数字电视地面广播技术与传输标准

数字电视地面广播技术与传输标准

发表时间：2019-09-17T15:55:28.380Z 来源：《城镇建设》2019年第15期作者：李宏伟

[导读] 本文对数字电视地面广播技术进行分析，并介绍了传输标准的技术要求。

承德广播电视台 067000

摘要：地面无线广播作为电视广播的传统手段，由于其所独具的简单接收和移动接收的能力，能够满足现代信息化社会所要求的。信息到人”的基本需求。所以，数字电视地面广播在未来数十年中将具备极太的商业价值。本文对数字电视地面广播技术进行分析，并介绍了传输标准的技术要求。

关键词：数字电视；地面广播技术；传输标准

1 引言

数字电视广播主要通过卫星、有线电视及地面元线等三种传输方式实现。一般认为，卫星广播着重于解央大面积覆盖。有线电视广播着重于解决“信息到户”，特别是在城镇等人日居住稠密地区。而地面无线广播作为电视广播的传统手段，由于其所独具的简单接收和移动接收的能力，能够满足现代信息化社会所要求的。信息到人”的基本需求。所以，数字电视地面广播在未来数十年中将具备极太的商业价值。另一方面，数字电视广播近十年来的技术发展告诉人们。卫星和有线电视广播的基本传输体制已确定，世界技术先进国家在系统设计和芯片开发上已有相当技术积累，其相关市场应用和产品也极为丰富。而数字电视地面广播的传输环境恶劣。频谱资源有限，应用需求分散。其标准在各国仍有极大的争议，特别是在提高固定接收的稳定性以及移动接收的性能等方面有很大的改进潜力。广义而言，数字电视地面广播系统可被视为—个上、下行非对称的宽带无线数字通信系统。现有的移动通信系统，如 TDMA、cDMA 等，目前只能在较低的数据速事下工作，优秀的无线、宽带、移动传输系统是当前世界信息技术领域的研究焦点之一。

2 数字电视地面广播需求条件

2.1 数字电视接收应至少与现有模拟电视接收一样好

电视观众可使用接收模拟电视信号的设施容易地接收到稳定的无线数字电视信号，包括在室内采用简单、小型和低增益天线实现稳定接收。在数字电视服务区边缘地带及其它一些信号微弱地区，可以通过使用带方向性、高增益的室外天线接收到数字电视信号。也就是说，在存在较强静态和动态多径的环境中，数字电视地面广播系统能够稳定工作。

2.2 系统的数据传输容量应得到保证

在规定的广播频道带宽内，要求教字电视广播系统能够提供包括高清晰度电视、多路标准清晰度电视、多路音频数据以及包括系统业务和控制信息、节目指南、多语种等在内的大量辅助数据。系统应具备足够高的载荷率“Paylod”以支持这些业务，考虑到数字电视日后发展的广阔空间和业务应用的多样性和对传输容量的不断增长的需求，数据传输容量的大小是衡量一个数字电视广播系统设计好坏的重要指针。对相对传输总容量较小的地面广播就更显得关键和重要。在试图提高系统其它性能指针时，不能以过多损失数据传输容量为代价。

2.3 系统必须支持便携接收应用

便携接收应是无线广播的最基本接收形式之一。但需要确定便携接收的定义是指“允许接收机从一处搬移到另一处，但观看时是不动的”。还是指“步行移动接收”，例如使用笔记本计算机在较低运动速度下收看数字电视广播信号。

2.4 系统应考虑支持移动接收应用

国外现有系统在设计定型阶段太多授有充分考虑系统的移动接收性能。事实上，移动接收能力是数字电视地面广播与卫星及有线电缆广播相比独具特色之处，若系统能够以较大的传输码率实现移动接收(至少是在车辆行驶速度范围内)，地面广播的应用范围和形式会大大增加。当然，移动接收时的传输容量耍明显低于固定接收的传输容量。

3 数字电视地面广播系统的根本技术难点

数字电视传输系统性能的优越性主要来源于信道编码和信号调制方式。卫星和有线电缆的广播环境与理想的白噪声模型极为接近，而优秀的信道编码和信号调制方式一般都是针对自噪声模型设计的，这样的信道编码调制可以在卫星和有线电缆广播中得到很好的应用，系统性能可以接近理论值。而地面广播的环境显然不是白噪声模型，没有任何信道编码调制技术可以在地面广播的环境下被优化地使用。

美、欧已有的系统都反映出这一特点：即在实验室的白噪声环境下，两者都接近理论值。但一旦处于实际的地面广播环境下。两套系统性能都发生明显的劣化。美国系统虽然在白噪声性能方面优于欧洲系统，但美国系统没有考虑严重的多径环境柯衰落现象。其接收实际地面广播信号能力逊于欧洲系统。事实上，现有系统在白噪声条件下具有增益的编码在实际环境中不但无助于提高性能，反而加剧了系统性能的恶化。

地面广播的信道特性变化剧烈，信号幅度、相位的变化。多径的时延和幅度的变化速度都远比卫星和有线电缆信道复杂。系统古巴稳定工作的区域有限，对系统信号处理能力。尤其是处理速度及稳定性要求苛刻。再加上地面广播要求与现有模拟电视广播兼容。大功率非线性发射使相邻频道间的干扰加剧，若系统各个纠错编码保护环节不能很好地协调工作，就会顾此失彼，各部分性能互相牵制，使系统始终处于不稳定和亚优化的状态。

4 中国传输标准方案的技术要求

(1)按重要性顺序，尽量满足上述第二节中所列出的数字电视地面广播需求条件：系统具备固定接收和移动接收两种主要工作模式，能够实现在强多径和动态环境中稳定接收的同时，保证系统的传输数据容量不低于现有国外系统的对应值。具体说，系统的整体性能应至少与欧洲系统一样好或更加优异。

(2)考虑到数字地面广播和有线电缆广播可能构成未来数字电视广播的主要市场，所研制的地面传输方案应使其接收机易于兼容数字有线电缆解调解码方案。即系统应兼容数字有线电缆方案。

(3)系统应及早形成接收芯片的设计方案，并应以中国企业首先申请接收技术实现专刺和研制成功符合标准方案的样片。

在恶劣的地面广播多变通道条件下，设计一个能够在周定和移动接收环境中，稳定实现大数据容量传输的数字电视地面广播系统是比较困难的。已有国外标准方案都存在技术缺陷。中国目前正在研究制定自己的数字电视标准，在地面广播传输领域巳积累了相当多的实际经验，具有较好的研究基础。只要继续在政府支持下，不懈努力，汲取现代技术精华，完全有可能形成技术先进、性能优越的传输标准方