專利名稱：交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字電視技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種交互式數(shù)字電視前端高 清音視頻接口系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，數(shù)字電一見地面廣播(Digital Television Terrestrial Broadcasting, DTTB ) 已經(jīng)達到可實現(xiàn)階段，當(dāng)前世界上公布的DTTB傳輸標(biāo)準(zhǔn)主要有3種美國高 級電視系統(tǒng)委員會(Advanced Television System Committee, ATSC )制定的ATSC 標(biāo)準(zhǔn)、歐洲的數(shù)字3見頻地面廣〗番(Digital Video Terrestrial Broadcasting-Terrestrial, DVB-T )、日本的地面綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播(Integrated Service Digital Broadcasting-Terrestrial, ISDB-T)?；趯@3種地面數(shù)字電視系統(tǒng)的深入研究， 清華大學(xué)提出了基于時域同步正交頻分復(fù)用(Time Domain Synchronous Orthogonal Frequency Division Multiplex, TDS-OFDM)調(diào)制才支術(shù)的地面數(shù)字電 視廣播傳輸系統(tǒng)，并被我國采納、制定為我國的DTTB標(biāo)準(zhǔn)，命名為"地面數(shù) 字多媒體電牙見廣播(Terrestrial Digital Multimedia Television Broadcasting, DMB-T)傳輸系統(tǒng)"。DMB-T傳輸系統(tǒng)采用以下幾項主要技術(shù)時域同步的正交多載波技術(shù)。地面寬帶無線傳輸?shù)淖畲罄щy在于多徑引起 的頻率選擇性衰落，OFDM技術(shù)則在對抗頻率選擇性衰落方面具有獨特的優(yōu)勢。 然而，子載波間的正交性對同步提出嚴(yán)格的要求。歐洲采用全頻域處理方式形成其核心4支術(shù)-編碼的OFDM ( Coded Orthogonal Frequency DivisionMultiplex, COFDM)技術(shù)，由于其系統(tǒng)同步和信道估計互為條件，需用復(fù)雜的 迭代算法和強功率同步導(dǎo)頻等技術(shù)措施。而TDS-OFDM通過時域和頻域混合處 理，簡單方便地實現(xiàn)了快速碼字捕獲和穩(wěn)健的同步跟蹤。保護間隔的偽隨機序列(Pseudo-Noise ， PN)填充技術(shù)。為了在多徑時延擴散 信道中避免碼間串?dāng)_，DVB采用了循環(huán)前綴填充的OFDM保護間隔，使其傳輸 的效率有所損失。DMB-T發(fā)明了基于PN序列擴頻技術(shù)的高保護同步傳輸技術(shù)， 并用其填充OFDM保護間隔，使系統(tǒng)的頻i昝利用效率提高10%,并有20dB以 上同步保護增益。快速信道估計技術(shù)。針對現(xiàn)有地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)的信道估計迭代過程 較長(一次有效參數(shù)估計約需1.024ms)的不足，DMB-T使用新的TDS-OFDM 信道估計技術(shù)，通過正交相關(guān)和傅立葉變換實現(xiàn)快速信道估計(一次有效參數(shù) 估計約需0.6ms )，提高了系統(tǒng)移動接收性能。前向糾錯編碼與相位映射相結(jié)合的糾錯技術(shù)。針對采用多載波COFDM技 術(shù)的信噪比門限相對VSB單載波技術(shù)較差的現(xiàn)實，DMB-T發(fā)明了 一種新的系統(tǒng) 級聯(lián)糾錯內(nèi)碼和最小歐氏距離最大化映射技術(shù)，使采用多載波技術(shù)的系統(tǒng)信噪 比門限獲得10%以上的改善。與絕對時間同步的幀結(jié)構(gòu)。DMB-T傳輸協(xié)議設(shè)計了與絕對時間同步的復(fù)幀 結(jié)構(gòu)，方便自動喚醒功能設(shè)置，達到省電目的，支持便攜接收；與絕對時間同 步機制有利于單頻網(wǎng)同步發(fā)送信號的功能控制，使DMB-T單頻網(wǎng)同步設(shè)備比國 際現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的同類設(shè)備更容易實現(xiàn)。其物理信道幀結(jié)構(gòu)如圖l所示幀結(jié)構(gòu)是分級的， 一個基本幀結(jié)構(gòu)稱為一個信號幀。幀群定義為255個信 號幀，其第一幀定義為幀群頭。幀群中的信號幀有唯一的幀號，標(biāo)號從O到254, 信號幀號(則)被編碼到當(dāng)前信號幀的幀同步序列中。超幀定義為一組幀群，幀結(jié) 構(gòu)的頂層稱為超幀群。超幀被編號，從0到最大幀群號。超幀號(SFN)與超幀群 號(SFGN)—起被編碼到超幀的第一個幀群頭中。SFGN被定義為超幀群發(fā)送的 日歷日期，超幀群以一個自然日為周期進行周期性重復(fù)，它被編碼為下行線路 超幀群中一個超幀的第一個幀群頭中的前兩個字節(jié)。在北京時間00: 00: 00AM, 物理信道幀結(jié)構(gòu)被復(fù)位并開始一個新的超幀群。 一個信號幀由兩部分組成幀 同步和幀體。幀同步和幀體的基帶符號率相同，規(guī)定為7. 56MSps。幀同步信 號采用沃爾什編碼的隨機序列，以實現(xiàn)多基站識別。幀同步包含前同步、幀同5步序列和后同步。對于一個信號幀群中的不同的信號幀，有不同的幀同步信號。 所以，幀同步能作為一個特殊信號幀的幀同步特征而用于識別。幀同步采用二進制移相鍵控(Binary Phase Shift Key, BPSK)調(diào)制以得到穩(wěn)定的同步。系統(tǒng)信息傳送。DMB-T傳輸協(xié)議為每一個長度500nS信息數(shù)據(jù)的信號幀設(shè) 定了獨特地址的幀頭，方便數(shù)據(jù)信息的識別和分離，具有融合多業(yè)務(wù)廣播的技 術(shù)基礎(chǔ)。目前，清華針對DMB-T傳輸系統(tǒng)的上述技術(shù)，申請了專利名稱為"地面數(shù) 字多媒體電視廣播系統(tǒng)"，專利號為00123597.4的專利。所述專利揭露 一種地 面數(shù)字多媒體廣播電視系統(tǒng)，如圖2所示，其包括 一個網(wǎng)絡(luò)控制中心IO、至 少一個發(fā)射機20和至少一個接收機30,把所傳輸?shù)臄?shù)字碼流從所述網(wǎng)絡(luò)控制中 心10至少傳送第一和第二信號幀給發(fā)射機20,發(fā)射機20將所接收到的信號調(diào) 制發(fā)射到空中，由4妄收機30接收。上述清華專利釆用的核心技術(shù)為TDS-OFDM調(diào)制技術(shù)，其調(diào)制步驟包括 a、輸入的MPEG-TS碼流經(jīng)過信道編碼處理后在頻域形成長度為3780的IDFT 數(shù)據(jù)塊；b、采用DFT將IDFT數(shù)據(jù)塊變換為長度為3780的時域離散樣值幀體， 7.56M/S個樣值；c、在OFDM的保護間隔插入長度為378的PN序列作為幀頭； d、將幀頭和幀體組合成時間長度為550的信號幀；e、采用具有線性相位延遲 特性的FIR低通濾波器對信號進行頻域整形；f、將基帶信號進行上變頻調(diào)制到 RF載波上。由上述可知，目前針對DMB-T提出了一種地面數(shù)字多媒體廣播電視系統(tǒng)及 其傳輸?shù)姆桨?，但對于用戶?cè)接收傳輸系統(tǒng)傳送的RF載波，以及對RF載波的 處理得到音視頻信號，沒有一個更好的解決方案?，F(xiàn)今，由于地面數(shù)字多媒體廣播電視系統(tǒng)中"高清"數(shù)字電視機的顯示終端分 辨率達到1920 x 1080像素，視覺效果號，性價比高，因此人們對"高清，，數(shù)字電 視機的需求不斷呈現(xiàn)出日益增長的趨勢。然而，由于上述原因，目前的高清數(shù) 字電視對RF載波處理音視頻信號方面也存在不足。因此，有必要提供一種能高 可靠性接收并處理RF載波的交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)，能高可靠性接收并處理RF載波從而得到高質(zhì)量的音視頻信號。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系 統(tǒng)包括服務(wù)站、無線接收模塊、信號處理模塊、信號接口模塊、接口轉(zhuǎn)換模塊 以及數(shù)字電視終端。所述服務(wù)站發(fā)送承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號。所述無線 接收模塊接收所述承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號。述信號處理模塊將所述無線 接收模塊接收到的射頻信號進行TDS-0FDM解調(diào)、解碼以及同步處理，得到音視頻信號，并輸出該音視頻信號。所述信號接口模塊接收所述信號處理模塊輸出 的音視頻信號，并發(fā)送所述音視頻信號。所述接口轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換所述信號接口 模塊發(fā)送的音視頻信號。所述數(shù)字電視終端接收所述接口轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的音視 頻信號。所述信號處理模塊包括解調(diào)模塊、解碼模塊以及同步恢復(fù)模塊。所述解調(diào) 模塊對所述承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號進行TDS-OFDM解調(diào)，得到基帶信號。 所述解碼模塊對所述解調(diào)模塊解調(diào)出的基帶信號進行解碼，得到所述音視頻碼 流。所述同步恢復(fù)模塊對所述解碼模塊解碼輸出的所述音視頻碼流在時域和/或 頻域進行同步。較佳地，所述解調(diào)才莫塊包括載波恢復(fù)單元、TDS-OFDM解調(diào)單元、信道估 計單元以及同步恢復(fù)單元。所述載波恢復(fù)單元從所述無線接收模塊接收到的承 載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號中提取用于TDS-OFDM解調(diào)的載波信號。所述 TDS-OFDM解調(diào)單元使用所述栽波恢復(fù)單元恢復(fù)得到的載波對接收到的射頻信 號進行解調(diào)，得到基帶信號。所述信道估計單元根據(jù)所述無線接收模塊接收到 的射頻信號進行信道估計，從而對所述TDS-OFDM解調(diào)單元解調(diào)出的基帶信號 進行補償。所述同步恢復(fù)單元恢復(fù)所述無線接收模塊接收到的射頻信號的同步 信息。較佳地，所述解碼模塊包括解交織單元以及糾錯解碼單元。所述解交織單元對所述解調(diào)模塊解調(diào)后的基帶信號進行解交織變換，并輸出變換數(shù)據(jù)。所述 糾錯解碼單元利用糾錯解碼算法對所述解交織單元輸出的變換數(shù)據(jù)進行解碼，得到音視頻信號。在本發(fā)明的一個實施例中，所述無線接收模塊包括一天線。在本發(fā)明的又一個實施例中，所述信號接口模塊與所述接口轉(zhuǎn)換模塊通過一線纜連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)能通過 無線接收模塊高可靠性地接收射頻信號，并通過信號處理模塊高可靠性地處理 射頻信號以得到高質(zhì)量的音視頻信號。另外，本發(fā)明交互式數(shù)字電視前端高清 音視頻接口系統(tǒng)通過將無線接收模塊和具有解調(diào)解碼功能的信號處理模塊集成 在一起，提高了系統(tǒng)集成度。此外，本發(fā)明采用無線接入的方式接收射頻信號， 節(jié)省了大量電纜或光纜的使用，降低了建網(wǎng)成本，同時也節(jié)省了用戶線路，降 低了用戶成本。再者，本發(fā)明無線接入的方式方便了用戶布置設(shè)備，提高了用 戶體驗，同時可以應(yīng)用于移動電視，擴大了應(yīng)用領(lǐng)域。最后，本發(fā)明通過采用TDS-OFDM技術(shù)，因此不用插入COFDM導(dǎo)頻信號，而直接利用擴頻技術(shù)，插 入PN序列，從而進行同步、信道估計，因而具有收斂誤差小，收斂時間短的優(yōu) 點。通過以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋 本發(fā)明的實施例。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)物理信道幀結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為現(xiàn)有技術(shù)地面數(shù)字多媒體廣播電視系統(tǒng)框圖。 圖3為本發(fā)明交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓樸圖。 圖4為圖3所示交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)框圖。 圖5為圖4所示交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口設(shè)備的數(shù)字電視前端 的信號處理;漢塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實施例，附圖中類似的元件標(biāo)號代表類似的元件。如圖3-4所示，本實施例的交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)包括 服務(wù)站500、數(shù)字電視前端100、線纜200、接口轉(zhuǎn)換模塊300以及數(shù)字電視終 端4Q0。所述服務(wù)站500發(fā)送承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號。所述數(shù)字電視前端 100包括無線接收模塊110、信號處理模塊120以及信號接口模塊130。所述數(shù) 字電視前端的無線接收模塊110接收承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號。在本實施 例中，所述無線接收^f莫塊110包括天線。所述數(shù)字電視前端100的信號處理模 塊120將所述無線接收模塊110接收到的射頻信號進行TDS-OFDM解調(diào)、解碼以 及同步處理，得到音視頻信號，并輸出該音視頻信號。所述數(shù)字電視前端100 的信號接口模塊130與所述接口轉(zhuǎn)換模塊300通過線纜200連接。所述信號接 口模塊130接收所述信號處理模塊120輸出的音視頻信號，并把所述音視頻信 號通過線纜200發(fā)送到接口轉(zhuǎn)換模塊300。所述接口轉(zhuǎn)換模塊3Q0把所述數(shù)字電 視前端100的信號接口模塊130輸出的音視頻信號轉(zhuǎn)換成適于數(shù)字電視終端400 的接口的信號后，接口轉(zhuǎn)換模塊300把所述音視頻信號發(fā)送到數(shù)字電視終端400。 本實施例可通過對所述接口轉(zhuǎn)換模塊300進行擴展，實現(xiàn)多端口、多終端接入。 本實施例的線纜200可以實現(xiàn)遠距離傳輸，通過功能擴展可實現(xiàn)雙向交互。詳細地，參考圖5，所述數(shù)字電視前端10Q的信號處理模塊12Q包括解調(diào)模 塊121、解碼模塊122以及同步恢復(fù)模塊123。所述解調(diào)模塊121對所述承載有 音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號進行TDS-OFDM解調(diào)，得到基帶信號。所述解碼模塊122 對所述解調(diào)模塊121解調(diào)出的基帶信號進行解碼，得到所述音視頻碼流。所述 同步恢復(fù)模塊123對所述解碼模塊122解碼輸出的所述音#見頻碼流在時域和/或 頻域進行同步。在本實施例中，所述數(shù)字電視前端100的信號處理模塊的解調(diào)模塊121包括載波恢復(fù)單元121b、 TDS-OFDM解調(diào)單元121a、信道估計單元121c以及 同步恢復(fù)單元121d。所述解調(diào)模塊121的載波恢復(fù)單元121b從所述無線接收模 塊110接收到的承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號中提取用于TDS-OFDM解調(diào)的載 波信號。所述解調(diào)模塊121的TDS-OFDM解調(diào)單元121a使用所述載波恢復(fù)單 元121b恢復(fù)得到的載波對接收到的射頻信號進行解調(diào)，得到基帶信號。所述解 調(diào)模塊121的信道估計單元121c根據(jù)所述無線接收模塊110接收到的射頻信號 進行信道估計，從而對所述TDS-OFDM解調(diào)單元121a解調(diào)出的基帶信號進行 補償。所述解調(diào)模塊121的同步恢復(fù)單元121d恢復(fù)所述無線接收模塊110接收 到的射頻信號的同步信息。所述數(shù)字電視前端100的信號處理模塊120的解碼 模塊122包括解交織單元122a以及糾錯解碼單元122b。所述解碼才莫塊122的解 交織單元122a對所述解調(diào)模塊121解調(diào)后的基帶信號進行解交織變換，并輸出 變換數(shù)據(jù)。所述解碼模塊122的糾錯解碼單元122b利用糾錯解碼算法對所述解 交織單元122a輸出的變換數(shù)據(jù)進行解碼，得到音視頻信號。以上結(jié)合最佳實施例對本發(fā)明進行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示 的實施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進行的修改、等效組合。
權(quán)利要求
1.一種交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)，包括服務(wù)站，所述服務(wù)站發(fā)送承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號；無線接收模塊，所述無線接收模塊接收所述承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號；信號處理模塊，所述信號處理模塊將所述無線接收模塊接收到的射頻信號進行TDS-OFDM解調(diào)、解碼以及同步處理，得到音視頻信號，并輸出該音視頻信號；信號接口模塊，所述信號接口模塊接收所述信號處理模塊輸出的音視頻信號，并發(fā)送所述音視頻信號；接口轉(zhuǎn)換模塊，所述接口轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換所述信號接口模塊發(fā)送的音視頻信號；以及數(shù)字電視終端，所述數(shù)字電視終端接收所述接口轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的音視頻信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)，其特征在于 所述信號處理模塊包括解調(diào)模塊，所述解調(diào)模塊對所述承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號進行 TDS-OFDM解調(diào)，得到基帶信號；解碼模塊，所述解碼模塊對所述解調(diào)模塊解調(diào)出的基帶信號進行解碼，得 到所述音^見頻碼流；以及同步恢復(fù)模塊，所述同步恢復(fù)模塊對所述解碼模塊解碼輸出的所述音視頻 碼流在時域和/或頻域進行同步。
3. 如權(quán)利要求2所述的交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)，其特征在于 所述解調(diào)模塊包括載波恢復(fù)單元，所述載波恢復(fù)單元從所述無線接收模塊接收到的承載有音 視頻業(yè)務(wù)的射頻信號中提取用于TDS-OFDM解調(diào)的載波信號；TDS-OFDM解調(diào)單元，所述TDS-OFDM解調(diào)單元使用所述載波恢復(fù)單元恢 復(fù)得到的載波對接收到的射頻信號進行解調(diào)，得到基帶信號；信道估計單元，所述信道估計單元根據(jù)所述無線接收模塊接收到的射頻信 號進行信道估計，從而對所述TDS-OFDM解調(diào)單元解調(diào)出的基帶信號進行補償；同步恢復(fù)單元，所述同步恢復(fù)單元恢復(fù)所述無線接收才莫塊接收到的射頻信 號的同步信息。
4. 如權(quán)利要求2所述的交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)，其特征在于 所述解碼模塊包括解交織單元，所述解交織單元對所述解調(diào)模塊解調(diào)后的基帶信號進行解交 織變換，并輸出變換數(shù)據(jù)；以及糾錯解碼單元，所述糾錯解碼單元利用糾錯解碼算法對所述解交織單元輸 出的變換數(shù)據(jù)進行解碼，得到音視頻信號。
5. 如權(quán)利要求1所述的交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)，其特征在于 所述無線接收模塊包括一天線。
6. 如權(quán)利要求1所述的交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)，其特征在于 所述信號接口模塊與所迷接口轉(zhuǎn)換模塊通過一線纜連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)。所述交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)包括服務(wù)站、無線接收模塊、信號處理模塊、信號接口模塊、接口轉(zhuǎn)換模塊以及數(shù)字電視終端。無線接收模塊接收服務(wù)站發(fā)送的承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號。信號處理模塊將射頻信號進行TDS-OFDM解調(diào)、解碼以及同步處理，得到音視頻信號，并輸出音視頻信號。信號接口模塊接收音視頻信號，并轉(zhuǎn)送音視頻信號。接口轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換音視頻信號。數(shù)字電視終端接收接口轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的音視頻信號。本發(fā)明的交互式數(shù)字電視前端高清音視頻接口系統(tǒng)能高可靠性地接收和處理射頻信號以得到高質(zhì)量的音視頻信號，系統(tǒng)集成度高，建網(wǎng)成本低，具有收斂誤差小，收斂時間短的優(yōu)點。
文檔編號H04N7/52GK101252682SQ20081002646
公開日2008年8月27日 申請日期2008年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者李明斌 申請人:李明斌