淺談數字電視地面廣播移動接收技術

馬顯陽

（遼寧省廣播電視傳輸發射中心201臺，遼寧 北鎮 121300）

1 數字電視系統

數字電視 (DTV)指電視信號的處理、傳輸、發射和接收過程中使用數字信號的電視系統或電視設備。其具體傳輸過程是：由電視臺送出的圖像及聲音信號，經數字壓縮和數字調制后，形成數字電視信號，經過衛星、地面無線廣播、網絡傳輸和有線電纜等方式傳送，由數字電視接收后，通過數字解調和數字視音頻解碼處理還原出原來的圖像及伴音。

數字電視系統根據其傳輸媒介的不同，可劃分為：

有線數字電視廣播(DTV-C)系統。DTV-C利用光纜與同軸電纜傳送數字電視節目，用戶通過機頂盒+模擬電視接收機或數字電視接收機觀看電視節目。在有線電視廣播中還可利用ADSL或LAN接入網作為上行通道，提供點播電視(VOD)等交互業務。

衛星數字電視廣播(DTV-S)系統。DTV-S利用廣播衛星提供的傳輸通道，轉播或對用戶直接播送數字電視節目。

地面數字電視廣播系統(DTV-T)。DTV-T亦稱移動電視。DTV-T通過電視塔發射，用戶用天線接收電視節目。現在城市里已很少有家庭用天線收看電視，故該系統主要用于公共汽車、出租車和城市軌道交通列車中播放廣告、通知或實時轉播電視節目。

2 數字電視地面廣播

在現代通信中，通信傳輸手段主要是光纖、衛星、數字微波等，加上地面無線電視廣播電視發射構成信息主體。目前在我國數字電視按信號傳輸方式可以分為地面無線傳輸數字電視、衛星傳輸數字電視、有線傳輸數字電視三類。而移動電視是數字電視地面廣播的重要應用。數字電視地面廣播在應用需求上要求實現移動和便攜接收的功能，使整個技術系統的要求最高。它具備無線數字系統所共有的優點，較之衛星接收，有實現容易、價格低廉的特點；較之有線接收不易受城市施工建設、自然災害戰爭等因素造成的斷網影響；數字電視地面廣播通過電視臺制高點天線發射無線電波，覆蓋電視用戶，用戶通過接收天線和電視機收看電視節目，主要的受眾也是針對本地區的。完善的數字電視地面廣播系統所具備的蜂窩單頻網功能，不僅提高了頻譜的利用率，而且可應用與寬帶無線接入市場；而移動和便攜的獨特優勢使該系統能滿足現代信息社會“信息到人”的要求，也就是無論何人何時在何地均能任意獲取他想得到的信息。

3 數字電視地面廣播的技術優勢

數字地面電視廣播通常傳送只有兩個取值“0”或“1”，接收端只需用對接收信號進行對應于數字“0”或“1”兩狀態的判定。這一特點使信號在傳輸過程中，噪聲和干擾雖然對信號的波形有影響，使其產生失真，但在很大程度上仍能判定傳送信息是“0”或“1”碼的波形，消除了失真與噪聲的積累，通信質量可達到或接近信號源的質量。

數字地面電視廣播的傳輸由于采用了二進制信息形式，便于采用糾錯編碼從而實現信息無差錯傳輸和存儲，所以移動電視的傳輸可靠性高。基于以上特點，移動電視接收的信號僅要求較低的載噪比，因此發射機功率可以降低，即節約了能源，也降低了電磁污染，使環境得到了改善和保護。

此外，移動電視由于采用了數字傳輸技術，具有頻譜利用率高、可以通過計算機網絡實現互聯和資源共享、便于實現多媒體廣播以及設備體積小、重量輕、功耗省、可靠性高、多功能和智能化等一系列模擬電視無可比擬的優勢。

4 移動接收所遇到的主要問題

移動電視技術的核心是移動接收，即車載高速移動接收，接收的條件因地貌不斷變化而變化，同時因車速的變化還會受到多普勒效應頻率變化的影響。移動接收采用的方式是無線數字信號發射、地面接收。因此，移動接收所遇到的問題之一就是衰落，這是所有無線通信系統都會遇到的問題。固定接收可以采用分集接收等方法予以克服，但對于移動接收而言分集接收的方法顯然不實用。這是因為電波在沿地表傳播中會受到各種阻礙物的反射、散射和吸收，實際到達收信天線處的電波除了來自發射天線的直接波外，還存在來自各種物體(包括地面)的反射波和散射波。到達接收點的信號不止一個，反射波和散射波在收信天線處形成干涉場。移動接收主要就是解決動態多徑和多普勒頻移的問題。衰落問題在模擬電視中的表現是重影，在數字接收中，某些特定相位的多徑信號將使接收完全失敗。在這種情況下，接收好壞不單單依賴于與發射臺距離的遠近，而且在很大程度上還依賴于接收信號之間的相位。引起不同頻率信號衰落的主要原因是多徑接收，其結果使信道出現頻率選擇問題。

另外，移動接收時，主信號和反射信號到達接收點的角度有可能不同，因多普勒效應，其頻率發生了不同的變化，兩者的差拍使接收信號的幅度隨時間周期變化讓信道出現時間選擇性；由于接收地點的不同和相鄰臺距離的不同，主信號和其他臺信號之間的關系不同而使接收出現地點的選擇性。

移動接收主要就是解決動態多徑和多普勒頻移的問題。利用數字技術無線接收，才可以有效解決以上問題。

5 移動接收中的關鍵技術---OFDM

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multi鄄plexing)即正交頻分復用，是在嚴重電磁干擾的通信環境下保證數據穩定完整傳輸的技術措施。OFDM能夠有效地對抗衰落和多普勒現象帶來的負面影響，使受到干擾的信號能夠可靠地接收。OFDM碼率低，又加入了時間保護間隔，具有極強的抗干擾能力。因此，OFDM是當前移動接收所采用的核心技術。

在過去的頻分復用系統中，整個帶寬分成N個子頻帶，子頻帶之間不重疊，為了避免子頻帶間相互干擾，頻帶間通常加保護帶寬，使頻譜利用率下降。為了克服這個缺點，OFDM采用N個重疊的子頻帶，子頻帶間正交，擴頻調制后的頻譜可相互重疊，因而在接收端無需分離頻譜就可將信號接收下來，大大提高了頻譜利用的效率。

移動和便攜的獨特優勢使數字電視地面廣播(DTTB)能滿足現代信息社會“信息到人”的要求，也就是無論何人何時在何地均能任意獲取他想得到的信息。廣播電視的移動接收作為當前的熱點技術，還處在不斷發展完善中，以改進其移動接收的性能，滿足市場的需要。相信數字電視地面廣播的應用必將會引起人們收視和獲得信息方式的革命性變化。

[1]都研美,劉 峰.淺談數字電視地面廣播技術[J].廣西輕工業,2007(05).

[2]徐孟俠.關于地面數字電視廣播傳輸標準的學習筆記[J].電視技術,2004(05).