基于微波传输的地面数字电视系统关键技术解析

韩超

现如今，网络化、信息化改变了人们的生活，这一点在广播电视领域更是得到充分体现，有助于数字电视的发展。为更好满足人们的视听需求，数字电视标准不断改进。本文对无线通信技术进行了分析，对前向纠错码技术、星座旋转技术、高阶调制技术等分别进行了探讨，希望能帮助到相关人士。

一、引言

地面数字广播就是借助于微波来实现对信号的覆盖与传输，由于地面数字广播有着突出的优势，有较好的灵活性、所需投资不多、移动性较好、恢复能力较强等，近年来得到了大力推广。不过这种方式也存在不足，在传输信号时，有着较多的干扰因素，而且接受系统较为复杂。怎样克服这些不利因素，是需要处理的问题。

二、无线通信技术介绍

在70年代，出现了无线网概念，在无线技术的进步下，对人们的生活造成了极大的影响。建立无线通信系统，就是为了方便人们交流，更加容易获取到想要的信息，而不受距离的限制。基于相关的协议，促使无线通信得以发展。通常而言，构成系统的部分较多。对于发射端而言，转换器是非常重要的。通过转换器，实现对信息的转换，最终形成电信号，这一点类似于话筒。通过发射机，能对电信号进行转换，最终形成高频电信号。通过天线，可将信號转变成电磁波，随之进行发射。对于接收端而言，就是利用天线来接收信息，同时变成电信号，之后利用转换器，来对信号进行转变，向用户发送信息。相比于有线而言，不用铺设线路，无线通信就能实现对数据的传输。基于传输媒介的差异，针对无线通信，可将其分为卫星与微波。不管是哪一种无线通信，皆需要频谱，不过频谱资源是有限的，基于此，对于无线通信的发展，要采取科学合理的方式，来管理频谱，防止出现资源被浪费的现象。在具体应用时，存在诸多困难，要充分结合天线技术原理，在对信号进行传输时，不可直接采用电磁波形式，天线尺寸难以达到标准。要认真设计接收装置，以便能更好地接收信号。

三、前向纠错码技术

对于前向纠错码技术而言，其实质上是一种手段，就是在传输信号时，用来对错误进行控制的，基于纠错码，来实现数据的冗余。在T2标准中有着相关的规定，针对数字电视系统，参考所要求的门限值，若噪声干扰比比门限值大，则数字电视系统需符合有关要求。具体而言，若传输速率为每秒5Mb，则在1h内，错误事件次数不超过1，在T2目标中，提升传输速率是关键目标。应达到流净输入速率不可小于每秒50Mb，并且在处于8赫兹带宽的情况下，输入速率要大于每秒100Mb。所以，T2系统应用了编码模式，就是基于线性循环码，同时结合奇偶检验码。在60年代，发现了线性循环码，通过BCH码，针对生成多项式，将其和纠错能力融合起来。依据纠错能力，可将生成多项式设计出来。奇偶检验码基本上可应用于全部的通信信道，因此得到了广泛的应用。合理应用译码算法，能获取较为理想的误码性能。有着稀疏检验矩阵，可提供长度不同的2种比特码，存在数种不一样的码率。便于译码，能达到并行操作的目的，对硬件有着较高的适用性。

四、星座旋转技术

星座旋转就是基于2个星座点，来提升分集度，在空间层次中，达到符号分集的目标。有效应用向纠错码技术，当遇到恶劣信道时，能增强抗干扰能力，在保障系统稳定的同时，也能提升传输效率。在T2中含有星座旋转，针对单元及比特交织，此模块位于两者间。基于衰落信道，有效应用该技术，同时提高额外分集，进而可获取两种增益，一是容量增益，二是分集增益。

五、高阶调制技术

在T2中，同样使用了高速传输技术，相比于DVB-T而言，这一点是完全不同的。为提升信道利用率，通过正交频分系统，来分割信道，对于所划分的子信道来讲，在频谱上，有着重叠的地方，为避免受到影响，在对传输媒介进行选择时，数字电视系统采用子载波，通过这样的方式，促使频谱得到充分利用。在频域范围内，通过正交频分系统，来实现对信道的正交划分，降低传输速率，将串行转变为并行，之后依次进行传输。关于正交频分复用，其属于一种组合技术，就是针对信道编码，将其和OFDM融合起来，有效应用此项技术，有助于处理信道衰落，同时获取较好的解决效果。通过COFDM，能实现对不同噪声与衰落的抵消，为解决好多径衰落，可在信号周期之前，添加保护间隔。对于同频干扰，可借助于频谱开槽法。对于不同噪声的处理，可采用交织方式，并结合级联码。在T2标准中，在对参数进行选择时，采用正交频分技术，可促使选择更加灵活，针对QAM星座调制而言，不但可支持256阶的调制，而且也可支持64阶，变换点数可达到六种，其中32K为最大。

六、交织技术

通常而言，可将交织技术划分为2种，一是分组交织，二是卷积交织。针对无线信道，因为不存在具体的线路铺设，在空间中，有着较多的影响因素，基于此情况，极有可能被干扰。此外，如果信号没有较好的稳定性，在传输信号时，不但会受到噪声的影响，而且也会被物理因素干扰，若碰上恶劣信道，则会极大干扰信号。若未采用交织技术，来对信号进行相应的调整，就直接传输信号，极有可能会出现大段数据错误的情况。由此，有必要处理好此类问题，可采用交织技术，来分割信号，依据一定的长度，来对数据进行分割，最终生成小段数据，达到最小时，可将比特视为单位，同时依据一定的规则，来重组邻近的比特，通过这样的方式，在进行传输时，即便大段的比特存在错误，由于对位置进行了调整，差错变为随机，之后借助于向前纠错编码，实现对比特错误的消除。有效应用交织技术，能有效改变信息结构，而且不会对信息内容造成影响，促使通信特性得到改善。

在T2标准中，提供了多种不一样的交织器，比如频率。对于时间交织器而言，以一定的时间空隙，反复输送相同信号，所以在接收端能收到多个信号，对于这些信号来讲，存在不一样的衰落情况，而且是独立的个体，可提升数字电视系统的抗干扰能力。对于频率交织而言，应遵守一定的原则，具体而言，基于不一样的载波，来传输数据，同时在对载波进行选择时，要优先选取最远的，尽可能降低频率，避免对传输信道造成影响。依据以上的原则，对于频率交织器而言，在处理完数据之后，需对这些数据进行有效的配置，并置于相应的载波上，最终采取随机化方式，再次处理这些数据；对于比特交织器而言，在传输之前，需重新排列比特，以便实现随机化差错，由此针对噪声脉冲，给出抗干扰能力。

七、结论

通过以上分析得知，有效利用前向纠错码技术，在恶劣信道方面，可提升系统的抗干扰能力，在保证数字电视系统稳定的同时，也能提高传输效率；合理应用译码算法，能获取较为理想的误码性能；通过COFDM，能实现对不同噪声与衰落的抵消，为解决好多径衰落，可在信号周期之前，添加保护间隔；有效应用交织技术，能有效改变信息结构，而且不会对信息内容造成影响，促使通信特性得到改善。

作者单位：山西广播电视无线管理中心7402台