摘 要:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字電視取代模擬電視技術(shù)成為高清晰度電視開發(fā)的主流,本文將針對地面數(shù)字多媒體電視廣播傳輸系統(tǒng)展開研究,通過對其分層傳輸特性、抗干擾和多徑性能、同步性能進行深入分析,加深對其系統(tǒng)整體的了解。
在20世紀后期發(fā)達國家就開始了針對數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)的研究,并取得了一定的成果,我國此方面研究相對較晚,但憑借對西方先進經(jīng)驗的積極吸取和自身努力,現(xiàn)階段也獲得了諸多成就,例如完成了計算機仿真和FPGA原型機驗證,開始試用相應(yīng)芯片等。
1 地面數(shù)字多媒體電視廣播傳輸系統(tǒng)的分層傳輸特性
在地面數(shù)字多媒體電視廣播傳輸系統(tǒng)(DMB-T)中標準清晰度電視(SDTV)和高清晰度電視(HDTV)的傳輸層次問題一直得不到有效的解決,美國作為最早進行相關(guān)研究的國家,堅持以HDTV作為研究的方向,而歐洲發(fā)達國家則堅持以SDTV作為研究的重點。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn),以美國的理論出發(fā),單純地傳輸HDTV,SDTV可以在接收到信號后自動生成,這種方式使HDTV獨自占用傳輸空間,傳輸效率非常高,但此時SDTV自身的抗干擾性就會受到HDTV的限制,在移動環(huán)境中不能夠充分接收;如果將HDTV和SDTV分別通過有線級別進行傳送,就可以有效地保證SDTV的抗干擾性,而且可以在一定程度上對HDTV的抗干擾性也有提升作用,但傳輸效率又會受到影響,所以我國積極吸取兩者的成功與不足對DMB-T在兩種方式上進行改進[1]。
將HDTV和SDTV以基本信號和增強信號組在一起轉(zhuǎn)化成復(fù)合形式,并分別以不同級別的優(yōu)先傳送向外傳輸,這樣就可以使接收到自動生成HDTV和SDTV信號,雖然此種方法相對于單純傳送HDTV效率較低,但SDTV的抗干擾性卻得到了保證,而且傳送效率可以滿足現(xiàn)階段的需求,這樣在移動接受環(huán)境中就可以實現(xiàn)信號傳輸。在DMB-T系統(tǒng)中對于基本信號和增強信號采用不同的保護級別,通常情況下,基本信號的保護級別相對更高,這在一定程度上為分層傳輸提供了可能,這樣就可以根據(jù)接收端的信噪比分層次的進行信號傳輸,保證即使在22 dB以上、10 dB以下、甚至在信噪比已經(jīng)超出人類忍耐范圍的情況下,仍然可以接收到真實的聲音[2]。
2 地面數(shù)字多媒體電視廣播傳輸系統(tǒng)的抗干擾和多徑性能
DMB-T系統(tǒng)自身具有較強的前向糾錯能力,積極應(yīng)用正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)自身可以平滑掉短持續(xù)時間的各種脈沖的特性,通過大量的子載波達到數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康?,由于使用單品干擾形式對子載波有一定的破壞,造成子載波數(shù)量減少,傳輸信號受到影響,所以在DMB-T系統(tǒng)自身前向糾錯能力就可以在此時發(fā)揮作用,對子載波破壞而出現(xiàn)的錯誤編碼進行糾正。從此方面分析,DMB-T系統(tǒng)自身具有較強的抗單品干擾的能力,可以說抗干擾能力很大程度上取決于其自身的糾錯能力。除此之外,通過上述DMB-T系統(tǒng)中信號分層傳輸可以保證不同信噪比區(qū)域都可以正常地接收到高保真信號,這在一定程度上也證明DMB-T系統(tǒng)自身具有抗噪聲干擾的特性。
在傳輸過程中多徑干擾主要指靜態(tài)干擾和動態(tài)干擾兩種,而OFDM自身通過對信號傳輸通道并行和有針對性的保護間隔設(shè)置,可以有效地消除傳播過程中長短回波,而且對于此過程中必然會出現(xiàn)的回波時延現(xiàn)象沒有明顯的次生反應(yīng)。DMB-T系統(tǒng)通過對OFDM的積極應(yīng)用大大提升了自身多徑性能,在信道估計的過程中通過信道沖擊響應(yīng)可以有效地將多徑干擾控制在7%以內(nèi),即使在信噪比比較高或動態(tài)接受區(qū)域,仍然能夠保證正常傳輸[3]。
3 地面數(shù)字多媒體電視廣播傳輸系統(tǒng)的同步性能分析
由于DMB-T系統(tǒng)的應(yīng)用無線環(huán)境復(fù)雜,所以對其同步性能提出了更高的要求,信號捕獲效率、時鐘恢復(fù)速度、自動頻率跟蹤準確性、相位補償效率等子系統(tǒng)數(shù)據(jù)都直接影響到同步性能的程度,所以要對這些子系統(tǒng)進行不斷的完善。DMB-T傳輸系統(tǒng)將時域與頻域信息進行了高速整合,實現(xiàn)兩種信息采樣的時鐘同步,而且在此過程中通過序列技術(shù)對載波進行同步處理,這樣就可以將捕獲時間由原來的100 ms,提升為急速5 ms,即使DMB-T傳輸系統(tǒng)自身要對載波進行糾錯,也可以將時間控制在20 ms之內(nèi),由此可見DMB-T傳輸系統(tǒng)自身同步性能非常高,可以滿足復(fù)雜環(huán)境下的持續(xù)作業(yè)。
DMB-T傳輸系統(tǒng)的開發(fā)離不開電子信息技術(shù)的發(fā)展,其使用的電子設(shè)計工具及流程都是現(xiàn)階段國際上最為先進的,通過SPW仿真軟件對系統(tǒng)整體進行仿真,再通過HDS仿真軟件對其語言硬件描述進行升級,通過一系列的技術(shù)和軟件加工,可以獲得專用集成電路,真正實現(xiàn)DMB-T傳輸系統(tǒng)的開發(fā)利用。
4 結(jié)論
通過上述分析發(fā)現(xiàn),現(xiàn)階段我國DMB-T傳輸系統(tǒng)的整個設(shè)計流程中都可以實現(xiàn)不應(yīng)用國外芯片,使我國獨立自主完成DMB-T傳輸系統(tǒng)成為可能,我國擁有了對DMB-T傳輸系統(tǒng)的自主知識產(chǎn)權(quán),這是我國科技進步的表現(xiàn),說明我國已經(jīng)為數(shù)字電視時代來臨做好了技術(shù)準備。