美国ATSC地面数字电视传输标准解析

美国ATSC（Advanced Television Systems Committee，高级电视制式委员会）于1995年9月15日正式通过ATSC数字电视传输标准。ATSC信源编码采用MPEG-2视频编码标准和AC-3音频编码；信道编码采用VSB调制，并提供了两种模式：地面广播模式（8VSB）和高数据传输速率模式（16VSB）。随着多媒体传输业务的不断发展，为了适应移动接收的需要，近来又计划增加2VSB的移动接收模式。

对于地面广播8VSB模式，ATSC数字电视广播系统在6MHz频带内可传输19.39Mbit/s的数据速率，用于HDTV时只传输一套高清电视节目，用于SDTV时可传输3～5套标清电视节目。ATSC系统的信道编码与调制原理框图如图8-10所示。

信道编码过程包括数据随机化处理、RS纠错编码、数据交织、格栅编码、同步信号插入，形成符号率为10.76Msymbol/s的8电平（±7V、±5V、±3V、±1V）符号流。然后进行模拟处理、插入导频、预均衡和VSB调制，最后送到发射机。接收端射频（RF）经调谐器锁定，形成中频（IF）输出，A/D转换后逐级进行8VSB信道解调处理，完成解调后输出数据传输速率为19.39Mbit/s的TS流。

图8-10 ATSC系统的信道编码与调制原理框图(www.xing528.com)

图8-11 ATSC的帧结构

对TS流进行信道编码，要经过如下处理：首先TS包中187个字节和一个伪随机序列按位异或运算（TS包长度为188B，同步头0x47没有进行异或和R-S编码），使TS流数据随机化，数据传输速率仍然是19.39Mbit/s。随机化后数据送入RS（207，187，t=10）编码器，每个TS包增加20个校验字节，包长度为208B，数据传输速率增加至21.52Mbit/s。然后又通过（208，52）的交织器，可以抵御长度相当于4ms的突发干扰。在格栅编码之前还通过一个12符号交织器。格栅编码的码率为2/3，即每2bit输入形成3bit输出，此时数据传输速率增加至35.28Mbit/s。映射处理将每3bit数据映射成一个8电平符号，每个符号相当于映射前的3bit，格栅编码前的2bit。插入段同步、场同步后，便组装成为数据帧。ATSC的帧结构如图8-11所示。每一数据帧包括两个数据场，每个数据场由313个数据段组成，其中第一个数据段作为该场的同步。每个数据段又由832个8电平符号组成，其中开始4个符号作为该段的同步。于是形成了符号率为10.76Msymbol/s的数据流。