基于FPGA的TS over IP系统研究与实现
发布时间：2021-01-03 12:45
在三网融合的大背景下,数字电视的网络化已成为必然趋势。为了降低数字电视系统的设备成本,以及增强系统的可扩展性,传统的数字电视接口ASI已无法满足市场需求,因此亟需能将ASI接口转到IP接口的设备,以承载数字电视网和互联网之间的信息传递。本文将通过对MPEG-2 TS流进行格式转换及中间处理,利用FPGA设计并实现TS over IP系统,以完成ASI接口到IP接口的转换。本文的主要研究内容如下:（1）本文将选用Xilinx公司的ZYNQ-7020以及物理层网络芯片88E1111构建系统的硬件平台,利用Verilog硬件描述语言完成系统功能设计,包括将ASI接口的MPEG-2 TS码流封装为IP包格式,多路TS流的复用,码率平滑以及PCR校正,从而完成对TS over IP数字电视前端系统的设计与实现。（2）本系统支持256路TS流的接收与发送,为了便于FPGA内部的处理,在系统内部对256路TS流进行复用。TS流中PID字节是节目信息的唯一标识,而复用操作会导致PID冲突。为了解决该问题,本文中提出了自定义包头的概念,即在标准TS包结构的基础上增加了自定义字节,通过对系统功能的仿真可知...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
第一代数字电视系统结构图
图 1-2 第一代数字电视系统结构图第二代，数字电视系统主要也是基于 ASI 的传输方式和处理结构，如图 1-3所示。从图中可看出系统核心处理部分集成到一个设备，该集成设备可处理复用、加扰及 PCR 去抖动等功能。在备份上仍然使用的是 N+1 或 M+N 备份，传输上也是通过同轴电缆承载，以及采用切换矩阵进行信号调度。因此，与第一代数字电视系统相比，第二代的数字电视系统在信号处理的功能上更加灵活，但整个系统的架构基本没变，系统结构仍然比较复杂，资源的可利用率不高。
数字电视系统采用的是全 IP 化设备，如图 1-5 所示。相较于第三代数字电视系统，整个系统从信号源的接收到信号传输与处理，最后到 IPQAM发送设备，均采用了 IP 化技术。信号传输部分舍弃了传统的切换矩阵的调度方法，直接采用交换机对信号进行调度。而且随着网络带宽的不断提高，处理信号的能力也随之提高，而不需要增加硬件传输设备。整个系统架构也越来越简单，减少了后期维护的工作量，故可使研究人员可将精力放在对编解码及功能处理的性能提高上[18]。卫星信源接收机其他信源接收机防非监控系统IP输出高集成度复用加扰器1IPQAM调制器1IP输出高集成度复用加扰器nIPQAM调制器n射频混合器HFC网交换机-主交换机-备交换机-主交换机-备IP IPIPIPIPIPIPIPIPIPIPIP图 1-5 第四代数字电视系统结构图
【参考文献】：
期刊论文
[1]网络整合下的省级DVB前端设计探索[J]. 温怀疆,乔小燕. 电视技术. 2017(Z2)
[2]基于IP架构的省级广电网络数字电视平台组建研究[J]. 冯超. 电视技术. 2017(Z2)
[3]谈数字电视平台系统IP化之利[J]. 张智男,潘文胜,叶春晖. 有线电视技术. 2017(05)
[4]家庭宽带IPTV业务开展策略[J]. 牛瑛霞,何欣. 电信科学. 2017(04)
[5]新型8B/10B编码方案的设计与实现[J]. 常红,柯导明,孟坚,晏蓓蓓,孙贵金,程国林,彭特. 计算机工程与应用. 2018(02)
[6]歌华有线数字电视前端IP化实践与思考[J]. 杨金光. 有线电视技术. 2016(07)
[7]有线数字电视前端节目传输IP化改造[J]. 李俊彦. 电子科学技术. 2016(04)
[8]LTE网络中QoE的联合速率控制和缓冲区管理的视频传输优化方法[J]. 刘春,董育宁. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2016(03)
[9]全IP化数字电视前端系统的冗余备份策略[J]. 陈国权. 中国有线电视. 2016(05)
[10]浅析数字电视前端IP化的技术实现[J]. 苏坤. 有线电视技术. 2015(10)
硕士论文
[1]基于IP技术的数字电视前端系统优化技术研究[D]. 尹梓鉴.吉林大学 2017
[2]基于TS流的数字电视播出系统的研究与实现[D]. 李叶.中南大学 2014
[3]基于IP技术的数字电视前端系统的研究与实现[D]. 张琪信.华南理工大学 2013
[4]基于MPEG-2标准的数字电视音视频同步设计与实现[D]. 陈亮.哈尔滨工业大学 2013
[5]基于IP的综合数字电视前端系统的设计与实现[D]. 唐超.大连理工大学 2013
[6]基于IP的TS流传输关键技术研究[D]. 平亮.上海交通大学 2007
本文编号：2955005
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
第一代数字电视系统结构图
图 1-2 第一代数字电视系统结构图第二代，数字电视系统主要也是基于 ASI 的传输方式和处理结构，如图 1-3所示。从图中可看出系统核心处理部分集成到一个设备，该集成设备可处理复用、加扰及 PCR 去抖动等功能。在备份上仍然使用的是 N+1 或 M+N 备份，传输上也是通过同轴电缆承载，以及采用切换矩阵进行信号调度。因此，与第一代数字电视系统相比，第二代的数字电视系统在信号处理的功能上更加灵活，但整个系统的架构基本没变，系统结构仍然比较复杂，资源的可利用率不高。
数字电视系统采用的是全 IP 化设备，如图 1-5 所示。相较于第三代数字电视系统，整个系统从信号源的接收到信号传输与处理，最后到 IPQAM发送设备，均采用了 IP 化技术。信号传输部分舍弃了传统的切换矩阵的调度方法，直接采用交换机对信号进行调度。而且随着网络带宽的不断提高，处理信号的能力也随之提高，而不需要增加硬件传输设备。整个系统架构也越来越简单，减少了后期维护的工作量，故可使研究人员可将精力放在对编解码及功能处理的性能提高上[18]。卫星信源接收机其他信源接收机防非监控系统IP输出高集成度复用加扰器1IPQAM调制器1IP输出高集成度复用加扰器nIPQAM调制器n射频混合器HFC网交换机-主交换机-备交换机-主交换机-备IP IPIPIPIPIPIPIPIPIPIPIP图 1-5 第四代数字电视系统结构图
【参考文献】：
期刊论文
[1]网络整合下的省级DVB前端设计探索[J]. 温怀疆,乔小燕. 电视技术. 2017(Z2)
[2]基于IP架构的省级广电网络数字电视平台组建研究[J]. 冯超. 电视技术. 2017(Z2)
[3]谈数字电视平台系统IP化之利[J]. 张智男,潘文胜,叶春晖. 有线电视技术. 2017(05)
[4]家庭宽带IPTV业务开展策略[J]. 牛瑛霞,何欣. 电信科学. 2017(04)
[5]新型8B/10B编码方案的设计与实现[J]. 常红,柯导明,孟坚,晏蓓蓓,孙贵金,程国林,彭特. 计算机工程与应用. 2018(02)
[6]歌华有线数字电视前端IP化实践与思考[J]. 杨金光. 有线电视技术. 2016(07)
[7]有线数字电视前端节目传输IP化改造[J]. 李俊彦. 电子科学技术. 2016(04)
[8]LTE网络中QoE的联合速率控制和缓冲区管理的视频传输优化方法[J]. 刘春,董育宁. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2016(03)
[9]全IP化数字电视前端系统的冗余备份策略[J]. 陈国权. 中国有线电视. 2016(05)
[10]浅析数字电视前端IP化的技术实现[J]. 苏坤. 有线电视技术. 2015(10)
硕士论文
[1]基于IP技术的数字电视前端系统优化技术研究[D]. 尹梓鉴.吉林大学 2017
[2]基于TS流的数字电视播出系统的研究与实现[D]. 李叶.中南大学 2014
[3]基于IP技术的数字电视前端系统的研究与实现[D]. 张琪信.华南理工大学 2013
[4]基于MPEG-2标准的数字电视音视频同步设计与实现[D]. 陈亮.哈尔滨工业大学 2013
[5]基于IP的综合数字电视前端系统的设计与实现[D]. 唐超.大连理工大学 2013
[6]基于IP的TS流传输关键技术研究[D]. 平亮.上海交通大学 2007
本文编号：2955005
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