51数字电视信号复用与解复用概念教学讲义.ppt

第五章数字电视的传输流及复用技术5.1数字电视信号复用与解复用的概念复用指将若干个彼此独立的信号合并起来，在同一信道上进行传输的技术。
常见的信道复用有频分复用FDM和时分复用TDM两种。
为了充分利用信道带宽，解决频率紧缺的问题，提出了频分复用FDM技术。如，在传统的模拟电视系统中，亮度，色度，伴音信号分别被调制在不同频率的载波上，然后再合成一路节目共同发送。
各信号间易互相干扰，频谱利用率低。频分复用和解复用频分复用FDM时分复用TDM时分复用时分复用TDMTDM时分多路复用系统框图及波形在时分多路复用的过程中，如果各路信号在每一帧中所占时隙的位置是预先指定且固定不变的，则称之为同步时分多路复用，简称STDM。由于各路信号可能数据量多少不一，且它们在各个取样时刻的情况也各不相同，这种STDM方式将产生资源浪费。
统计时分多路复用，简称ATDM，也叫异步时分多路复用。ATDM通过动态地分配时隙来进行数据传输，根据各路信号的传送信息量大小来分配时隙多少，提高了频带利用率。
目前数字语音通信一般都采用时分多路复用方式进行远距离传输，执行标准是CCITT推荐的两种系列：一是欧洲和我国使用的PCM30／32路系列；另一个是北美和日本使用的PCM24路序列。PCM30／32
数字电视中的基本码流的复用和多路节目传送流的复用均采用时分复用方式。
视频、音频的码流和辅助数据按所需频带分配到复用的高速比特流的传播时隙中，构成一路传送流（TS流），从时间上看，TS流中各路ES流（基本码流，包含视频，音频，数据）是分时轮流传送的。
在多路数字信号间实现TDM的过程称为数字复用，其逆过程称为数字解复用。时分复用（TDM）就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片(简称时隙)，并将这些时隙分配给每一个信号源使用，每一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。每个单独的数据流在接收端按时间重新被汇聚。
在通信源端进行信号合并的电路称为复用器。它从各个用户端接收输入信号，然后把每个信号分割成小片段，并把分割后的片段以循环顺序放入信道中。在远距离电缆的另一端，每个信号被多路输出选择器拆分出来，然后传送给目的用户。双向通信电路要求通信双方均配备了复用器。包结构2种复用/解复用的方式ES流：基本码流
TS流：传送流
从ES流到单路节目传送流的复用/分离称为节目级复用/解复用
多路节目TS流的复用/分离称为系统级复用/解复用5.2数字电视MPEG-2系统流的复用5.2.1数字电视MPEG-2系统流的复用结构一、MPEG-2系统流复用结构MPEG-2标准对信源进行统一的压缩形成ES流，对ES流打包形成PES流，再复用为TS和PS流（节目流和传送流）。
MPEG-2系统流的复用结构如下图所示。MPEG-2系统复用部分为两个步骤二、PS和TS介绍1、PS：节目流2、TS：传送流PES包装载到TS包3、PS和TS比较三、TS码流的优点5.2.2PES包的组成与功能压缩后所有ES流被打成不同长度的包，叫做PES(packetizedelementarystreams)。通常PES包的长度不固定，音频PES包一般不超过64KB，视频一般一帧一个PES包。
根据不同时刻视音频内容的不同，压缩比也时刻变化，就需要有不同长度的数据包。
每个视频包有一个或几个压缩视频帧
每个音频包有一个或多个压缩音频信号段
每个PES包由头Header和净负荷数据payload组成。
P87图5-41、包起始码2、ES流标识符（ID）3、PES包长度4、PES头标志5、PES头域PES结构不适合传输，尤其不适合一个数据流中有多个节目的广播应用。
而MPEG-2目标是将6,10甚至20个电视节目或广播节目形成一个复用MPEG-2数据流，然后通过卫星、电缆或地面传输。
因此，PES包再分成固定长度的更小的包，即TS包(transportstreampackets)对TS包再进行复用：
先复用同一个节目的TS包，一个节目可包含一个或多个视频和音频信号（如不同角度摄像机、不同语言等）。
所有节目的所有复用数据流再进行复用形成最终的TS流。

MPEG-2的TS包长188字节，包含所有节目的所有数据。
由于码率不同，MPEG-2TS流中不同ES流的包出现频率不一样。
每个节目有一个编码器对所有ES流编码，产生PES，并将PES包打包成TS包。
每个节目的码率通常约2～8Mbit/s，但由于节目内容随时间变化，视/音频和数据总码率可以是固定或变化的，称为统计复用。
所有节目的TS流再复用成一个总的TS流，最大约40Mbit/s。一个TS流中通常有6,8,10甚至20个节目组成。
码率在传输过程中可变，但总码率必须保持不变。
一个节目可以包括视频和音频，或单纯音频或单纯数据，结构灵活可变。