網絡數字化時代的廣播電視技術發展

梅曉奇

摘 要 我國綜合國力的提升為科學技術的發展提供了良好的發展機遇，就當前而言，許多發達國家已經較為全面的普及了數字化、信息化的廣播電視技術，伴隨著我國信息化與科學技術的發展，我國的廣播電視行業也呈現出高速發展態勢，且衛星數字通訊的發展也為網絡數字化廣播電視技術的普及提供了基礎，文章對于網絡數字化時代的廣播電視技術發展的研究有著極為深遠的現實意義。

關鍵詞 網絡數字化；廣播電視；技術

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）236-0070-02

1 廣播電視技術的發展趨勢

關于數字廣播電視，因為是數字通信，所以具有數字通信的優點，比如單單以音樂發展史來談，音樂經歷了從模擬到數字音樂的轉變，在這個轉變過程中，21世紀中互聯網發揮了很大的作用，未來數字音樂還將被互聯網繼續發展而帶來一系列的創新，比如可以不用去現場聽演唱會了，直接利用VR/AR/MR技術，讓你在家中就能感受演唱會現場，并與偶像親密接觸（雖然是虛擬的）。另外最近網絡直播的火熱程度，也會為數字音樂的進一步發展提供了可能。數字廣播電視就是適應社會發展，體現科技進步的產物，它是一種新的廣播系統。伴隨信息科學以及相關產業的迅速發展，數字廣播電視取得了巨大發展。中國數字化廣播繼模擬電視數字化后，調頻廣播也提上數字化的進程。中國數字化廣播采用自主研發的DRA+編碼技術，在原有模擬調頻廣播的頻點上可以傳輸更多的音頻節目。

同時我國的廣播電視技術也在不斷的和人工智能等新技術實現融合。通過機器學習的方法可以讓廣播電視信號更加有效率的進行傳輸，它可以更加智能的尋找最短鏈路，使得其傳播速度較快，同時失真度較低，觀眾能夠更好的對其進行觀看。這樣有利于我國廣播電視技術的長遠發展，因此我們應當對其技術加以重視，提升對于新技術的利用程度，使其能夠更好的為人民服務。

2 廣播電視新技術分析

2.1 信號調制新技術

2.1.1 數字廣播電視信號調制技術

在數據源發送模塊中，因為模式I中傳輸載波個數為1 536個，故將隨機整形數據設定為每秒采樣1 536個。由于DQPSK輸入的應該為二進制數，所以在進行DQPSK調制之前，應該將輸入的整形數據轉換為二進制數據。DQPSK模塊中進行的是子載波數字調制，進行DQPSK調制實際上是進行DQPSK映射，舉例來說，在模式I操作情況下，計數器范圍為0-1535，而在DQPSK模塊里固定的數字產生器為1536，兩者相加得到的（I Q）為（0 1536）、（1 1537）···的計數方式，也就是模式I中的一個地址，根據所得的地址可以讀出相應數據輸入的DQPSK映射單元，因為輸入數據都是一個二進制數，所以輸入情況只有（0 0）、（0 1）、（1 0）、（1 1）四種情況，得到的DQPSK調制映射后的數據流也只有四種情況，這也說明DQPSK調制實際上等效為一個選擇器。

OFDM調制模塊是實現數字廣播電視中最重要的一個技術，它包括一個將數據流進行串并變換的模塊，然后將得到的數據流分配到傳輸數率相對較低的1 536個子信道中進行傳送，因為傳輸到OFDM調制的子載波經過了DQPSK調制，所以這些子載波之間是相互正交的。在OFDM調制模塊中，需要添加子載波個數以滿足總子載波為2的整數冪的關系，才可以經過IFFT運算模塊，最后再進行添加循環前綴模塊。

在數字信號調制技術的幫助下，其還同組網技術、數字信號無線傳輸技術和視音頻信號壓縮編碼技術存在緊密的聯系，結合人類耳朵的聽覺特征，調試相應的音頻碼率。有利于信息的存儲工作，根據計算機存儲原理能夠對音頻信號實行管理，對多種音頻、程度數據實行存放，還可以實現修改、查找等功能。有利于廣播電視多媒體技術發展，和以前的配音、配樂比較，信號調制技術靠著高效率的優勢在多媒體中迅速發展，使音樂和音效在多媒體中隨處可見。數字信號調制技術的強大魅力在于它將語音、音樂、音視頻的完美的結合。

2.1.2 差分調制技術

數字廣播電視中采用的是差分編碼，將發送的二進制信息由連續兩個調制符號的比值來代表，由于QPSK中存在四重相位模糊，為了克服想干解調時的相位模糊而使用差分調制，在數字通信系統中，通常使用四相差分相移鍵控，簡稱DQPSK調制，DQPSK調制與QPSK調制不同的僅是經過串并變換后的數字信號，要先經過差分編碼器進行編碼處理。

2.2 廣播電視網絡中繼傳輸技術

2.2.1 單中繼選擇算法

在一個小區內可能存在多個節點，因此需要選擇合適的節點作為中繼節點進行協作通信，目前常見的單中繼選擇有如下幾種：1）隨機中繼選擇（RRS），它是最簡單也是最常用的單中繼方案，可以隨機選擇任何節點作為中繼節點。2）最優中繼選擇（BRS），它是最理想的單中繼選擇方案，主要是根據每條鏈路的SNR（信噪比）的大小，用信噪比大的鏈路作為中繼節點，這樣很大程度上提高了系統的容量。3）最大平均選擇（BHMS），該方案主要是針對兩跳中繼網絡，它選擇到源節點和目的節點兩條鏈路調和平均值較大的節點作為中繼節點。中繼協作網絡按照網絡結構可分為雙跳和多跳兩種，雙跳就是從信源經過一次中繼到達目的端；多跳則是要經過多段中繼才能到達目的節點。

2.2.2 多中繼選擇算法

當目的節點的距離很大時，靠單中繼、雙中繼無法保證通信的正常進行，此時需要多個中繼進行接力轉發，形成多跳中繼下的數字廣播電視通信用戶對。數字廣播電視多跳中繼的優點促使其能夠應用于多個通信場景中，如通過擴大了通信的范圍，可以實現數字廣播電視用戶對距離較遠場景下的通信；如果基站因災害而損壞時，此時可以通過數字廣播電視多跳中繼通信實現較遠距離對外界的應急通信；當小區內基站產生擁堵時，采用數字廣播電視多跳中繼將部分蜂窩網絡通信轉移到鄰近的空閑小區里，緩解基站的通信壓力，保證通信的正常進行，其拓撲結構如圖1所示。

當然，數字廣播電視多跳中繼通信也會有一些缺點，數字廣播電視用戶對之間有空閑的蜂窩用戶可用作數字廣播電視的中繼，但是這些空閑的用戶移動速度不同，充當中繼節點的蜂窩用戶的移動速度和活躍度對多跳數字廣播電視通信鏈路的傳輸正確性和穩定性都有影響，另外，隨著轉發次數的增加，數據的傳輸時延也增加，同時傳輸的不可靠性也在增加。因為DF中繼協作方式避免了采用AF時對噪聲干擾信號的放大，在多跳中繼網絡中，使用HDAF會使得系統變得很復雜，而且從上面的結果可以得出DF與HDAF的性能相差不大，因此對于數字廣播電視多跳中繼的研究都是基于DF的協作方式。采用3個時隙雙向中繼的方法來完成一次交換信息的過程。

2.2.3 功率控制技術

直接往蜂窩網絡中引入數字廣播電視技術，不但頻譜利用率不會提升，還會使得系統的整體性能下降。通過適當的功率控制能夠降低數字廣播電視復用蜂窩資源時產生的干擾，提高小區的總吞吐量。選擇的數字廣播電視通信模式不同，對于發射功率的控制方法也不同。目前數字廣播電視的功率控制可分為靜態設置和動態設置。

靜態功率控制。之前的功率控制方案都是在數字廣播電視會話發起時確定傳輸速率，保持到會話結束。當基站無法獲取即時的信道狀態時，可以推導出數字廣播電視通信鏈路與蜂窩通信鏈路的信干噪比（SNIR）的分布函數，在小區邊緣的蜂窩用戶SNIR下降不大于3dB的前提上設置數字廣播電視發射功率。

動態功率控制。靜態功率控制無法實時反映出信道的變化，動態功率控制可以根據信道情況和用戶的位置變化對功率進行調整。數字廣播電視可以使用開環功率控制、閉環功率控制等方案，通過目標SNIR和反饋所得實際SNIR對功率動態調整。

3 結論

網絡數字化廣播電視技術有著極為廣闊的發展前景，就當前網絡數字化時代的大環境下，廣播電視行業的發展有必要進行一定的探索與創新，以實現廣播電視系統與多媒體計算機網絡系統的有機結合。

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