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

Vorwort

Geleitwort

Inhaltsverzeichnisitled

1 Einleitung

2 Analoges Fernsehen

2.1 Abtastung einer Schwarz-Weiß-Bildvorlage

2.2 Horizontal- und Vertikal-Synchronimpuls

2.3 Hinzunehmen der Farbinformation

2.4 Übertragungsverfahren

2.5 Verzerrungen und Störungen

2.6 Signale in der Vertikalaustastlücke

2.7 Messungen an analogen Videosignalen

3 Der MPEG-2-Datenstrom

3.1 Der Packetized Elementary Stream (PES)

3.2 Das MPEG-2-Transportstrompaket

3.3 Informationen für den Empfänger

3.3.1 Synchronisierung auf den Transportstrom

3.3.2 Auslesen der aktuellen Prograrnmstruktur

3.3.3 Der Zugriff auf ein Programm

3.3.4 Zugriff auf verschlüsselte Programme

3.3.5 Programmsynchronisation (PCR, DTS, PTS

3.3.6 Zusatz-Informationen im Transportstrom (PSI / SI / PSIP

3.3.7 Nicht-private und private Sections und Tabellen

3.3.8 Die Service Information gemäß DVB (SI

3.4 PSIP gemäß ATSC

3.5. ARIB-Tabellen gemäss ISDB-T

3.6. DMB-T (China) Tabellen

3.7 Weitere wichtige Details des MPEG-2 Transportstromes

3.7.1 Die Transport Priority

3.7.2 Die Transport Scrambling Control Bits

3.7.3 Die Adaptation Field Control Bits

3.7.4 Der Continuity Counter

4 Digitales Videosignal gemäß ITU-BT.R601 (CCIR601

5 High Definition Television - HDTV

6 Transformationen vom Zeitbereich in den Frequenzbereich und zurück

6.1 Die Fouriertransformation

6.2. Die Diskrete Fouriertransformation (DFT)

6.3 Die Fast Fouriertransformation (FFT

6.4. Praktische Realisierung und Anwendung der DFT und FFT

6.5. Die Diskrete Cosinustransformation (DCT)

6.6 Signale im Zeitbereich und deren Transformierte im Frequenzbereich

6.7 Systemfehler der DFT bzw. FFT und deren Vermeidung

6.8 Fensterfunktionen

7 Videocodierung gemäß MPEG-2

7.1 Videokomprimierung

7.1.1 Zurücknahme der der Quantisierung von 10 auf 8 Bit

7.1.2 Weglassen der H- und V-Lücke

7.1.3 Reduktion der Farbauflösung auch in vertikaler Richtung (4:2:0

7.1.4 Weitere Schritte zur Datenreduktion

7.1.5 Differenz-Plus-Code-Modulation von Bewegtbildern

7.1.6 Diskrete Cosinustransformation mit nachfolgender Quantisierung

7.1.7 Zig-Zag-Scan und Lauflängencodierung von Null-Sequenzen

7.1.8 Huffmann-Codierung

7.2 Zusammenfassung

7.3 Aufbau des Videoelementarstroms

7.4 Modernere Videokomprimierungsverfahren

8 Komprimierung von Audiosignalen gemäß MPEG und Dolby Digital

8.1 Das digitale Audioquellensignal

8.2 Geschichte der Audiokomprimierung

8.3 Das psychoakustische Modell des menschlichen Ohres

8.4 Grundprinzip der Audiocodierung

8.5 Teilbandcodierung bei MPEG Layer I, II

8.6 Transformationscodierung bei MPEG Layer III

8.7 Mehrkanalton

9 Videotext, Untertitel und VPS gemäß DVB

9.1 Videotext und Untertitel

9.2 Video Program System (VPS

10 Digitale Videostandards im Vergleich

10.1 MPEG-1 und MPEG-2, Video-CD und DVD, M-JPEG und

10.2. MPEG-3, MPEG-4, MPEG-7 und MPEG-21

10.3 Physikalische Schnittstellen für digitale Videosignale

10.3.1 "CCIR601" Parallel und Seriell

10.3.2 Synchrone, parallele Transportstromschnittstelle (TS PARALLEL

10.3.3 Asynchrone serielle Transportstromschnittstelle (TS- ASI

11 Messungen am MPEG-2-Transportstrom

11.1 Verlust der Synchronisation (TS-Sync-Loss

11.2 Fehlerhafte Sync-Bytes (Sync_Byte_Error

11.3 Fehlende oder fehlerhafte Program Association Table (PAT) (PAT_Error

11.4 Fehlende oder fehlerhafte Program Map Table (PMT) (PMT_Error

11.5 Der PID_Error

11.6 Der Continuity_Count_Error

11.7 Der Transport_Error

11.8 Der Cyclic Redundancy Check-Fehler

11.9 Fehler der Program Clock Reference (PCR_Error, PCR_accuracy

11.10 Der Presentation Time Stamp Fehler (PTS_Error

11.11 Fehlende oder fehlerhafte Conditional Access Table (CAT_Error

11.12 Fehlerhafte Wiederholrate der Service Informationen (SI_Repetition_Error

11.13 Überwachung der Tabellen NIT, SDT, EIT, RST

11.14NichtreferenziertePID(unreferenced_PID

11.15 Fehler bei der Übertragung zusätzlicher Service Informationen SI_other_Error

11.16 Fehlerhafte Tabellen NIT_other, SDT_other_Error, EIT_other_Error

11.17 Überwachung eines ATSC-konformen Transportstroms

12 Bildqualitätsanalyse an digitalen TV-Signalen

12.1 Methoden zur Bildqualitätsmessung

12.1.1 Subjektive Bildqualitätsanalyse

12.1.2 Double Stimulus Continual Quality Scale Method DSCQS

12.1.3 Single Stimulus Continual Quality Scale Method SSCQE

12.2 Objektive Bildqualitätsanalyse

13 Grundlagen der Digitalen Modulation

13.1 Einführung

13.2 Mischer

13.3 Amplitudenmodulation

13.4 IQ-Modulator

13.5 Der IQ-Demodulator

13.6 Anwendung der Hilbert-Transformation bei der IQ-Modulation225 13.7. Praktische Anwendungen der Hilbert-Transformation

13.7. Praktische Anwendungen der Hilbert-Transformation

14 Übertragung von digitalen Fernsehsignalen über Satellit

14.1 Die DVB-S-Systemparameter

14.2 Der DVB-S-Modulator

14.3 Faltungscodierung

14.4 Signalverarbeitung im Satelliten

14.5 Der DVB-S-Empfänger

14.6 Einflüsse auf der Satellitenübertragungsstrecke

14.7DVB-S2

15 DVB-S Messtechnik

15.1 Einführung

15.2 Messung der Bitfehlerraten

15.3 Messungen an DVB-S-Signalen mit einem Spektrumanalyzer

15.3.1 Näherungsweise Ermittelung der Rauschleistung N

15.3.2 C/N, S/N und Eb/NO

15.3.3 Ermittelung des EB/N0

15.4 Messung des Schulterabstandes

15.5 DVB-S-Empfänger-Test

16 Die Breitbandkabelübertragung gemäß DVB-C

16.1 Der DVB-C-Standard

16.2 Der DVB-C-Modulator

16.3 Der DVB-C-Empfänger

16.4 Störeinflüsse auf der DVB-C-Übertragungsstrecke

17 Die Breitbandkabelübertragung nach ITU-T J83B

18 Messungen an digitalen TV-Signalen im Breitbandkabel

18.1 DVB-C/J83A,B,C-Messempfänger mit Konstellationsanalyse

18.2 Erfassung von Störeinflüssen mit Hilfe der Konstellationsanalyse

18.2.1 Additives weißes gauß'sches Rauschen (AWGN

18.2.2 Phasenjitter

18.2.3 Sinusförmiger Interferenzstörer

18.2.4 Einflüsse des IQ-Modulators

18.2.5 Modulation Error Ratio (MER) - Modulationsfehler

18.2.6 Error Vector Magnitude (EVM

18.3 Messung der Bitfehlerrate (Bit Error Rate BER

18.4 Messungen mit einem Spektrumanalyzer

18.5 Messung des Schulterabstandes

18.6 Messung der Welligkeit im Kanal bzw. Kanalschräglage

18.7 DVB-C/J83ABC-Empfänger-Test

19 Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex (COFDM

19.1 Warum Mehrträgerverfahren?

19.2 Was ist COFDM?

19.3 Erzeugung der COFDM-Symbole

19.4 Zusatzsignale im COFDM-Spektrum

19.5 Hierarchische Modulation

19.6 Zusammenfassung

20 Die terrestrische Übertragung von digitalen TV-Signalen über DVB-T.

20.1 Der DVB-T-Standard

20.2 Die DVB-T-Träger

20.3 Hierarchische Modulation

20.4 DVB-T-Systemparameter des 8/7/6-MHz-Kanals

20.5 DVB-T-Modulator und Sender

20.6 Der DVB-T-Empfänger

20.7 Störeinflüsse auf der DVB-T-Übertragungsstrecke

20.8 DVB-T-Gleichwellennetze (SFN

20.9 Mindestens notwendiger Empfängereingangspegel bei DVB-T

21 Messungen an DVB-T-Signalen

21.1 Messung der Bitfehlerraten

21.2 Messungen an DVB-T-Signalen mit einem Spektrumanalyzer

21.3 Konstellationsanalyse an DVB-T-Signalen

21.3.1 Weißes Rauschen (AWGN =Additive White Gaussian Noise

21.3.2 Phasenjitter

21.3.3 Interferenzstörer

21.3.4 Echos, Mehrwegeempfang

21.3.5 Dopplereffekt

21.3.6 IQ-Fehler des Modulators

21.3.7 Ursache und Auswirkung von IQ-Fehlern bei DVB-T

21.4 Messung des Crestfaktors

21.5 Messung des Amplituden-, Phasen- und Gruppenlaufzeitganges

21.6 Messung der Impulsantwort

21.7 Messung des Schulterabstandes

22 DVB-H - Digital Video Broadcasting for Handhelds

22.1 Einführung

22.2 Konvergenz zwischen Mobilfunk und Broadcast

22.3 DVB-H - die wesentlichen Parameter

22.4 DSM-CC Sections

22.5 Multiprotocol Encapsulation (MPE

22.6 DVB-H - Standard

22.7 Zusammenfassung

23 Digitales Terrestrisches Fernsehen gemäß ATSC (Nordamerika

23.1 Der 8VSB-Modulator

23.2 8VSB-Brutto- und Nettodatenrate

23.3 Der ATSC-Empfänger

23.4 Störeinflüsse auf der ATSC-Übertragungsstrecke

24 ATSC/8VSB-Messtechnik

24.1 Messung der Bitfehlerraten

24.2 8VSB-Messungen mit Hilfe eines Spektrumanalysators

24.3 Konstellationsanalyse an 8VSB-Signalen

24.4 Ermittelung des Amplituden- und Gruppenlaufzeitganges

25 Digitales Terrestrisches Fernsehen gemäß ISDB-T (Japan

26 Digital Audio Broadcasting - DAB

26.1 Vergleich DAB und DVB

26.2 DAB im Überblick

26.3 Der physikalische Layer von DAB

26.4 DAB - Forward Error Correction - FEC

26.5 DAB-Modulator und Sender

26.6 DAB-Datenstruktur

26.7 DAB-Gleichwellennetze

26.8 DAB Data Broadcasting

27 DVB-Datendienste: MHP und SSU

27.1 Data Broadcasting bei DVB

27.2 Object Carousels

27.3 MHP = Multimedia Home Platform

27.4 System Software Update - SSU

28 DMB-T und T-DMB

28.1DMB-T

28.2 T-DMB

29 Digitales Fernsehen weltweit - ein Ausblick

Abkürzungsverzeichnis

TV-Kanaltabellen

Sachverzeichnis