網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化時(shí)代的廣播電視技術(shù)發(fā)展

梅曉奇

摘 要 我國綜合國力的提升為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了良好的發(fā)展機(jī)遇，就當(dāng)前而言，許多發(fā)達(dá)國家已經(jīng)較為全面的普及了數(shù)字化、信息化的廣播電視技術(shù)，伴隨著我國信息化與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的廣播電視行業(yè)也呈現(xiàn)出高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，且衛(wèi)星數(shù)字通訊的發(fā)展也為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化廣播電視技術(shù)的普及提供了基礎(chǔ)，文章對(duì)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化時(shí)代的廣播電視技術(shù)發(fā)展的研究有著極為深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化；廣播電視；技術(shù)

中圖分類號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2019）236-0070-02

1 廣播電視技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

關(guān)于數(shù)字廣播電視，因?yàn)槭菙?shù)字通信，所以具有數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)，比如單單以音樂發(fā)展史來談，音樂經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字音樂的轉(zhuǎn)變，在這個(gè)轉(zhuǎn)變過程中，21世紀(jì)中互聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮了很大的作用，未來數(shù)字音樂還將被互聯(lián)網(wǎng)繼續(xù)發(fā)展而帶來一系列的創(chuàng)新，比如可以不用去現(xiàn)場(chǎng)聽演唱會(huì)了，直接利用VR/AR/MR技術(shù)，讓你在家中就能感受演唱會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，并與偶像親密接觸（雖然是虛擬的）。另外最近網(wǎng)絡(luò)直播的火熱程度，也會(huì)為數(shù)字音樂的進(jìn)一步發(fā)展提供了可能。數(shù)字廣播電視就是適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，體現(xiàn)科技進(jìn)步的產(chǎn)物，它是一種新的廣播系統(tǒng)。伴隨信息科學(xué)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，數(shù)字廣播電視取得了巨大發(fā)展。中國數(shù)字化廣播繼模擬電視數(shù)字化后，調(diào)頻廣播也提上數(shù)字化的進(jìn)程。中國數(shù)字化廣播采用自主研發(fā)的DRA+編碼技術(shù)，在原有模擬調(diào)頻廣播的頻點(diǎn)上可以傳輸更多的音頻節(jié)目。

同時(shí)我國的廣播電視技術(shù)也在不斷的和人工智能等新技術(shù)實(shí)現(xiàn)融合。通過機(jī)器學(xué)習(xí)的方法可以讓廣播電視信號(hào)更加有效率的進(jìn)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(shí)失真度較低，觀眾能夠更好的對(duì)其進(jìn)行觀看。這樣有利于我國廣播電視技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，因此我們應(yīng)當(dāng)對(duì)其技術(shù)加以重視，提升對(duì)于新技術(shù)的利用程度，使其能夠更好的為人民服務(wù)。

2 廣播電視新技術(shù)分析

2.1 信號(hào)調(diào)制新技術(shù)

2.1.1 數(shù)字廣播電視信號(hào)調(diào)制技術(shù)

在數(shù)據(jù)源發(fā)送模塊中，因?yàn)槟Ｊ絀中傳輸載波個(gè)數(shù)為1 536個(gè)，故將隨機(jī)整形數(shù)據(jù)設(shè)定為每秒采樣1 536個(gè)。由于DQPSK輸入的應(yīng)該為二進(jìn)制數(shù)，所以在進(jìn)行DQPSK調(diào)制之前，應(yīng)該將輸入的整形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)。DQPSK模塊中進(jìn)行的是子載波數(shù)字調(diào)制，進(jìn)行DQPSK調(diào)制實(shí)際上是進(jìn)行DQPSK映射，舉例來說，在模式I操作情況下，計(jì)數(shù)器范圍為0-1535，而在DQPSK模塊里固定的數(shù)字產(chǎn)生器為1536，兩者相加得到的（I Q）為（0 1536）、（1 1537）···的計(jì)數(shù)方式，也就是模式I中的一個(gè)地址，根據(jù)所得的地址可以讀出相應(yīng)數(shù)據(jù)輸入的DQPSK映射單元，因?yàn)檩斎霐?shù)據(jù)都是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，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(diào)制映射后的數(shù)據(jù)流也只有四種情況，這也說明DQPSK調(diào)制實(shí)際上等效為一個(gè)選擇器。

OFDM調(diào)制模塊是實(shí)現(xiàn)數(shù)字廣播電視中最重要的一個(gè)技術(shù)，它包括一個(gè)將數(shù)據(jù)流進(jìn)行串并變換的模塊，然后將得到的數(shù)據(jù)流分配到傳輸數(shù)率相對(duì)較低的1 536個(gè)子信道中進(jìn)行傳送，因?yàn)閭鬏數(shù)絆FDM調(diào)制的子載波經(jīng)過了DQPSK調(diào)制，所以這些子載波之間是相互正交的。在OFDM調(diào)制模塊中，需要添加子載波個(gè)數(shù)以滿足總子載波為2的整數(shù)冪的關(guān)系，才可以經(jīng)過IFFT運(yùn)算模塊，最后再進(jìn)行添加循環(huán)前綴模塊。

在數(shù)字信號(hào)調(diào)制技術(shù)的幫助下，其還同組網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)無線傳輸技術(shù)和視音頻信號(hào)壓縮編碼技術(shù)存在緊密的聯(lián)系，結(jié)合人類耳朵的聽覺特征，調(diào)試相應(yīng)的音頻碼率。有利于信息的存儲(chǔ)工作，根據(jù)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)原理能夠?qū)σ纛l信號(hào)實(shí)行管理，對(duì)多種音頻、程度數(shù)據(jù)實(shí)行存放，還可以實(shí)現(xiàn)修改、查找等功能。有利于廣播電視多媒體技術(shù)發(fā)展，和以前的配音、配樂比較，信號(hào)調(diào)制技術(shù)靠著高效率的優(yōu)勢(shì)在多媒體中迅速發(fā)展，使音樂和音效在多媒體中隨處可見。數(shù)字信號(hào)調(diào)制技術(shù)的強(qiáng)大魅力在于它將語音、音樂、音視頻的完美的結(jié)合。

2.1.2 差分調(diào)制技術(shù)

數(shù)字廣播電視中采用的是差分編碼，將發(fā)送的二進(jìn)制信息由連續(xù)兩個(gè)調(diào)制符號(hào)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(diào)時(shí)的相位模糊而使用差分調(diào)制，在數(shù)字通信系統(tǒng)中，通常使用四相差分相移鍵控，簡(jiǎn)稱DQPSK調(diào)制，DQPSK調(diào)制與QPSK調(diào)制不同的僅是經(jīng)過串并變換后的數(shù)字信號(hào)，要先經(jīng)過差分編碼器進(jìn)行編碼處理。

2.2 廣播電視網(wǎng)絡(luò)中繼傳輸技術(shù)

2.2.1 單中繼選擇算法

在一個(gè)小區(qū)內(nèi)可能存在多個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此需要選擇合適的節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作通信，目前常見的單中繼選擇有如下幾種：1）隨機(jī)中繼選擇（RRS），它是最簡(jiǎn)單也是最常用的單中繼方案，可以隨機(jī)選擇任何節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)。2）最優(yōu)中繼選擇（BRS），它是最理想的單中繼選擇方案，主要是根據(jù)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(jié)點(diǎn)，這樣很大程度上提高了系統(tǒng)的容量。3）最大平均選擇（BHMS），該方案主要是針對(duì)兩跳中繼網(wǎng)絡(luò)，它選擇到源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)兩條鏈路調(diào)和平均值較大的節(jié)點(diǎn)作為中繼節(jié)點(diǎn)。中繼協(xié)作網(wǎng)絡(luò)按照網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為雙跳和多跳兩種，雙跳就是從信源經(jīng)過一次中繼到達(dá)目的端；多跳則是要經(jīng)過多段中繼才能到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。

2.2.2 多中繼選擇算法

當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)的距離很大時(shí)，靠單中繼、雙中繼無法保證通信的正常進(jìn)行，此時(shí)需要多個(gè)中繼進(jìn)行接力轉(zhuǎn)發(fā)，形成多跳中繼下的數(shù)字廣播電視通信用戶對(duì)。數(shù)字廣播電視多跳中繼的優(yōu)點(diǎn)促使其能夠應(yīng)用于多個(gè)通信場(chǎng)景中，如通過擴(kuò)大了通信的范圍，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字廣播電視用戶對(duì)距離較遠(yuǎn)場(chǎng)景下的通信；如果基站因?yàn)?zāi)害而損壞時(shí)，此時(shí)可以通過數(shù)字廣播電視多跳中繼通信實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)距離對(duì)外界的應(yīng)急通信；當(dāng)小區(qū)內(nèi)基站產(chǎn)生擁堵時(shí)，采用數(shù)字廣播電視多跳中繼將部分蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信轉(zhuǎn)移到鄰近的空閑小區(qū)里，緩解基站的通信壓力，保證通信的正常進(jìn)行，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

當(dāng)然，數(shù)字廣播電視多跳中繼通信也會(huì)有一些缺點(diǎn)，數(shù)字廣播電視用戶對(duì)之間有空閑的蜂窩用戶可用作數(shù)字廣播電視的中繼，但是這些空閑的用戶移動(dòng)速度不同，充當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)的蜂窩用戶的移動(dòng)速度和活躍度對(duì)多跳數(shù)字廣播電視通信鏈路的傳輸正確性和穩(wěn)定性都有影響，另外，隨著轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)的增加，數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)延也增加，同時(shí)傳輸?shù)牟豢煽啃砸苍谠黾?。因?yàn)镈F中繼協(xié)作方式避免了采用AF時(shí)對(duì)噪聲干擾信號(hào)的放大，在多跳中繼網(wǎng)絡(luò)中，使用HDAF會(huì)使得系統(tǒng)變得很復(fù)雜，而且從上面的結(jié)果可以得出DF與HDAF的性能相差不大，因此對(duì)于數(shù)字廣播電視多跳中繼的研究都是基于DF的協(xié)作方式。采用3個(gè)時(shí)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(shù)

直接往蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引入數(shù)字廣播電視技術(shù)，不但頻譜利用率不會(huì)提升，還會(huì)使得系統(tǒng)的整體性能下降。通過適當(dāng)?shù)墓β士刂颇軌蚪档蛿?shù)字廣播電視復(fù)用蜂窩資源時(shí)產(chǎn)生的干擾，提高小區(qū)的總吞吐量。選擇的數(shù)字廣播電視通信模式不同，對(duì)于發(fā)射功率的控制方法也不同。目前數(shù)字廣播電視的功率控制可分為靜態(tài)設(shè)置和動(dòng)態(tài)設(shè)置。

靜態(tài)功率控制。之前的功率控制方案都是在數(shù)字廣播電視會(huì)話發(fā)起時(shí)確定傳輸速率，保持到會(huì)話結(jié)束。當(dāng)基站無法獲取即時(shí)的信道狀態(tài)時(shí)，可以推導(dǎo)出數(shù)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(shù)，在小區(qū)邊緣的蜂窩用戶SNIR下降不大于3dB的前提上設(shè)置數(shù)字廣播電視發(fā)射功率。

動(dòng)態(tài)功率控制。靜態(tài)功率控制無法實(shí)時(shí)反映出信道的變化，動(dòng)態(tài)功率控制可以根據(jù)信道情況和用戶的位置變化對(duì)功率進(jìn)行調(diào)整。數(shù)字廣播電視可以使用開環(huán)功率控制、閉環(huán)功率控制等方案，通過目標(biāo)SNIR和反饋所得實(shí)際SNIR對(duì)功率動(dòng)態(tài)調(diào)整。

3 結(jié)論

網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化廣播電視技術(shù)有著極為廣闊的發(fā)展前景，就當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化時(shí)代的大環(huán)境下，廣播電視行業(yè)的發(fā)展有必要進(jìn)行一定的探索與創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)廣播電視系統(tǒng)與多媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合。

參考文獻(xiàn)

[1]張滿力.廣播電視無線發(fā)射技術(shù)的創(chuàng)新[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（4）：28.

[2]杜嘉興.基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用背景下的廣播電視工程研究[J].科技傳播，2019，11（4）：72-73.

[3].中央廣播電視總臺(tái)基于中國移動(dòng)5G技術(shù)的4K超高清傳送測(cè)試成功[J].中國廣播，2019（2）：47.

[4]劉國春.廣播電視的無線發(fā)射技術(shù)要點(diǎn)分析[J].電子制作，2019（4）：82-83.