Digitale Fernsehtechnik in Theorie und Praxis - MPEG-Basiscodierung, DVB-, DAB-, ATSC-Übertragungstechnik, Messtechnik

Digitale Fernsehtechnik in Theorie und Praxis - MPEG-Basiscodierung, DVB-, DAB-, ATSC-Übertragungstechnik, Messtechnik

 

 

 

von: Walter Fischer

Springer-Verlag, 2006

ISBN: 9783540292043

Sprache: Deutsch

543 Seiten, Download: 6618 KB

 
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Digitale Fernsehtechnik in Theorie und Praxis - MPEG-Basiscodierung, DVB-, DAB-, ATSC-Übertragungstechnik, Messtechnik



  Vorwort 5  
  Geleitwort 7  
  Inhaltsverzeichnisitled 8  
  1 Einleitung 15  
  2 Analoges Fernsehen 21  
     2.1 Abtastung einer Schwarz-Weiß-Bildvorlage 24  
     2.2 Horizontal- und Vertikal-Synchronimpuls 26  
     2.3 Hinzunehmen der Farbinformation 28  
     2.4 Übertragungsverfahren 31  
     2.5 Verzerrungen und Störungen 33  
     2.6 Signale in der Vertikalaustastlücke 34  
     2.7 Messungen an analogen Videosignalen 39  
  3 Der MPEG-2-Datenstrom 45  
     3.1 Der Packetized Elementary Stream (PES) 48  
     3.2 Das MPEG-2-Transportstrompaket 52  
     3.3 Informationen für den Empfänger 56  
        3.3.1 Synchronisierung auf den Transportstrom 57  
        3.3.2 Auslesen der aktuellen Prograrnmstruktur 58  
        3.3.3 Der Zugriff auf ein Programm 60  
        3.3.4 Zugriff auf verschlüsselte Programme 61  
        3.3.5 Programmsynchronisation (PCR, DTS, PTS 63  
        3.3.6 Zusatz-Informationen im Transportstrom (PSI / SI / PSIP 66  
        3.3.7 Nicht-private und private Sections und Tabellen 66  
        3.3.8 Die Service Information gemäß DVB (SI 76  
     3.4 PSIP gemäß ATSC 89  
     3.5. ARIB-Tabellen gemäss ISDB-T 91  
     3.6. DMB-T (China) Tabellen 93  
     3.7 Weitere wichtige Details des MPEG-2 Transportstromes 94  
        3.7.1 Die Transport Priority 95  
        3.7.2 Die Transport Scrambling Control Bits 95  
        3.7.3 Die Adaptation Field Control Bits 95  
        3.7.4 Der Continuity Counter 95  
  4 Digitales Videosignal gemäß ITU-BT.R601 (CCIR601 97  
  5 High Definition Television - HDTV 103  
  6 Transformationen vom Zeitbereich in den Frequenzbereich und zurück 107  
     6.1 Die Fouriertransformation 108  
     6.2. Die Diskrete Fouriertransformation (DFT) 111  
     6.3 Die Fast Fouriertransformation (FFT 113  
     6.4. Praktische Realisierung und Anwendung der DFT und FFT 114  
     6.5. Die Diskrete Cosinustransformation (DCT) 115  
     6.6 Signale im Zeitbereich und deren Transformierte im Frequenzbereich 118  
     6.7 Systemfehler der DFT bzw. FFT und deren Vermeidung 121  
     6.8 Fensterfunktionen 124  
  7 Videocodierung gemäß MPEG-2 127  
     7.1 Videokomprimierung 127  
        7.1.1 Zurücknahme der der Quantisierung von 10 auf 8 Bit 129  
        7.1.2 Weglassen der H- und V-Lücke 129  
        7.1.3 Reduktion der Farbauflösung auch in vertikaler Richtung (4:2:0 131  
        7.1.4 Weitere Schritte zur Datenreduktion 131  
        7.1.5 Differenz-Plus-Code-Modulation von Bewegtbildern 132  
        7.1.6 Diskrete Cosinustransformation mit nachfolgender Quantisierung 138  
        7.1.7 Zig-Zag-Scan und Lauflängencodierung von Null-Sequenzen 144  
        7.1.8 Huffmann-Codierung 145  
     7.2 Zusammenfassung 146  
     7.3 Aufbau des Videoelementarstroms 149  
     7.4 Modernere Videokomprimierungsverfahren 151  
  8 Komprimierung von Audiosignalen gemäß MPEG und Dolby Digital 153  
     8.1 Das digitale Audioquellensignal 153  
     8.2 Geschichte der Audiokomprimierung 155  
     8.3 Das psychoakustische Modell des menschlichen Ohres 156  
     8.4 Grundprinzip der Audiocodierung 161  
     8.5 Teilbandcodierung bei MPEG Layer I, II 164  
     8.6 Transformationscodierung bei MPEG Layer III 166  
     8.7 Mehrkanalton 168  
  9 Videotext, Untertitel und VPS gemäß DVB 169  
     9.1 Videotext und Untertitel 170  
     9.2 Video Program System (VPS 173  
  10 Digitale Videostandards im Vergleich 177  
     10.1 MPEG-1 und MPEG-2, Video-CD und DVD, M-JPEG und 177  
     10.2. MPEG-3, MPEG-4, MPEG-7 und MPEG-21 180  
     10.3 Physikalische Schnittstellen für digitale Videosignale 184  
        10.3.1 "CCIR601" Parallel und Seriell 185  
        10.3.2 Synchrone, parallele Transportstromschnittstelle (TS PARALLEL 186  
        10.3.3 Asynchrone serielle Transportstromschnittstelle (TS- ASI 188  
  11 Messungen am MPEG-2-Transportstrom 191  
     11.1 Verlust der Synchronisation (TS-Sync-Loss 192  
     11.2 Fehlerhafte Sync-Bytes (Sync_Byte_Error 194  
     11.3 Fehlende oder fehlerhafte Program Association Table (PAT) (PAT_Error 194  
     11.4 Fehlende oder fehlerhafte Program Map Table (PMT) (PMT_Error 195  
     11.5 Der PID_Error 196  
     11.6 Der Continuity_Count_Error 197  
     11.7 Der Transport_Error 199  
     11.8 Der Cyclic Redundancy Check-Fehler 199  
     11.9 Fehler der Program Clock Reference (PCR_Error, PCR_accuracy 200  
     11.10 Der Presentation Time Stamp Fehler (PTS_Error 202  
     11.11 Fehlende oder fehlerhafte Conditional Access Table (CAT_Error 203  
     11.12 Fehlerhafte Wiederholrate der Service Informationen (SI_Repetition_Error 204  
     11.13 Überwachung der Tabellen NIT, SDT, EIT, RST 205  
     11.14NichtreferenziertePID(unreferenced_PID 206  
     11.15 Fehler bei der Übertragung zusätzlicher Service Informationen SI_other_Error 206  
     11.16 Fehlerhafte Tabellen NIT_other, SDT_other_Error, EIT_other_Error 207  
     11.17 Überwachung eines ATSC-konformen Transportstroms 207  
  12 Bildqualitätsanalyse an digitalen TV-Signalen 209  
     12.1 Methoden zur Bildqualitätsmessung 211  
        12.1.1 Subjektive Bildqualitätsanalyse 212  
        12.1.2 Double Stimulus Continual Quality Scale Method DSCQS 213  
        12.1.3 Single Stimulus Continual Quality Scale Method SSCQE 213  
     12.2 Objektive Bildqualitätsanalyse 213  
  13 Grundlagen der Digitalen Modulation 221  
     13.1 Einführung 221  
     13.2 Mischer 223  
     13.3 Amplitudenmodulation 225  
     13.4 IQ-Modulator 227  
     13.5 Der IQ-Demodulator 235  
     13.6 Anwendung der Hilbert-Transformation bei der IQ-Modulation225 13.7. Praktische Anwendungen der Hilbert-Transformation 239  
     13.7. Praktische Anwendungen der Hilbert-Transformation 242  
  14 Übertragung von digitalen Fernsehsignalen über Satellit 245  
     14.1 Die DVB-S-Systemparameter 248  
     14.2 Der DVB-S-Modulator 251  
     14.3 Faltungscodierung 255  
     14.4 Signalverarbeitung im Satelliten 261  
     14.5 Der DVB-S-Empfänger 262  
     14.6 Einflüsse auf der Satellitenübertragungsstrecke 265  
     14.7DVB-S2 269  
  15 DVB-S Messtechnik 275  
     15.1 Einführung 275  
     15.2 Messung der Bitfehlerraten 276  
     15.3 Messungen an DVB-S-Signalen mit einem Spektrumanalyzer 278  
        15.3.1 Näherungsweise Ermittelung der Rauschleistung N 280  
        15.3.2 C/N, S/N und Eb/NO 281  
        15.3.3 Ermittelung des EB/N0 282  
     15.4 Messung des Schulterabstandes 283  
     15.5 DVB-S-Empfänger-Test 283  
  16 Die Breitbandkabelübertragung gemäß DVB-C 285  
     16.1 Der DVB-C-Standard 286  
     16.2 Der DVB-C-Modulator 288  
     16.3 Der DVB-C-Empfänger 289  
     16.4 Störeinflüsse auf der DVB-C-Übertragungsstrecke 291  
  17 Die Breitbandkabelübertragung nach ITU-T J83B 295  
  18 Messungen an digitalen TV-Signalen im Breitbandkabel 297  
     18.1 DVB-C/J83A,B,C-Messempfänger mit Konstellationsanalyse 298  
     18.2 Erfassung von Störeinflüssen mit Hilfe der Konstellationsanalyse 302  
        18.2.1 Additives weißes gauß'sches Rauschen (AWGN 302  
        18.2.2 Phasenjitter 305  
        18.2.3 Sinusförmiger Interferenzstörer 306  
        18.2.4 Einflüsse des IQ-Modulators 306  
        18.2.5 Modulation Error Ratio (MER) - Modulationsfehler 309  
        18.2.6 Error Vector Magnitude (EVM 311  
     18.3 Messung der Bitfehlerrate (Bit Error Rate BER 311  
     18.4 Messungen mit einem Spektrumanalyzer 312  
     18.5 Messung des Schulterabstandes 314  
     18.6 Messung der Welligkeit im Kanal bzw. Kanalschräglage 315  
     18.7 DVB-C/J83ABC-Empfänger-Test 315  
  19 Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex (COFDM 317  
     19.1 Warum Mehrträgerverfahren? 319  
     19.2 Was ist COFDM? 322  
     19.3 Erzeugung der COFDM-Symbole 327  
     19.4 Zusatzsignale im COFDM-Spektrum 335  
     19.5 Hierarchische Modulation 337  
     19.6 Zusammenfassung 338  
  20 Die terrestrische Übertragung von digitalen TV-Signalen über DVB-T. 339  
     20.1 Der DVB-T-Standard 342  
     20.2 Die DVB-T-Träger 343  
     20.3 Hierarchische Modulation 349  
     20.4 DVB-T-Systemparameter des 8/7/6-MHz-Kanals 351  
     20.5 DVB-T-Modulator und Sender 361  
     20.6 Der DVB-T-Empfänger 364  
     20.7 Störeinflüsse auf der DVB-T-Übertragungsstrecke 369  
     20.8 DVB-T-Gleichwellennetze (SFN 378  
     20.9 Mindestens notwendiger Empfängereingangspegel bei DVB-T 386  
  21 Messungen an DVB-T-Signalen 393  
     21.1 Messung der Bitfehlerraten 395  
     21.2 Messungen an DVB-T-Signalen mit einem Spektrumanalyzer 397  
     21.3 Konstellationsanalyse an DVB-T-Signalen 401  
        21.3.1 Weißes Rauschen (AWGN =Additive White Gaussian Noise 401  
        21.3.2 Phasenjitter 402  
        21.3.3 Interferenzstörer 403  
        21.3.4 Echos, Mehrwegeempfang 403  
        21.3.5 Dopplereffekt 403  
        21.3.6 IQ-Fehler des Modulators 403  
        21.3.7 Ursache und Auswirkung von IQ-Fehlern bei DVB-T 406  
     21.4 Messung des Crestfaktors 416  
     21.5 Messung des Amplituden-, Phasen- und Gruppenlaufzeitganges 416  
     21.6 Messung der Impulsantwort 417  
     21.7 Messung des Schulterabstandes 418  
  22 DVB-H - Digital Video Broadcasting for Handhelds 423  
     22.1 Einführung 423  
     22.2 Konvergenz zwischen Mobilfunk und Broadcast 425  
     22.3 DVB-H - die wesentlichen Parameter 427  
     22.4 DSM-CC Sections 428  
     22.5 Multiprotocol Encapsulation (MPE 429  
     22.6 DVB-H - Standard 430  
     22.7 Zusammenfassung 434  
  23 Digitales Terrestrisches Fernsehen gemäß ATSC (Nordamerika 439  
     23.1 Der 8VSB-Modulator 444  
     23.2 8VSB-Brutto- und Nettodatenrate 453  
     23.3 Der ATSC-Empfänger 454  
     23.4 Störeinflüsse auf der ATSC-Übertragungsstrecke 454  
  24 ATSC/8VSB-Messtechnik 457  
     24.1 Messung der Bitfehlerraten 458  
     24.2 8VSB-Messungen mit Hilfe eines Spektrumanalysators 459  
     24.3 Konstellationsanalyse an 8VSB-Signalen 460  
     24.4 Ermittelung des Amplituden- und Gruppenlaufzeitganges 462  
  25 Digitales Terrestrisches Fernsehen gemäß ISDB-T (Japan 465  
  26 Digital Audio Broadcasting - DAB 469  
     26.1 Vergleich DAB und DVB 470  
     26.2 DAB im Überblick 474  
     26.3 Der physikalische Layer von DAB 480  
     26.4 DAB - Forward Error Correction - FEC 490  
     26.5 DAB-Modulator und Sender 495  
     26.6 DAB-Datenstruktur 499  
     26.7 DAB-Gleichwellennetze 504  
     26.8 DAB Data Broadcasting 506  
  27 DVB-Datendienste: MHP und SSU 509  
     27.1 Data Broadcasting bei DVB 510  
     27.2 Object Carousels 511  
     27.3 MHP = Multimedia Home Platform 513  
     27.4 System Software Update - SSU 515  
  28 DMB-T und T-DMB 517  
     28.1DMB-T 517  
     28.2 T-DMB 517  
  29 Digitales Fernsehen weltweit - ein Ausblick 521  
  Abkürzungsverzeichnis 531  
  TV-Kanaltabellen 547  
  Sachverzeichnis 553  

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