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我国地面数字电视广播传输标准概要分析

2020-12-21胡云华

科学与信息化 2020年28期

胡云华

摘 要 广播电视行业的发展能够促进信息的传播与交流,还能够对国民经济的发展和相关产业发展起到重要影响,为此必须要积极构建完整的数字广播标准。我国作为电视机主要生产和消费大国,必须要密切关注数字电视广播标准的制定与选用,以谨慎的态度来保证数字电视广播传输的质量,水平全面提升。自从DTMB标准执行以来,我国的标准化研究机构针对地面数字电视配套标准制定工作,已经形成了从发射传输到接收一系列的标准体系,形成近30项地面数字电视配套标准。

关键词 我国地面数字电视广播;传输标准;传输测试

引言

地面数字电视广播系统作为电视广播系统之中的重要组成部分,主要包括数字卫星、电视广播系统和有线数字电视广播系统等部分构成,能够提高广播电视的整体覆盖范围。我国作为世界上最主要的电视生产国必须谨慎选择广播电视标准,充分提高自主知识产权,为我国电视生产大国转变为电视强国提供技术保障[1]。

1地面数字电视广播传输标准介绍

1.1 国标系统发送端原理

DTMB国标系统制定标志着我国电视数字化转型,也是ATSC、DVB-T、ISDB-T之后技术成熟的地面数字电视广播传输标准。除了能够支持单向的数据广播之外,通过扩展也可以实现非对称双向传输,国标系统能够支持室内固定的接收,还可以支持室外移动便携式接收,在固定模式下能够实现数字高清、标清信号的接收,在移动条件下能够实现标清、数据等多媒体信息的广播通信[2]。

国标系统抗噪声性能比较强,抗干扰能力比较高,对多径脉冲、单频、模拟和数字同频能力更强,具有低时延、高速移动的特点。还能够广泛支持多频网和大范围单频网组网。国标通过对数字电视地面广播传输系统发送端,从输入数据码流到地面电信道传输的信号转换,在数据输入之后经过随机化,前向纠错编码星座映射与交织。并通过系统信息实现信号帧的复用,并对整个数据进行快速处理,形成组织,经过基带后处理。直至射频输出。

1.2 传输标准的参数

国标利用级联码的方式对这一问题进行有效消除。BCH码能够降低误码平层,根据相关的测试表明国标系统误码平层1E-12,符合高清数字广播的传输要求。BCH码能够快速适配,确保每一个信号帧都有整个MPEG-2包。交织技术国标系统采用时域符号的方式,增强抗脉冲噪声干扰和对抗时间选择性衰落信道,时域交织编码只能够在多个信号帧内快速进行。国家标准目前有240个符号和720个交织。超帧长度为125ms,每秒有整数个MPEG-22TS包,第1个信号为超帧头,而每一个信号都有独一无二的帧号,分帧主要由480个帧群组成,所有分帧的长度均为1min。日帧则由1440超帧组成,长度为24小时。日帧必须与北京时间的自然日保持同步,每日可重复一次。通过一个信号灯,能够包括3780个子载波侦听和保护间隔,3780个子载波,有3744个传输载荷数据,其余的均为TPS信号。通过发射端的各种载波形式,能够在接收机上对GPS信号进行调节。通过这样的方式可以方便接收端自动适应发端的工作模式,还能够实现自动接收的功能。在8MHz带宽内,每一个子载波波长为2kHz带宽,所以3780个子载波的带宽为7.56MHz。在国标系统分为1/9整体长度、1/6整体长度和1/4整体长度,保护间隔的增加可以满足更大范围的单频网需求,但也会导致系统频率下降。1/9保护间隔能够保证56ms的保护间隔。在城市组网下快速传播,而1/4的保护间隔可以提供125ms的保护间隔,能够满足全国范围的单频网络传播。国标系统可以支持多种调制方式,而不同的符号映射能够使平均功率保持一致其中64QAM作为高阶调制模式,每一个符号可传输6BIT数据,是目前可提供最高的频谱利用率,传输速率能够达到每秒32.4 MB传输,可以作为固定接入和固定广播等通信领域。16QAM模式属于高效传输和高速移动兼顾的模式,可以为每一个符号提供4BIT数据传输,具备较高的移动特性,能够在中小城市内覆盖。4QAM,具有非常强的抗干扰性能,整体的灵敏度和移动特性非常强,对于信号接收灵敏度,为-97 dBm,可以支持几百公里内的高速传播。通过4QAM模式可以提高覆盖通信的质量,传输范围也可以得到扩大[3]。

2我国地面数字电视广播传输测试

2.1 传输测试说明

目前国标的整体性能已经基本超过现有地面数字电视广播标准7灵敏测试度和实验室样机的测试结果,均显著优于ATSC、DVB-T、ISDB-T。国标系统信息可以为每一个信号帧提供相应的参数,包括LDPC码率、交织深度、保护间隔长度等[4]。

2.2 典型模式应用

国标能够根据不同的开路测试结果,在不同场景下实现应用。例如在车载高性能移动模式下,能够帮助大中城市车载移动设备快速接收信号,具有非常强的纠错性能和灵敏度,能够在各种复杂信道下调整参数。高码率固定接入模式可以应用在大范围无线接入模式中,拥有非常高的信道容量,具有良好的纠错性能和灵敏度,在无线环境下还可以实现大范围高速率的可靠接入。高码率移动模式必须实现移动接入场景,能够提供比较高的信道容量,还具有非常稳定的可移动特点,能够在无线环境下实现高速率移动接入,而大范围单频网组合模式,必须要以全省大范围单频网组合的场景,提供更多的延时保护能力。具有非常强的移动性特点。

3结束语

在2006年,国家标准化管理委员会发布了GB 20600-2006,《数字电视地面广播传输系统中结构信道编码和调制的强制性国家标准》。同时,也标志着我国地面数字电视配套标准研究的初步完成。国标提供了单载波和多载波两种模式。多载波的抗干扰能力比较强,频谱利用率更高,具有非常明显的优势。

参考文献

[1] 林华明.地面数字电视单频网覆盖方法研究[D].浙江工业大学,2009.

[2] 王建亚.浅议国家数字电视地面广播传输标准[J].内蒙古广播与电视技术,2008,25(3):4-6.

[3] 孙西振.数字电视地面广播传输标准研究[D].山东大学,2006.

[4] 刘洪涛,张世宏.我國数字电视地面传输标准的研究进展与思考[J].山东电子,2003(1):39-40.