Digitale Fernsehtechnik: Datenkompression und Übertragung für DVB
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| New Title: | DVB - Digitale Fernsehtechnik |
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Berlin [u.a.]
Springer
1995
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ULRICH REIMERS (HRSG.)
DIGITALE
FERNSEHTECHNIK
DATENKOMPRESSION
UND UEBERTRAGUNG FUER DVB
MIT 175 ABBILDUNGEN
SPRINGER
INHALTSVERZEICHNIS
1 DIGITALES FERNSEHEN - EIN ERSTER UEBERBLICK
(REIMERS)
1
1.1 BEGRIFFSDEFINITION UND ANALYSE DES EINSATZFELDES 1
1.2 ENTSTEHUNGSGESCHICHTE DER VORSCHLAEGE FUER DAS DIGITALE FERNSEHEN . 4
1.2.1 ARBEITEN IN DEN VEREINIGTEN STAATEN VON AMERIKA 5
1.2.2 ARBEITEN IN EUROPA 6
1.2.3 ARBEITEN IN JAPAN, KANADA UND KOREA 9
1.3 ZIELSETZUNGEN BEI DER ENTWICKLUNG DES DIGITALEN FERNSEHENS 9
1.4 DATENREDUKTION ALS SCHLUESSEL ZUM ERFOLG 11
1.5 MOEGLICHE VERBREITUNGSWEGE FUER DAS DIGITALE FERNSEHEN 13
1.6 STANDARDS UND NORMEN IN DER WELT DES DIGITALEN FERNSEHENS . 16
2 DIGITALISIERUNG UND SIGNALDARSTELLUNG VON AUDIO- UND VIDEO-
SIGNALEN (
JOHANSEN)
19
2.1 ABTASTUNG UND QUANTISIERUNG 19
2.2 DIGITALISIERUNG VON VIDEOSIGNALEN 20
2.2.1 A/D- UND D/A-WANDLER FUER VIDEOSIGNALE 22
2.2.2 SIGNALDARSTELLUNG FUER VIDEOSIGNALE 24
2.3 DIGITALISIERUNG VON AUDIOSIGNALEN 26
2.3.1 SIGNALDARSTELLUNG FUER AUDIOSIGNALE 28
2.3.2 A/D- UND D/A-WANDLER FUER AUDIOSIGNALE 28
3 QUELLENCODIERUNG VON AUDIOSIGNALEN NACH MPEG
(FECHTER)
. 34
3.1 GRUNDLAGEN DER DATENREDUKTION 34
3.2 PSYCHOAKUSTISCHE GRUNDLAGEN 36
3.2.1 RUHEHOERSCHWELLE UND HOERFLAECHE 36
3.2.2 VERDECKUNG 37
3.2.2.1 VERDECKUNG DURCH STATIONAERE SCHALLE 38
3.2.2.2 ZEITABHAENGIGE VERDECKUNGSEFFEKTE 39
3.3 QUELLENCODIERUNG VON AUDIOSIGNALEN DURCH AUSNUTZUNG DER
VERDECKUNGSEIGENSCHAFTEN DES GEHOERS 41
3.3.1 GRUNDSTRUKTUR DES CODIERVERFAHRENS NACH MPEG 42
3.3.2 CODIERUNG NACH LAYER 1 47
3.3.3 CODIERUNG NACH LAYER 2 49
3.3.4 CODIERUNG NACH LAYER 3 50
3.3.5 DECODIERUNG 51
X INHALTSVERZEICHNIS
3.3.6 DIE PARAMETER VON MPEG-AUDIO 51
3.3.7 DIE AUDIOCODIERUNG NACH MPEG 2 53
3.4 ZUSAMMENFASSUNG 54
4 QUELLENCODIERUNG FUER VIDEOSIGNALE NACH JPEG UND MPEG
(RICKEN) 56
4.1 CODIERUNG NACH JPEG 57
4.1.1 BLOCKSCHALTBILDER VON ENCODER UND DECODER 57
4.1.2 DISKRETE COSINUS-TRANSFORMATION 58
4.1.3 QUANTISIERUNG 60
4.1.4 REDUNDANZREDUKTION 62
4.1.5 BESONDERE MODI 64
4.1.6 DATEIFORMAT (AUSTAUSCHFORMAT) 67
4.2 CODIERUNG NACH DEN MPEG-STANDARDS 68
4.2.1 BLOCKSCHALTBILDER VON ENCODER UND DECODER 70
4.2.2 BEWEGUNGSSCHAETZUNG 73
4.2.3 BILD-UMSORTIERUNG 75
4.2.4 DATENRATENKONTROLLE 77
4.2.5 BESONDERHEITEN BEI MPEG-I 78
4.2.6 BESONDERHEITEN BEI MPEG-2 81
4.3 ZUSAMMENFASSUNG 87
5 SYSTEMEBENE UND MULTIPLEXBILDUNG NACH MPEG-2
(RICKEN)
. 89
5.1 UNTERSCHIEDE ZWISCHEN PROGRAM MULTIPLEX UND TRANSPORT
MULTIPLEX 89
5.2 DIE SYSTEMEBENE IM ISO/OSI-SCHICHTENMODELL 90
5.3 ENDE-ZU-ENDE SYNCHRONISIERUNG 93
5.4 SERVICE INFORMATION 97
6 VERFAHREN DER VORWAERTS-FEHLERKORREKTUR (FEC) BEI DER UEBER-
TRAGUNG VON DIGITALEM FERNSEHEN (ROY) 100
6.1 GRUNDLEGENDE BETRACHTUNGEN 100
6.2 REED-SOLOMON CODES 103
6.2.1 EINFUEHRUNG IN DIE ARITHMETIK DES GALOIS-FELDES 104
6.2.2 DEFINITION DES REED-SOLOMON CODES UND DER ENCODIERUNG/
DECODIERUNG IM FREQUENZBEREICH 110
6.2.3 FEHLERKORREKTUR BEIM REED-SOLOMON CODE 111
6.2.4 BEISPIEL EINER ENCODIERUNG/DECODIERUNG IM FREQUENZBEREICH . 113
6.2.5 CODIERUNG UND DECODIERUNG IM ZEITBEREICH 115
6.2.6 LEISTUNGSFAEHIGKEIT VON REED-SOLOMON CODES 116
6.3 FALTUNGSCODES 117
6.3.1 GRUNDBEGRIFFE DER FALTUNGSCODES 117
6.3.2 BEISPIEL EINER FALTUNGSENCODIERUNG UND -DECODIERUNG 120
6.3.2.1 AUFBAU DES BEISPIEL-ENCODERS 120
6.3.2.2 ZUSTANDS- UND NETZDIAGRAMM DES BEISPIEL-ENCODERS 120
6.3.2.3 BEISPIEL EINER ENCODIERUNG MIT FOLGENDER (VITERBI-)DECODIERUNG .
122
6.3.3 HARD- UND SOFTDECISION 125
INHALTSVERZEICHNIS XI
6.3.4 PUNKTIERUNG VON FALTUNGSCODES 126
6.3.5 LEISTUNGSFAEHIGKEIT VON FALTUNGSCODES 127
6.4 VERKETTUNG VON CODES 128
6.4.1 VERKETTUNG VON BLOCKCODES 128
6.4.2 INTERLEAVING 130
6.4.3 FEHLERKORREKTURVERFAHREN FUER DVB 132
6.5 HINWEISE ZUR WEITERFUEHRENDEN LITERATUR 133
7 DIGITALE MODULATIONSVERFAHREN
(JAEGER)
136
7.1 NRZ-BASISBANDSIGNAL 136
7.2 PRINZIPIEN DER DIGITALEN MODULATION EINES COSINUSFOERMIGEN
TRAEGERSIGNALS 143
7.2.1 AMPLITUDENTASTUNG (2-ASK) 145
7.2.2 FREQUENZUMTASTUNG 2-FSK) 146
7.2.3 PHASENUMTASTUNG (2-PSK) 147
7.3 QUADRATURPHASENUMTASTUNG (QPSK) 150
7.4 HOEHERSTUFIGE AMPLITUDENTASTUNG (ASK) UND DIGITALE RESTSEITEN-
BAND-AMPLITUDENMODULATION (RSB-AM) 153
7.5 DIGITALE QUADRATUR-AMPLITUDENMODULATION (QAM) 158
7.6 ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEX (OFDM) 164
8 CONDITIONAL ACCESS FUER DAS DIGITALE FERNSEHEN
(VERSE)
171
9 DER SATELLITENSTANDARD UND SEINE DECODERTECHNIK
(VERSE)
177
9.1 GRUNDLAGEN DER SATELLITENUEBERTRAGUNG 177
9.1.1 UEBERTRAGUNGSSTRECKE 177
9.1.2 SENDERTECHNIK 178
9.1.3 POLARISATIONSENTKOPPLUNG 180
9.1.4 ENERGIEVERWISCHUNG 180
9.1.5 EMPFAENGERTECHNIK 181
9.1.6 KENNDATEN EINES FERNSEHSATELLITEN AM BEISPIEL DES ASTRA LD . . .
182
9.2 ANFORDERUNGEN AN DEN SATELLITENSTANDARD 182
9.3 ENCODERSEITIGE SIGNALVERARBEITUNG 184
9.3.1 SYSTEMUEBERSICHT 184
9.3.2 ENERGIEVERWISCHUNG (ENERGY DISPERSAL SCRAMBLING) 184
9.3.3 FEHLERSCHUTZCODIERUNG 185
9.3.4 FILTERUNG 186
9.3.5 MODULATION 187
9.4 DECODERTECHNIK 188
9.4.1 DEMODULATOR 189
9.4.2 FILTERUNG UND TAKTRUECKGEWINNUNG 189
9.4.3 VITERBI-DECODER 190
9.4.4 SYNC BYTE DETECTOR 191
9.4.5 DEINTERLEAVER UND RS-DECODER 192
9.4.6 ENERGY DISPERSAL REMOVER 192
9.4.7 BASISBAND-SCHNITTSTELLE 192
9.5 LEISTUNGSMERKMALE DES STANDARDS 193
XII INHALTSVERZEICHNIS
9.5.1 ERMITTLUNG DER NETTODATENRATEN 193
9.5.2 BENOETIGTER STOERABSTAND IM UEBERTRAGUNGSKANAL 193
9.5.3 ANTENNENDURCHMESSER 193
10 DER KABELSTANDARD UND SEINE DECODERTECHNIK
(JAEGER)
197
10.1 KABELGEBUNDENE UEBERTRAGUNG AM BEISPIEL DES BK-NETZES DER
DEUTSCHEN TELEKOM 197
10.1.1 INTERMODULATIONEN 199
10.1.2 THERMISCHES RAUSCHEN 200
10.1.3 REFLEXIONEN 202
10.2 NUTZERANFORDERUNGEN AN DEN KABELSTANDARD 202
10.3 ENCODERSEITIGE SIGNALVERARBEITUNG 204
10.3.1 UMSETZUNG DER BYTES AUF SYMBOLWOERTER 204
10.3.2 DIFFERENTIELLE CODIERUNG DER MSBS 205
10.3.3 MODULATION 207
10.4 DECODERTECHNIK 210
10.4.1 KABELTUNER 210
10.4.2 ZF-INTERFACE 211
10.4.3 RUECKGEWINNUNG DES TRAEGERSIGNALS 211
10.4.4 ERZEUGUNG DES TAKTSIGNALS 214
10.4.5 DEMODULATION DES QAM-SIGNALS 215
10.4.6 DIFFERENTIELLE DECODIERUNG DER MSBS 218
10.4.7 UMSETZUNG DER SYMBOLWOERTER AUF BYTES 218
10.4.8 DETEKTION DER MPEG-SYNCHRON-WOERTER 218
10.5 LEISTUNGSMERKMALE DES STANDARDS 220
10.5.1 ERMITTLUNG DER NUTZDATENRATEN 220
10.5.2 BENOETIGTER STOERABSTAND IM UEBERTRAGUNGSKANAL 221
10.6 DTVB-NUTZUNG IN GROSSGEMEINSCHAFTSANTENNEN-ANLAGEN 222
11 DER STANDARD ZUR TERRESTRISCHEN AUSSTRAHLUNG UND SEINE
DECODERTECHNIK
(REIMERS)
226
11.1 GRUNDLAGEN DER TERRESTRISCHEN FERNSEHAUSSTRAHLUNG 262
11.2 NUTZERANFORDERUNGEN AN EIN SYSTEM ZUR TERRESTRISCHEN AUS-
STRAHLUNG VON DTVB-SIGNALEN 230
11.3 ENCODERSEITIGE SIGNALVERARBEITUNG 232
11.3.1 INNERER INTERLEAVER UND SYMBOLMAPPING 233
11.3.2 WAHL DER OFDM-PARAMETER 234
11.3.3 GESTALTUNG DES UEBERTRAGUNGSRAHMENS 236
11.4 DECODERTECHNIK 241
11.5 HIERARCHISCHE MODULATION 243
11.6 LEISTUNGSMERKMALE DES STANDARDS 248
11.6.1 ERMITTLUNG DER NUTZDATENRATEN 248
11.6.2 BENOETIGTER STOERABSTAND IM UEBERTRAGUNGSKANAL 250
12 MESSTECHNIK FUER DAS DIGITALE FERNSEHEN
(JOHANSEN, LADEBUSCH)
. 253
12.1 MESSTECHNIK FUER DAS ANALOGE FERNSEHEN IM UEBERBLICK 253
12.2 MESSTECHNIK FUER DAS DIGITALE FERNSEHEN IM UEBERBLICK 254
INHALTSVERZEICHNIS XM
12.3 DARSTELLUNG DES AUGENDIAGRAMMS 255
12.4 MESSUNGEN AN MODULATOREN UND DEMODULATOREN 256
12.4.1 MESSUNGEN AN EINEM QAM-SENDER 257
12.4.2 MESSUNGEN AN EINEM QAM-EMPFAENGER 258
12.4.3 MESSUNGEN AN EINER OFDM-UEBERTRAGUNG 259
12.5 MESSUNGEN DER FEHLERHAEUFIGKEIT 260
12.5.1 DIREKTE MESSUNG DER FEHLERHAEUFIGKEIT 260
12.5.2 VERGLEICHSMESSUNG DER FEHLERHAEUFIGKEIT 262
12.6 TESTSEQUENZ ZUR BEURTEILUNG DER BILDQUALITAET 263
13 LITERATURVERZEICHNIS 266
14 VERZEICHNIS DER VERWENDETEN ABKUERZUNGEN 272
15 SACHVERZEICHNIS 277 |
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