[发明专利]交互式数字电视前端高清音视频接口设备及其高清音视频接入的方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字电视技术领域，更具体地涉及一种交互式数字电视前端高清音视频接口设备。

背景技术

目前，数字电视地面广播（Digital Television Terrestrial Broadcasting，DTTB）已经达到可实现阶段，当前世界上公布的DTTB传输标准主要有3种：美国高级电视系统委员会（Advanced Television System Committee，ATSC）制定的ATSC标准、欧洲的数字视频地面广播（Digital Video Terrestrial Broadcasting-Terrestrial，DVB-T）、日本的地面综合业务数字广播（Integrated Service Digital Broadcasting-Terrestrial，ISDB-T）。基于对这3种地面数字电视系统的深入研究，清华大学提出了基于时域同步正交频分复用（Time Domain Synchronous Orthogonal Frequency Division Multiplex，TDS-OFDM）调制技术的地面数字电视广播传输系统，并被我国采纳、制定为我国的DTTB标准，命名为“地面数字多媒体电视广播（Terrestrial Digital Multimedia Television Broadcasting，DMB-T）传输系统”。

DMB-T传输系统采用以下几项主要技术：

时域同步的正交多载波技术。地面宽带无线传输的最大困难在于多径引起的频率选择性衰落，OFDM技术则在对抗频率选择性衰落方面具有独特的优势。然而，子载波间的正交性对同步提出严格的要求。欧洲采用全频域处理方式形成其核心技术——编码的OFDM（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex，COFDM）技术，由于其系统同步和信道估计互为条件，需用复杂的迭代算法和强功率同步导频等技术措施。而TDS-OFDM通过时域和频域混合处理，简单方便地实现了快速码字捕获和稳健的同步跟踪。

保护间隔的伪随机序列(Pseudo-Noise，PN)填充技术。为了在多径时延扩散信道中避免码间串扰，DVB采用了循环前缀填充的OFDM保护间隔，使其传输的效率有所损失。DMB-T发明了基于PN序列扩频技术的高保护同步传输技术，并用其填充OFDM保护间隔，使系统的频谱利用效率提高10%，并有20dB以上同步保护增益。

快速信道估计技术。针对现有地面数字电视传输标准的信道估计迭代过程较长（一次有效参数估计约需1.024ms）的不足，DMB-T使用新的TDS-OFDM信道估计技术，通过正交相关和傅立叶变换实现快速信道估计（一次有效参数估计约需0.6ms），提高了系统移动接收性能。

前向纠错编码与相位映射相结合的纠错技术。针对采用多载波COFDM技术的信噪比门限相对VSB单载波技术较差的现实，DMB-T发明了一种新的系统级联纠错内码和最小欧氏距离最大化映射技术，使采用多载波技术的系统信噪比门限获得10%以上的改善。

与绝对时间同步的帧结构。DMB-T传输协议设计了与绝对时间同步的复帧结构，方便自动唤醒功能设置，达到省电目的，支持便携接收；与绝对时间同步机制有利于单频网同步发送信号的功能控制，使DMB-T单频网同步设备比国际现有标准的同类设备更容易实现。其物理信道帧结构如图1所示：

帧结构是分级的，一个基本帧结构称为一个信号帧。帧群定义为255个信号帧，其第一帧定义为帧群头。帧群中的信号帧有唯一的帧号，标号从0到254，信号帧号(则)被编码到当前信号帧的帧同步序列中。超帧定义为一组帧群，帧结构的顶层称为超帧群。超帧被编号，从0到最大帧群号。超帧号(SFN)与超帧群号(SFGN)一起被编码到超帧的第一个帧群头中。SFGN被定义为超帧群发送的日历日期，超帧群以一个自然日为周期进行周期性重复，它被编码为下行线路超帧群中一个超帧的第一个帧群头中的前两个字节。在北京时间00：00：00AM，物理信道帧结构被复位并开始一个新的超帧群。一个信号帧由两部分组成：帧同步和帧体。帧同步和帧体的基带符号率相同，规定为7．56MSps。帧同步信号采用沃尔什编码的随机序列，以实现多基站识别。帧同步包含前同步、帧同步序列和后同步。对于一个信号帧群中的不同的信号帧，有不同的帧同步信号。所以，帧同步能作为一个特殊信号帧的帧同步特征而用于识别。帧同步采用二进制移相键控（Binary Phase Shift Key, BPSK）调制以得到稳定的同步。