淺談數(shù)字電視信號的傳輸

李肖群

遼寧省廣播電視傳輸發(fā)射中心 （沈陽110000）

數(shù)字電視信號傳輸就是將電視臺播出的數(shù)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(shù)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(xiàn)，以達到高效、可靠的傳輸目的。

1 數(shù)字電視信號傳輸概述

數(shù)字電視信號的傳輸是指經過信源編碼和系統(tǒng)復接后生成的傳輸碼流的傳輸，或者說是由數(shù)字“0”或“1”組成的攜帶有電視信息的數(shù)據(jù)流的傳輸。

數(shù)字電視信號的傳輸需要某種傳輸媒介來實現(xiàn)。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?shù)模仨毥涍^某種處理，使之變成適合在規(guī)定信道中傳輸?shù)男问健Ｅc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?shù)目煽啃浴Ｄ壳埃瑥膫鬏數(shù)男诺啦煌瑏矸郑煞譃橛芯€數(shù)字電視傳輸、衛(wèi)星數(shù)字電視傳輸及地面數(shù)字電視傳輸。

2 數(shù)字電視信號傳輸方式與特點

數(shù)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(shù)字電信號經過信源編碼后，得到由一系列二進制數(shù)據(jù)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(jù)的頻帶通常從直流或低頻開始，因而又稱其為數(shù)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(shù)字信號的基帶傳輸。

基帶信號是數(shù)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?shù)奶攸c是有較強的低頻能量。

在傳輸距離較遠時，需借助連續(xù)載波調制進行頻率搬移，將數(shù)字基帶信號調制在高頻上上，變換成適合信道傳輸?shù)臄?shù)字頻帶信號后才能在信道中傳輸，此時稱為數(shù)字信號的調制傳輸或載波傳輸。載波傳輸采用數(shù)字調制，根據(jù)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(fā)，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(shù)字電視信號不同傳輸信道及其常用的調制方式

數(shù)字電視不同的傳輸系統(tǒng)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(shù)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(wèi)星數(shù)字電視傳輸

衛(wèi)星數(shù)字電視傳輸利用地球同步衛(wèi)星做中繼，將地球上行站發(fā)射的信號轉發(fā)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(wèi)星數(shù)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(shù)較低。

3.2 有線數(shù)字電視傳輸

有線數(shù)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(jié)目容量大。

有線數(shù)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(shù)較高，而抗干擾能力次于QPSK。

3.3 地面數(shù)字電視傳輸

地面數(shù)字電視傳輸是利用架設在電視塔上的發(fā)射天線，將已調制在VHF或UHF頻道上的數(shù)字電視信號輻射出去。在其覆蓋區(qū)內，用戶利用接收天線接收信號。簡單地說，地面數(shù)字電視傳輸就是將過去的地面開路模擬電視信號換成數(shù)字電視信號的發(fā)射。模擬信號數(shù)字化后，地面?zhèn)鬏斎允且环N重要的電視覆蓋手段。

數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敃r，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(shù)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(xiàn)出了比OFDM更好的性能。

4 數(shù)字電視傳輸標準

目前，世界上共有4個主要數(shù)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(shù)字電視傳輸?shù)闹髁鳂藴省?/p>

2012年2月，我國地面數(shù)字電視傳輸標準DTMB得到國際電信聯(lián)盟（ITU）的通過，正式成為繼美、歐、日之后的一個數(shù)字電視國際標準。和歐、日同類標準采用RS+卷積碼的級聯(lián)糾錯編碼相比，在相同傳輸碼率條件下，中國 DTMB可以信號發(fā)射功率更低、覆蓋性能更好，有利于低碳環(huán)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(shù)字電視必將得到迅猛的發(fā)展。廣播電視業(yè)務將延伸到更廣闊的領域，數(shù)字電視傳輸?shù)倪^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(shù)字體系）、ATM（異步傳輸模式）等數(shù)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(yè)務數(shù)字網（B-ISDN）的發(fā)展，加速實現(xiàn)了各種信息節(jié)目的交互式傳輸。