地面數(shù)字電視技術(shù)要點分析

劉學(xué)良

【摘要】經(jīng)濟的發(fā)展促進人們生活水平不斷提高，使得廣大群眾對休閑娛樂的追求隨之提升。數(shù)字電視作為豐富人們精神需求的重要途徑，在這一背景下也廣泛普及。所謂數(shù)字電視，就是對電視節(jié)目、信息傳輸進行數(shù)字化加工，以此來增強圖像質(zhì)量、擴大信號覆蓋范圍、豐富服務(wù)方式，從而為觀眾提供更好的感官體驗。現(xiàn)階段，地面數(shù)字電視技術(shù)已經(jīng)成為廣播電視行業(yè)的新寵，加大該技術(shù)推廣力度、提高應(yīng)用水平，是行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢?；诖?，本文將對地面數(shù)字電視技術(shù)進行概述，深入研究其應(yīng)用意義和技術(shù)要點，旨在為專業(yè)人員進一步研究提供參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】地面數(shù)字電視;廣電行業(yè);技術(shù)要點;意義

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.011.006

科學(xué)技術(shù)的不斷進步，為數(shù)字電視蓬勃發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)，在一定程度上提高了社會群眾生活質(zhì)量，突出了數(shù)字電視廣闊的發(fā)展前景。尤其新時期，傳統(tǒng)模擬無線電視已經(jīng)被數(shù)字電視全面替代，并成為廣電行業(yè)數(shù)字技術(shù)的主導(dǎo)，為增強行業(yè)核心競爭力奠定了良好基礎(chǔ)。眾所周知，地面數(shù)字系統(tǒng)的構(gòu)建，離不開地面數(shù)字電視技術(shù)的支撐。簡單來說，就是通過無線發(fā)射方式，將數(shù)字電視信號傳送給用戶，用戶只需通過數(shù)字機頂盒就能夠觀看電視節(jié)目，并且相對于傳統(tǒng)無線模擬電視而言，數(shù)字電視圖像分辨率更高、信號更加穩(wěn)定、抗干擾能力更強，可以為用戶提供更好的服務(wù)，從而增強其滿意度。但由于數(shù)字電視屬于新興產(chǎn)業(yè)，加上我國在技術(shù)應(yīng)用方面起步較晚，所以目前仍然處于發(fā)展過程中。由此可見，對地面數(shù)字電視技術(shù)要點進行深入分析，已經(jīng)成為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要需求。

1. 地面數(shù)字電視技術(shù)概述

1.1 地面數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展進程

新時期背景下，科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，在一定程度上優(yōu)化了數(shù)字電視傳輸技術(shù)，促進多樣化調(diào)制技術(shù)、編碼技術(shù)應(yīng)運而生。與此同時，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及通訊行業(yè)的快速發(fā)展，使得各種新興媒體隨之涌現(xiàn)，為傳統(tǒng)廣播電視行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展造成了巨大沖擊。加上頻譜危機不斷深化、非廣播業(yè)務(wù)與日俱增的頻譜需求，為廣播頻譜發(fā)展創(chuàng)造了廣闊空間。在這一背景下，世界各國電視標(biāo)準(zhǔn)組織，均投入到了最新地面數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)研究和討論中，并取得了顯著成績?，F(xiàn)階段，我國數(shù)字電視在信號發(fā)射、接收以及使用等多個環(huán)節(jié)中，均需要以數(shù)字信號技術(shù)為支撐。簡單來說，就是對地面數(shù)字電視的畫面、聲音進行數(shù)字化處理，通過壓縮、編譯等方式使電視節(jié)目直接儲存或播放，從而為廣大用戶提供數(shù)字電視播放和接收服務(wù)。

現(xiàn)如今，數(shù)字電視已經(jīng)進入千家萬戶，為滿足人們生活需求、提高人們生活質(zhì)量奠定了良好基礎(chǔ)，同時為加快廣播電視行業(yè)改革進程提供了充分保障。我國在2006年，正式發(fā)布了地面數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)，即地面數(shù)字電視多媒體廣播。自此之后，日本地面綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播、歐洲數(shù)字視頻廣播、美國高級電視系統(tǒng)委員會以及我國地面數(shù)字電視多媒體廣播，被確立為第一代地面數(shù)字廣播電視標(biāo)準(zhǔn)，并廣泛應(yīng)用到世界各國。

1.2 地面數(shù)字電視技術(shù)特點

2007年，DTMB成為我國廣播電視行業(yè)地面數(shù)字電視信號的強制標(biāo)準(zhǔn)，其是建立在時域正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，具備自己的知識產(chǎn)權(quán)體系，現(xiàn)如今已經(jīng)形成了較為鮮明的技術(shù)特點，具體如下：

1.2.1 傳輸效率較高

歐洲數(shù)字電視公開標(biāo)準(zhǔn)中，導(dǎo)頻載波數(shù)量逐漸增加，其中應(yīng)用到同步和信道估計中的載波量占比較大，現(xiàn)階段已經(jīng)超過總載波量的10%。在OFDM保護間隔中設(shè)置DTMB的PN序列，不僅能夠充分發(fā)揮OFDM的保護間隔作用，還能夠?qū)⑵渥鳛閹?。歐洲數(shù)字電視公開標(biāo)準(zhǔn)和時域正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)將10%的子波進行傳送，將其作為信道估計與幀同步的導(dǎo)頻信號，而雷達通信一體化將時間保護間隔應(yīng)用到信道估計和幀同步中，將其作為導(dǎo)頻信號，可以看出，歐洲數(shù)字電視公開標(biāo)準(zhǔn)中系統(tǒng)傳輸率，僅達到DTMB的90%左右，所以地面數(shù)字電視技術(shù)具有傳輸效率較快的特點。

1.2.2 抗干擾能力強

將單載波系統(tǒng)運行狀況與單載波系統(tǒng)運行狀況進行對比可以看出，OFDM系統(tǒng)具備較強的抗干擾能力，能夠有效抵抗多徑干擾，為系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供保障。結(jié)合大量實踐來看，由于OFDM系統(tǒng)需要插入一致的PN序列，將其作為時間保護間隔，所以在明確信道特征的條件下，接收端中的PN信號能夠準(zhǔn)確計算，并將PN序列去除。此時的OFDM信號等價于時間保護間隔為零值填充的OFDM信號;同時，在信道性能相同的情況下，零值填充的OFDM等價于周期延拓的。除此之外，DTMB在多徑延遲時間異常的情況下，依然可以正常工作。聯(lián)合處理OFDM幀的PN序列，可以突破時間保護間隔的約束，有效提高系統(tǒng)抗干擾能力。

1.2.3 滿足移動接收需求

在移動接收過程中，不可避免會產(chǎn)生遮擋干擾，同時會發(fā)生多普勒效應(yīng)，著這一背景下，時間變化會對傳輸信道造成一定影響。需要注意的是，在對OFDM系統(tǒng)信號進行處理時，無論哪種情況，都要始終將信道傳輸特性準(zhǔn)時不變作為基礎(chǔ)。簡單來說，就是在特定的OFDM符號時間范圍內(nèi)，假設(shè)信道不變，則可以判斷為信道變化是發(fā)生在OFDM符號中的。

1.3 地面數(shù)字電視技術(shù)的優(yōu)缺點

當(dāng)前，有線數(shù)字電視網(wǎng)依然是大部分地區(qū)的電視接收主流方式，但與地面數(shù)字電視技術(shù)相比，后者信號覆蓋范圍更大，并且傳輸方式也相對便捷，可以提高廣播電視節(jié)目收視率。然而，由于地面數(shù)字電視技術(shù)由于頻道受限、信號頻率資源短缺，加上信號輸出為單向形式，所以無法實現(xiàn)智能化互動目標(biāo);另外傳輸質(zhì)量與有線電視網(wǎng)絡(luò)相比也相對較低。

2. 地面數(shù)字電視技術(shù)應(yīng)用的意義

2.1 提高電視節(jié)目畫面分辨率

結(jié)合我國廣播電視行業(yè)發(fā)展進程來看，由于傳統(tǒng)模擬無線電視技術(shù)水平有限，所以在信號傳播過程中極其容易受到各種客觀因素影響產(chǎn)生問題，在一定程度上降低了信號傳輸效率和質(zhì)量，導(dǎo)致電視節(jié)目畫面分辨率不高，嚴(yán)重影響用戶觀感體驗。而新形勢下，地面數(shù)字電視技術(shù)廣泛應(yīng)用到電視節(jié)目信號傳輸中，有效提高了信號傳輸過程的抗干擾能力，為增強電視節(jié)目分辨率奠定了良好基礎(chǔ)，有利于提高用戶滿意度和認(rèn)可度。

2.2 豐富廣電行業(yè)服務(wù)方式

結(jié)合大量實踐來看，在廣播電視工程中使用地面數(shù)字電視技術(shù)，大多可以分為兩種接收方式，一種為移動接收，另一種為固定接收，如此能夠更加充分的滿足用戶觀看電視節(jié)目的多樣化需求。具體來說：移動接收主要為人們提供標(biāo)清電視業(yè)務(wù)服務(wù);固定接收則是為人們提供高清電視業(yè)務(wù)服務(wù)?？梢钥闯觯侠響?yīng)用地面數(shù)字電視技術(shù)，既能夠豐富廣電行業(yè)服務(wù)水平，還能夠為廣大用戶提供多樣化電視服務(wù)，從而為人類發(fā)展、社會進步奠定良好基礎(chǔ)。

2.3 拓展信號覆蓋范圍

傳統(tǒng)模擬無線電視在運行構(gòu)成中，受技術(shù)水平限制，導(dǎo)致其電視信號傳播受到阻礙，無法實現(xiàn)信號全面覆蓋目標(biāo)。另外，信號傳輸過程中面臨的隱患較多，容易受多種客觀因素影響出現(xiàn)問題，尤其電視設(shè)備相對落后的地區(qū)，無法保證接收到的信號完整、準(zhǔn)確。而新時期背景下，廣播電視與地面數(shù)字電視技術(shù)深度融合，有效克服了傳統(tǒng)模擬無線電視信號傳輸中存在的弊端，基本實現(xiàn)了信號全面覆蓋目標(biāo)。同時，還能夠有效防止信號傳輸過程中存在的不良隱患和干擾因素，有利于為推進廣電行業(yè)進一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2.4 減少不必要的頻率資源浪費

上文多次提到，信號傳輸過程中存在諸多干擾因素，不僅降低了傳輸質(zhì)量，還會影響信號傳輸范圍。另外，在此過程中還會造成大量的頻率資源浪費，如果控制不當(dāng)，會為電視節(jié)目播出效率和播出質(zhì)量造成嚴(yán)重負(fù)面影響。而應(yīng)用過地面數(shù)字電視技術(shù)，廣電單位可以通過單頻網(wǎng)對電視節(jié)目信號進行傳輸，在降低外界干擾因素的情況下，可以減少頻率資源的不必要浪費，從而提高頻率資源利用率，如此既能夠減少信號傳輸成本，又能夠保證節(jié)目播出質(zhì)量。

3. 地面數(shù)字電視技術(shù)要點分析

3.1 合理選擇發(fā)射天線

地面數(shù)字電視技術(shù)的應(yīng)用離不開發(fā)射天線的支撐，其主要作用是實現(xiàn)電磁波輻射目標(biāo)，同時準(zhǔn)確接收數(shù)字電視信號。當(dāng)前，隨著數(shù)字電視技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛普及，各種發(fā)射天線應(yīng)運而生，其質(zhì)量和性能能夠直接影響信號傳輸水平。眾所周知，數(shù)字電視信號在傳輸過程中容易各種因素影響出現(xiàn)問題，其中發(fā)射天線選擇不到位占據(jù)較大比重。所以，廣電行業(yè)在應(yīng)用地面數(shù)字電視技術(shù)時，要合理選擇發(fā)射天線，注意其水平極化、垂直極化等實際情況。具體來說發(fā)射天線的垂直極化，能夠在信號區(qū)域內(nèi)均勻分布，水平極化則可以有效擴大信號覆蓋范圍。

例如：傳統(tǒng)模擬無線電視的天線，在設(shè)置過程中需要懸掛到高塔或高山上。在保證發(fā)射頻率一致、信號覆蓋遠區(qū)效果較好的情況下，可以選擇水平極化。而針對復(fù)雜環(huán)境，如周圍林木較多、潮濕多水等區(qū)域，則需要優(yōu)先選擇垂直極化。

3.2 科學(xué)選擇發(fā)射地點

在選擇發(fā)射地過程中，通常需要遵循“高位定址”基本原則，也就是將發(fā)射地確定在高塔、高山等位置較高的區(qū)域。另外，在選擇地址過程中，還要充分考慮地區(qū)氣候環(huán)境和變化規(guī)律。結(jié)合實踐來看，發(fā)射天線運行質(zhì)量會或多或少受到運行環(huán)境的影響，在雷雨天氣較多的環(huán)境中，會使發(fā)射天線在感應(yīng)雷電的同時自動選擇水平極化，如此會嚴(yán)重降低數(shù)字電視的信號傳輸質(zhì)量。所以，為了有效提高信號質(zhì)量關(guān)，需要深入研究環(huán)境因素。與此同時，在選址過程中還要充分考慮地形地貌。確保覆蓋范圍內(nèi)的信號穩(wěn)定、安全，盡可能規(guī)避信號覆蓋死角的出現(xiàn)。除此之外，還要從經(jīng)濟角度進行分析，確保選擇的發(fā)射地址無信號重復(fù)覆蓋現(xiàn)象，如此不僅能夠規(guī)避信號之間的相互干擾，也能夠減少頻率資源的不必要消耗和浪費。

3.3 確定信號發(fā)射頻率

發(fā)射頻率會直接決定地面數(shù)字電視信號質(zhì)量。所以在應(yīng)用地面數(shù)字電視技術(shù)時，要深入研究信號發(fā)射頻率。例如：針對林地、濕地等區(qū)域，在接收無線數(shù)字電視信號方面存在諸多限制，并且隨著頻率的不斷增加，接收信號也會隨之增加。所以，需要將該區(qū)域的發(fā)射頻率確定在H500-700Mz范圍內(nèi)，只有在這一區(qū)間，才能夠有效提高工作效率，同時確保信號質(zhì)量達到最高標(biāo)準(zhǔn)，從而拓展信號覆蓋率，促進廣播電視行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

3.4 確定發(fā)射場強的能量及噪音比

在地面數(shù)字電視技術(shù)應(yīng)用過程中，發(fā)射場強的能量和噪音比，會對信號質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。無論針對傳統(tǒng)模擬無線電視，還是新形勢下的數(shù)字電視，都需要將場強作為衡量信號覆蓋率的主要標(biāo)準(zhǔn)。所以，只應(yīng)用地面數(shù)字電視技術(shù)時，想要有效提高覆蓋范圍內(nèi)信號質(zhì)量，就要提高場強建設(shè)水平，使其維持在一定高度。另外，數(shù)字電視與傳統(tǒng)模擬無線電視相比，在信號傳輸方面還要充分考慮載噪比。作為載噪比，就是轉(zhuǎn)換能量的一種重要體現(xiàn)。另外，能量也可以轉(zhuǎn)換為載噪比，并且二者在相互轉(zhuǎn)換過程中是對立狀態(tài)。如果能夠突破二者轉(zhuǎn)換，則能夠有效提升信號質(zhì)量和覆蓋范圍。

3.5 引入GPS技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)不斷進步，越來越多先進技術(shù)與地面數(shù)字電視技術(shù)相融合，其中包括GPS技術(shù)。結(jié)合應(yīng)用效果來看，其具備廣闊發(fā)展空間，尤其GPS技術(shù)的單頻網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字電視中占據(jù)主導(dǎo)地位。廣播電視行業(yè)可以將同步衛(wèi)星與GPS技術(shù)同時使用，如此能夠有效提高信號傳輸質(zhì)量和效率，同時減少信號資源的消耗和浪費。有利于提高電視節(jié)目播出效果和質(zhì)量。

3.6 信號接收終端設(shè)備安裝

除了以上提到的幾種技術(shù)要點外，在廣播電視行業(yè)運轉(zhuǎn)中引入地面數(shù)字電視技術(shù)，還要給予信號接收技術(shù)高度重視，其接收能力直接影響技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和數(shù)字電視綜合質(zhì)量。為了保證接收到的信號完整、可靠。需要相關(guān)人員合理安裝移動終端設(shè)備，確保其能夠及時接收到GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號，以此來提高信號傳輸效率，減少頻率資源浪費等問題。從而為廣播電視行業(yè)蓬勃發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

4. 地面數(shù)字電視技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 地面數(shù)字電視技術(shù)在手機電視中的應(yīng)用

隨著地面數(shù)字電視技術(shù)的不斷優(yōu)化和完善，電視與手機的融合程度也進一步加深，手機電視的優(yōu)勢在于重量輕、體積小，能夠攜帶到任何場所。將手機作為觀看數(shù)字電視節(jié)目的設(shè)備，不僅能夠提高電視節(jié)目收視率，滿足人們精神文化需求，還能夠增加廣播電視臺業(yè)務(wù)收入。另外，將地面廣播技術(shù)與通信技術(shù)有效融合，可以豐富其內(nèi)容。但需要給予重視的是，在DVB-T電視機頂盒的IP數(shù)據(jù)廣播下，如果寬帶為100KHz-380KHz，在電視頻道則為8MHz的情況下，電視節(jié)目傳輸一般可以同時滿足25-80套節(jié)目傳輸需求。在電視頻道相同的情況下，地面電視頻道中的單個節(jié)目大概占寬帶2MHz-5HMz，只能滿足3-4套電視節(jié)目同時傳輸。另外，由于手機體積較小，屏幕大小有限，所以電視節(jié)目碼率相對于電視機頂盒而言也相對不較低。雖然其本身具備移動性、便捷性優(yōu)勢，并且與電視機頂盒相比能夠突破固定播放弊端，但手機在接收地面信息時，會隨著移動網(wǎng)絡(luò)的強弱降低信號質(zhì)量。

4.2 地面數(shù)字電視技術(shù)在車載移動電視中的應(yīng)用

傳統(tǒng)電視節(jié)目播放形式較為單一，無法滿足用戶需求。而數(shù)字電視的廣泛普及，使車載移動電視成為現(xiàn)實。簡單來說，就是通過發(fā)射無線數(shù)字信號，利用地面數(shù)字設(shè)備進行接收，并直接播放電視節(jié)目。在車輛時速小于120公里的情況下，能夠充分保證電視節(jié)目的播出質(zhì)量和畫面效果。例如：上海市早在2002年，就推出了公交車移動電視，使我國成為全球第二個普及移動電視設(shè)備的國家，標(biāo)志著我國正進入廣播電視地面數(shù)字技術(shù)應(yīng)用時代。

5. 結(jié)束語

綜上所述，新時期背景下，人們對廣播電視節(jié)目播出質(zhì)量提出更高要求，廣電行業(yè)為了提高自身服務(wù)能力，拓展業(yè)務(wù)規(guī)模，積極應(yīng)用地面數(shù)字電視技術(shù)，以此來增強電視節(jié)目畫面質(zhì)量，強化人們感官體驗。然而，由于我國相對于發(fā)達國家而言，在地面數(shù)字電視技術(shù)應(yīng)用和研究方面起步較晚，所以目前依然處于發(fā)展階段，想要充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢和價值，就要對技術(shù)要點進行深入演技，從而為廣播電視行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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