淺談數(shù)字電視地面廣播移動(dòng)接收技術(shù)

馬顯陽(yáng)

（遼寧省廣播電視傳輸發(fā)射中心201臺(tái)，遼寧 北鎮(zhèn) 121300）

1 數(shù)字電視系統(tǒng)

數(shù)字電視 (DTV)指電視信號(hào)的處理、傳輸、發(fā)射和接收過(guò)程中使用數(shù)字信號(hào)的電視系統(tǒng)或電視設(shè)備。其具體傳輸過(guò)程是：由電視臺(tái)送出的圖像及聲音信號(hào)，經(jīng)數(shù)字壓縮和數(shù)字調(diào)制后，形成數(shù)字電視信號(hào)，經(jīng)過(guò)衛(wèi)星、地面無(wú)線廣播、網(wǎng)絡(luò)傳輸和有線電纜等方式傳送，由數(shù)字電視接收后，通過(guò)數(shù)字解調(diào)和數(shù)字視音頻解碼處理還原出原來(lái)的圖像及伴音。

數(shù)字電視系統(tǒng)根據(jù)其傳輸媒介的不同，可劃分為：

有線數(shù)字電視廣播(DTV-C)系統(tǒng)。DTV-C利用光纜與同軸電纜傳送數(shù)字電視節(jié)目，用戶通過(guò)機(jī)頂盒+模擬電視接收機(jī)或數(shù)字電視接收機(jī)觀看電視節(jié)目。在有線電視廣播中還可利用ADSL或LAN接入網(wǎng)作為上行通道，提供點(diǎn)播電視(VOD)等交互業(yè)務(wù)。

衛(wèi)星數(shù)字電視廣播(DTV-S)系統(tǒng)。DTV-S利用廣播衛(wèi)星提供的傳輸通道，轉(zhuǎn)播或?qū)τ脩糁苯硬ニ蛿?shù)字電視節(jié)目。

地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)(DTV-T)。DTV-T亦稱移動(dòng)電視。DTV-T通過(guò)電視塔發(fā)射，用戶用天線接收電視節(jié)目?，F(xiàn)在城市里已很少有家庭用天線收看電視，故該系統(tǒng)主要用于公共汽車、出租車和城市軌道交通列車中播放廣告、通知或?qū)崟r(shí)轉(zhuǎn)播電視節(jié)目。

2 數(shù)字電視地面廣播

在現(xiàn)代通信中，通信傳輸手段主要是光纖、衛(wèi)星、數(shù)字微波等，加上地面無(wú)線電視廣播電視發(fā)射構(gòu)成信息主體。目前在我國(guó)數(shù)字電視按信號(hào)傳輸方式可以分為地面無(wú)線傳輸數(shù)字電視、衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視、有線傳輸數(shù)字電視三類。而移動(dòng)電視是數(shù)字電視地面廣播的重要應(yīng)用。數(shù)字電視地面廣播在應(yīng)用需求上要求實(shí)現(xiàn)移動(dòng)和便攜接收的功能，使整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的要求最高。它具備無(wú)線數(shù)字系統(tǒng)所共有的優(yōu)點(diǎn)，較之衛(wèi)星接收，有實(shí)現(xiàn)容易、價(jià)格低廉的特點(diǎn)；較之有線接收不易受城市施工建設(shè)、自然災(zāi)害戰(zhàn)爭(zhēng)等因素造成的斷網(wǎng)影響；數(shù)字電視地面廣播通過(guò)電視臺(tái)制高點(diǎn)天線發(fā)射無(wú)線電波，覆蓋電視用戶，用戶通過(guò)接收天線和電視機(jī)收看電視節(jié)目，主要的受眾也是針對(duì)本地區(qū)的。完善的數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)所具備的蜂窩單頻網(wǎng)功能，不僅提高了頻譜的利用率，而且可應(yīng)用與寬帶無(wú)線接入市場(chǎng)；而移動(dòng)和便攜的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)使該系統(tǒng)能滿足現(xiàn)代信息社會(huì)“信息到人”的要求，也就是無(wú)論何人何時(shí)在何地均能任意獲取他想得到的信息。

3 數(shù)字電視地面廣播的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

數(shù)字地面電視廣播通常傳送只有兩個(gè)取值“0”或“1”，接收端只需用對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)于數(shù)字“0”或“1”兩狀態(tài)的判定。這一特點(diǎn)使信號(hào)在傳輸過(guò)程中，噪聲和干擾雖然對(duì)信號(hào)的波形有影響，使其產(chǎn)生失真，但在很大程度上仍能判定傳送信息是“0”或“1”碼的波形，消除了失真與噪聲的積累，通信質(zhì)量可達(dá)到或接近信號(hào)源的質(zhì)量。

數(shù)字地面電視廣播的傳輸由于采用了二進(jìn)制信息形式，便于采用糾錯(cuò)編碼從而實(shí)現(xiàn)信息無(wú)差錯(cuò)傳輸和存儲(chǔ)，所以移動(dòng)電視的傳輸可靠性高。基于以上特點(diǎn)，移動(dòng)電視接收的信號(hào)僅要求較低的載噪比，因此發(fā)射機(jī)功率可以降低，即節(jié)約了能源，也降低了電磁污染，使環(huán)境得到了改善和保護(hù)。

此外，移動(dòng)電視由于采用了數(shù)字傳輸技術(shù)，具有頻譜利用率高、可以通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和資源共享、便于實(shí)現(xiàn)多媒體廣播以及設(shè)備體積小、重量輕、功耗省、可靠性高、多功能和智能化等一系列模擬電視無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

4 移動(dòng)接收所遇到的主要問題

移動(dòng)電視技術(shù)的核心是移動(dòng)接收，即車載高速移動(dòng)接收，接收的條件因地貌不斷變化而變化，同時(shí)因車速的變化還會(huì)受到多普勒效應(yīng)頻率變化的影響。移動(dòng)接收采用的方式是無(wú)線數(shù)字信號(hào)發(fā)射、地面接收。因此，移動(dòng)接收所遇到的問題之一就是衰落，這是所有無(wú)線通信系統(tǒng)都會(huì)遇到的問題。固定接收可以采用分集接收等方法予以克服，但對(duì)于移動(dòng)接收而言分集接收的方法顯然不實(shí)用。這是因?yàn)殡姴ㄔ谘氐乇韨鞑ブ袝?huì)受到各種阻礙物的反射、散射和吸收，實(shí)際到達(dá)收信天線處的電波除了來(lái)自發(fā)射天線的直接波外，還存在來(lái)自各種物體(包括地面)的反射波和散射波。到達(dá)接收點(diǎn)的信號(hào)不止一個(gè)，反射波和散射波在收信天線處形成干涉場(chǎng)。移動(dòng)接收主要就是解決動(dòng)態(tài)多徑和多普勒頻移的問題。衰落問題在模擬電視中的表現(xiàn)是重影，在數(shù)字接收中，某些特定相位的多徑信號(hào)將使接收完全失敗。在這種情況下，接收好壞不單單依賴于與發(fā)射臺(tái)距離的遠(yuǎn)近，而且在很大程度上還依賴于接收信號(hào)之間的相位。引起不同頻率信號(hào)衰落的主要原因是多徑接收，其結(jié)果使信道出現(xiàn)頻率選擇問題。

另外，移動(dòng)接收時(shí)，主信號(hào)和反射信號(hào)到達(dá)接收點(diǎn)的角度有可能不同，因多普勒效應(yīng)，其頻率發(fā)生了不同的變化，兩者的差拍使接收信號(hào)的幅度隨時(shí)間周期變化讓信道出現(xiàn)時(shí)間選擇性；由于接收地點(diǎn)的不同和相鄰臺(tái)距離的不同，主信號(hào)和其他臺(tái)信號(hào)之間的關(guān)系不同而使接收出現(xiàn)地點(diǎn)的選擇性。

移動(dòng)接收主要就是解決動(dòng)態(tài)多徑和多普勒頻移的問題。利用數(shù)字技術(shù)無(wú)線接收，才可以有效解決以上問題。

5 移動(dòng)接收中的關(guān)鍵技術(shù)---OFDM

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multi鄄plexing)即正交頻分復(fù)用，是在嚴(yán)重電磁干擾的通信環(huán)境下保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定完整傳輸?shù)募夹g(shù)措施。OFDM能夠有效地對(duì)抗衰落和多普勒現(xiàn)象帶來(lái)的負(fù)面影響，使受到干擾的信號(hào)能夠可靠地接收。OFDM碼率低，又加入了時(shí)間保護(hù)間隔，具有極強(qiáng)的抗干擾能力。因此，OFDM是當(dāng)前移動(dòng)接收所采用的核心技術(shù)。

在過(guò)去的頻分復(fù)用系統(tǒng)中，整個(gè)帶寬分成N個(gè)子頻帶，子頻帶之間不重疊，為了避免子頻帶間相互干擾，頻帶間通常加保護(hù)帶寬，使頻譜利用率下降。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，OFDM采用N個(gè)重疊的子頻帶，子頻帶間正交，擴(kuò)頻調(diào)制后的頻譜可相互重疊，因而在接收端無(wú)需分離頻譜就可將信號(hào)接收下來(lái)，大大提高了頻譜利用的效率。

移動(dòng)和便攜的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)使數(shù)字電視地面廣播(DTTB)能滿足現(xiàn)代信息社會(huì)“信息到人”的要求，也就是無(wú)論何人何時(shí)在何地均能任意獲取他想得到的信息。廣播電視的移動(dòng)接收作為當(dāng)前的熱點(diǎn)技術(shù)，還處在不斷發(fā)展完善中，以改進(jìn)其移動(dòng)接收的性能，滿足市場(chǎng)的需要。相信數(shù)字電視地面廣播的應(yīng)用必將會(huì)引起人們收視和獲得信息方式的革命性變化。

[1]都研美,劉 峰.淺談數(shù)字電視地面廣播技術(shù)[J].廣西輕工業(yè),2007(05).

[2]徐孟俠.關(guān)于地面數(shù)字電視廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)筆記[J].電視技術(shù),2004(05).