本發(fā)明涉及數(shù)字電視技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種高清數(shù)字電視接口。

背景技術(shù)：

目前，數(shù)字電視地面廣播（Digital Television Terrestrial Broadcasting，DTTB）已經(jīng)達(dá)到可實(shí)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(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)（Advanced Television System Committee，ATSC）制定的ATSC標(biāo)準(zhǔn)、歐洲的數(shù)字視頻地面廣播（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）。基于對(duì)這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(shí)域同步正交頻分復(fù)用（Time Domain Synchronous Orthogonal Frequency Division Multiplex，TDS-OFDM）調(diào)制技術(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)字多媒體電視廣播（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(xiàng)主要技術(shù)：

時(shí)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(duì)抗頻率選擇性衰落方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。然而，子載波間的正交性對(duì)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技術(shù)——編碼的OFDM（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex，COFDM）技術(shù)，由于其系統(tǒng)同步和信道估計(jì)互為條件，需用復(fù)雜的迭代算法和強(qiáng)功率同步導(dǎo)頻等技術(shù)措施。而TDS-OFDM通過時(shí)域和頻域混合處理，簡(jiǎn)單方便地實(shí)現(xiàn)了快速碼字捕獲和穩(wěn)健的同步跟蹤。

保護(hù)間隔的偽隨機(jī)序列(Pseudo-Noise，PN)填充技術(shù)。為了在多徑時(shí)延擴(kuò)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(hù)間隔，使其傳輸?shù)男视兴鶕p失。DMB-T發(fā)明了基于PN序列擴(kuò)頻技術(shù)的高保護(hù)同步傳輸技術(shù)，并用其填充OFDM保護(hù)間隔，使系統(tǒng)的頻譜利用效率提高10%，并有20dB以上同步保護(hù)增益。

快速信道估計(jì)技術(shù)。針對(duì)現(xiàn)有地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)的信道估計(jì)迭代過程較長(zhǎng)（一次有效參數(shù)估計(jì)約需1.024ms）的不足，DMB-T使用新的TDS-OFDM信道估計(jì)技術(shù)，通過正交相關(guān)和傅立葉變換實(shí)現(xiàn)快速信道估計(jì)（一次有效參數(shù)估計(jì)約需0.6ms），提高了系統(tǒng)移動(dòng)接收性能。

前向糾錯(cuò)編碼與相位映射相結(jié)合的糾錯(cuò)技術(shù)。針對(duì)采用多載波COFDM技術(shù)的信噪比門限相對(duì)VSB單載波技術(shù)較差的現(xiàn)實(shí)，DMB-T發(fā)明了一種新的系統(tǒng)級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)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(duì)時(shí)間同步的幀結(jié)構(gòu)。DMB-T傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)了與絕對(duì)時(shí)間同步的復(fù)幀結(jié)構(gòu)，方便自動(dòng)喚醒功能設(shè)置，達(dá)到省電目的，支持便攜接收；與絕對(duì)時(shí)間同步機(jī)制有利于單頻網(wǎng)同步發(fā)送信號(hào)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(shí)現(xiàn)。其物理信道幀結(jié)構(gòu)如圖1所示：

幀結(jié)構(gòu)是分級(jí)的，一個(gè)基本幀結(jié)構(gòu)稱為一個(gè)信號(hào)幀。幀群定義為255個(gè)信號(hào)幀，其第一幀定義為幀群頭。幀群中的信號(hào)幀有唯一的幀號(hào)，標(biāo)號(hào)從0到254，信號(hào)幀號(hào)(則)被編碼到當(dāng)前信號(hào)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(hào)，從0到最大幀群號(hào)。超幀號(hào)(SFN)與超幀群號(hào)(SFGN)一起被編碼到超幀的第一個(gè)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(gè)自然日為周期進(jìn)行周期性重復(fù)，它被編碼為下行線路超幀群中一個(gè)超幀的第一個(gè)幀群頭中的前兩個(gè)字節(jié)。在北京時(shí)間00：00：00AM，物理信道幀結(jié)構(gòu)被復(fù)位并開始一個(gè)新的超幀群。一個(gè)信號(hào)幀由兩部分組成：幀同步和幀體。幀同步和幀體的基帶符號(hào)率相同，規(guī)定為7．56MSps。幀同步信號(hào)采用沃爾什編碼的隨機(jī)序列，以實(shí)現(xiàn)多基站識(shí)別。幀同步包含前同步、幀同步序列和后同步。對(duì)于一個(gè)信號(hào)幀群中的不同的信號(hào)幀，有不同的幀同步信號(hào)。所以，幀同步能作為一個(gè)特殊信號(hào)幀的幀同步特征而用于識(shí)別。幀同步采用二進(jìn)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(gè)長(zhǎng)度500μS信息數(shù)據(jù)的信號(hào)幀設(shè)定了獨(dú)特地址的幀頭，方便數(shù)據(jù)信息的識(shí)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(duì)DMB-T傳輸系統(tǒng)的上述技術(shù)，申請(qǐng)了專利名稱為“地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)”，專利號(hào)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(gè)網(wǎng)絡(luò)控制中心10、至少一個(gè)發(fā)射機(jī)20和至少一個(gè)接收機(jī)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(hào)幀給發(fā)射機(jī)20，發(fā)射機(jī)20將所接收到的信號(hào)調(diào)制發(fā)射到空中，由接收機(jī)30接收。

上述清華專利采用的核心技術(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(zhǎng)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(zhǎng)度為3780的時(shí)域離散樣值幀體，7.56M/s個(gè)樣值；c、在OFDM的保護(hù)間隔插入長(zhǎng)度為378的PN序列作為幀頭；d、將幀頭和幀體組合成時(shí)間長(zhǎng)度為550的信號(hào)幀；e、采用具有線性相位延遲特性的FIR低通濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻域整形；f、將基帶信號(hào)進(jìn)行上變頻調(diào)制到RF載波上。

由上述可知，目前針對(duì)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?duì)于用戶側(cè)接收傳輸系統(tǒng)傳送的RF載波，以及對(duì)RF載波的處理得到音視頻信號(hào)，沒有一個(gè)更好的解決方案。

現(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(jī)的顯示終端分辨率達(dá)到1920×1080像素，視覺效果號(hào)，性價(jià)比高，因此人們對(duì)“高清”數(shù)字電視機(jī)的需求不斷呈現(xiàn)出日益增長(zhǎng)的趨勢(shì)。然而，由于上述原因，目前的高清數(shù)字電視對(duì)RF載波處理音視頻信號(hào)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載波的高清數(shù)字電視接口以及交互式數(shù)字電視前端系統(tǒng)中高清音視頻接入的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高清數(shù)字電視接口，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(hào)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的高清數(shù)字電視接口包括無線接收模塊、信號(hào)處理模塊以及信號(hào)接口模塊。所述無線接收模塊接收承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號(hào)。所述信號(hào)處理模塊將所述無線接收模塊接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行TDS-OFDM解調(diào)、解碼以及同步處理，得到音視頻信號(hào)，并輸出該音視頻信號(hào)。所述信號(hào)接口模塊接收所述信號(hào)處理模塊輸出的音視頻信號(hào)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)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(duì)所述承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號(hào)進(jìn)行TDS-OFDM解調(diào)，得到基帶信號(hào)。所述解碼模塊對(duì)所述解調(diào)模塊解調(diào)出的基帶信號(hào)進(jìn)行解碼，得到所述音視頻碼流。所述同步恢復(fù)模塊對(duì)所述解碼模塊解碼輸出的所述音視頻碼流在時(shí)域和/或頻域進(jìn)行同步。

較佳地，所述解調(diào)模塊包括載波恢復(fù)單元、TDS-OFDM解調(diào)單元、信道估計(jì)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(hào)中提取用于TDS-OFDM解調(diào)的載波信號(hào)。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(duì)接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，得到基帶信號(hào)。所述信道估計(jì)單元根據(jù)所述無線接收模塊接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，從而對(duì)所述TDS-OFDM解調(diào)單元解調(diào)出的基帶信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)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(hào)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(cuò)解碼單元。所述解交織單元對(duì)所述解調(diào)模塊解調(diào)后的基帶信號(hào)進(jìn)行解交織變換，并輸出變換數(shù)據(jù)。所述糾錯(cuò)解碼單元利用糾錯(cuò)解碼算法對(duì)所述解交織單元輸出的變換數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，得到音視頻信號(hào)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述無線接收模塊包括一天線。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的高清數(shù)字電視接口能通過無線接收模塊高可靠性地接收射頻信號(hào)，并通過信號(hào)處理模塊高可靠性地處理射頻信號(hào)以得到高質(zhì)量的音視頻信號(hào)。另外，本發(fā)明高清數(shù)字電視接口通過將無線接收模塊和具有解調(diào)解碼功能的信號(hào)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(hào)，節(jié)省了大量電纜或光纜的使用，降低了建網(wǎng)成本，同時(shí)也節(jié)省了用戶線路，降低了用戶成本。

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(shí)施例。

附圖說明

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)明高清數(shù)字電視接口的結(jié)構(gòu)框圖。

圖4為圖3所示高清數(shù)字電視接口的信號(hào)處理模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

圖5為本發(fā)明交互式數(shù)字電視前端系統(tǒng)中高清音視頻接入的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。

參考圖3，本實(shí)施例的一種高清數(shù)字電視接口包括無線接收模塊110、信號(hào)處理模塊120以及信號(hào)接口模塊130。所述無線接收模塊110接收承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號(hào)。所述無線接收模110包括天線。所述信號(hào)處理模塊120將所述無線接收模塊110接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行TDS-OFDM解調(diào)、解碼以及同步處理，得到音視頻信號(hào)，并輸出該音視頻信號(hào)。所述信號(hào)接口模塊130接收所述信號(hào)處理模塊120輸出的音視頻信號(hào)。

詳細(xì)地，參考圖4，所述信號(hào)處理模塊120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(duì)所述承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號(hào)進(jìn)行TDS-OFDM解調(diào)，得到基帶信號(hào)。所述解碼模塊122對(duì)所述解調(diào)模塊121解調(diào)出的基帶信號(hào)進(jìn)行解碼，得到所述音視頻碼流。所述同步恢復(fù)模塊123對(duì)所述解碼模塊122解碼輸出的所述音視頻碼流在時(shí)域和/或頻域進(jìn)行同步。

所述信號(hào)處理模塊120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(jì)單元121c以及同步恢復(fù)單元121d。所述載波恢復(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(hào)中提取用于TDS-OFDM解調(diào)的載波信號(hào)。所述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(duì)接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，得到基帶信號(hào)。所述信道估計(jì)單元121c根據(jù)所述無線接收模塊110接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，從而對(duì)所述TDS-OFDM解調(diào)單元121a解調(diào)出的基帶信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償。所述同步恢復(fù)單元121d恢復(fù)所述無線接收模塊110接收到的射頻信號(hào)的同步信息。

所述信號(hào)處理模塊120的解碼模塊122包括解交織單元122a以及糾錯(cuò)解碼單元122b。所述解交織單元122a對(duì)所述解調(diào)模塊121解調(diào)后的基帶信號(hào)進(jìn)行解交織變換，并輸出變換數(shù)據(jù)。所述糾錯(cuò)解碼單元122b利用糾錯(cuò)解碼算法對(duì)所述解交織單元122a輸出的變換數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，得到音視頻信號(hào)。

參考圖5，本發(fā)明的交互式數(shù)字電視前端系統(tǒng)中高清音視頻接入的方法包括如下步驟：（1）接收承載有音視頻業(yè)務(wù)的射頻信號(hào)(步驟S1)；（2）從所述射頻信號(hào)中提取用于TDS-OFDM解調(diào)的載波信號(hào)(步驟S2);（3）使用所述載波對(duì)接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，得到基帶信號(hào)(步驟S3);（4）根據(jù)所述射頻信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，從而對(duì)所述基帶信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償(步驟S4);（5）恢復(fù)所述接收到的射頻信號(hào)的同步信息(步驟S5)；（6）對(duì)所述基帶信號(hào)進(jìn)行解交織變換，并輸出變換數(shù)據(jù)(步驟S6)；（7）利用糾錯(cuò)解碼算法對(duì)所述變換數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，得到音視頻信號(hào)(步驟S7)；（8）對(duì)所述音視頻碼流在時(shí)域或/和頻域進(jìn)行同步(步驟S8)；（9）向終端輸出所述音視頻信號(hào)(步驟S9)。

以上結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于以上揭示的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)涵蓋各種根據(jù)本發(fā)明的本質(zhì)進(jìn)行的修改、等效組合。