淺談數字電視信號的傳輸

李肖群

遼寧省廣播電視傳輸發射中心 （沈陽110000）

數字電視信號傳輸就是將電視臺播出的數字電視信號通過各種傳輸媒介高質量地傳送到用戶終端。數字電視信號的傳輸需要進行相應的變換和處理，通過一定的信號形式來實現，以達到高效、可靠的傳輸目的。

1 數字電視信號傳輸概述

數字電視信號的傳輸是指經過信源編碼和系統復接后生成的傳輸碼流的傳輸，或者說是由數字“0”或“1”組成的攜帶有電視信息的數據流的傳輸。

數字電視信號的傳輸需要某種傳輸媒介來實現。傳輸媒介又稱為傳輸信道。一般情況下，傳輸碼流是不能或不適合直接通過傳輸信道進行傳輸的，必須經過某種處理，使之變成適合在規定信道中傳輸的形式。與信源編碼相對應，這種處理稱為信道編碼。信道編碼的任務就是提高信息傳輸的可靠性。目前，從傳輸的信道不同來分，可分為有線數字電視傳輸、衛星數字電視傳輸及地面數字電視傳輸。

2 數字電視信號傳輸方式與特點

數字電視信號的傳輸方式可分為基帶傳輸與調制傳輸兩種。

數字電信號經過信源編碼后，得到由一系列二進制數據代表的樣值信息。為了便于傳輸，還需要進一步用一組有限的離散電脈沖波形來表示，這些離散電脈沖波形稱為碼型。由于電脈沖信號所占據的頻帶通常從直流或低頻開始，因而又稱其為數字基帶信號。這些信號在某些有線信道中，特別是傳輸距離不太遠的情況下，可以直接進行傳輸。這種傳輸方式叫做數字信號的基帶傳輸。

基帶信號是數字信號傳輸中的基本信號，在傳輸信道中，一般都是從基帶信號開始，經過各種變換最后恢復為基帶信號。基帶傳輸的特點是有較強的低頻能量。

在傳輸距離較遠時，需借助連續載波調制進行頻率搬移，將數字基帶信號調制在高頻上上，變換成適合信道傳輸的數字頻帶信號后才能在信道中傳輸，此時稱為數字信號的調制傳輸或載波傳輸。載波傳輸采用數字調制，根據調制參量的不同，分別有幅度鍵控（ASK）、相移鍵控（PSK）和頻率鍵控（FAK），而由這些基本類型出發，還可以組成各種各樣的派生形式，如廣泛使用的正交幅度調制（QAM）等。

3 數字電視信號不同傳輸信道及其常用的調制方式

數字電視不同的傳輸系統具有不同的特點，為了獲得高質量的傳輸效果，必須結合各自的特點采用不同的調制方式。就數字電視整體而言，各國的信源編碼部分普遍采用 MPEG2系列標準，信道編碼方案也大體相似，但在調制方式上存在著不同的選擇。

3.1 衛星數字電視傳輸

衛星數字電視傳輸利用地球同步衛星做中繼，將地球上行站發射的信號轉發回地球。其特點是傳輸距離遠、覆蓋面廣、信號質量較好、頻譜資源相對富裕。

衛星數字電視傳輸，一般采用四相絕對移相鍵控（QPSK）調制。這種調制方法抗干擾能力較強，但頻譜利用系數較低。

3.2 有線數字電視傳輸

有線數字電視傳輸是利用同軸電纜、光纜或混合光纖同軸電纜（HFC）以閉路傳輸方式傳送電視信號。其特點是傳輸條件好，信號質量高、雜波干擾小，頻譜資源豐富、節目容量大。

有線數字電視大多采用正交振幅（QAM）調制方式，這種調制方法頻譜利用系數較高，而抗干擾能力次于QPSK。

3.3 地面數字電視傳輸

地面數字電視傳輸是利用架設在電視塔上的發射天線，將已調制在VHF或UHF頻道上的數字電視信號輻射出去。在其覆蓋區內，用戶利用接收天線接收信號。簡單地說，地面數字電視傳輸就是將過去的地面開路模擬電視信號換成數字電視信號的發射。模擬信號數字化后，地面傳輸仍是一種重要的電視覆蓋手段。

數字電視地面傳輸時，要求采用抗干擾能力極強的調制方式，目前國際上主要有兩種傳輸制式：①美國提出的殘留邊帶（MVSB）調制方式，這種方式的頻譜利用率較高，但不能滿足移動接收。②歐洲提出的編碼正交頻分復用（COFDM）調制方式，這種調制方式抗干擾能力極強，可滿足移動接收的條件。

我國地面數字電視傳輸采用時域同步OFDM 技術（TDS-OFDM）調制方式。這種調制方式能較好地支持移動接收，在頻譜利用，同步速度，支持單天線移動接收，室內接收等方面表現出了比OFDM更好的性能。

4 數字電視傳輸標準

目前，世界上共有4個主要數字電視標準，包括美國的ATSC、歐洲的DVB、日本的ISDB和中國的DTMB。

美國的ATSC和歐洲的DVB標準用的較為廣泛，特別是DVB已經成為世界數字電視傳輸的主流標準。

2012年2月，我國地面數字電視傳輸標準DTMB得到國際電信聯盟（ITU）的通過，正式成為繼美、歐、日之后的一個數字電視國際標準。和歐、日同類標準采用RS+卷積碼的級聯糾錯編碼相比，在相同傳輸碼率條件下，中國 DTMB可以信號發射功率更低、覆蓋性能更好，有利于低碳環境，降低電磁污染。

5 結 語

隨著通信網、廣播電視網和計算機網的相互滲透和融合，數字電視必將得到迅猛的發展。廣播電視業務將延伸到更廣闊的領域，數字電視傳輸的過程也隨之更加趨于復雜化和多樣化。在原有傳輸技術和標準不斷完善的同時，新的研究成果也在不斷推出和應用之中。通信領域采用的SDH（同步數字體系）、ATM（異步傳輸模式）等數字傳輸技術也同樣用于廣播電視網中；多媒體通信和寬帶綜合業務數字網（B-ISDN）的發展，加速實現了各種信息節目的交互式傳輸。