数字电视技术概念

数字电视有哪几种层次的码流?如何形成？各自特点？

ES (Elementary Stream) — 数字电视各组成部分编码后所形成的直接表示基本元素内容的流。特点：结构和内容根据各种数据编码格式而定，长度任意。
PES (Packet Elementary Stream) — 按照一定的要求和格式打包的ES流。特点：只包含音频、视频或数据进入单元——不包括节目指南信息。数据长度可变，最大64Kbytes，视频一般一帧一个PES包，包头可包含定时信息DTS(解除时间标记)、PTS(显示时间标记)
PS (Program Stream) — 是将一个节目的多个组成部分按照它们之间的互相关系进行组织,并加入各组成部分关系描述后的码流,主要用于节目存储。特点：包长度相对较长而且不固定，一旦失去同步易造成严重信息丢失，因此适用于误码小、信道较好的环境，如演播室等
TS (Transport Stream) — 是将一个节目的多个组成部分按照它们之间的互相关系进行组织,并加入各组成部分关系描述和节目组成信息,并进一步封装成传输包后的码流。

数字电视传输流有哪些优点? 传输包的构成？

优点：动态带宽分配、可分级性、可扩展性、抗干扰性、接收机成本低廉
构成：
- 包头
- 包标识符(PID)13比特，来标识数据包属于哪一个节目流的视频、音频或辅助数据
- 同步字节8比特，由解码器识别，使包头和有效负载相互分离
- 传输误码指示1比特
- 连续计数器4比特
- 净荷
  - PES包

码流中时间信息的作用？什么是DTS和PTS? 原理与作用？

使接收端能将视频和音频基本数据流同步形成节目流，需要在视频或音频数据包的包头中定期插入时间标记，以保持视音频信号同步
DTS——解除时间标记，该PES包内的帧在解码器中的解码时间
PTS——显示时间标记，该PES包内的帧预定的显示时间

什么是PCR?原理与作用？

节目时钟参考

原理
讲系统时钟的采样值以42比特长度放在指定的TS包的包头中，向解码端发送。经过延时恒定的信道，解码端根据该系统时钟的采样值调整本地时钟实现与解码端的同步
作用
使MPEG解码器与编码器同步

PSI节目专有信息包含哪些内容？作用？

节目关联表Program AssociationTable (PAT)
PAT表由PID为0x0000的TS包传送,它的作用是为复用的每一路传送流提供出所包含的节目和节目编号,以及对应节目的节目映射表(PMT)的位置,即PMT的TS包的包标识符(PID)的值,同时还提供网络信息表(NIT)的位置,即NIT的TS包的包标识符(PID)的值。
节目映射表Program Map Tables(PMT)
PMT在传送流中用于指示组成某一套节目的视频、音频和数据的TS包在传送流中的位置,即对应的TS包的PID值,以及每路节目的节目时钟参考(PCR)字段的位置。
条件接收表Conditional Access Table(CAT)
CAT表由PID为0x0001的TS包传送。它提供了在复用流中条件接收系统的有关信息,指定CA系统与它们相应的授权管理信息(Entitlement Management Messages)之间的联系,指定EMM的PID,以及相关的参数。
NIT网络信息表Network InformationTable(NIT)
NIT由PID为0x0010的TS包传送。它提供有关传输流和传输网络信息,包括传输流描述符、频道频率、卫星发射器符号、调制特性等信息。

DVB-ASI、DVB-SSI、DVB-SPI、SMPTE310M接口概念及作用。

DVB-ASI：异步串行接口；固定码率，时钟速率270Mbps，以包异步方式传输MPEG-2数据 (B考点)
DVB-SPI：同步并行接口；
DVB-SSI：同步串行接口；传输188或204字节，包含16字节空包或RS码

DVB-ASI最大码率计算(B无此考点)

传输速率为270Mbps，其传送包为1880比特，前边需加20比特k28.5，以及进行8比特到10比特的换算。故最大码率为270×(1880/(1880+20))×(8/10) = 213.726Mbps

H264采用了哪些先进的技术措施？

分层设计、帧内预测编码、帧间预测编码(多参考帧)、整数DCT变换、量化处理、熵编码技术(通用变长编码UVLC、基于上下文的自适应变长码编码CAVLC、基于上下文的自适应二进制算术编码CABAC)、去块效应滤波

H264帧内预测/帧间预测。

帧内预测编码：
- H.264并不直接对图像块进行处理,而是根据邻近块的值来预测当前宏块的值,然后再对预测值和原始值的差值进行变换、量化和编码。这种方法由于是对预测误差进行编码,因此编码效率更。
- H.264支持帧内编码模式:亮度块:4×4与16×16编码模式、色度块:8×8编码模式。
- 帧内预测是不允许跨越Slice边界的
帧间预测编码：
- 在运动搜索时使用不同大小和形状的块进行搜索;
- 使用1/4像素精度搜索,即使用高精度的运动矢量来表示图像块的运动方向和位移;
- 使用多个预测帧进行帧间预测;
- 引入SP帧和SI帧;

整数DCT变换特点以及运算过程？ CAVLC编码。

适用于帧内16×16预测模式亮度块的DC系数块的变换;
适用于任何宏块色度2×2 DC系数块的变换;
适用于其他4×4残差数据块的变换;
和亮度色度块模式的关系
无论帧内还是帧间预测都进行4×4整数DCT变换，然后进行4×4或2×2的Hadamard变换

什么是SP、SI帧？有什么作用？

-SP帧：S参考不同参考帧重构出相同的图像，可切换码流
-SI帧：采用空间预测并且重构图像，可拼接和随即进入
作用：流切换、拼接、随机接入、快进快退、错误恢复
优点：编码效率低于P帧,高于I帧,改善网络亲和性,支持流媒体服务,具备强抗误码性能,
适应干扰大、丢包率高的无线信道。

信道编码的作用与要求。

作用：为提高传输系统的抗干扰能力，需要在数字调制之前对数字基带信号进行某种前向纠错编码
要求：
- 编码效率高，抗干扰能力强
- 对数字信号内容没有限制
- 传输信号的频谱特性与传输信道的通频带有最佳的匹配性
- 编码信号包含有数据同步信息和帧同步信息
- 编码数字信号具有适当的电平范围
- 发生误码，误码扩散蔓延小

信道模型的概念，差错控制编码的概念分类。

信道模型
- 随机信道：高斯白噪声，无记忆
- 突发信道：瞬间短脉冲干扰，有记忆
- 混合信道：二者并存
差错控制编码分类：
- 反馈重发：发现错码通过反馈信道请求重发数据，设备简单干扰不严重使用
- 前向纠错(FEC)：利用加入的差错控制码元，不但能够发现错码，还能纠正错码。不需要反馈信道
- 混合纠错：误码少时纠错，多时重发

线性分组码的概念及分类。

概念：当分组码的信息码元与监督码元之间的关系为线性关系（用线性方程组联系）
分类：汉明码、循环码

循环码的编码原理与编码过程。

计算题

BCH码的特点及应用。

BCH是纠正多位错误的循环码

伽罗华域的概念与计算，RS 码概念、RS编码及纠错原理。

计算题

RS码在数字电视系统中的应用。

接收端取随机化后的外码编码，对序列进行突发错误纠错具有纠错8字节能力

交织的概念及应用，交织深度。

在时间上分离码元,介于期间的时间可以由其他的码字或码元来填充。将突发误码分散为随机误码
分组交织、卷积交织
卷积交织和RS配合(能纠正连续8个字节错误)交织深度12即可最多纠正96字节长的突发错误能力

卷积码的概念，编码流程，码树图/状态图/网格图。

见ppt

卷积码的截短的概念，实际系统的应用及卷积码的编码效率。

纠错能力和有效传输码率之间的折中，截短卷积码的编码效率会提高但是纠错能力下降，一定带宽内传输的有效比特率增大
DVB-C中卷积码表示为(n,k,N-1)卷积码,N称为约束长度。编码效率:R=k/n。

LDPC码的概念与应用。

低密度奇偶校验码
2004年DVB-S2采用LDPC作为信道编码内码;2006年国内数字地面标准采用LDPC

数字调制的概念与分类，MASK、MPSK，DPSK，MQAM，MVSB各自特点。

通信原理

OFDM原理与具体实现办法， COFDM概念与应用。

-OFDM原理与实现：扩大符号周期，串并转换编程几千路并行比特流，几千路符号对几千个子载波进行调制，并进行混合。由于子载波是以频分复用方式合成在一起，称为FDM，各子载波信号频谱正交，又称OFDM

DVB-S/C/T系统框图，处理流程的共同及不同之处？

共同之处：复用适配和能量扩散、RS编码器、卷积交织器
不同之处：
- DVB-C：卷积交织后进行字节到m位符号变换、差分编码、基带成形滤波、QAM调制
- DVB-S：卷积交织后进行内编码、基带成形滤波、QPSK调制
- DCB-T：卷积交织后进行内编码、内交织、映射与调制、帧自适应(导频信号插入)、OFDM调制、保护间隔差入、D/A变换

随机化处理概念与作用。

概念：用较长的伪随机序列与数字基带信号序列逐比特地模2加(即异或),以改变原信号的统计特性,使其具有伪随机性质;
作用：打碎传送层TS流中可能发生的长“1”，“0”避免数据流频谱在低频端有很大能量分布，不适应信道的传输特性

DVB-S/C比特率与符号率的关系，有效码率计算。

计算题

DVB-T 的信道编码与调制方法。

RS编码、外交织、内编码(卷积码)、内交织(比特交织、符号交织)
COFDM，QPSK，16QAM，64QAM

COFDM在DVB-T中的应用。COFDM 适合多径接收和移动接收的计算。

内交织环节中，高频载波采用COFDM调制，将高码率数据流分解成2k或8k路低码率数据流进行QPSK，16QAM，64QAM调制经串并变换对应变成2，4，6路比特流进行比特交织，之后进行符号交织，随机映射到2k或8k个有效载波上

DVB-T 保护间隔的插入与作用。

在符号持续期Ts前加入一段保护间隔Tg，其值为1/4,1/8,1/16或1/32，在Tg时间内传输的是Ts中最后一段时间Tg的内容即把最后一部分长为Tg的内容放到最开始的地方先传输一次

作用：令本次符号的反射波不干扰到次一个符号的直达波即不发生符号间干扰

DVB-T导频与TPS的加入办法与作用。

连续导频：向接收端提供同步和相位误差估计值信息
离散导频：提供信道特性信息，例如：频率选择性衰弱、时间选择性衰弱、干扰的动态变化等
TPS：传输如星座图类型、分层信息、保护间隔、卷积编码率、2k或8k模式及超帧内帧序号

DVB-T OFDM 的帧结构。

68个OFDM符号构成一个OFDM帧，连续导频在符号中的位置随机，离散导频为每12个载波的第12个位离散导频，2k中有17个TPS，8k中有68个TPS

DVB-T TS 包数目与有效码率计算。

计算题

国内地面电视广播系统的帧结构、系统框图、流程。

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数字电视系统前端设备系统框图。

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缩写的中英文全称

DCT：离散余弦变换(Discrete Cosine Transform)
GOP：图像组(Group of Pictures)
ES：基本流(Elementary Stream)
PES：打包基本码流(Packet Elementary Stream)
TS：传送流(Transport Stream)
PS：节目流(Program Stream)
PSI：节目专用信息(ProgramSpecificInformation)
PMT：节目映射表(Program Map Table)
PAT：节目关联表(Program Association Table)
PTS/DTS：解除时间标记(Decoding Time Stamp)显示时间标记(Present Time Stamp)
PCR：节目时钟参考(Program Clock Reference)
ASI：异步串行接口 (Asynchronous Serial Interface)
NAL：网络抽象层(Network Abstraction Layer)
CAVLC：基于上下文的自适应可变长编码(context-adaptively switched sets of variable length codes)
BCH：Bose、Ray、Hocquenghem
LDPC：低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Code)
SFN：单频网(Single Frequency Network)
GI：保护间隔(Guard Interval)
MP@ML：主型主级( Main Profile＠Main Level)
COFDM：编码正交频分复用(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
TPS：传输参数信令(Transport Parameter Signaling)
TCM：网格编码调制(trellis coded modulation)
Continual Pilot：连续导频
Scatter Pilot：离散导频
Super Frame：超频