王 哲

（吉林省輝南縣融媒體中心，吉林 輝南 135100）

1 數字電視

隨著科學技術的不斷進步和人們生活水平的提高，數字電視技術也隨之發展起來。通過模擬信號與數字信號進行組合，可以實現對信息資源的有效利用。最初的數字電視主要是使用單片機來控制電視機面板上所發射出的脈沖音頻，并驅動相應電路使其發出聲音。隨著半導體集成電路的出現，數字電視技術步入快速發展階段，實現了對信息資源的有效利用和傳輸。數字電視技術是以集成電路為中心，通過對信號的處理實現信息的收集、傳輸以及控制[1]。以計算機為基礎，通過對圖像的處理和分析，將音頻信號轉換成電信號輸出。其具有強大的技術支撐，音頻效果好，地面接收到的信號清晰度高[2]。由于計算機本身具有運算功能強大、存儲容量大以及可容錯能力強等優勢，使得數字電視的交互性強，能夠帶給用戶更好的體驗。在信息技術快速發展的背景下，音頻處理設備性能不斷優化，供應商可以利用數字模擬的方式為用戶提供服務，可擴展性較強。數字電視在使用過程中是應用現代化的數字信號處理方式，信號的整個傳輸過程在特定域中進行，不會輕易泄露[3]。

2 數字電視地面廣播的基本要求

數字電視地面廣播主要通過無線網絡技術、有線電視技術以及衛星技術來實現，覆蓋范圍廣。隨著科學技術的發展，數字電視技術對信號的接收能夠打破時間和空間的限制，不會因為區域的偏遠和時間因素而受到影響。數字電視地面廣播要想接收到完整的信息，不僅需要具備接收信號的條件，還需要寬帶無線技術的支撐，從而更好地實現無線狀態下的信號傳輸，確保數字電視地面廣播接收到的信息能夠滿足用戶的需求。基于科學技術發展下的數字電視地面廣播傳輸需要更精確的編碼方案和更精準的信號估算方式，通過這種方式能夠為接收更清晰的信號提供保障[4]。除此之外，數字電視地面廣播系統的傳輸方式具有靈活性，可以使用單頻網和多頻網對地面進行覆蓋，同時兼容多種類型的接收設備，可以有效降低成本。

3 OFDM技術在數字電視地面傳輸中的應用

正交頻分復用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技術是1種新型的信號處理技術，主要通過數字調制解調器來實現。OFDM調制技術能夠有效提升頻帶利用率，抵抗頻率選擇性衰落。在OFDM中引入保護間隔能夠克服多徑信道的延時拓展，不僅能夠消除碼間的干擾，還可以結合空時編碼、分集以及智能天線等技術提升物理層傳輸的可靠性[5]。

OFDM最早起源于20世紀50年代中期，但是由于設備結構復雜和當時的科技水平有限，因此其在使用上受到了一定的限制。隨著信息技術的發展，利用離散傅里葉變換（Discrete Fourier Transform，DFT）和快速傅里葉變換（Fast Fourier Transformation，FFT）對多載波進行調制的出現才使得OFDM技術得到了實質性的使用。OFDM系統框架如圖1所示。

圖1 OFDM系統框架

通過系統中的碼流讓多子載波通過串/并處理轉換成并行的低速信號，然后將這種轉換過后的低速信號發射出去[6]。通過數字電視地面傳輸系統來實現信號在不同載波頻率下進行有效接收與處理，從而保證信息能夠有效傳送。

在數字電視地面傳輸系統中，OFDM保護間隔主要提升數字電視地面廣播的信號接收效率。

OFDM系統由多個塊狀的信號結構構成，每1個信號代表1個OFDM符號，在實際的信號傳傳輸過程中會受到數據本身和傳輸的保護間隔影響[7]。OFDM的保護間隔如圖2所示。

圖2 OFDM的保護間隔

多徑回波使子載波的幅度或相位在1個積分周期Ts內發生了變化，這些變化會對數字電視地面傳輸系統中的信號傳輸造成影響，最佳的解決方式就是在每個符號周期上都增加保護間隔Δ。此時符號傳輸的周期就變成了T's=Ts+Δ。如果Δ的時間比信道沖激響應的持續時間還要長，就不會影響到周期的變化，接收端的積分只要能保持在Δ的范疇之內就沒問題[8]。

對于OFDM系統中的離散傅里葉變換來說，增加時間間隔就是為了實現對DFT的轉化，在接收端口增加周期拓展保護間隔，地面終端在對接收到的信號進行低速信號轉換時，需要先將其中保護間隔的時間去掉，以此來確保數字化傳輸系統中信號傳輸的準確性[9]。

數字化信息系統中信號的傳輸過程比較復雜，從信號發出到地面接收端接收到信號要經過多條路徑的傳播，而且各個子載波存在差異，導致信號到達地面的時間存在差異，從而影響數字電視地面傳輸系統對信號的接收。OFDM系統中的每個符號前都有保護帶，即前綴，這些符號前面的前綴在時間寬度上比信道的最大時延擴展都要大，即使在傳輸過程中出現了時延信號，也會被符號的前綴所吸收，降低對后面符號的干擾。在OFDM系統的實際工作流程中，每個符號的前綴都是最后1個時域信號的復制，以此就形成了循環結構，可以減少信號在傳輸過程中出現的誤差和干擾[10]。帶循環前綴的OFDM符號如圖3所示。

圖3 帶循環前綴的OFDM符號

4 結 論

隨著社會的發展和科學技術的進步，數字電視廣播領域需要借助通信技術實現地面傳輸系統的優化。數字電視地面廣播在傳輸過程中會受到一些高大建筑物的阻擋，影響地面傳輸的效率和數字電視地面接收信號的質量，通過研究OFDM技術在數字電視地面傳輸中的應用，能夠有效提升數字電視地面傳輸系統的傳輸效率和質量。