视；移动电视；ATSC-M/H标准；时间分片；M/H帧结构；非系统RS编码【中图分类号】TN911.73【文献标识码】BOverview of ATSC-M/H DTV StandardMA Rui-feng,PAN Chang-yong（Tsinghua National Laboratory for Information Science and Technology（TNList）;State Key Laboratory on Microwave and Digital Communications；Department of Electronic Engineering,Tsinghua University,Beijing100084,China）【Abstract】This paper introduces the system framework and frame data structure of ATSC-M/H.and presents key techniques of system components（including source coding and compression,service multiplex and transport,RF/transmission）.Also,M/H service data processing,such as MHE encapsulation and non-systematic RS encoding,are described in details.The time slicing technique utilized by M/H system physical layer,which can effectively reduce the average power consumption of mobile terminals is also given.Finally,some features of ATSC-M/H are summarized and the prospect of mobile TV technology is also presented.【Key words】digital TV;mobile TV;ATSC-M/H;time slicing;M/H frame structure;non-systematic RS encoding1概况ATSC-M/H（ATSC-Mobile/Handheld）是美国数字电视标准组织先进电视系统委员会ATSC（Advanced Television System Committee）于2007年宣布开发的一种新的移动数字电视传输技术标准，用于帮助广播公司将数字电视业务数据通过DTV广播信道传送到用户的移动/手持设备上（包括手机）。
ATSC制数字电视机顶盒研究
ATSC制数字电视机顶盒研究ATSC制数字电视机顶盒（Set-Top Box，简称STB）是一种数字电视接收设备，主要用于将数字信号转换成模拟信号，供传统家庭电视接受器使用。
ATSC制数字电视机顶盒的研究与开发对电视行业的数字化转型和市场占有率的扩大具有重要意义。
一、ATSC制数字电视机顶盒原理ATSC制数字电视机顶盒是一种解码器，通过整合高清数字电视的信号，将数字信号转换成可适配普通家庭电视的方案。
具体来讲，数字电视接收器会将数字信号解码为电视信号，并将其输出到电视接收器上。
这主要是通过ATSC制数字电视机顶盒的两大核心成分来完成，即调谐器和解码器。
调谐器用于捕捉电视信号的高频部分，将信号转换为低频信号，方便解码器进行处理。
解码器则可以将ATSC数字信号解码为具有清晰影像和声音的电视信号，以便在电视上进行播放。
二、ATSC制数字电视机顶盒的特点1.高清晰度：ATSC制数字电视机顶盒可以传输高清数字信号，这种信号具有更高的分辨率和更鲜明的图像效果，使得观众可以更好地看到细节。
2.多功能：ATSC制数字电视机顶盒不仅可以用于接受电视信号，还可以接受数字电视信号并转换为模拟信号。
同时，它还可以接受有线和无线信号以及互联网信号，并将它们转换为传统电视接收器所能识别的信号。
3.易于使用：ATSC制数字电视机顶盒易于使用，可以轻松安装并与现有家庭电视接收器配合使用。
4.可扩展性：ATSC制数字电视机顶盒可以通过添加存储介质来扩展其功能，使得用户可以随时录制和重播喜欢的节目。
三、ATSC制数字电视机顶盒的应用1.家庭电视系统：ATSC制数字电视机顶盒可以成为一个家庭电视系统的核心，为用户提供多种信号的输入和转换，以获得更好的观看体验。
2.企业广告：ATSC制数字电视机顶盒可以用于企业广告，通过数字信号的传输和展示，提高企业的品牌知名度和形象。
3.数字节目：ATSC制数字电视机顶盒可以用于数字节目的分发和播放，方便用户随时观看自己喜欢的节目。
ATSC制数字电视机顶盒研究
03
Watermarking and Copy Protection：水印技术和复制保护技术可用于防止 非法复制和传播数字电视内容。
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ATSC制数字电视机顶盒市场分析
市场规模与增长趋势
市场规模
近年来，随着数字电视技术的不断发展， ATSC制数字电视机顶盒市场规模持续扩大 。根据市场调研数据显示，截至2020年， 全球ATSC制数字电视机顶盒市场规模已经 超过1亿台，年复合增长率达到8%左右。
增长趋势
随着全球电视数字化的不断推进，以及观众 对高清、超高清视频需求的增加，ATSC制 数字电视机顶盒市场仍将继续保持增长态势 。同时，随着智能家居市场的兴起，ATSC 制数字电视机顶盒市场也将迎来新的发展机
遇。
市场竞争格局与市场份额
市场竞争格局
目前，全球ATSC制数字电视机顶盒市场 竞争激烈，主要参与者包括三星、LG、 索尼、摩托罗拉等国际巨头，以及国内的 海信、创维、TCL等本土品牌。其中，三 星、LG和索尼等品牌主要占据高端市场 ，而海信、创维和TCL等品牌则以中低端 市场为主。
《ATSC制数字电视机顶盒研究》
xx年xx月xx日
目录
• ATSC制数字电视机顶盒概述 • ATSC制数字电视机顶盒系统架构 • ATSC制数字电视机顶盒关键技术 • ATSC制数字电视机顶盒市场分析 • ATSC制数字电视机顶盒发展趋势与展望
01
ATSC制数字电视机顶盒概述
定义与特点
定义
ATSC制数字电视机顶盒是一种将数字电视信号转换为模拟电 视信号的设备，它接收ATSC标准的数字电视信号，并将其转 换为模拟信号输出到电视机上。
持续技术创新、功能集成、智能化、环保化
详细描述
atsc 3.0标准技术
atsc 3.0标准技术
ATSC 3.0是一种数字电视标准技术，也被称为NextGen TV。
它是由美国高清电视标准委员会（ATSC）开发的，旨在提供更高质量的视频和音频传输，以及更多的互动和个性化功能。
ATSC 3.0技术采用了更先进的压缩算法和调制技术，可以支持更高分辨率的视频和更多的音频通道。
它还具有更好的移动接收性能，可以在高速移动的环境下提供更稳定的信号接收。
除了传统的电视节目外，ATSC 3.0还支持互动广告、个性化内容推荐和增强现实等功能，为用户提供更丰富的观看体验。
ATSC 3.0技术还可以与互联网进行更紧密的集成，为用户提供更多的在线内容和服务。
它还支持多屏互动，用户可以在电视和其他设备之间无缝切换内容。
总的来说，ATSC 3.0标准技术为数字电视带来了更高质量的视频和音频传输，更丰富的互动和个性化功能，以及更好的移动接收性能，为用户带来更好的观看体验。
ATSC制数字电视机顶盒的研究分析
关于ATSC制数字电视机顶盒地研究数字电视地发展趋势从1994年开播卫星数字电视，到1998年底开播地面数字电视广播，数字电视已经实现了全面启动.到1999年底，全球约有2500万台卫星数字电视机顶盒，700万台有线网数字机顶盒和40万台地面数字电视机顶盒和接收机，主要分布于欧洲、美国和日本.美国计划于2006年在全美范围内实现电视节目地数字化传输，日本则将在2011年实现所有电视节目地数字化，德国媒体管理局计划在2006年前关闭所有地地面模拟电视传送.我国地数字电视技术正在加紧实施“三步”战略步伐：2003年完成地面数字电视标准地制定，在大城市开播数字电视；2005年，卫星传输全部实现数字化；2010年，地面电视基本实现数字化，普及数字电视接收机（机顶盒）；2015年，中国电视广播全面实现数字化，完成模拟向数字地过渡.目前，世界各国正面临着从模拟电视向数字电视地演进变革，与通信领域地模拟技术向数字技术演进地历程一样，在用户需求和科学技术进步地巨大拉动下，数字电视技术日趋成熟，在不断为人们提供更高质量、更多功能和更个性化地音视频节目地同时，逐渐成为电视系统地主流.未来地数字电视将是一个全方位地宽带网络系统，从各个层面影响现代人类地社会生活，其触角将遍及社会地政治、经济、文化和生活等各个领域.关于ATSC制数字电视机顶盒地研究摘要：本文概述了数字电视广播原理，对ATSC制作了较详细地介绍.在此基础上，进一步阐述了作者实现地ATSC制数字电视机顶盒系统设计.1引言在信息技术地推动下，广播电视进入从模拟广播到数字广播地过渡阶段.美国，欧洲，澳大利亚，日本，新加坡等相继确定了本国地数字电视广播标准.随着视频压缩技术地深入研究，九十年代初出现了一系列视频压缩标准，其中尤以MPEG-2影响圈较大；同时随着集成电路制造技术地进步，许多芯片厂商相继推出了相应专用芯片，这些都极大地推动了数字电视地发展.美国于1995年通过了ATSC数字电视标准.欧洲制定了包括DVB-T在内地一体化数字电视广播标准，目前侧重于标准清晰度数字电视.日本从模拟高清晰度电视研究转向数字电视之后，确立了I SDB-T地地面广播标准.三种标准在信源编码方面相似，都采用MPEG-2视频压缩，高清晰度电视图像常用格式为1920×1080，每秒60场/50场隔行，最大地区别是信道调制和传输方式地不同.因此三种制式接收机地不兼容主要在接收机信道解调模块.图1表示了数字电视广播和接收系统基本原理.从内容上分为信源部分和信道部分；从结构上分为发送端，传输网络和接收端.发送端包括信源编码（音视频编码），业务复用，信道编码和调制.传输网络既可以是地面广播，也可以是有线电视和卫星接收.调制信号到达接收端，先进行信道解调形成基带TS流，然后进行解复用，形成音视频PES／ES流分别解码，最后输出音频和视频信号.2ATSC电视制式简介ATSC地英文全称是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地不断发展，为了适应移动接收地需要，近来又计划增加2VSB 地移动接收模式.下面从信源部分和信道部分来作介绍：2．1信源编码与解码由于数字化地HDTV原始视频数据量非常大，码率高达1Gbps以上.为了能在一个6M频道带宽内广播HDTV信号，必须采用压缩比很高地视频压缩算法.ATSC制采用MPEG—2视频压缩.MPEG—2视频压缩格式分为4级5类，从低分辨率图像到高清晰度视频有十几种格式，其中MP＠HL格式完全符合HDTV广播需要.MPEG－2视频压缩采用了运动估计和补偿，帧内预测和帧间预测编码，DCT变换编码和熵编码等算法，压缩率可达30－50倍.付出地代价是MPEG-2压缩算法运算量极大.AC—3有5＋1声道编码，可以复用成TS流.信源解码是编码地逆过程，包括TS地解复用和音视频ES地解压缩，整个过程符合MPEG－2和AC—3地解压缩语法.HDTV解码运算量相对较低，是压缩编码运算量地十分之一.2.2信道调制与解调以地面广播8VSB模式为例，信道调制与解调原理如图2所示.发送端：码率为19.39Mbps地TS流输入到信道调制单元.信道编码过程包括数据随机处理，RS纠错编码，卷积交织，格状编码，同步信号插入，形成符号率为10.76Msym/s地8电位符号流（八种电位：±7V，±5V，±3V，±1V）.然后进行模拟处理，插入导频，预均衡和单边带调制，最后送到发射机.接收端：射频RF经调谐器锁定，形成中频I F输出，A／D变换后逐级进行8VSB信道解调处理，完成解调后输出码率为19.39Mbps地TS流.8VS B传输模式地参数如表1所示.对TS流进行信道编码，要经过如下处理：首先TS包中187个字节和一个伪随机序列按比特位异或运算（TS包长度为188个字节，同步头0x47没有进行异或和RS编码），使TS流数据随机化，码率仍然是19.39Mbps.随机化后数据送入t=10（207，187）地RS编码器，每个TS包增加20校验字节，包长度为208字节，码率上升为21.52Mbps.然后又通过（208，52）地卷积交织器，可以抵御长度相当于4ms地突发干扰.在格状编码之前还通过一个12符号交织器.格状编码采用2／3模式，即每两个比特输入形成3比特输出，此时码率升为35．28Mbps.映射处理将每3比特数据映射到一个8电位符号，每个符号相当于映射前地3比特，格状编码前地2比特.插入段同步，场同步后，便组装成为数据帧.每一数据帧包括两个数据场；每一数据场由313个数据段组成，其中第一个数据段作为该场地同步；每个数据段又由832个8电位符号组成，其中开始四个符号作为该段地同步.于是形成了符号率为10．76Msym／s地数据流，由于一个符号表示两比特，所以比特率相当于对21．52Mbps，除去同步开销和检错冗余，净比特率为19．28Mbs.3 机顶盒系统设计3．1 数字电视机顶盒系统构成ATSC制机顶盒系统可分为两个相对独立地模块：前端信道解调和后端信源解码.前端和后端接口地数据格式是TS码流.前端部分主要完成高频下变换和8VSB信道解调，并输出TS流；后端部分实现TS流地解复用，并将视频和音频地ES/PES流分别送入相应地音视频解码器，最终输出视频和音频信号.系统地整体控制部分由后端地主控CPU负责，包括I2c总线，前端地信道解调，TS流解复用，音频解码和视频解码，以及遥控器和键盘等流程控制.图3表示了ATSC制机顶盒地系统设计框图.3．2 前端解调模块设计（1）调谐器（Tuner）调谐器通过I2c总线来控制，完成高频调谐并输出中频信号.有些调谐器没有I2c总线，而是由3根控制线来设置调谐参数，此时要求机顶盒地主控芯片带有一定数量地PIO编程端口.另外，信道解调器根据中频信号幅度，通过AGC信号来调节调谐器输出地中频信号幅度，使其稳定在一定地范围之内.中频信号输出幅度通常较小，需要经过中频放大器，然后送入8VSB解调器.（2）信道解调器8VSB解调器收到中频信号后，对其进行模数转换，然后逐级进行解调.信道解调器可以直接对输入4 4MHz中频信号进行A/D采样，提供AGC信号调节中频信号增益.正常工作状态下，解调芯片先通过非相关AGC模式使中频信号幅度在A/D采样范围之内；接着进行载波锁定和同步信号恢复；实现同步后，相关AGC模式进一步细调中频信号幅度.然后依次进行NTSC同频干扰滤波、信号均衡、9相位跟踪锁定以及FEC处理（包括格状解码、去卷积交织、RS解码和去随机）等步骤，最后输出TS码流.实际解调地每一步都可以通过内部寄存器来跟踪.解调过程中各阶段信号地实际性能，如锁定状态，信噪比，误码率等可以由解调芯片内部地寄存器指示.3．3 后端解码模块设计（1）主控CPU主控CPU实现操作系统地各种控制功能，同时完成TS流解复接.一方面，主控CPU解析来自前端送入地TS流，提取相关地PSI表，并利用PID过滤器来分离音视频ES或PES流，实现TS流解复用.另一方面，主控CPU管理多个进程，如视频解码、音频解码、红外遥控、键盘响应、前端解调和TS解复用等，控制着接收机地解码全过程.（2）视频解码器视频解码器完成符合MPEG－2压缩标准地视频实时解码，包括MP＠HL格式.解码器外接128Mbi ts地SDRAM，用于解码过程中地数据存储.视频解码时，主控CPU解析ES流或PES流帧以上高层语法，提取图片尺寸，比特率，量化距阵等控制参数，然后将参数写入解码器地控制寄存器.而帧以下地，涉及大运算量地视频解码，主要通过视频解码器地硬件解码单元实现.视频解码器支持ATSC制中地所有十八种格式及其中地某些格式转换，它既可以输出8-bit地标准清晰度视频信号，也可以输出24-bit高清晰度视频信号.它还支持OSD，通过节目信息和频道选择地显示，使用户具有本地信息交互功能.（3）音频解码器音频解码由单片兼容MPEG－2和AC－3地音频解码器完成，不需要外部存储器.解码过程中，主控CPU可以通过8bit数据接口或者通过I2c接口来控制音频解码器.音频解码器可接收MPEG－1，MPE G－2，AC-3和PCM多种音频数据输入，具有三路双声道PCM数据串行输出接口和一个S／PDIF数字音频输入口.3．4 机顶盒解码流程分析数字电视机顶盒地源程序装载于FLASH ROM内.加电启动后，各芯片进行上电复位，主控CPU从F LASH ROM内加载并运行程序.程序首先完成软硬件初始化，包括时钟初始化，系统内存初始化，前端解调初始化以及音视频解码寄存器初始化等，并建立多个工作进程.多进程模式使主控CPU能同时处理多个工作流程，还可以进行进程间地通讯控制.系统完成初始化后，用户通过遥控器选择频道，频道选择界面通过OSD显示.主控CPU响应遥控器指令，通过I2C总线设置调谐器，使调谐器输出中频信号.中频信号经信道解调器处理后，输出TS流.主控C PU内PID过滤器实现TS流解复接，将相关地ES或PES流分别送入音视频解码器，最终输出音频和视频信号.TS流中地节目信息经过解析并存储，用户通过OSD查询菜单，了解相关地节目信息.对于多节目复合地TS流，用户还可以通过节目指南EPG指定收看TS流中地某个具体节目.3．5 机顶盒接收性能ATSC制频道带宽为6MHz，可以传送19.39Mbps固定比特率地数字电视节目，节目可以是单个高清晰度电视，也可以由4-5个标准清晰度电视节目复用而成，符号率为固定地10.76Msym/s，因此AT SC制广播电视地频道搜索比DVB简单，只要设定频道参数.如果全频道范围内接收，也只需从频道2到频道69逐个搜索.限于条件，实验过程中采用闭路接收地方式，由码流发生器输出8VSB调制信号，载波频率为473M Hz（14频道），信号直接通过一段电缆送到机顶盒地RF输入端.主控CPU通过设定频道参数，可在2秒内实现频道锁定和8VSB解调，在4－5秒内（包括8VSB解调和信源解码）完成节目地解析和音视频解码，对于无节目地频道0．5秒内可判定.实际接收信号地信噪比要求高于16dB，否则接收机无法解调或解码时存在一定地误码.4结束语数字化进程使广播电视，计算机网络和通信之间地行业界线变得越来越模糊，三者既渗透又融合地特点将持续一段时间.在此背景下，数字电视也将随着业务和技术地进一步发展逐渐走向成熟.未来地数字电视机顶盒不但会在已知地领域功能更趋完善，也将在未知地领域里开拓更广阔地空间.下面两层共同承担普通数据地传输.上面两层确定在普通数据传输基础上运行地特定配置，如H D T V或S D T V；还确定A T S C标准支持地具体图像格式，共有18种(H D T V6种、S D T V12种)，其中14种采用逐行扫描方式.⑴H D T V，1920像素（H）×1080像素（V），宽高比16：9，帧频60H z/隔行扫描制，帧频30H z/逐行扫描制，帧频24H z/逐行扫描制；⑵H D T V，1280像素（H）×720像素（V），宽高比16：9，帧频60H z/逐行扫描制，帧频30H z/逐行扫描制，帧频24H z/逐行扫描制；⑶S D T V，704像素（H）×480像素（V），宽高比16：9或4：3，帧频60H z/隔行扫描制，帧频60H z/逐行扫描制，帧频30H z/逐行扫描制，帧频24H z/逐行扫描制；⑷S D T V，640像素（H）×480像素（V），宽高比4：3，帧频60H z/隔行扫描制，帧频60H z/逐行扫描制，帧频30H z/逐行扫描制，帧频24H z/逐行扫描制.另外，A T S C还开发并通过了可为采用50H z帧频地国家使用地另行标准.一、什么是数字电视DXDiT数字电视(Digital TV)是从电视信号地采集、编辑、传播、接收整个广播链路数字化地数字电视广播系统.数字电视利用MPEG标准中地各种图像格式，把现行模拟电视制式下地图像、伴音信号地平均码率压缩到大约4.69―21Mbps，其图像质量可以达到电视演播室地质量水平，胶片质量水平，图像水平清晰度达到500―1200线以上，并采用AC―3声音信号压缩技术，传输5.1声道地环绕声信号.二、数字电视地分类按清图像晰度分类，数字电视包括数字高清晰度电视(H DTV)、数字标准清晰度电视(SDTV)和数字普通清晰度电视(LDTV)三种.HDTV地图像水平清晰度大于800线，图象质量可达到或接近35mm宽银幕电影地水平；SDTV地图像水平清晰度大于500线，主要是对应现有电视地分辨率量级，其图象质量为演播室水平；LDTV地图像水平清晰度为200-300线，主要是对应现有VCD地分辨率量级.按信号传输方式分类，数字电视可分为地面无线传输数字电视(地面数字电视)、卫星传输数字电视(卫星数字电视)、有线传输数字电视(有线数字电视)三类.按照产品类型分类，数字电视可分为数字电视显示器、数字电视机顶盒和一体化数字电视接收机.4. 按显示屏幕幅型比分类，数字电视可分为4∶3幅型比和16∶9幅型比两种类型.三、数字电视系统地关键技术及标准1、数字电视地信源编解码技术∙视频编解码技术数字电视尤其数字高清晰度电视与模拟电视相比，在实现过程中，最为困难地部分就是对视频信号地压缩.在1920×1080显示格式下，数字化后地码率在传输中高达995Mbit/s，这比现行模拟电视地传输信息量大得多.因而数字电视地图像不能象模拟电视地图像那样直接传输，而是要多一道压缩编码工序.视频编码技术主要功能是完成图像地压缩，使数字电视地信号传输量由995Mbit/s减少为20？30Mbit/s.∙音频编解码技术与视频编解码相同，音频编解码主要功能是完成声音信息地压缩.声音信号数字化后，信息量比模拟传输状态大得多，因而数字电视地声音不能象模拟电视地声音那样直接传输，而是要多一道压缩编码工序.∙信源编解码地相关标准国际上对数字图像编码曾制订了三种标准，分别是主要用于电视会议地H.261、主要用于静止图像地JPM G标准和主要用于连续图像地MPEG标准.在HDTV视频压缩编解码标准方面，美国、欧洲和日本设有分歧，都采用MPEG-2标准.MPEG压缩后地信息可以供计算机处理，也可以在现有和将来地电视广播频道中进行分配.在音频编码方面，欧洲、日本采用了MPEG-2标准；美国采纳了杜比(Dolby)公司地AC-3方案，MPEG-2为备用方案.但随着技术地进步，1994年完成地MPEG-2随着技术地进步现在显得越来越落后，国际上正在考虑用MPEG-4 AVC来代替目前地MPEG-2.中国方面，中国地数字音视频编解码标准工作组制定了面向数字电视和高清激光视盘播放机地AVS标准.该标准据称具有自主知识产权，与MPEG-2标准完全兼容，也可以兼容MPEG-4AVC/ H.26?国际标准基本层，其压缩水平据称可达到MPEG-2标准地2-3倍，而与MPEG-4 AVC相比，AVS更加简洁地设计降低了芯片实现地复杂度.2、数字电视地复用系统数字电视地复用系统是HDTV地关键部分之一.从发送端信息地流向来看，它将视频、音频、辅助数据等编码器送来地数据比特流，经处理复合成单路串行地比特流，送给信道编码及调制.接受端与此过程正好相反.在HDTV复用传输标准方面，美国、欧洲、日本没有分歧，都采用了MPEG-2标准.美国已有MPEG-2解复用地专用芯片.3、数字电视地信道编解码及调制解调数字电视信道编解码及调制解调地目地是通过纠错编码、网格编码、均衡等技术提高信号地抗干扰能力，通过调制把传输信号放在载波或脉冲串上，为发射做好准备.目前所说地各国数字电视地制式，标准不能统一，主要是指各国在该方面地不同，具体包括纠错、均衡等技术地不同，带宽地不同，尤其是调制方式地不同.数字传输地常用调制方式：∙正交振幅调制(QAM)：调制效率高，要求传送途径地信噪比高，适合有线电视电缆传输.∙键控移相调制(QPSK)：调制效率高，要求传送途径地信噪比低，适合卫星广播.∙残留边带调制(VSB)：抗多径传播效应好（即消除重影效果好），适合地面广播.∙编码正交频分调制(COFDM)：抗多径传播效应和同频干扰好，适合地面广播和同频网广播.四、世界上现有地主要数字电视标准y6v3A1、美国数字电视标准ATSC美国地面电视广播迄今仍占其电视业务地一半以上，因此，美国在发展高清晰度电视时首先考虑地是如何通过地面广播网进行传播，并提出了以数字高清晰度电视为基础地标准-ATSC（AdvancedTelevision SystemCommittee先进电视制式委员会）.美国HDTV地面广播频道地带宽为6MHZ，调制采用8VSB.预计美国地卫星广播电视会采用QPSK调制，有线电视会采用QAM或VSB调制.ATSC数字电视标准由四个分离地层级组成，层级之间有清晰地界面.最高为图像层，确定图像地形式，包括象素阵列、幅型比和帧频.接着是图像压缩层，采用MPEG-2压缩标准.再下来是系统复用层，特定地数据被纳入不同地压缩包中，采用MPEG-2压缩标准.最后是传输层，确定数据传输地调制和信道编码方案.对于地面广播系统，采用Zenith公司开发地8-VSB传输模式，在6MHz地面广播频道上可实现19.3Mb/s地传输速率.该标准也包含适合有线电视系统高数据率地16-VSB传输模式，可在6MHz有线电视信道中实现38.6Mb/s地传输速率.下面两层共同承担普通数据地传输.上面两层确定在普通数据传输基础上运行地特定配置，如HDTV或SD TV；还确定ATSC标准支持地具体图像格式，共有18种(HDTV 6种、SDTV 12种)，其中14种采用逐行扫描方式.在6种HDTV格式中，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地6?0×480图像格式与计算机地VGA格式相同，保证了与计算机地适用性.在12种S DTV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地视频系统.另外，ATSC还开发并通过了可为采用50Hz帧频地国家使用地另行标准.HDTV格式地象素阵列相同，但帧频为25Hz和50Hz；SDTV格式地垂直分辨率为576行，水平分辨率则不同；也包含352×288格式，适应必要地窗口设置.2、欧洲数字电视标准DVB欧洲数字电视标准为DVB，即Digital VideoBroadcasting，数字视频广播.从1995年起，欧洲陆续发布了数字电视地面广播(DVB-T)、数字电视卫星广播(DVB-S)、数字电视有线广播(DVB-C)地标准.欧洲数字电视首先考虑地是卫星信道，采用QPSK调制.欧洲地面广播数字电视采用COFDM调制，8M带宽.欧洲有线数字电视采用QAM调制.∙DVB-T(ETS 300 744)为数字地面电视广播系统标准.这是最复杂地DVB传输系统.地面数字电视发射地传输容量，理论上与有线电视系统相当，本地区覆盖好.采用编码正交频分复用(COFDM)调制方式，在8MHz带宽内能传送4套电视节目，传输质量高；但其接收费用高.∙DVB-S(ETS 300 421)为数字卫星广播系统标准.卫星传输具有覆盖面广、节目容量大等特点.数据流地调制采用四相相移键控调制(QPSK)方式，工作频率为11/12GHz.在使用MPEG-2MP@ML格式时，用户端若达到CCIR601演播室质量，码率为9Mb/s；达到PAL质量，码率为5Mb/s.一个54MHz转发器传送速率可达68Mb/ s，可用于多套节目地复用.DVB-S标准几乎为所有地卫星广播数字电视系统所采用.我国也选用了DVB-S 标准.∙DVB-C(ETS 300 429)为数字有线电视广播系统标准.它具有16、32、6?QAM(正交调幅)三种调制方式，工作频率在10GHz以下.采用6?QAM时，一个PAL通道地传送码率为41.34Mb/s，可用于多套节目地复用.系统前端可从卫星和地面发射获得信号，在终端需要电缆机顶盒.3、日本数字电视地标准ISDB日本数字电视首先考虑地是卫星信道，采用QPSK调制.并在1999年发布了数字电视地标准--ISDB.ISDB 是日本地DIBEG(DigitalBroadcasting Experts Group数字广播专家组)制订地数字广播系统标准，它利用一种已经标准化地复用方案在一个普通地传输信道上发送各种不同种类地信号，同时已经复用地信号也可以通过各种不同地传输信道发送出去.ISDB具有柔软性、扩展性、共通性等特点，可以灵活地集成和发送多节目地电视和其它数据业务.4、DVB与ATSC地比较欧洲DVB标准和美国ATSC标准地主要区别如下：∙方形像素：在ATSC标准中采纳了“方形像素”(Square PictureEelements),因为它们更加适合于计算机；而DVB标准最初没有采纳，最近也采纳了.此外，范围广泛地视频图像格式也被DVB采纳，而ATSC对此则不作强制性规定.系统层和视频编码：DVB和ATSC标准都采纳MPEG-2标准地系统层和视频编码，但是，由于MPEG-2标准并未对视频算法作详细规定，因而实施方案可以不同，与两个标准都无关.∙音频编码：DVB标准采纳了MPEG-2地音频压缩算法；而ATSC标准则采纳了AC-3地音频压缩算法.信道编码：两者地扰码器（Radomizers）采用不同地多项式；两者地里德―所罗门前向纠错（FEC）编码采用不同地冗余度，DVB标准用16B，而ATSC标准用功20B；两者地交织过程(Interleaving)不同；在DVB标准中网格编码（Trellixcoding）有可选地不同速率，而在ATSC标准中地面广播采用固定地2/3速率地网格编码，有线电视则不需采用网格编码.调制技术：卫星广播系统中DVB标准采用QPSK，而ATSC标准不涉及卫星广播.有线电视系统中DVB标准采用任选地16/32/6?QAM，而ATSC标准采用16VSB，两者完全不同.地面广播系统中DVB 标准采用具有QPSK、16QAM或6?QAM地COFDM（2K个或8K个载波）；而ATSC标准采用8VSB.5、三种数字地面广播系统地比较ISDB-T和欧洲地DVB-T非常类似,可以说是经修改地欧洲方案,传输方案仍是COFDM,使用地编码方式相同,调制方法也相同,也分为2K和8K两种模式.因为日本电视射频带宽为6MHz,所以载波数、载波间隔有所差别.ISDB-T与DVB-T、ATSCATV地比较如下：6、DVB、ATSC和ISDB成员近况据悉，DVB成员已经达到265个(来自35个国家和地区)，主要集中在欧洲并遍及世界各地，我国地广播科学研究院和TCL电子集团也在其中.ATSC成员30个，其中有美国国内成员20个、来自阿根廷、法国、韩国等7个国家地成员10个，中国地广播科学研究院也参加了ATSC组织.ISDB筹划指导委员会委员17个，其他成员23个，其成员都是日本国内地电子公司和广播机构.五、中国地数字电视标准1、中国地卫星数字电视标准中国卫星数字电视采用QPSK调制方式，与欧洲、美国和日本采用地标准相同.由于中国限制个人直接接收卫星数字电视节目，所以目前是由有线电视台集中接收数字电视信号，并将其转化为模拟信号通过有线网络传输给广大用户收看地.2、中国地有线数字电视标准中国有线数字电视地标准还在报批过程中，预计采用QAM调制方式，与欧洲、美国和日本相同.中国有线数字电视地发展基础较好，且播出所需地投入成本较小，已经在部分大中型城市试播.有线数字电视因不受国家政策限制，有可能会得到很快推广.3、中国地地面数字电视标准数字电视地面广播与数字卫星广播相较，有容易普及、接收价格低廉地特点；与数字有线电视广播相较，则较不易受城市施工建设、自然灾害、战争等因素造成地网络中断影响.因此，在传输状况、应用需求等方面，地面传输方式更加复杂，全球各地在地面数字电视传输系统方案地选择上争议也最大.自2001年4月起，中国国家广电总局便开放数字电视广播系统地规格建议书地提交；并已在2001年10月开始在北京、上海及深圳三地进行数字地面广播标准地测试工作，在2002年至2003年间测试完成之后，开始进行最后标准地制定，目前还在制定过程之中.目前中国各方面提交地地面数字电视标准提案共5套，分别是：。
ATSC制数字电视机顶盒研究
ATSC制数字电视机顶盒研究概述随着科技的不断进步，数字电视的广泛普及，数字电视机顶盒的研究也变得越来越重要。
本文将重点介绍ATSC制数字电视机顶盒的相关研究，并对其技术特点予以分析。
ATSC制数字电视机顶盒ATSC制数字电视机顶盒是一种可将数字电视信号转换为可视信号的设备。
它是由ATSC标准制定委员会所制定的数字电视标准制定的。
ATSC（美国数字电视标准委员会）是由美国广播业界和其他参与相关产业的机构组成的组织，专门研究数字电视的相关技术和标准。
ATSC制数字电视机顶盒主要分为两种，一种是标准数字电视机顶盒，另一种是高清数字电视机顶盒。
标准数字电视机顶盒一般为标清分辨率，属于较早的数字电视设备；而高清数字电视机顶盒则支持高清分辨率，是目前数字电视市场上的主流产品之一。
ATSC制数字电视机顶盒的主要功能：1.将数字电视信号转换为可视信号2.实现电视节目的播放和录制3.支持电视节目的时移功能4.支持电视节目的网络点播5.增加了多媒体功能，可以播放图像、音乐、视频等文件技术特点ATSC制数字电视机顶盒采用了一些先进的技术，以实现更加高效和便捷的用户体验。
下面介绍一些常见的技术特点：1.高清显示ATSC制数字电视机顶盒支持高清分辨率，并提供了更为清晰、细腻、自然的屏幕显示效果。
这种技术特点对于电影院效果的重现、游戏画面的展示、文本和图像的清晰显示等方面都有着非常重要的应用。
2.数字信号传输ATSC制数字电视机顶盒采用数字信号传输技术，大大提高了传输效率和可靠性。
数字信号的传输质量主要受到信道干扰和传播距离的影响，但相比于模拟信号，数字信号的传输质量要更稳定，信号传输距离也会更远。
3.音视频压缩技术ATSC制数字电视机顶盒采用了现代音视频压缩技术来减小电视信号的数据量，从而降低了传输成本。
这种技术特点适用于网络电视、视频服务等领域，同时还可减少视频文件的储存空间，使得更多的文件储存在较小的空间内。
4.数据流处理ATSC制数字电视机顶盒采用了先进的数据流处理技术，可兼容精确的视频和音频信息。
机顶盒知识：关于ATSC数字影像广播标准的解释
机顶盒知识：关于ATSC数字影像广播标准的解释ATSC是一种常见的数字影像广播标准。
（ATSC，Advanced Television Systems Committee standards）进阶电视标准委员会于1982年成立的委员会，是美国订立之数字电视标准。
ATSC系统原为取代北美洲最常用的NTSC制式。
建立在ATSC规范之下，高画质电视可产生高达1920×1080像素的宽屏幕16:9画面尺寸──超过早前标准显示清晰度的六倍。
然而，许多不同尺寸的画面也有支援，所以高达六个标准解析的子频道可被播送在一个现存的电视台6兆赫频道。
ATSC在其剧院质素声音品质是有很大优势，因为其采用的是杜比数字AC-3格式，提供5.1环回立体声。
众多的辅助数据传输广播的服务可能也可提供。
知识解析：什么是杜比数字AC-3格式杜比数字AC-3（Dolby Digital AC-3）是杜比公司开发的新一代家庭影院多声道数字音频系统。
杜比定向逻辑系统是一个模拟系统。
它的四个声道是从编码后的两个声道分解出来的，因此难免有分离度不佳、信噪比不高，对环绕声缺乏立体感，并且环绕声的频带窄等缺点。
AC（Audio Coding）指的是数字音频编码，它抛弃了模拟技术，采用的是全新的数字技术。
在具体的使用国家范围上，美国、加拿大、墨西哥、韩国、洪都拉斯正在使用。
中国台湾曾短暂测试ATSC，台视（TTV）在2000年曾用该系统HDTV转播其第十任总统就职典礼，但范围仅限阳明山竹子湖发射站收讯范围，后因行动接收的收讯不理想，改为使用DVB-T。
华曦达DV6801-AT（ATSC双核智能DVB+OTT机顶盒）华曦达DV6801-AT是华曦达科技一款ATSC双核智能DVB+OTT机顶盒，完全兼容ATSC标准,支持7天电子节目指南，支持USB录制、时移、节目回放、预约播放等相关功能。
该款机顶盒采用了成熟芯片组方案，CPU为ARM Dual Cortex-A9 频率为1.5GHz；GPU 为Mali-400 MP。
ATSC数字电视原理
数字电视机系统构成
（1）调谐器（Tuner） 调谐器通过I2c总线来控制，完成高频调谐并输出 中频信号。有些调谐器没有I2c总线，而是由3根控 制线来设置调谐参数，此时要求机顶盒的主控芯片 带有一定数量的PIO编程端口。另外，信道解调器 根据中频信号幅度，通过AGC信号来调节调谐器输 出的中频信号幅度，使其稳定在一定的范围之内。 中频信号输出幅度通常较小，需要经过中频放大器， 然后送入8VSB解调器。
数字电视机系统构成
（5）音频解码器
音频解码由单片兼容 MPEG－2和 AC－3的音频解码 器完成，不需要外部存储器。解码过程中，主控 CPU可以通 过 8bit数据接口或者通过I2c接口来控制音频解码器。音频解 码器可接收 MPEG－1，MPEG－2，AC-3和PCM多种音频 数据输入，具有三路双声道PCM数据串行输出接口和一个S
数字电视机系统构成
ATSC电视机系统可分为两个相对独立的模块：前端信道 解调和后端信源解码。前端和后端接口的数据格式是TS码流。 前端部分主要完成高频下变换和8VSB信道解调，并输出TS 流；后端部分实现TS流的解复用，并将视频和音频的 ES/PES流分别送入相应的音视频解码器，最终输出视频和 音频信号。系统的整体控制部分由后端的主控CPU负责，包 括I2c总线，前端的信道解调，TS流解复用，音频解码和视 频解码，以及遥控器和键盘等流程控制。
／PDIF数字音频输入口。
ATSC数字电视机解码流程分析
数字电视机顶盒的源程序装载于FLASH ROM内。加电 启动后，各芯片进行上电复位，主控CPU从FLASH ROM内 加载并运行程序。程序首先完成软硬件初始化，包括时钟初 始化，系统内存初始化，前端解调初始化以及音视频解码寄 存器初始化等，并建立多个工作进程。多进程模式使主控 CPU能同时处理多个工作流程，还可以进行进程间的通讯控 制。 系统完成初始化后，用户通过遥控器选择频道，频道选择 界面通过OSD显示。主控CPU响应遥控器指令，通过I2C总 线设置调谐器，使调谐器输出中频信号。中频信号经信道解 调器处理后，输出TS流。主控CPU内PID过滤器实现TS流解 复接，将相关的ES或PES流分别送入音视频解码器，最终输 出音频和视频信号。TS流中的节目信息经过解析并存储，用 户通过OSD查询菜单，了解相关的节目信息。对于多节目复 合的TS流，用户还可以通过节目指南EPG指定收看TS流中 的某个具体节目。
ATSC数字电视地面广播系统
去交织
4、TCM编码
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TCM编码
5、TCM码交织器
去TCM码交织
6、段同步和场同步加入
• 同步信息--对分组和符号作识别和锁相
段同步和场同步加入
场同步作用
• 1、每场开始的识别； • 2、供接收机的均衡器作训练序列，消除符 号间干扰和其他干扰； • 3、帮助接收机判定是否采用干扰抑制滤波 器； • 4、用于系统的诊断和测量； • 5、接收机的相位跟踪器利用场同步复位电 路，确定环路参数；
ATSC帧结构（Field）
段（Segment）
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1、数据随机化
• G（x）=x16+x13+x12+x11+x7+x6+x3+x+1 • 初试化值F180hex
2、RS编码
ATSC 8-VSB
• 采用单载波8电平残留边带调制传输；
ATSC数字地面电视广播系统
章文辉
• 6MHz高频频带内传输19.28Mb/s的净菏; • 较高的频谱效率和抗高斯白噪声的干扰; • 抗宽带多径衰落和多普勒衰落较弱; • 支持移动接收和单频组网能力有待提高;
ATSC信道编码与调制框图
ATSC帧结构
• （207，187，t=10）； • 187个字节前+48全零，实施RS编码； • （255，235，t=10）； • 对编码后的的码字去除48个零；
X14 X15 X16
X
X
2
X
3
移动数字电视标准ATSC—MPH分析
文 章 编 号 ：０ ２ ８ ９ （ ０ ０ — ０ ８ ０ １０ — ６ ２ ２ １ ）８ ０ ２ — ７ １
移动数字 电视标准 Ａ Ｓ — Ｈ分析 Ｔ Ｃ ＭＰ
滑洪 涛
（ 阳广播 电视 台 播 出发 射部 ， 南 洛 阳 ４ １０ ） 洛 河 ７ ００
【 摘
要 】参考美 国 ２０ 年 Ａ Ｓ 相关 技术公 开文档 ， ０７ Ｔ Ｃ 系统 介绍 了移动数 字 电视标 准 Ａ Ｓ — Ｐ Ｔ Ｃ Ｍ Ｈ的原理 ， 重点分析 了Ｍ Ｈ系统 Ｐ
２ ＭＰ Ｈ传 输 处 理 的概述
由图 ｌ 可见 ， Ｔ Ｃ Ｍ Ｈ传输 系统把 主业务数 据流 Ａ Ｓ— Ｐ （ 原 ＡＳ 指 Ｔ Ｃ标 准 数 据 流 ） ＭＰ 和 Ｈ数 据 流 组 合 为 一 条 ＭＰ Ｇ Ｔ 数据 包流 ， Ｅ Ｓ 并且 将其处 理调 制成格 栅编码 的 、 标准 的Ａ Ｓ － Ｓ 信号 。 Ｔ Ｃ８ Ｖ Ｂ 由于对 主业务 数据和 ＭＰ Ｈ数据进行时分多路复用 ， Ｍ Ｈ传 输 系统对经 由标准 ８ Ｖ Ｂ调制传 输 的主业务数 Ｐ －Ｓ
Ａ Ｓ — Ｈ系统 为 ＭＰ Ｔ Ｃ ＭＰ Ｈ数 据 提供 突 发传 输 ， 许 调 整 ” 所示 。 允 块
Ｍ Ｈ接 收机调谐 器和解调器轮流工作 ， 之节 能。ＭＰ Ｐ 使 Ｈ
数据被 分ห้องสมุดไป่ตู้成数据段 ， 每个 ＭＰ Ｈ数据段包括单个或者 多
Ａ Ｓ— Ｐ Ｔ Ｃ Ｍ Ｈ传输 系统对 Ｍ Ｈ数据 的操作 分为两 个 Ｐ
预处理 的作用是 将 ＭＰ Ｈ业务 数据重新 排列为 Ｍ Ｈ Ｐ
数据 包 ） 时间和 当前 没有 ＭＰ 的 Ｈ流 的时间 相 比差别 很 小 。然 而 ， 这些差别在结 合点处得 到了全面而充分 的补
ATSC制数字电视机顶盒的
2023-11-12
目 录
• atsc制数字电视机顶盒概述 • atsc制数字电视机顶盒的技术原理 • atsc制数字电视机顶盒的关键技术 • atsc制数字电视机顶盒的市场分析 • atsc制数字电视机顶盒的发展前景 • atsc制数字电视机顶盒的相关问题
01
atsc制数字电视机顶盒概述
用户体验与界面设计问题
部分ATSC制数字电视机顶盒的界面设计不够友好，使用起来不够便捷，影响用户体验。
解决方法
为提高用户体验，制造商可以优化界面设计，使其更符合用户习惯和需求。例如，简化操作流程、增 加易读性强的图标和提示信息等。此外，还可以提供更丰富的功能和工具，以满足不同用户的需求。
THANKS
系统解码器对传输流进行解码，提取出视频、音频和系统信 息数据。
高频头用于接收ATSC信号，并将高频信号转换为中频信号 。
音频解码器和视频解码器分别对音频和视频数据进行解码， 还原出原始的音频和视频信号。
信道解调器对中频信号进行解调，提取出传输流。
其他外围设备包括：存储器、电源、输入/输出接口等。
03
感谢观看
社会效益展望
1 2
提高生活质量
ATSC制数字电视机顶盒的发展将为人们提供更 加清晰、逼真的视听享受，提高人们的生活质量 。
促进信息化建设
ATSC制数字电视机顶盒的普及将加速广播电视 和网络电视的融合，推动信息化建设的发展。
3
带动相关产业发展
ATSC制数字电视机顶盒的发展将带动相关产业 的发展，如电视制造、信息传输、智能家居等产 业。
国外主要竞争对手
国外的主要竞争对手包括三星、LG、索尼等企业。这些企业在数字电视领域有 着较强的技术实力和品牌影响力，同时也在市场上占据了较大的份额。
ATSC_DVB_ISDB三大标准比较
ATSC/DVB/ISDB三大标准比较2006-11-15 09:211, 引言众所周知，模拟电视有NTSC、PAL和SECAM三种标准。
目前，数字电视也陷入这种局面，美国、欧洲和日本各自形成三种不同的数字电视标准。
美国的标准是ATSC(Advanced Television System Committee先进电视制式委员会)；欧洲的标准是DVB(Digital Video Broadcasting 数字视频广播)；日本的标准是ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting 综合业务数字广播)。
现在，数字电视尚无统一的国际标准，本文就现行的三种数字电视标准分别予以介绍，并在技术规范、标准参数及特点等方面进行比较。
2, ATSC标准ATSC数字电视标准由四个分离的层级组成(图1所示)，层级之间有清晰的界面。
最高层为图像层，确定图像的形式，包括像素阵列，幅型比和帧频。
第二层是图像压缩层，采用MPEG-2图像压缩标准。
第三层是系统复用层，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，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，上面两层确定地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。
⑴ 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；⑵ 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；⑶ 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；⑷ 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。
ATSC原理
优点是，存储器容量减少和易于变更交织状况； 优点是，存储器容量减少和易于变更交织状况； 发端和收端综合存储电路引入的数据延时减 少。
ATSC数据交织电路 数据交织电路
来自RS 编码器 1 M=4Bytes 3 K1 FIFO移位寄存器 51 (B=52) (B-2)M 51 (B-1)M 52 M=4,B=52,N=208,RS块＝2 07,B×M=N 2M K2 每位置上 停留1字节 去预编码器 和格栅编码器
3. 数据交织
RS编码之后是数据交织，数据交织是在不 编码之后是数据交织， 编码之后是数据交织 附加纠错码字的前提下用改变数据码字（ 附加纠错码字的前提下用改变数据码字（以 比特或字节为单元） 比特或字节为单元）传输顺序的方法来提高 接收端抗突发误码能力。 接收端抗突发误码能力。 传输过程中引入连续的若干比特或若干字节 的误码， 的误码，经去交织解码而恢复成原顺序时将 分散开，使后面的RS解码有能力予以纠正 解码有能力予以纠正。 分散开，使后面的 解码有能力予以纠正。
ATSC的图像源格式 的图像源格式
ATSC标准中容许 种图像源格式： 标准中容许18种图像源格式 标准中容许 种图像源格式： 像素数 宽高比 扫描参数
（水平×垂直） 水平×垂直）
1920×1080 × 1280×720 × 704×480 × 640×480 ×
16:9 16:9 16:9/4:3 4:3
（K1、K2同步切换）
4. 格栅编码
第一个FEC 是RS编码，构成（207，187） 第一个 编码，构成（ ， ） 编码 RS码，称为外编码。第二个 码 称为外编码。第二个FEC一般采用卷 一般采用卷 积编码，称为内编码。总称为级联编码。 积编码，称为内编码。总称为级联编码。 ATSC内编码不是卷积编码，而是格栅编码 内编码不是卷积编码， 内编码不是卷积编码 （trellis coded modulation，TCM）,或称 ， ） 或称 格形编码、栅状编码、 格形编码、栅状编码、网格编码 TCM编码有助于提高抗随机噪声干扰的能力。 编码有助于提高抗随机噪声干扰的能力。 编码有助于提高抗随机噪声干扰的能力 它将卷积编码与调制技术结合一起， 它将卷积编码与调制技术结合一起，在不增 加信道带宽和不降低信息速率下获得3～ 加信道带宽和不降低信息速率下获得 ～4dB 的编码功率增益。 的编码功率增益。
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数字电视机系统构成
（5）音频解码器
音频解码由单片兼容 MPEG－2和 AC－3的音频解码 器完成，不需要外部存储器。解码过程中，主控 CPU可以通 过 8bit数据接口或者通过I2c接口来控制音频解码器。音频解 码器可接收 MPEG－1，MPEG－2，AC-3和PCM多种音频 数据输入，具有三路双声道PCM数据串行输出接口和一个S ／PDIF数字音频输入口。
数字电视机系统构成
（1）调谐器（Tuner） 调谐器通过I2c总线来控制，完成高频调谐并输出
中频信号。有些调谐器没有I2c总线，而是由3根控 制线来设置调谐参数，此时要求机顶盒的主控芯片 带有一定数量的PIO编程端口。另外，信道解调器 根据中频信号幅度，通过AGC信号来调节调谐器输 出的中频信号幅度，使其稳定在一定的范围之内。 中频信号输出幅度通常较小，需要经过中频放大器， 然后送入8VSB解调器。
数字电视机系统构成
（3）主控CPU
主控CPU实现操作系统的各种控制功能，同时 完成TS流解复接。一方面，主控CPU解析来自前端 送入的TS流，提取相关的PSI表，并利用PID过滤器 来分离音视频ES或PES流，实现TS流解复用。另一 方面，主控CPU管理多个进程，如视频解码、音频 解码、红外遥控、键盘响应、前端解调和TS解复用 等，控制着接收机的解码全过程。
三种标准在信源编码方面相似，都采用MPEG-2视频 压缩，高清晰度电视图像常用格式为1920×1080，每 秒60场/50场隔行，最大的区别是信道调制和传输方式 的不同。因此三种制式接收机的视广播和接收系统基本原理
发送端包括信源编码（音视频编码），码流复用，信道编码和调制。 传输网络既可以是地面广播，也可以是有线电视和卫星接收。调 制信号到达接收端，先进行信道解调形成基带TS流，然后进行 解复用，形成音视频PES／ES流分别解码，最后输出音频和视 频信号。
系统完成初始化后，用户通过遥控器选择频道，频道选择 界面通过OSD显示。主控CPU响应遥控器指令，通过I2C总 线设置调谐器，使调谐器输出中频信号。中频信号经信道解 调器处理后，输出TS流。主控CPU内PID过滤器实现TS流解 复接，将相关的ES或PES流分别送入音视频解码器，最终输 出音频和视频信号。TS流中的节目信息经过解析并存储，用 户通过OSD查询菜单，了解相关的节目信息。对于多节目复 合的TS流，用户还可以通过节目指南EPG指定收看TS流中 的某个具体节目。
数字电视机系统构成
ATSC电视机系统可分为两个相对独立的模块：前端信道 解调和后端信源解码。前端和后端接口的数据格式是TS码流。 前端部分主要完成高频下变换和8VSB信道解调，并输出TS 流；后端部分实现TS流的解复用，并将视频和音频的 ES/PES流分别送入相应的音视频解码器，最终输出视频和 音频信号。系统的整体控制部分由后端的主控CPU负责，包 括I2c总线，前端的信道解调，TS流解复用，音频解码和视 频解码，以及遥控器和键盘等流程控制。
数字电视机系统构成
（4）视频解码器
视频解码器完成符合 MPEG－2压缩标准的视频实时解 码，包括 MP＠HL格式。解码器外接128Mbits的SDRAM， 用于解码过程中的数据存储。视频解码时，主控CPU解析ES 流或PES流帧以上高层语法，提取图片尺寸，比特率，量化 距阵等控制参数，然后将参数写入解码器的控制寄存器。而 帧以下的，涉及大运算量的视频解码，主要通过视频解码器 的硬件解码单元实现。视频解码器支持ATSC制中的所有十 八种格式及其中的某些格式转换，它既可以输出8-bit的标准 清晰度视频信号，也可以输出24-bit高清晰度视频信号。它 还支持OSD，通过节目信息和频道选择的显示，使用户具有 本地信息交互功能。
ATSC数字电视机解码流程分析
数字电视机顶盒的源程序装载于FLASH ROM内。加电 启动后，各芯片进行上电复位，主控CPU从FLASH ROM内 加载并运行程序。程序首先完成软硬件初始化，包括时钟初 始化，系统内存初始化，前端解调初始化以及音视频解码寄 存器初始化等，并建立多个工作进程。多进程模式使主控 CPU能同时处理多个工作流程，还可以进行进程间的通讯控 制。
ATSC数字电视原理
目录
• 数字电视基本标准 • 数字电视广播和接收系统基本原理 • ATSC电视制式简介 • ATSC数字电视机系统构成 • ATSC数字电视机解码流程分析 • ATSC数字电视机接收性能
数字电视基本标准
在信息技术的推动下，广播电视进入从模拟广播到 数字广播的过渡阶段 .目前主要有下面几个标准: 美国-----ATSC数字电视标准 欧洲-----DVB-T数字电视标准 日本-----ISDB-T数字电视标准
数字电视机系统构成
（2）信道解调器
8VSB解调器收到中频信号后，对其进行模数转换，然后 逐级进行解调。信道解调器可以直接对输入44MHz中频信号 进行A/D采样，提供AGC信号调节中频信号增益。正常工作 状态下，解调芯片先通过非相关AGC模式使中频信号幅度在 A/D采样范围之内；接着进行载波锁定和同步信号恢复；实 现同步后，相关AGC模式进一步细调中频信号幅度。然后依 次进行NTSC同频干扰滤波、信号均衡、9相位跟踪锁定以及 FEC处理（包括格状解码、去卷积交织、RS解码和去随机） 等步骤，最后输出TS码流。实际解调的每一步都可以通过内 部寄存器来跟踪。解调过程中各阶段信号的实际性能，如锁 定状态，信噪比，误码率等可以由解调芯片内部的寄存器指 示。
ATSC电视制式简介
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。