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国内外地面数字电视技术分析与探讨

2018-03-26

数字通信世界 2018年12期
关键词:频谱信道传输

杨 浩

(黑龙江省新闻出版广电局微波总站,哈尔滨 150090)

1 地面数字电视传输标准技术概述

电视是现代社会信息传播最为便捷、应用最为广泛的媒体,特别是地面数字电视技术应用于信号传输,刷新了电视媒介的概念,使得电视在节目内容、电视质量方面都有了令人耳目一新的突破,为观众提供了更加美好的收视体验。长期以来美、欧、日拥有自主的数字电视标准,2011年我国自主知识产权的数字电视国际标准获国际电信联盟批准,标志着我国数字电视产业发展开启了新的发展阶段。

数字电视是基于传统模拟信号技术,采用数字信号广播图像和声音的新型电视系统,数字电视不同于传统电视从节目采编、压缩、传输到接收电视节目的整个过程均采用数字信号处理,按信号传输方式不同可分为地面数字电视、卫星数字电视和有线数字电视三种,其传输标准也分为地面传输标准、卫星传输标准和有线标准。卫星传输和有线标准较为复杂、技术要求高,通常采用国际统计的欧洲标准,而地面传输标准则是体现各国、地区和知识产权水平的自有标准。地面数字电视前端系统可分成四部分:信源部分、处理部分、管理部分和大功率无线发射部分。地面数字电视技术与传统无线电技术相比具有投资少、维护成本低、抗干扰性强、建设快、节目套数多,电视信号传输安全性高等显著优点。地面数字电视技术以无线电发身方式,不需要电缆光纤;地面数字电视不需进行大规模数字化改革,仅需对发射机和前端设备升级改造,就可以增加电视节目的数量;另一方面,地面数字电视技术运用信道编码和信道恢复功能,能有效消除多种因素的干扰,支持在线升级、电子政务、收视节目指南、视频点播等业务模式。

我国城市居民广泛采用有线电线数字电视观看电视,但由于有线电视在建设方面建设周期长、投资成本高、运营维护费用高的原因,在部分偏远山区,广大农民群众无法收看到精彩纷呈、高质量的电视节目。地面数字电视技术的广泛应用填补了这一空白,满足广大人群观看电视的要求。目前在广电总局的推动和各地的积极探索建设下,不仅在一线城市完成了地面数字电视的覆盖工程,在成都、西藏等省市的地面数字试行“免费公益”和“商业运营”相融合的方式推进地面数字电视建设,取了卓有成效的进展,我国地面数字电视技术的应用进入了新的历史阶段。

2 国外地面数字电视技术分析

2.1 美国ATSC8-VSB系统

起源于美国的ATSC8-VSB系统是基于传统的AM调制解调方法的发展起来的导频的单载波调制方式,回波时延变化十分敏感,其优点表现在依赖复杂的自适应均衡器可以有效抗多径和抗干扰、接收信噪比门限较低、,频谱利用率较高,却由于只能向固定天线发送接收信号,不能有效抗强多径干扰和快速变化动态多径干扰,不能移动接收和单频组网,使得其应用范围受到了极大的限制。

2.2 欧洲DVB-T系统

DVB-T系统基于CDFDM调制方式,采用频域处理技术,较传统接收方式提高了系统接收信号的效率,把传输比特分割到数千计的低比特率副载波上,其包含的导频信号可以将数据以高频发射,有效抵御多径影响,支持高清、标清、固定和移动接收,抗多径干扰能力很强,支持单频组网,可以实现系统同步、信道估计、时针调整等应用,大大提高了数据信号传输的速度;但其频谱利用率低,接收信噪比门限要求高。

2.3 日本ISOB—T系统

日本采用ISOB—T综合业务数字广播系统采用CDFDM调制方式,优化改进了欧洲的基础技术和系统,提高了系统的能,长了交织深度,增加了部分接收和分层传输功能,具有较强的抗脉冲干扰能力,实现了手机移动接收并实现电视节目频道的快速切换。缺点在于其频谱利用率低、信噪比门限较高。

3 我国地面数字电视技术DTMB系统分析及探讨

我国采用DTMB标准地面数字电视技术,这款技术较原有其他三个标准具有更优越的性能,采用我国自主原创的时域同步正交频分复用调制技术,在信号帧结构、前向纠错方面具有领先性能,在抗多径干扰能力强,支持高清标清、固定和移动信号、支持单频组网的基础上,具有以下频谱效率高、范围覆盖大、业务扩展性好、捕获信号快、移动接收性能稳定等突出优势。DTMB的核心技术 TDS—OFDM是针对多载波技术的弱点设计开发的,DTMB采用伪随机同步和信道估计导频载波数量大大提高了频谱效率;DTMB采用优越性能强的 LDPC纠错编码技术,降低了接收信噪比门限;DTMB通过精确探测的接收PN序列可获得更为精准的信道估计,抗多径干扰能力强;DTMB系统在移动情况下只需考虑一个不OFDM信道变化,高效率地接收移动信号;DTMB依靠PN序列同步技术系统同步快,实现高速率、高质量信号捕获。

4 结束语

地面数字电视技术的创新和应用带给人们娱乐和获取知识方式的巨大变化,国内外地面数字电视技术为我国的技术研发提供了经验借鉴,我国自主研发的地面数字电视技术DTMB系统为我国电视走向世界创造巨大经济效益具有重要意义。我们要立足我国地面电视技术应用特点,不断创新,推动我国数字化广播电视信号方式的变革,满足广大人民群众的精神文化需要,推动地面数字电视产业的持续发展。

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