地面數(shù)字多媒體電視廣播傳輸系統(tǒng)研究

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電視取代模擬電視技術(shù)成為高清晰度電視開發(fā)的主流，本文將針對(duì)地面數(shù)字多媒體電視廣播傳輸系統(tǒng)展開研究，通過對(duì)其分層傳輸特性、抗干擾和多徑性能、同步性能進(jìn)行深入分析，加深對(duì)其系統(tǒng)整體的了解。

在20世紀(jì)后期發(fā)達(dá)國家就開始了針對(duì)數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)的研究，并取得了一定的成果，我國此方面研究相對(duì)較晚，但憑借對(duì)西方先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的積極吸取和自身努力，現(xiàn)階段也獲得了諸多成就，例如完成了計(jì)算機(jī)仿真和FPGA原型機(jī)驗(yàn)證，開始試用相應(yīng)芯片等。

1 地面數(shù)字多媒體電視廣播傳輸系統(tǒng)的分層傳輸特性

在地面數(shù)字多媒體電視廣播傳輸系統(tǒng)（DMB-T）中標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視（SDTV）和高清晰度電視（HDTV）的傳輸層次問題一直得不到有效的解決，美國作為最早進(jìn)行相關(guān)研究的國家，堅(jiān)持以HDTV作為研究的方向，而歐洲發(fā)達(dá)國家則堅(jiān)持以SDTV作為研究的重點(diǎn)。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，以美國的理論出發(fā)，單純地傳輸HDTV，SDTV可以在接收到信號(hào)后自動(dòng)生成，這種方式使HDTV獨(dú)自占用傳輸空間，傳輸效率非常高，但此時(shí)SDTV自身的抗干擾性就會(huì)受到HDTV的限制，在移動(dòng)環(huán)境中不能夠充分接收；如果將HDTV和SDTV分別通過有線級(jí)別進(jìn)行傳送，就可以有效地保證SDTV的抗干擾性，而且可以在一定程度上對(duì)HDTV的抗干擾性也有提升作用，但傳輸效率又會(huì)受到影響，所以我國積極吸取兩者的成功與不足對(duì)DMB-T在兩種方式上進(jìn)行改進(jìn)[1]。

將HDTV和SDTV以基本信號(hào)和增強(qiáng)信號(hào)組在一起轉(zhuǎn)化成復(fù)合形式，并分別以不同級(jí)別的優(yōu)先傳送向外傳輸，這樣就可以使接收到自動(dòng)生成HDTV和SDTV信號(hào)，雖然此種方法相對(duì)于單純傳送HDTV效率較低，但SDTV的抗干擾性卻得到了保證，而且傳送效率可以滿足現(xiàn)階段的需求，這樣在移動(dòng)接受環(huán)境中就可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。在DMB-T系統(tǒng)中對(duì)于基本信號(hào)和增強(qiáng)信號(hào)采用不同的保護(hù)級(jí)別，通常情況下，基本信號(hào)的保護(hù)級(jí)別相對(duì)更高，這在一定程度上為分層傳輸提供了可能，這樣就可以根據(jù)接收端的信噪比分層次的進(jìn)行信號(hào)傳輸，保證即使在22 dB以上、10 dB以下、甚至在信噪比已經(jīng)超出人類忍耐范圍的情況下，仍然可以接收到真實(shí)的聲音[2]。

2 地面數(shù)字多媒體電視廣播傳輸系統(tǒng)的抗干擾和多徑性能

DMB-T系統(tǒng)自身具有較強(qiáng)的前向糾錯(cuò)能力，積極應(yīng)用正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）自身可以平滑掉短持續(xù)時(shí)間的各種脈沖的特性，通過大量的子載波達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康?，由于使用單品干擾形式對(duì)子載波有一定的破壞，造成子載波數(shù)量減少，傳輸信號(hào)受到影響，所以在DMB-T系統(tǒng)自身前向糾錯(cuò)能力就可以在此時(shí)發(fā)揮作用，對(duì)子載波破壞而出現(xiàn)的錯(cuò)誤編碼進(jìn)行糾正。從此方面分析，DMB-T系統(tǒng)自身具有較強(qiáng)的抗單品干擾的能力，可以說抗干擾能力很大程度上取決于其自身的糾錯(cuò)能力。除此之外，通過上述DMB-T系統(tǒng)中信號(hào)分層傳輸可以保證不同信噪比區(qū)域都可以正常地接收到高保真信號(hào)，這在一定程度上也證明DMB-T系統(tǒng)自身具有抗噪聲干擾的特性。

在傳輸過程中多徑干擾主要指靜態(tài)干擾和動(dòng)態(tài)干擾兩種，而OFDM自身通過對(duì)信號(hào)傳輸通道并行和有針對(duì)性的保護(hù)間隔設(shè)置，可以有效地消除傳播過程中長(zhǎng)短回波，而且對(duì)于此過程中必然會(huì)出現(xiàn)的回波時(shí)延現(xiàn)象沒有明顯的次生反應(yīng)。DMB-T系統(tǒng)通過對(duì)OFDM的積極應(yīng)用大大提升了自身多徑性能，在信道估計(jì)的過程中通過信道沖擊響應(yīng)可以有效地將多徑干擾控制在7％以內(nèi)，即使在信噪比比較高或動(dòng)態(tài)接受區(qū)域，仍然能夠保證正常傳輸[3]。

3 地面數(shù)字多媒體電視廣播傳輸系統(tǒng)的同步性能分析

由于DMB-T系統(tǒng)的應(yīng)用無線環(huán)境復(fù)雜，所以對(duì)其同步性能提出了更高的要求，信號(hào)捕獲效率、時(shí)鐘恢復(fù)速度、自動(dòng)頻率跟蹤準(zhǔn)確性、相位補(bǔ)償效率等子系統(tǒng)數(shù)據(jù)都直接影響到同步性能的程度，所以要對(duì)這些子系統(tǒng)進(jìn)行不斷的完善。DMB-T傳輸系統(tǒng)將時(shí)域與頻域信息進(jìn)行了高速整合，實(shí)現(xiàn)兩種信息采樣的時(shí)鐘同步，而且在此過程中通過序列技術(shù)對(duì)載波進(jìn)行同步處理，這樣就可以將捕獲時(shí)間由原來的100 ms,提升為急速5 ms，即使DMB-T傳輸系統(tǒng)自身要對(duì)載波進(jìn)行糾錯(cuò)，也可以將時(shí)間控制在20 ms之內(nèi)，由此可見DMB-T傳輸系統(tǒng)自身同步性能非常高，可以滿足復(fù)雜環(huán)境下的持續(xù)作業(yè)。

DMB-T傳輸系統(tǒng)的開發(fā)離不開電子信息技術(shù)的發(fā)展，其使用的電子設(shè)計(jì)工具及流程都是現(xiàn)階段國際上最為先進(jìn)的，通過SPW仿真軟件對(duì)系統(tǒng)整體進(jìn)行仿真，再通過HDS仿真軟件對(duì)其語言硬件描述進(jìn)行升級(jí)，通過一系列的技術(shù)和軟件加工，可以獲得專用集成電路，真正實(shí)現(xiàn)DMB-T傳輸系統(tǒng)的開發(fā)利用。

4 結(jié)論

通過上述分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段我國DMB-T傳輸系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)流程中都可以實(shí)現(xiàn)不應(yīng)用國外芯片，使我國獨(dú)立自主完成DMB-T傳輸系統(tǒng)成為可能，我國擁有了對(duì)DMB-T傳輸系統(tǒng)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這是我國科技進(jìn)步的表現(xiàn)，說明我國已經(jīng)為數(shù)字電視時(shí)代來臨做好了技術(shù)準(zhǔn)備。