地面數(shù)字電視技術(shù)要點(diǎn)分析

■ 東營(yíng)市廣播電視臺(tái)：劉學(xué)良

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)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(huì)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(shí)期，傳統(tǒng)模擬無(wú)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(qiáng)行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)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(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)無(wú)線發(fā)射方式，將數(shù)字電視信號(hào)傳送給用戶，用戶只需通過(guò)數(shù)字機(jī)頂盒就能夠觀看電視節(jié)目，并且相對(duì)于傳統(tǒng)無(wú)線模擬電視而言，數(shù)字電視圖像分辨率更高、信號(hào)更加穩(wěn)定、抗干擾能力更強(qiáng)，可以為用戶提供更好的服務(wù)，從而增強(qiáng)其滿意度。但由于數(shù)字電視屬于新興產(chǎn)業(yè)，加上我國(guó)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(guò)程中。由此可見，對(duì)地面數(shù)字電視技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)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(jìn)程

新時(shí)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(jìn)多樣化調(diào)制技術(shù)、編碼技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。與此同時(shí)，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(jī)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(guó)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(jī)?，F(xiàn)階段，我國(guó)數(shù)字電視在信號(hào)發(fā)射、接收以及使用等多個(gè)環(huán)節(jié)中，均需要以數(shù)字信號(hào)技術(shù)為支撐。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是對(duì)地面數(shù)字電視的畫面、聲音進(jìn)行數(shù)字化處理，通過(guò)壓縮、編譯等方式使電視節(jié)目直接儲(chǔ)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(jìn)入千家萬(wàn)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(shí)為加快廣播電視行業(yè)改革進(jìn)程提供了充分保障。我國(guó)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(guó)高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)以及我國(guó)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(guó)。

1.2 地面數(shù)字電視技術(shù)特點(diǎn)

2007年，DTMB成為我國(guó)廣播電視行業(yè)地面數(shù)字電視信號(hào)的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，其是建立在時(shí)域正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，具備自己的知識(shí)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(diǎn)，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(jì)中的載波量占比較大，現(xiàn)階段已經(jīng)超過(guò)總載波量的10%。在OFDM保護(hù)間隔中設(shè)置DTMB的PN序列，不僅能夠充分發(fā)揮OFDM的保護(hù)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(shí)域正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)將10%的子波進(jìn)行傳送，將其作為信道估計(jì)與幀同步的導(dǎo)頻信號(hào)，而雷達(dá)通信一體化將時(shí)間保護(hù)間隔應(yīng)用到信道估計(jì)和幀同步中，將其作為導(dǎo)頻信號(hào)，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(dá)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(diǎn)。

1.2.2 抗干擾能力強(qiáng)

將單載波系統(tǒng)運(yùn)行狀況與單載波系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行對(duì)比可以看出，OFDM系統(tǒng)具備較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠有效抵抗多徑干擾，為系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。結(jié)合大量實(shí)踐來(lái)看，由于OFDM系統(tǒng)需要插入一致的PN序列，將其作為時(shí)間保護(hù)間隔，所以在明確信道特征的條件下，接收端中的PN信號(hào)能夠準(zhǔn)確計(jì)算，并將PN序列去除。此時(shí)的OFDM信號(hào)等價(jià)于時(shí)間保護(hù)間隔為零值填充的OFDM信號(hào)；同時(shí)，在信道性能相同的情況下，零值填充的OFDM等價(jià)于周期延拓的。除此之外，DTMB在多徑延遲時(shí)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(shí)間保護(hù)間隔的約束，有效提高系統(tǒng)抗干擾能力。

1.2.3 滿足移動(dòng)接收需求

在移動(dòng)接收過(guò)程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生遮擋干擾，同時(shí)會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)，著這一背景下，時(shí)間變化會(huì)對(duì)傳輸信道造成一定影響。需要注意的是，在對(duì)OFDM系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，無(wú)論哪種情況，都要始終將信道傳輸特性準(zhǔn)時(shí)不變作為基礎(chǔ)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是在特定的OFDM符號(hào)時(shí)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(hào)中的。

1.3 地面數(shù)字電視技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

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(hào)覆蓋范圍更大，并且傳輸方式也相對(duì)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(hào)頻率資源短缺，加上信號(hào)輸出為單向形式，所以無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能化互動(dòng)目標(biāo)；另外傳輸質(zhì)量與有線電視網(wǎng)絡(luò)相比也相對(duì)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(guó)廣播電視行業(yè)發(fā)展進(jìn)程來(lái)看，由于傳統(tǒng)模擬無(wú)線電視技術(shù)水平有限，所以在信號(hào)傳播過(guò)程中極其容易受到各種客觀因素影響產(chǎn)生問(wèn)題，在一定程度上降低了信號(hào)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(yàn)。而新形勢(shì)下，地面數(shù)字電視技術(shù)廣泛應(yīng)用到電視節(jié)目信號(hào)傳輸中，有效提高了信號(hào)傳輸過(guò)程的抗干擾能力，為增強(qiáng)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(shí)踐來(lái)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(dòng)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(lái)說(shuō)：移動(dòng)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)。可以看出，合理應(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?yàn)閺V大用戶提供多樣化電視服務(wù)，從而為人類發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步奠定良好基礎(chǔ)。

2.3 拓展信號(hào)覆蓋范圍

傳統(tǒng)模擬無(wú)線電視在運(yùn)行構(gòu)成中，受技術(shù)水平限制，導(dǎo)致其電視信號(hào)傳播受到阻礙，無(wú)法實(shí)現(xiàn)信號(hào)全面覆蓋目標(biāo)。另外，信號(hào)傳輸過(guò)程中面臨的隱患較多，容易受多種客觀因素影響出現(xiàn)問(wèn)題，尤其電視設(shè)備相對(duì)落后的地區(qū)，無(wú)法保證接收到的信號(hào)完整、準(zhǔn)確。而新時(shí)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(wú)線電視信號(hào)傳輸中存在的弊端，基本實(shí)現(xiàn)了信號(hào)全面覆蓋目標(biāo)。同時(shí)，還能夠有效防止信號(hào)傳輸過(guò)程中存在的不良隱患和干擾因素，有利于為推進(jìn)廣電行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2.4 減少不必要的頻率資源浪費(fèi)

上文多次提到，信號(hào)傳輸過(guò)程中存在諸多干擾因素，不僅降低了傳輸質(zhì)量，還會(huì)影響信號(hào)傳輸范圍。另外，在此過(guò)程中還會(huì)造成大量的頻率資源浪費(fèi)，如果控制不當(dāng)，會(huì)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(guò)地面數(shù)字電視技術(shù)，廣電單位可以通過(guò)單頻網(wǎng)對(duì)電視節(jié)目信號(hào)進(jìn)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(fèi)，從而提高頻率資源利用率，如此既能夠減少信號(hào)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)電磁波輻射目標(biāo)，同時(shí)準(zhǔn)確接收數(shù)字電視信號(hào)。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(yùn)而生，其質(zhì)量和性能能夠直接影響信號(hào)傳輸水平。眾所周知，數(shù)字電視信號(hào)在傳輸過(guò)程中容易各種因素影響出現(xiàn)問(wèn)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(shí)，要合理選擇發(fā)射天線，注意其水平極化、垂直極化等實(shí)際情況。具體來(lái)說(shuō)發(fā)射天線的垂直極化，能夠在信號(hào)區(qū)域內(nèi)均勻分布，水平極化則可以有效擴(kuò)大信號(hào)覆蓋范圍。

例如：傳統(tǒng)模擬無(wú)線電視的天線，在設(shè)置過(guò)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(hào)覆蓋遠(yuǎn)區(qū)效果較好的情況下，可以選擇水平極化。而針對(duì)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(diǎn)

在選擇發(fā)射地過(guò)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(guò)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(shí)踐來(lái)看，發(fā)射天線運(yùn)行質(zhì)量會(huì)或多或少受到運(yùn)行環(huán)境的影響，在雷雨天氣較多的環(huán)境中，會(huì)使發(fā)射天線在感應(yīng)雷電的同時(shí)自動(dòng)選擇水平極化，如此會(huì)嚴(yán)重降低數(shù)字電視的信號(hào)傳輸質(zhì)量。所以，為了有效提高信號(hào)質(zhì)量關(guān)，需要深入研究環(huán)境因素。與此同時(shí)，在選址過(guò)程中還要充分考慮地形地貌。確保覆蓋范圍內(nèi)的信號(hào)穩(wěn)定、安全，盡可能規(guī)避信號(hào)覆蓋死角的出現(xiàn)。除此之外，還要從經(jīng)濟(jì)角度進(jìn)行分析，確保選擇的發(fā)射地址無(wú)信號(hào)重復(fù)覆蓋現(xiàn)象，如此不僅能夠規(guī)避信號(hào)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(fèi)。

3.3 確定信號(hào)發(fā)射頻率

發(fā)射頻率會(huì)直接決定地面數(shù)字電視信號(hào)質(zhì)量。所以在應(yīng)用地面數(shù)字電視技術(shù)時(shí)，要深入研究信號(hào)發(fā)射頻率。例如：針對(duì)林地、濕地等區(qū)域，在接收無(wú)線數(shù)字電視信號(hào)方面存在諸多限制，并且隨著頻率的不斷增加，接收信號(hào)也會(huì)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(shí)確保信號(hào)質(zhì)量達(dá)到最高標(biāo)準(zhǔn)，從而拓展信號(hào)覆蓋率，促進(jìn)廣播電視行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

3.4 確定發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)的能量及噪音比

在地面數(shù)字電視技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)的能量和噪音比，會(huì)對(duì)信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。無(wú)論針對(duì)傳統(tǒng)模擬無(wú)線電視，還是新形勢(shì)下的數(shù)字電視，都需要將場(chǎng)強(qiáng)作為衡量信號(hào)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(shí)，想要有效提高覆蓋范圍內(nèi)信號(hào)質(zhì)量，就要提高場(chǎng)強(qiáng)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(wú)線電視相比，在信號(hào)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(guò)程中是對(duì)立狀態(tài)。如果能夠突破二者轉(zhuǎn)換，則能夠有效提升信號(hào)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(jìn)步，越來(lái)越多先進(jìn)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(lái)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(shí)使用，如此能夠有效提高信號(hào)傳輸質(zhì)量和效率，同時(shí)減少信號(hào)資源的消耗和浪費(fèi)。有利于提高電視節(jié)目播出效果和質(zhì)量。

3.6 信號(hào)接收終端設(shè)備安裝

除了以上提到的幾種技術(shù)要點(diǎn)外，在廣播電視行業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)中引入地面數(shù)字電視技術(shù)，還要給予信號(hào)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(hào)完整、可靠。需要相關(guān)人員合理安裝移動(dòng)終端設(shè)備，確保其能夠及時(shí)接收到GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，以此來(lái)提高信號(hào)傳輸效率，減少頻率資源浪費(fèi)等問(wèn)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(jī)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(jī)的融合程度也進(jìn)一步加深，手機(jī)電視的優(yōu)勢(shì)在于重量輕、體積小，能夠攜帶到任何場(chǎng)所。將手機(jī)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(tái)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(jī)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(shí)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(gè)節(jié)目大概占寬帶2MHz-5HMz，只能滿足3-4套電視節(jié)目同時(shí)傳輸。另外，由于手機(jī)體積較小，屏幕大小有限，所以電視節(jié)目碼率相對(duì)于電視機(jī)頂盒而言也相對(duì)不較低。雖然其本身具備移動(dòng)性、便捷性優(yōu)勢(shì)，并且與電視機(jī)頂盒相比能夠突破固定播放弊端，但手機(jī)在接收地面信息時(shí)，會(huì)隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)弱降低信號(hào)質(zhì)量。

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

傳統(tǒng)電視節(jié)目播放形式較為單一，無(wú)法滿足用戶需求。而數(shù)字電視的廣泛普及，使車載移動(dòng)電視成為現(xiàn)實(shí)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)發(fā)射無(wú)線數(shù)字信號(hào)，利用地面數(shù)字設(shè)備進(jìn)行接收，并直接播放電視節(jié)目。在車輛時(shí)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(dòng)電視，使我國(guó)成為全球第二個(gè)普及移動(dòng)電視設(shè)備的國(guó)家，標(biāo)志著我國(guó)正進(jìn)入廣播電視地面數(shù)字技術(shù)應(yīng)用時(shí)代。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，新時(shí)期背景下，人們對(duì)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(lái)增強(qiáng)電視節(jié)目畫面質(zhì)量，強(qiáng)化人們感官體驗(yàn)。然而，由于我國(guó)相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)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(shì)和價(jià)值，就要對(duì)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)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)。