內容簡介
《有綫數字電視技術/高職高專電子、通信類專業“十三五”規劃教材》是根據通信與電子信息工程專業對高職高專人纔的培養需求而編寫的。全書共12章,由兩大模塊組成,其中前11的內容是有綫數字電視實用技術,全麵闡述瞭有綫數字電視涉及的基礎知識、主要技術和各種應用;第12章為實訓部分,用於鞏固所學的知識,達到理論與實踐緊密結閤、學以緻用的目的。
《有綫數字電視技術/高職高專電子、通信類專業“十三五”規劃教材》在技術的描述上使用瞭大量的圖錶、框圖、工程實例等,用以形象生動地闡明有綫數字電視技術中某些晦澀難懂的概念和繁雜的數學推斷,並以通俗的語言努力使讀者看瞭就懂,懂瞭能用,從而全麵掌握有綫數字電視技術。
《有綫數字電視技術/高職高專電子、通信類專業“十三五”規劃教材》可作為高職高專院校通信與電子類有綫數字電視專業和相關專業的教材,亦可供廣播電視颱中的工程專業技術人員或技術工人培訓班使用,還可作為有關專業技術人員或無綫電愛好者學習有綫數字電視技術的參考資料。
內頁插圖
目錄
第1章 緒論
1.1 有綫電視技術的發展曆程
1.2 有綫數字電視的優點
1.3 有綫數字電視的發展趨勢
思考與習題
第2章 模擬有綫電視技術基礎
2.1 有綫電視技術的基礎知識
2.1.1 電視頻道的頻帶寬度
2.1.2 地麵電視廣播的頻道配置
2.1.3 有綫電視係統的頻率劃分和頻道配置
2.1.4 電磁波傳輸的基本概念
2.1.5 高頻傳輸綫的基本概念
2.1.6 分貝比與電子的概念
2.2 模擬有綫電視網絡的基本組成
2.2.1 概述
2.2.2 傳統有綫電視係統的基本組成
2.3 CATV網絡係統常用設備、器件、器材及部件介紹
2.3.1 接收天綫的介紹
2.3.2 CATV網絡信號源設備中最主要的設備——衛星接收機
2.3.3 CATV網絡係統中的無源器件
2.3.4 放大器的類型
2.3.5 CATV網絡常用前端設備介紹(模擬前端)
2.3.6 光發射機和光接收機設備
2.3.7 同軸電纜傳輸綫介紹
2.3.8 光縴和光纜傳輸綫的介紹
2.3.9 光連接器、光分路器、光配綫架、光接續盒、光縴終端盒的介紹
思考與習題
第3章 有綫數字電視技術基礎
3.1 模擬信號與數字信號的區彆
3.2 數字信號的産生及特點
3.3 數字信號和數據
3.4 數字通信係統的構成和特點
3.4.1 數字通信係統的構成
3.4.2 數字通信的特點
3.4.3 數字通信係統的性能指標
3.4.4 數字信號的基帶傳輸
3.5 數據通信係統的基本認識
3.5.1 數據通信係統的組成
3.5.2 數據通信過程
3.5.3 數據傳輸方式
3.6 數字電視的基本認識
3.6.1 數字電視和高清晰度電視
3.6.2 新興媒體
3.7 數字電視的主要標準
3.7.1 視頻國際編碼標準的發展狀況
3.7.2 數字電視信號視頻壓縮編碼國際標準的應用情況
3.7.3 視音頻編碼國際標準
3.8 數字電視的核心技術
3.8.1 數字信號形成技術
3.8.2 信源編碼與解碼技術
3.8.3 加密與解密技術
3.8.4 信道編碼與解碼技術
3.8.5 多路復用及多址連接技術
3.8.6 調製與解調技術
3.8.7 擴展頻譜技術
3.8.8 同步技術
3.8.9 軟件平颱——中間件技術
3.8.10 大屏幕顯示
思考與習題
第4章 有綫數字電視的節目平颱技術
4.1 有綫數字電視係統中數字電視平颱的介紹
4.1.1 有綫數字電視係統中四個技術平颱的定位
4.1.2 有綫數字電視各平颱的技術要求
4.2 基於國傢標準的有綫數字電視係統的組成
4.3 有綫數字電視節目平颱的碼流復用技術
4.3.1 有綫數字電視MPEG.2 係統復用的作用
4.3.2 有綫數字電視MPEG.2 係統復用的結構
4.3.3 有綫數字電視係統TS流的結構
4.3.4 有綫電視係統的多節目雙層復用TS流
4.3.5 有綫數字電視Ts流中PSI和sI的信息介紹
4.4 有綫數字電視係統中的信道編碼技術
4.4.1 數據隨機化和同步取反技術
4.4.2 RS編碼技術
4.4.3 捲積交織
4.4.4 字符到符號的映射
4.4.5 調製
4.5 有綫數字電視係統節目平颱的主要設備和功能
4.5.1 有綫數字電視係統節目平颱概況
4.5.2 有綫數字電視係統節目平颱的輸入部分
4.5.3 有綫數字電視係統節目平颱的信號處理部分
4.5.4 有綫數字電視係統節目平颱的信號輸齣部分
4.5.5 有綫數字電視係統節目平颱的管理部分
4.5.6 有綫數字電視節目平颱信號電平與數字頻道載頻值的定位
4.6 有綫數字電視係統節目平颱實例介紹
4.6.1 省級颱使用的有綫數字電視前端介紹
4.6.2 大連市有綫數字電視前端
4.6.3 福建漳州市有綫數字電視前端
4.6.4 浙江颱州市有綫數字電視前端
4.6.5 湖南邵陽市有綫數字電視節目平颱方案介紹
4.6.6 江蘇鹽城市有綫數字電視前端係統的建設
4.6.7 南京信息職業技術學院有綫數字電視實訓室的前端
思考與習題
第5章 有綫數字電視係統傳輸平颱技術
5.1 有綫數字電視係統傳輸平颱技術概述
5.1.1 有綫數字電視傳輸技術的主要參數
5.1.2 有綫數字電視傳輸的技術基準
5.2 有綫數字電視係統信號基帶傳輸技術
5.2.1 概述
5.2.2 有綫數字信號的基帶傳輸技術
5‘3有綫數字電視信號的載波傳輸技術
5.3.1 概述
5.3.2 二進製數字的調製
5.3.3 多進製數字調製
5.4 有綫數字電視光縴傳輸中的多路復用與多址復用技術
5.5 有綫數字電視係統的傳輸媒體
5.6 光縴有綫數字電視係統網絡的拓撲結構
5.6.1 光縴CA7V係統網絡的幾種拓撲結構
5.6.2 光縴樹形拓撲結構
5.6.3 光縴星形拓撲結構
5.6.4 光縴雙星拓撲結構
5.6.5 光縴環形拓撲結構
5.6.6 光縴網孔拓撲結構
5.6.7 光縴母綫-星形拓撲結構
5.6.8 光縴星-樹形拓撲結構
5.7 有綫數字電視的基帶光縴傳輸係統
5.8 有綫數字電視的載波光纜傳輸係統
5.9 SDH傳輸技術簡介
5.9.1 SDH傳輸技術
5.9.2 SDH技術在有綫數字電視係統傳輸中的應用實例
5.10 ATM交換技術簡介
5.11 寬帶p技術簡介
思考與習題
第6章 有綫數字電視的雙嚮傳輸技術
6.1 有綫電視係統HFC網概述
6.1.1 有綫電視係統HFC網的分類
6.1.2 有綫數字電視雙嚮HFC網的組成
6.1.3 有綫數字電視雙嚮I-IFC網的特點
6.2 有綫數字電視HFC網雙嚮傳輸方式
6.3 有綫數字電視HFC網寬帶交互式技術標準
6.3.1 有綫數字電視雙嚮I-IFC網的兩種標準
6.3.2 基於ATM的HFC網絡
6.3.3 基於p的HFC網絡
6.3.4 有綫數字電視雙嚮HFC網業務舉例
6.4 有綫數字電視HFC寬帶網中的關鍵設備
6.4.1 電纜調製解調器前端係統裝置(CMTS)
6.4.2 服務器
6.4.3 用戶機頂盒
6.4.4 電纜調製解調器(CableModem)
6.5 有綫數字電視雙嚮HFC網的設計
6.5.1 有綫數字電視雙嚮HFC網迴傳方式
6.5.2 有綫數字電視係統中雙嚮HFC網迴傳路徑損耗
6.5.3 有綫數字電視雙嚮HFC網中光節點及光纜乾綫的設計
6.5.4 有綫數字電視雙嚮HFC網電纜乾綫的設計
6.5.5 有綫數字電視雙嚮HFC網用戶分配網的設計
6.5.6 有綫數字電視雙嚮HFC網上行通路的調試技術
……
第7章 有綫數字電視係統中的條件接收技術
第8章 有綫數字電視的接收技術
第9章 有綫交互式數字電視技術
第10章 有綫數字電視係統的網絡管理技術
第11章 有綫數字電視的指標和測量技術
第12章 有綫數字電視技術實訓
附錄
參考文獻
前言/序言
有綫電視網絡技術是作為無綫電視網絡技術的補充和擴大覆蓋範圍的技術手段而誕生的。由於它所具有的實用性、經濟性、技術性和先進性,使其在國內外僅用瞭十多年的時間,就發展和形成瞭一個巨大的産業。目前,我國有綫電視用戶已達億計,超過瞭電話的普及率,有綫電視網絡已成為國傢主要的信息基礎網絡之一。進入21世紀,有綫電視網絡技術迎來瞭一次重大的變革,其傳輸體製正由模擬嚮數字體製過渡;傳輸方式由單嚮廣播嚮雙嚮交互式轉變;網絡業務正由基本業務嚮擴展業務、增值業務拓展。這一變革的技術動力是緣於20世紀90年代中期開始的以數字化為核心的網絡傳輸技術取得瞭突破性進展。這一變革的市場驅動是以TCP/IP協議為紐帶的全球因特網的迅速發展而帶來的數據業務市場的急劇增長。可以肯定,數據業務將成為未未網絡的主業。因此,國傢把有綫電視網、計算機網和中國電信網一起組成瞭“高速信息公路”。
現代有綫數字電視網是在體現廣電特色的前提下,緊密結閤現代數字通信技術和數字網絡技術而形成的網絡體係。這種網絡是由廣播和交互式兩個信道組成的,是用光纜、射頻電纜、數據電纜及其組閤來傳輸、分配和交換圖像、聲音及數據信號的有綫寬帶係統。我們知道,廠播電視數字化後,數字電視信號中攜帶的信息是由視頻、音頻、圖像、動畫、文本、輔助數據、控製信息等組成的多媒體信息,因此,有綫數字電視的傳輸與組網係統實質上是一個多媒體信息通信係統,有綫數字電視網絡具備多媒體通信係統的一切特徵。同時,由於數字電視係統的特殊性,它又具備自己獨有的特徵。綜上所述,有綫數字電視網絡的物理原理、體係結構、技術關鍵和工程安裝是電子與通信專業學生必須掌握的基本知識。鑒於當前適閤高職高專院校電子與通信專業教學與自學的相關教材十分缺乏,在南京信息職業技術學院通信學院領導的關心、支持和幫助下,我們根據社會需要和高職高專職業人纔培養及教育大綱的要求編寫瞭本書。
全書分兩大模塊,第1章到第11章為理論部分,基本學時為64學時;第12章為實訓部分,基本學時為28學時。理論部分的講解深入淺齣、簡單明瞭,在敘述中使用瞭大量的圖錶、框圖和實例,用以形象生動地闡明有綫數字電視技術中某些晦澀難懂的概念和繁雜的數學推導:實訓部分則密切結閤工程實際需要,設計瞭8個實訓項目,這樣做可以幫助讀者更快地掌握有綫數字電視的基本概念,更好地掌握其核心技術和應用,達到一學就懂、懂瞭會用的目的。本書初稿的主要內容從2004年起,在南京信息職業技術學院多次開設的選修課中做瞭試用試講,受到同學和老師的普遍歡迎。2006年,在南京信息職業技術學院電子信息學院新開設的電子信息數字聲像專業的必修課中試用,也取得瞭較好的教學效果。2007年後,此校內講義還被全國多所職業技術學院和電大選用。本書就是在此基礎上整理編寫而成的。
《智能終端操作係統與應用開發》 一、 本書內容概要 本書全麵係統地介紹瞭智能終端操作係統的工作原理、核心技術以及主流操作係統的應用開發。內容涵蓋瞭從操作係統基礎概念到高級功能的實現,再到跨平颱開發和性能優化的全過程。本書旨在培養讀者深入理解智能終端操作係統的運行機製,掌握麵嚮特定應用場景的開發技能,並具備解決實際開發問題的能力。 第一部分:智能終端操作係統基礎 第一章:智能終端操作係統概述 1.1 智能終端的定義與發展 智能終端的演進曆程:從功能手機到智能手機、平闆電腦、可穿戴設備等。 智能終端的核心組成:硬件平颱(CPU、內存、存儲、傳感器等)與軟件平颱(操作係統、應用)。 智能終端在現代社會的應用領域:通信、娛樂、生活服務、工作生産等。 未來智能終端的發展趨勢:人工智能集成、物聯網連接、XR(擴展現實)融閤等。 1.2 操作係統的基本概念與功能 操作係統的定義:管理計算機硬件與軟件資源的係統軟件。 操作係統的核心功能:進程管理、內存管理、文件係統管理、設備管理、用戶接口等。 操作係統在智能終端中的作用:為應用程序提供運行環境、調度硬件資源、實現人機交互。 操作係統的類型:嵌入式操作係統、移動操作係統、桌麵操作係統等。 1.3 智能終端操作係統的關鍵技術 內核技術:Linux內核(Android)、Mach內核(iOS)、Windows NT內核(Windows Phone)。 HAL(Hardware Abstraction Layer)層:硬件抽象層,屏蔽硬件差異,實現軟硬件解耦。 運行時環境:Dalvik/ART(Android)、Objective-C/Swift運行時(iOS)、.NET/UWP(Windows Phone)。 圖形用戶界麵(GUI):UI渲染引擎、控件庫、動畫框架。 電源管理:CPU調頻、休眠、喚醒機製,延長續航。 安全機製:沙箱隔離、權限控製、數據加密。 通信協議:TCP/IP、Wi-Fi、藍牙、NFC等。 第二章:主流智能終端操作係統架構分析 2.1 Android操作係統架構 Android的開源特性與發展曆程。 Android的軟件分層:Linux內核層、HAL層、Android運行時層、Android框架層、應用層。 Linux內核層:驅動程序、內存管理、進程調度、電源管理等。 HAL層:負責與硬件設備進行交互的接口。 Android運行時(ART):Java虛擬機(或JIT/AOT編譯),執行應用程序代碼。 Android框架層:Activity Manager, Window Manager, Package Manager, Content Providers等核心服務。 應用層:係統應用(電話、短信、瀏覽器)與第三方應用。 Android開發工具鏈:Android SDK, NDK, Gradle。 2.2 iOS操作係統架構 iOS的封閉生態與設計理念。 iOS的軟件分層:Core OS Layer, Core Services Layer, Media Layer, Cocoa Touch Layer。 Core OS Layer:基於Darwin(XNU內核),提供底層服務,如內存管理、文件係統、網絡等。 Core Services Layer:提供基礎服務,如Core Foundation、Core Graphics、Foundation等。 Media Layer:提供圖形、音頻、視頻、動畫等媒體服務。 Cocoa Touch Layer:麵嚮應用的開發框架,提供UI Kit、Event Kit等。 iOS開發工具鏈:Xcode, Swift/Objective-C。 2.3 其他智能終端操作係統(簡述) HarmonyOS:華為推齣的分布式操作係統,其微內核和多終端協同能力。 Windows Phone(迴顧):微軟的移動操作係統,其Metro UI設計和應用生態。 嵌入式Linux發行版:針對特定硬件和應用的定製化Linux係統。 第三章:智能終端操作係統核心技術詳解 3.1 進程與綫程管理 進程的概念、生命周期與狀態。 綫程的概念、生命周期與同步機製(互斥鎖、信號量、條件變量)。 多進程與多綫程在智能終端應用中的優勢與劣勢。 Android中的進程與綫程模型(Binder IPC)。 iOS中的綫程與GCD(Grand Central Dispatch)。 3.2 內存管理 虛擬內存、物理內存的概念。 內存分配與迴收機製:堆、棧、靜態區。 垃圾迴收(GC)機製:JVM、Dalvik/ART的GC策略。 內存泄漏的産生原因與檢測方法。 iOS的ARC(Automatic Reference Counting)機製。 3.3 文件係統與存儲管理 智能終端的文件係統結構(/data, /system, /sdcard等)。 文件I/O操作:讀寫文件、文件權限。 數據庫(SQLite)在智能終端中的應用。 SharedPreferences/UserDefaults:輕量級數據存儲。 雲存儲與本地存儲的協同。 3.4 用戶界麵(UI)與用戶體驗(UX)設計 UI布局與控件:XML布局、View/UIView體係。 事件處理機製:觸摸事件、按鍵事件。 多分辨率適配與屏幕適配。 動畫與轉場效果。 UX設計原則:簡潔、直觀、高效。 3.5 通信機製 進程間通信(IPC):Binder(Android)、XPC(iOS)。 網絡通信:HTTP/HTTPS、Socket編程。 無綫通信:Wi-Fi、藍牙、NFC、GPS。 消息隊列(Message Queue)與廣播機製(Broadcast Receiver/NotificationCenter)。 3.6 電源管理與性能優化 CPU功耗與性能的權衡。 後颱任務管理與限製。 省電策略:Wi-Fi/GPS定時關閉、屏幕亮度調節。 應用啓動速度優化。 內存占用與CPU使用率監控。 第二部分:智能終端應用開發 第四章:Android應用開發基礎 4.1 Android開發環境搭建 Android Studio的安裝與配置。 SDK Manager與AVD(Android Virtual Device)的設置。 版本控製工具(Git)的使用。 4.2 Activity與生命周期 Activity的概念、啓動模式與Intent。 Activity的生命周期:onCreate, onStart, onResume, onPause, onStop, onDestroy。 Fragment的概念、生命周期與Fragment的嵌套。 4.3 UI設計與布局 XML布局文件:LinearLayout, RelativeLayout, ConstraintLayout。 常用UI控件:TextView, EditText, Button, ImageView, RecyclerView。 列錶與網格的展示:ListView, GridView, RecyclerView。 自定義View的創建與繪製。 4.4 數據存儲與管理 SQLite數據庫的使用:創建數據庫、錶,增刪改查操作。 SharedPreferences的讀寫。 Content Provider的應用:數據共享與跨應用訪問。 4.5 後颱服務與綫程 Service的概念與生命周期。 IntentService與Foreground Service。 多綫程開發:AsyncTask(已廢棄)、Handler/Thread。 BroadcastReceiver:接收係統和應用廣播。 4.6 網絡編程 HTTP/HTTPS請求:HttpClient, Volley, Retrofit。 JSON數據的解析與生成。 4.7 權限管理與安全 Android的權限模型:運行時權限。 Manifest文件中的權限聲明。 應用簽名與安全機製。 第五章:iOS應用開發基礎 5.1 iOS開發環境搭建 Xcode的安裝與使用。 Swift語言基礎:變量、常量、數據類型、控製流、函數、類、結構體。 Objective-C語言基礎(迴顧)。 5.2 UIKit框架與視圖控製器 UIView與UIResponder。 ViewController的概念與生命周期。 Storyboards與XIB文件的使用。 Auto Layout:約束布局。 5.3 UI控件與用戶交互 常用UI控件:UILabel, UITextField, UIButton, UIImageView, UITableView, UICollectionView。 手勢識彆(Gesture Recognizers)。 導航控製器(UINavigationController)與標簽控製器(UITabBarController)。 5.4 數據持久化 UserDefaults的讀寫。 Core Data:對象圖管理框架。 文件存儲。 5.5 並發編程 GCD(Grand Central Dispatch):隊列、任務。 Operation/OperationQueue。 Swift Concurrency(Async/Await)。 5.6 網絡請求 URLSession API。 Alamofire庫的應用。 JSON解析:Codable協議。 5.7 權限與安全 Info.plist文件中的權限描述。 Keychain:安全存儲敏感數據。 sexto章:跨平颱應用開發 6.1 跨平颱開發概述 跨平颱開發的優勢:代碼復用、開發效率提升。 跨平颱開發的技術分類:原生混閤(Hybrid)、跨平颱原生(Cross-Platform Native)。 6.2 React Native React Native的原理:JavaScript驅動原生UI。 組件化開發思想。 JSX語法。 State與Props。 常用組件與API。 與原生模塊的集成。 6.3 Flutter Flutter的架構:Dart語言、Skia圖形引擎。 Widget體係:StatelessWidget, StatefulWidget。 聲明式UI。 Material Design與Cupertino Design。 狀態管理。 與其他語言(如Java/Kotlin/Swift)的互操作。 6.4 其他跨平颱框架(簡述) Ionic:基於Web技術的混閤應用框架。 Xamarin:C語言進行原生應用開發。 第七章:智能終端應用開發實踐與優化 7.1 應用性能分析與優化 性能分析工具:Profiler(Android Studio/Xcode)。 CPU、內存、網絡、磁盤I/O優化。 啓動速度優化:按需加載、代碼分割。 UI流暢度優化:避免UI綫程阻塞、使用異步操作。 電池續航優化:減少後颱活動、優化網絡請求。 7.2 應用安全加固 代碼混淆與加密。 反調試與反篡改。 數據加密與安全存儲。 API安全。 7.3 應用發布與更新 應用打包與簽名。 應用商店發布流程:Google Play Store, App Store。 OTA(Over-the-Air)更新。 7.4 案例分析:開發一個天氣查詢應用 需求分析:用戶界麵設計、數據接口選擇。 技術選型:Android/iOS原生,或跨平颱框架。 開發流程:UI布局、網絡請求、數據解析、UI展示。 性能與安全考慮。 7.5 案例分析:開發一個社交分享應用 需求分析:用戶認證、好友關係、消息推送、多媒體分享。 技術選型:後端服務、實時通信、文件存儲。 開發流程:用戶界麵、用戶認證、數據同步、第三方SDK集成。 性能與安全考慮。 三、 學習目標 通過學習本書,讀者將能夠: 1. 掌握 智能終端操作係統的基本原理、核心架構以及關鍵技術,如進程/綫程管理、內存管理、文件係統、UI渲染、通信機製等。 2. 理解 Android和iOS兩大主流智能終端操作係統的設計理念、技術特性及開發模式。 3. 熟練 使用Android Studio或Xcode進行原生Android和iOS應用的基礎開發,包括UI設計、數據存儲、網絡編程、後颱服務等。 4. 瞭解 React Native、Flutter等主流跨平颱開發框架的技術原理與應用,並能進行簡單的跨平颱項目開發。 5. 掌握 應用性能分析、優化以及基本的安全加固方法,提升應用的質量和用戶體驗。 6. 具備 根據實際需求,選擇閤適的技術方案進行智能終端應用設計與開發的能力。 7. 培養 解決復雜開發問題、持續學習新技術和適應行業發展的能力。 四、 適用對象 高等院校電子信息工程、通信工程、計算機科學與技術等相關專業的本科生和高職高專學生。 對智能終端操作係統原理和應用開發感興趣的初學者。 希望提升智能終端應用開發技能的在職技術人員。 從事嵌入式開發、移動互聯網開發等相關行業的工程師。