CN100373941C - 基于mpeg－1的数字电视广播系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于MPEG-1的数字电视广播系统，该基于MPEG-1的数字电视广播系统由网络和通过该网络相连接的基于MPEG-1的数字电视广播播出系统和基于MPEG-1的数字电视广播接收系统组成。该基于MPEG-1的数字电视广播播出系统包括输出端顺序连接的MPEG-1编码器、加扰机、IP数据流复用器和调制器，该基于MPEG-1的数字电视广播接收系统包括输出端顺序连接的调谐器、解调器、TS数据流解复用器、解扰机和MPEG-1解码器。本发明的基于MPEG-1的数字电视广播系统的接收系统成本较低，且能使用IP方式的MPEG-1的格式的节目源。

Description

基于MPEG-1的数字电视广播系统
【技术领域】
本发明涉及一种数字电视广播系统，尤其涉及一种基于MPEG-1技术的数字电视广播系统。
【背景技术】
MPEG-1制定于1992年，是为工业级标准而设计，其可适用于不同带宽的设备，如CD-ROM、Video-CD、CD-R等。其主要针对1.5Mbps以下数据传输率的数字存储媒质运动图像及其伴音编码的国际标准，它用于在CD-ROM上存储同步和彩色运动视频信号，可以优化为中等分辨率，并在其优化模式下，采用SIF标准交换格式(对于NTSC制式为352×240，对于PAL制式为352×288)的图像进行压缩，传输速率为1.5Mbps，每秒能够播放30帧，具有CD(指激光唱盘)音质，质量级别基本与VHS相当。
MPEG-1的编码速率最高可达4-5Mbps，但随着速率的提高，其解码后的图象质量有所降低。MPEG-1对色差分量采用4∶1∶1的二次采样率，旨在达到VRC质量，其视频压缩率为26∶1。
MPEG-1现已成为常规视频标准的一个子集，该子集称为CPB流。同时它也被用于数字电话网络上的视频传输，如非对称数字用户线路(ADSL)，视频点播(VOD)，以及教育网络等，因此MPEG-1可被用做记录媒体或是在INTERNET上传输音频。
在国外，数字电视广播技术采用的MPEG-2标准，现在基于MPEG-2视频压缩标准的数字电视广播系统已在西方国家拥有了大量用户。数字电视广播系统包括有线数字电视广播系统、卫星数字电视广播系统、地面数字电视广播系统等。
当前，国内外已有的基于MPEG-2技术的有线数字电视广播系统如图1所示，图1所示为数字化HFC(Hybrid Fiber/CoaxNetwork，混合光纤同轴网络)电视系统用8MHz带宽传输6-8套PAL制电视节目的实施方案系统框图。
信号源部分共有6-8套PAL节目，其采用MPEG-2视频编码器1进行视频压缩编码处理，该MPEG-2视频编码器1符合MPEG-2/DVB标准，能支持多种图像分辨率(PAL：720×576，NTSC：720×480)，支持PAL和NTSC电视制式。
数字卫星信号转发器2将数字卫星收到的MPEG-2TS码流信号转换为高速串行信号(DVBASI接口)，再送入DVB复用器3。
DVB复用器3符合MPEG-2/DVB标准，可在MPEG-2数据包中插入题头控制信息(ECM)或利用控制字(CW)加扰，这由CA管理系统4完成。
QAM调制器5将数字信号调制为射频信号。HFC网络6是由光纤和同轴电缆以及光发射机、光接收机、放大器、分支分配器、用户盒等组成的单向或双向有线电视网络。
DVB-C数字接收机7是一个符合DVB-C标准的机顶盒，其由三大部分组成(图未示)。调谐器输入为CATV信号，输出为中频信号。QAM解调器将中频信号解调还原为数字信号，同时去RS编码，再将TS数据流送TS数据流解复用器，得到某一套节目的MPEG-2压缩编码信号，最后送MPEG-2解码器，即可得到NTS C/PAL制电视音频和视频信号，音频和视频信号直接送电视机8收看。
但是上述基于MPEG-2技术的有线数字电视广播系统由于采用MPEG-2信源编码技术，因此压缩效率比采用MPEG1技术低；另外，在1995年以后，IP技术得到了广泛的应用，不少节目源是以MPEG-1的格式存放在电脑里，而上述基于MPEG-2技术的有线数字电视广播系统未同IP技术融合，因此不能使用MPEG-1的格式的节目源。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种融合IP技术的基于MPEG-1的数字电视广播播出系统。
本发明的另一目的在于提供一种融合IP技术的基于MPEG-1的数字电视广播接收系统。
本发明的再一目的在于提供一种融合IP技术的基于MPEG-1的数字电视广播系统。
为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种基于MPEG-1的数字电视广播播出系统，其包括输出端顺序连接的MPEG-1编码器、加扰机、IP数据流复用器和调制器。
为实现本发明的另一目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种基于MPEG-1的数字电视广播接收系统，其包括输出端顺序连接的调谐器、解调器、TS数据流解复用器、解扰机和MPEG-1解码器。
为实现本发明的再一目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种基于MPEG-1的数字电视广播系统，该基于MPEG-1的数字电视广播系统由网络和通过该网络相连接的上述基于MPEG-1的数字电视广播播出系统和基于MPEG-1的数字电视广播接收系统组成。
本发明的有益效果是，本发明的基于MPEG-1的数字电视广播系统由于采用MPEG-1信源编码技术，因此相较采用MPEG-2信源编码技术的数字电视广播系统有更低的成本，可广泛应用于中国的农村地区；另外，由于本发明的基于MPEG-1的数字电视广播系统融合了IP技术，因此能使用IP方式的MPEG-1的格式的节目源。
【附图说明】
图1是现有的基于MPEG-2技术的有线数字电视广播系统框图。
图2是本发明融合IP技术的基于MPEG-1的有线数字电视广播播出系统框图。
图3是本发明融合IP技术的基于MPEG-1的有线数字电视广播接收系统框图。
图4是本发明融合IP技术的基于MPEG-1的有线数字电视广播系统框图。
【具体实施方式】
请参阅图2，是本发明融合IP技术的基于MPEG-1的有线数字电视广播播出系统。该播出系统包括输出端顺序连接的MPEG-1编码器9、DES扰机10、IP数据流复用器12和QAM调制器13。这些器件均集成在机箱中。
信号源部分共有约30套PAL节目，其通过MPEG-1编码器9进行视频压缩编码处理，成为IP方式的MPEG-1视频流；然后将IP方式的MPEG-1视频流传送至DE S加扰机10通过管理系统11控制采用DES方式加密；然后将加密后的IP方式的MPEG-1视频流传送至IP数据流复用器12把IP方式的MPEG-1视频流打成TS数据流传送至QAM调制器13；再通过QAM调制器13将数字信号调制为射频信号在HFC网络14中传输。HFC网络14是由光纤和同轴电缆以及光发射机、光接收机、放大器、分支分配器、用户盒等组成的单向或双向有线电视网络。
请参阅图3，是本发明融合IP技术的基于MPEG-1的有线数字电视广播接收系统。该接收系统包括输出端顺序连接的调谐器15、QAM解调器16、TS数据流解复用器17、DE S解扰机18和MPEG-1解码器19。这些器件均集成在机箱中。
调谐器15从HFC网络14接收到高频信号，输出为中频信号；然后送至QAM解调器16将中频信号解调还原为数字信号，同时去RS编码，再将TS数据流传送至TS数据流解复用器17；TS数据流解复用器17把IP MPEG-1已打成TS数据流的IP MPEG-1数据流解调成IP方式的MPEG-1视频流，同时，TS数据流解复用器17还负责将IP解密钥解出来，然后将IP方式的MPEG-1视频流传送至DE S解扰机18；DE S解扰机18将已加密的信号解成解密MPEG-1信号；解密后的MPEG-1视频流进入MPEG-1解码器19，解压缩后的信号为普通音频和视频信号；最后将音频和视频信号直接送电视机20收看。另外，DE S解扰机18采用机卡分离的方式。
请参阅图4，是本发明融合IP技术的基于MPEG-1的有线数字电视广播系统。该有线数字电视广播系统由HFC网络14和通过HFC网络14相连接的上述有线数字电视广播播出系统和有线数字电视广播接收系统组成。约30套PAL节目的信号源经上述有线数字电视广播播出系统传送至HF C网络14传输，再经由HFC网络14传送至上述有线数字电视广播接收系统，最后将音频和视频信号传送至电视机20收看。
本发明的融合IP技术的基于MPEG-1的数字电视广播系统包括有线数字电视广播系统、无线地面数字电视广播系统和卫星数字电视广播系统三种方式。若是无线地面数字电视广播接收系统和卫星数字电视广播接收系统则相较于上述有线数字电视广播系统增加天线，通过天线接收下高频信号，传送至调谐器，经二次变频，成8MHz的基频信号，再送至解调器。无线地面数字电视广播系统所采用的调制器和解调器是采用COFDMT编解码方式，卫星数字电视广播系统所采用的调制器和解调器是采用QPSK编解码方式。
本发明的融合IP技术的基于MPEG-1的数字电视广播系统同现在的基于MPEG-2技术的数字电视广播系统相比，基于MPEG-1技术的数字电视广播系统可将广播电视信号的信源编码的效率提高2倍，在原来一个8MHz的有线电视频道内，如用现有的基于MPEG-2压缩技术的原数字电视广播系统，可传输6套左右的标准清晰度的电视节目，或传输一套左右的高清晰度的电视节目，而如果采用MPEG-1压缩技术，则可传输15-18多套左右的VHS清晰度的电视节目，提高了电视对频率资源的利用效率，同时也有较低的成本。

Claims (10)

1.一种基于MPEG-1的数字电视广播播出系统，其包括加扰机和调制器，其特征在于：该播出系统还包括MPEG-1编码器和IP数据流复用器，该MPEG-1编码器的输出端与该加扰机的输入端连接，该加扰机的输出端与该IP数据流复用器的输入端连接，该IP数据流复用器的输出端与该调制器的输入端连接，该调制器的输出端与网络连接，该加扰机通过管理系统控制其对信号的加密。
2.如权利要求1所述的播出系统，其特征在于若该播出系统作为有线数字电视广播播出系统，则该调制器采用QAM调制器；若该播出系统作为无线地面数字电视广播播出系统，则该调制器采用COFDMT调制器；若该播出系统作为卫星数字电视广播播出系统，则该调制器采用QPSK调制器。
3.如权利要求2所述的播出系统，其特征在于该加扰机是采用DES方式加密。
4.一种基于MPEG-1的数字电视广播接收系统，其包括调谐器、解扰机和解调器，其特征在于：该接收系统还包括TS数据流解复用器和MPEG-1解码器，该调谐器的输出端与该解调器的输入端连接，该解调器的输出端与该TS数据流解复用器的输入端连接，该TS数据流解复用器的输出端与该解扰机的输入端连接，该解扰机的输出端与该MPEG-1解码器的输入端连接，该MPEG-1解码器的输出端与电视机连接。
5.如权利要求4所述的接收系统，其特征在于若该接收系统作为无线地面数字电视广播接收系统或卫星数字电视广播接收系统，则该接收系统还包括天线，该天线与该调谐器的输入端连接。
6.如权利要求5所述的接收系统，其特征在于若该接收系统作为有线数字电视广播接收系统，则该解调器采用QAM解调器；若该接收系统作为无线地面数字电视广播接收系统，则该解调器采用COFDMT解调器；若该接收系统作为卫星数字电视广播接收系统，则该解调器采用QPSK解调器。
7.如权利要求6所述的接收系统，其特征在于该解扰机是采用DES方式解密。
8.一种基于MPEG-1的数字电视广播系统，其特征在于：该系统包括网络和通过该网络相连接的权利要求1或3所述的基于MPEG-1的数字电视广播播出系统和权利要求4或7所述的基于MPEG-1的数字电视广播接收系统。
9.如权利要求8所述的基于MPEG-1的数字电视广播系统，其特征在于该解扰机采用机卡分离的方式。
10.如权利要求8所述的基于MPEG-1的数字电视广播系统，其特征在于该数字电视广播播出系统的器件均集成在机箱中，该数字电视广播接收系统的器件除天线外均集成在机箱中。
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