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數字電視是采集、編輯、傳播和接收電視信號的整個廣播鏈路的數字電視廣播系統。數字電視采用MPEG標準中的各種圖像格式，將當前模擬電視體制下的圖像和音頻信號的平均碼率壓縮到4.69―21Mbps左右，其圖像質量可以達到電視演播室的質量水平，而電影質量水平，圖像的水平清晰度可以達到500―1200線以上，采用AC―3音頻信號壓縮技術傳輸5.65438+。
二、數字電視的分類
根據清晰圖像的定義，數字電視包括三種類型:數字高清晰度電視(HDTV)、數字標準清晰度電視(SDTV)和數字普通清晰度電視(LDTV)。高清電視圖像的水平清晰度在800線以上，畫質可以達到或接近35mm寬屏電影的水平。SDTV圖像的水平分辨率大於500線，主要對應現有電視的分辨率，畫質處於演播室水平。LDTV圖像的水平分辨率為200-300線，主要對應於現有VCD的分辨率。
根據信號傳輸方式，數字電視可分為地面無線傳輸數字電視(陸地數字電視)、衛星傳輸數字電視(衛星數字電視)和有線傳輸數字電視(有線數字電視)三大類。
根據產品類型，數字電視可分為數字電視顯示器、數字電視機頂盒和集成數字電視接收機。
根據顯示屏幕的長寬比，數字電視可分為4∶3長寬比和16∶9長寬比兩種。
三、數字電視系統的關鍵技術和標準
1，數字電視信源編解碼技術
視頻編解碼技術
與模擬電視相比，數字電視，尤其是數字高清電視最困難的部分是視頻信號的壓縮。在1920×1080的顯示格式下，傳輸中數字化比特率高達995Mbit/s，遠大於目前模擬電視的傳輸信息量。所以數字電視的圖像不能像模擬電視的圖像那樣直接傳輸，而是需要多壹個壓縮編碼過程。視頻編碼技術的主要作用是完成圖像壓縮，將數字電視的信號傳輸容量從995Mbit/s降低到20？30兆比特/秒.
音頻編解碼技術
和視頻編解碼壹樣，音頻編解碼的主要功能是完成聲音信息的壓縮。聲音信號數字化後，信息量遠大於模擬傳輸，所以數字電視的聲音不能像模擬電視那樣直接傳輸，而需要多壹個壓縮編碼過程。
信源編碼和解碼的相關標準
數字圖像編碼已經有三個國際標準，分別是H.261、JPMG和MPEG。
美國、歐洲、日本在高清電視視頻壓縮編解碼標準上存在差異，都采用MPEG-2標準。MPEG壓縮的信息可以被計算機處理，也可以在現有和未來的電視廣播頻道中分發。在音頻編碼方面，歐洲和日本采用了MPEG-2標準。美國采用了杜比的AC-3方案，MPEG-2是備用方案。但是隨著技術的進步，1994完成的MPEG-2現在越來越落後，國際上正在考慮用MPEG-4 AVC來取代現在的MPEG-2。
在我國，我國數字音視頻編解碼標準工作組制定了數字電視和高清激光視盤播放器的AVS標準。該標準據說擁有自主知識產權，完全兼容MPEG-2標準，也可以兼容MPEG-4 AVC/ H.264國際標準的基本層。據說它的壓縮級別是MPEG-2標準的2-3倍。與MPEG-4 AVC相比，AVS更簡單的設計降低了芯片實現的復雜度。
2.數字電視復用系統
數字電視復用系統是高清晰度電視的關鍵部分之壹。從發送方的信息流方向看，它將編碼器發送的視頻、音頻、輔助數據等數據比特流經過處理後組合成單壹的串行比特流，發送到信道編碼和調制。接收端正好與這個過程相反。在高清電視復用傳輸標準方面，美國、歐洲、日本沒有區別，都采用MPEG-2標準。美國有MPEG-2解復用的專用芯片。
3.數字電視的信道編解碼、調制解調。
數字電視信道編碼和調制解調的目的是通過糾錯編碼、網格編碼、均衡等技術提高信號的抗幹擾能力，通過調制將傳輸信號放在載波或脈沖序列上，為傳輸做準備。目前各國數字電視的標準無法統壹，主要是指這方面的差異，包括糾錯、均衡等技術的差異，帶寬的差異，尤其是調制方式的差異。
數字傳輸的常見調制模式:
正交調幅(QAM):調制效率高，要求傳輸路徑的信噪比高，適合有線電視傳輸。
鍵控相移調制(QPSK):調制效率高，傳輸路徑信噪比低，適用於衛星廣播。
殘留邊帶調制(VSB):抗多徑傳播效果好(即鬼影消除效果好)，適合地面廣播。
編碼正交頻分調制(COFDM):具有良好的抗多徑傳播效果和同頻幹擾，適用於地面廣播和同頻網絡廣播。
四、世界現有的主要數字電視標準
1，美國數字電視標準ATSC
美國的地面電視廣播仍占其電視業務的壹半以上。因此，美國在發展高清電視時，首先考慮的是如何通過地面廣播網絡進行傳播，並提出了基於數字高清電視的標準ATSC(Advanced Television System Committee，高級電視系統委員會)。美國HDTV地面廣播頻道帶寬為6MHZ，調制為8VSB。預計美國的衛星廣播電視將采用QPSK調制，有線電視將采用QAM或VSB調制。
ATSC數字電視標準由四個獨立的層組成，它們之間有清晰的接口。最高的是圖像層，它決定了圖像的形態，包括像素陣列、幅圖比和幀率。然後圖像壓縮層采用MPEG-2壓縮標準。然後是系統復用層，具體數據包含在不同的壓縮包中，采用MPEG-2壓縮標準。最後，傳輸層決定數據傳輸的調制和信道編碼方案。對於地面廣播系統，Zenith公司開發的8-VSB傳輸模式可以在6MHz地面廣播信道上實現19.3Mb/s的傳輸速率。該標準還包括適用於有線電視系統高數據速率的16-VSB傳輸模式，可在6MHz有線電視頻道實現38.6Mb/s的傳輸速率。
下面兩層* * *承擔普通數據的傳輸。以上兩層決定了在普通數據傳輸基礎上運行的具體配置，比如HDTV或者HDTV；還確定了ATSC標準支持的具體圖像格式。* * * 18種(高清電視6種，SDTV 12種)，其中14種采用逐行掃描。
在六種高清電視格式中，1920×1080格式不適合在6MHz頻道中以60幀/秒的速度進行逐行掃描，因此被隔行掃描取代。SDTV的640×480圖像格式與電腦的VGA格式相同，保證了其對電腦的適用性。在12 SDTV格式中，9種采用逐行掃描，3種保持隔行掃描以適應現有的視頻系統。
此外，ATSC還開發並通過了另壹個可用於采用50Hz幀速率的國家的標準。HDTV格式的像素陣列是壹樣的，但是幀頻是25Hz和50Hz。SDTV格式的垂直分辨率為576行，但水平分辨率不同。它還包含352×288格式，以適應必要的窗口設置。
2.歐洲數字電視標準DVB
歐洲數字電視標準是DVB，即數字視頻廣播。從1995開始，歐洲先後頒布了數字電視地面廣播(DVB-T)、數字電視衛星廣播(DVB-S)和數字電視有線廣播(DVB-C)標準。歐洲數字電視首先考慮的是衛星頻道，采用QPSK調制。歐洲地面廣播數字電視采用COFDM調制，帶寬8M。歐洲有線數字電視采用QAM調制。
DVB-T(ETS 300 744)是數字地面電視廣播系統的標準。這是最復雜的DVB傳輸系統。地面數字電視傳輸的傳輸容量理論上與有線電視系統相當，該區域覆蓋良好。編碼正交頻分復用(COFDM)調制可在8MHz帶寬內傳輸4套電視節目，傳輸質量高。但是它的接收成本很高。
DVB-S(ETS 300 421)是數字衛星廣播系統的標準。衛星傳輸具有覆蓋面廣、節目容量大的特點。數據流采用QPSK調制，工作頻率為11/12GHz。使用MPEG-2MP@ML格式時，如果客戶端達到CCIR 601演播室質量，碼率為9mb/s；PAL質量是以5 MB/s的碼率實現的..54MHz中繼器的傳輸速率可達68Mb/s，可用於多路復用多個節目。幾乎所有的衛星廣播數字電視系統都采用DVB-S標準。中國也采用了DVB-S標準。
DVB-C(ETS 300 429)是數字有線電視廣播系統的標準。具有16、32、64QAM(正交調幅)三種調制方式，工作頻率在10GHz以下。采用64QAM時，壹個PAL通道的傳輸速率為41.34Mb/s/s，可用於多路復用多個節目。系統前端可以得到衛星和地面傳輸的信號，終端需要有線機頂盒。
3.ISDB，日本數字電視的標準。
日本數字電視首先考慮的是衛星頻道，采用QPSK調制。並於1999年發布了數字電視標準——ISDB。ISDB是由日本的數字廣播專家組制定的數字廣播系統標準。它使用標準化的多路復用方案在公共傳輸信道上發送各種信號，並且多路復用的信號也可以通過各種傳輸信道發送出去。ISDB具有靈活性、擴展性和連接性的特點，可以靈活地集成和發送多節目電視和其他數據業務。
4.DVB與ATSC的比較
歐洲DVB標準和美國ATSC標準的主要區別如下:
正方形像素:ATSC標準采用“正方形圖像元素”，因為它們更適合計算機；DVB標準最初未被采用，但最近被采用。此外，DVB還采用了多種視頻圖像格式，而ATSC對此並未做出強制性規定。
系統層和視頻編碼:DVB和ATSC標準都采用了MPEG-2標準的系統層和視頻編碼，但由於MPEG-2標準沒有詳細規定視頻算法，所以實現可以有所不同，這與兩個標準無關。
音頻編碼:DVB標準采用MPEG-2音頻壓縮算法；ATSC標準采用AC-3的音頻壓縮算法。
信道編碼:兩者的擾碼器使用不同的多項式；兩種碼的Reed-Solomon前向糾錯(FEC)碼采用不同的冗余度，DVB標準采用16B，而ATSC標準采用20B。它們之間的交錯過程是不同的；
網格編碼在DVB標準中有不同的可選碼率，而在ATSC標準中，地面廣播采用固定的2/3碼率的網格編碼，而有線電視不需要網格編碼。
調制技術:DVB標準采用衛星廣播系統中的QPSK，而ATSC標準不涉及衛星廣播。在CATV系統中，DVB標準采用可選的16/32/64QAM，而ATSC標準采用16VSB，兩者完全不同。地面廣播系統中的DVB標準采用COFDM(2K或8K載波)QPSK、16QAM或64QAMATSC標準采用8VSB。
5.三種數字地面廣播系統的比較
ISDB-T與歐洲的DVB-T非常相似，可以說是歐洲方案的修改版。傳輸方案依然是COFDM，采用相同的編碼方式和調制方式，也分為2K和8K兩種模式。因為日本電視的射頻帶寬是6MHz，所以載波的數量和間隔都不壹樣。ISDB-T與DVB-T和ATSC亞視的比較如下:
6.DVB、ATSC和ISDB成員的近況。
據悉，DVB成員已達265家(來自35個國家和地區)，主要集中在歐洲和世界各地，包括中國廣播科學研究院和TCL電子集團。共有30名ATSC會員，其中美國會員20名，阿、法、韓等7個國家會員65，438+00名。中國廣播科學研究所也參加了ATSC組織。ISDB企劃指導委員會成員17人，其他成員23人，都是日本的電子公司和廣播公司。
動詞 （verb的縮寫）中國數字電視標準
1，中國衛星數字電視標準
中國衛星數字電視采用QPSK調制方式，與歐美日采用的標準相同。由於我國個人直接接收衛星數字電視節目受到限制，目前數字電視信號由有線電視臺集中接收，轉換成模擬信號，通過有線網絡傳輸給用戶。
2.中國有線數字電視標準。
我國有線數字電視的標準還在審批過程中，有望采用QAM調制方式，與歐美日相同。中國有線數字電視發展基礎好，投資成本低，已在部分大中城市試點。有線數字電視因為不受國家政策限制，可能很快就會普及。
3.中國地面數字電視標準。
與數字衛星廣播相比，數字電視地面廣播具有易於普及和接收價格低廉的特點。與數字有線電視廣播相比，受城市建設、自然災害、戰爭等因素造成的網絡中斷影響較小。因此，從傳輸現狀和應用需求來看，地面傳輸方式更為復雜，地面數字電視傳輸系統方案的選擇也是世界範圍內爭議最大的。
自2001年4月起，國家廣電總局開放數字電視廣播系統規範和建議書的提交。數字地面廣播標準分別於2001和10在北京、上海和深圳進行了測試。2002-2003年測試完成後，開始制定最終標準，目前仍在制定過程中。
目前，我國各方面提交的地面數字電視標準提案有五套，分別是:
國家高清晰度電視技術執行專家組1號提案:ADTB-T；
國家高清晰度電視技術執行專家組2號提案:數字電視地面廣播系統(BDB-T/OFDM)；
廣電總局廣播科學研究院的射頻子帶劃分雙載波聚合混合調制系統(CDTB-T)；
清華大學地面數字多媒體電視廣播傳輸協議(基於TDS-OFDM的DMB-T)；
成都電子科技大學同步多載波擴頻地面數字電視傳輸系統(SMCC/COFDM)。
目前，在這五個標準中，清華大學和上海交通大學針鋒相對。
清華大學的DMB-T標準
在OFDM(正交頻分復用)的保護間隔中，標準移除導頻部分並復用同步報頭。同步頭采用DSS(直接擴散方式，擴散符號為PN序列)，提高了靈敏度，有利於汽車運動時接收信號。與歐版模式相比，靈敏度提高約10%，信噪比可降至-20dB。同時，信號傳輸效率也提高了10%。
清華DMB-T協議簡介
DMB-T(地面數字多媒體/電視廣播)基於TDS-OFDM(時域同步正交頻分復用)調制技術。
分層框架結構
強糾錯編碼技術
靈活的信道調制技術
OFDM 3780副載波，QPSK+QAM。抗多徑和多普勒效應，支持單頻網絡
高效可靠的時域同步技術
幀同步:沃爾什編碼PN序列，QPSK調制。可靠同步，基站識別，終端定位和絕對時間同步，只接收需要的信息，達到省電，便攜，移動的條件和目的。
準確快速的信道估計技術
壹種易於實現的快速算法
清華大學DMB-T計劃的技術特點
擁有自主知識產權(目前擁有19項專利)。
頻道容量大(高達每秒32兆位，適合高清電視廣播)
接收靈敏度高(簡單天線即可觀看，適用於便攜式接收機)
同步恢復快(小於5ms)，信道估計準確，抗幹擾能力強(24dB擴頻增益)，克服數字電視的懸崖效應，支持數據廣播。
能抗靜態多徑(簡單天線接收)和動態多徑幹擾(適合移動環境下接收)
能抵抗各種家用電器的脈沖幹擾。
高頻率規劃效率(支持同頻網絡，低發射功率覆蓋大範圍)
采用分級編碼技術，標清和高清電視信號傳輸兼容。
采用擴頻技術，大大提高了時域信號的同步性能。
在傳輸系統的信號調制和糾錯編碼方面有所創新。
整體性能優於現有的數字電視傳輸系統。
可擴展(交互式多媒體廣播、蜂窩廣播網絡等。)
上海交通大學ADTB-T標準
ADTB-T是壹種“單載波”方案，采用4比特或16比特QAM調制方式，並融入了獨特的平均技術。它使用8MHz帶寬，有三種傳輸模式:5Mbit/s、10Mbit/s和20 Mbit/s..目前正在研制第四代接收樣機，正在進行高速移動接收試驗。
移動接收信號性能據說超過DVB-T，關於所需靈敏度，據報道是-82dBm(最大20Mbit/ s)？-92dBm(最大。5Mbit)。
其主要技術組件和功能包括:
有效的數據結構:滿足靈活的綜合數字業務和抗幹擾的要求。
單載波調制技術:4/16/64O-QAM
雙導頻輔助同步技術:壹種魯棒的上下導頻輔助同步系統
優秀的信道編解碼技術:級聯交織內外碼FEC
強大的抗信道衰落均衡技術:0dB多徑和前後向回聲。
更高效的接收和處理技術:普通調諧器+復雜的數字信號處理。
大容量移動接收:移動條件下最高速率可達12Mbps。
ADTB-T核心技術與創新；
首次實現大容量(12Mbps)高速移動接收。
首次實現單載波單頻網技術
它提供了高/中/低碼率業務混合傳輸的可能性。
穩定可靠的固定接收性能，兼容有線接收。
信號的峰均比低，載噪比閾值低，有利於頻譜規劃和更好的信號覆蓋。
抗相位噪聲能力強
跟蹤快速變化的頻道的能力很強。
利用雙導頻信號，載波恢復和時鐘恢復更加魯棒和可靠。
獲得近20項發明專利
4.中國發布的數字電視技術相關標準。
目前，我國發布的數字電視相關標準如下:
數字(高清晰度)電視標準系統(概述)
數字電視的基本標準
GB/T7400.11數字電視術語
GY/T134數字電視圖像質量主觀評價方法
GY/T144廣播電視SDH幹線網絡管理接口協議
GY/T145廣播電視SDH幹線網網元管理信息模型規範
GY/Z174數字電視廣播服務信息(SI)規範
GY/Z175數字電視廣播條件接收系統(CA)規範
演播室參數標準
GB/T 14857演播室數字電視編碼參數規範
GB/T 17953數字分量圖像信號4∶2∶2接口
GY/T 155高清晰度電視節目制作和交換用視頻參數值。
GY/T 156演播室數字音頻參數
GY/T 157演播室HDTV數字視頻信號接口
GY/T 158演播室數字音頻信號接口
GY/T 159 4∶4∶4數字分量視頻信號接口
GY/T 160演播室數字電視輔助數據信號格式
GY/T 161數字電視輔助數據空間中數字音頻和輔助數據的傳輸規範。
GY/T 162 24位數字音頻格式作為HDTV串行接口中的附屬數據信號。
B11？GY/T 163數字電視附屬數據空間中時間碼和控制碼的格式
B12？GY/T 164演播室串行數字光纖傳輸系統
B13？GB/T14919數字聲音信號源編碼技術規範
B14？GB/T14920四聲道數字伴音副載波系統技術規範。
B15？GY/T167數字組件工作室同步參考信號
B16？GY/T165電視中心播控系統數字廣播頻道技術指標和測量方法
視頻編碼和多路復用標準
GB/T 17975.2信息技術運動圖像及其音頻信號的通用編碼
MPEG-2視頻標準在數字(高清)電視廣播中的實施標準(征求意見稿)
MPEG-2系統標準在數字(高清)電視廣播中的實施標準(征求意見稿)
信道編碼和調制標準
GB/T 17700-1999衛星數字電視廣播信道編碼和調制標準。
GY/T170-2001有線數字電視廣播系統信道編碼與調制規範
GY/T143有線電視系統調幅激光發射機和接收機入網技術條件和測量方法
GY/T146衛星數字電視上行站通用規範
GY/T147衛星數字電視接收站通用技術要求
GY/T148衛星數字電視接收機技術要求
GY/T149衛星數字電視接收站測量方法-系統測量
GY/T150衛星數字電視接收站測量方法室內機測量
GY/T151衛星數字電視接收站測量方法――室外單元測量
Gy/T 198-2003有線數字電視廣播QAM調制器技術要求和測量方法