广播电视移动接收的制式及技术

刁彤

【摘要】随着现目前我国数字网络技术的快速发展和完善，无线传播领域也迎来了一场巨大的技术改革，在短短的两年时间里，我国无线数字媒体的类型不断增加丰富，除了传统的媒体之外，对于手机电视，移动电视等全新的媒体类型不断出现，移动接收是现阶段广播电视发展的最终目标，电视移动的接收问题相对比传播更加的困难，本文就主要针对广播电视移动接收的原理和制式开展本次研究，进行概念分析和移动接收考虑因素的分析之后，对比分析DTMB制式和其他国家制式当中存在的差异和优劣分析，希望能为我国广播电视移动接收工作人员提供相应的理论依据。

【关键词】广播电视;移动接收;制式;技术;探讨及简述

中图分类号：TN929                    文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.15.005

近段时间以来，广播电视移动接收作为一个主要的热点，特别是电视广播的移动接收是广播电视发展的主要趋势，吸引了学术界和广大人民群众的高度重视，对于无线广播出现之初，就是为了摆脱传统模式的连线模式，让其具有移动性，但是在无线广播发展的早期阶段，这样的移动性因为受到电源，设备大小的限制，无法实现自由的移动，但是随着电子信息技术的不断发展，广播移动接收的受限程度明显增加，但是对于电视的移动接收还是存在一定的技术壁垒，当下也没有得到全面的解决。

科学技术的不断进步为各个行业提供了新机遇与新挑战，随着广播事业的发展速度越来越快，移动接收领域也获得了迅速增长。广播电视已经发展了几十余年，但移动接收却基本在原地踏步。就算是调频广播，在汽车高速行驶的状态下，也无法实现精准接收。相对于广播的移动接收而言，电视移动接收的复杂程度要高出许多，因此直到现在也尚未妥善处理，广电界对此一直都格外关注，希望能够早日寻找到解决方案。

1. 概念简介

1.1 移动电视

论应用范围，移动电视绝对是数字电视地面广播的第一代表。就应用需求而言，能够便携接收、移动就算达到数字电视地面广播的发展需求，所以在整个技术系统上有着严格标准。无线数字系统的特点它全都具备，与卫星接收相比而言，其实现难度较低，并且成本也不高;相对于有线接收，自然灾害或城市施工等基本不会对它造成太大影响。凭借着便携、移动的独有特点，就可以达到现代信息社会提出的信息到人的需求，简单地说，就是人们只要想获取信息，那么不论是在任何时间、任何地点，都能轻松实现。

1.2 接收制式

对于电视节目的信号模式属于模拟信号，电视视频的模拟信号主要依靠视频模拟信号和数据同步信号两个部分，从而实现信号的接收以及画面的显示，DTMB制式，DTMB（GB20600-2006，全称Digital Terrestrial Multimedia Broadcast，即地面数字多媒体广播），原名DMB-T/H，也就是我们常说的数字多媒体广播，也是我国影像广播当中的标准体系，是我国制定对于数字电视和数字广播的一种制式模块。

2. 移动接收的考虑因素分析

现目前，随着我国数字网络技术的快速发展和完善，无线传播产业也在进行着一场全新的技术改革，就在这一段时间里面，无线数字媒体的类型不断增加，手机电视，车载电视，多媒体电视等全新的设备软件进入，移动接收已经成为了当下發展的主要热点，特别是在广播电视的移动接收成为了电视广播产业未来的主要发展趋势。现目前，广播的移动接收已经基本完善，但是对于电视的移动接收还存在较多的问题，没有得到有效的改善。

对于移动接收和固定接收来说本身存在较大的差异，对于移动接收是一个大概念，可以划分成便携式、低速及高速移动接收，在实际接收中往往会遇到不一样的问题。便携式接收，从概念分析是与固定接收完全相反的一种接收方式，只是用到的器材可以随意携带，从一个地点转移到另一个地点不会太大麻烦。广播方面，实现便携式接收不是难事，但是对于电视需要突破的技术壁垒较多，因为模拟电视的信号接受需要良好的定位天线，如果是高强度的区域，还得换成拉杆天线的电视机，当接收器的位置发生变化时，天线也要随着调整，取得更好的信号。并且一部分场强较强的地区，需要使用室外天线，导致接收的可移动性受到严重影响。

对于低速移动接收只要是按照人的步行速度进行计算，例如边散步边逛街就是非常典型的案例，高速移动只要是以车辆的行驶速度为主，汽车的速度需要控制在120公里，如果超过了每小时120公里就需要纳入到超高速移动接收当中。

对于信号条件分析，移动接收主要遇到的问题是信号的衰弱以及多普勒效应，导致出现信号衰减的原因是因为在移动过程当中走进阴影区或者被遮挡导致的，也有因为电波经过多路径传播导致出现的衰弱，这两种类型的衰弱和信号的衰减也是完全不同的。在系统角度方面，移动接收我们还需要考虑覆盖网的建设以及耗电量的需求和误码率的增加。

在系统的构建中，覆盖网建设、天线安装、接收机耗电量等，都是移动接收必须解决的问题。通过最基本的原理分析，模拟广播电视信号不能实现移动接收，与模拟信号处理过于复杂有直接关系，对此，不仅需要完全数字化，而且现阶段学术界关注的是移动电视信号的移动性接收。

3. 移动接收制式对比分析

大家都知道，现阶段地面数字电视广播系统的制式分为很多类型，其中既包含国外现行的几种标准，国内提出的也不在少数。这些制式可以大体分成两种，即单载波、多载波方式，美国ATSC属于前一种，欧洲DVB-T则是后一种。国外最常见的标准有三个，分别是日本ISDB-T、美国ATSC以及欧洲DVB-T。

3.1.ATSC

ATSC是用单载波的调制方式，因缺乏较强的抗多普勒效应、抗多径干扰能力等，在构建单频网、实现移动接收方面会特别吃力。ISDB-T虽然具备移动接收、单频网的能力，但应用范围并不大。从世界各地对数字电视地面广播标准的使用情况来看，不论是ISDB-T还是ATSC，在整体表现上都远远不及DVB-T。在欧洲的DVB系列标准当中，DVB-T的推出时间较晚，但论复杂程度绝对能够排在第一位。上世纪九十年代末，才诞生了这一标准。

对于数字音视频压缩编码是最根本的技术体系，主要是通过使用正交频分复用的模式进行调试，满足多个发射机的8K载波。但是使用HDTV信号传输之后码率不能小于20MBPS，在固定的室内当中，使用固定接收。单频组网自身的传输能力较为出色，现目前只有一部分国家还在使用DVB-T标准体系。其中，主要应用手持设备、移动接收的是德国与新加坡。该标准最早是为了固定接收，满足人们便携要求的，以COFDM多载波调制方式为主，且调制参数支持调试，能够提供的常规模式达到了上百种，分级模式更是有上千种之多。

3.2 DVB

通讯办建议港视使用DVB-H，它是欧洲制式当中的一类。DVB制式的传输方式比较丰富，为各种类型的电视营办商提供了更多选择，比如移动电视、有线电视、地面电视和卫星电视等等，目前DVB制式在本港有线电视中仍占主导地位。

但是，DVB-H制式在画质方面并没有DTMB的理想，而且本港现存的发射信号设备不是很多，发展起来需要投入的资金规模相当庞大。紧接着，对于DVB-T在移动接收方面存在的问题，人们又推出了全新的DVB-H标准，同时最初的数字音频广播也完成了向播出多媒体的转变。通过地面数字广播网络向便携终端提供多媒体业务，才衍生出该传输标准。其实，这就是欧洲数字电视标准DVB-T的另一种应用方式罢了。与DVB-T相比之下，该终端的优势包括低能耗、抗干扰能力强、可实现移动接收等等，所以才能在一些小型便携设备中获得广泛的应用，比如手持计算机和移动电话等。换而言之，DVB-H标准有了DVB-T传输系统作为支撑，通过增加一些附加功能、完善技术等，使手持便携设备即便在不断的发生移动，也能稳定接收到广播电视信号。DVB-H通过对时分数字多媒体广播带宽的应用，采取脉冲的方式将各频道的数据发送出去。通常来说，除了接收目标频道数据以外，在其他时间调谐器电路并不接通，所以节能效果也会更好。用电池供电的小屏幕移动终端，是DVB-H商业需求中最基础的部分。它要能在手提式的、室内的移动环境当中，通过单一天线实现对多媒体业务的接收工作。

3.3 NTSC

NTSC是National Television Standards Committee的缩写，NTSC制式，简称N制，是美国国家电视系统委员会在1952年12月所推出的一种全新彩色电视广播标准，由NYSC-US、NTSC-J这两个分支组合而成。此外NTSC还具有兩套标准，PAL和SECAM，适用于其他国家，NTSC标准自从出现之后进行的改变除了增强了色彩信号之外，么有其他较多的波动。

它是同时制当中的一类，每秒60/1.001场，扫描线是525，水平分辨率在330左右，具有4：3的最佳画面比。

NTSC制式的色差可以划分为正交调制以及平衡调试两种，这样的调解模式为彩色黑白电视的兼容问题提出了全新的解决措施和方案。只是缺点也比较突出，例如色彩的稳定性差和相位有损率高等等。

3.4 CMMB

港视在今年一月份就把中国移动的流动电视拍照纳入麾下了，那时候用于传送流动节目的仍是CMMB制式。然而，画面素质不高是CMMB制式的最大问题，通常解像度只能达到320*240，画质方面甚至还没有市场淘汰的VCD好，这与港人对电视画质的需求并不相符。对于该制式而言，画面稳定是最占优势的点，可以为一些小型流动设备提供户外收看的服务，比如手机和平板电脑等，但这种制式必须要用到特制的机顶盒入室才行，无法从大厦天线获取信号。

3.5 DTMB

DTMB，原本是叫做DTMB-T/H的，属于中国数字影像广播标准当中的一类，由中华人民共和国制定有关数字电视及流动数字广播的制式。它为国内50%以上的电视观众提供服务，特别是农村、郊区地区会更加需要。目前只有我国、古巴、香港等国家和地区正在使用DTMB。2006年8月，我国地面数字电视传输标准终于诞生，而正式实行则是在次年的同一时间。DMB-TH对PN序列填充的时域同步正交频分复用多载波调制技术进行应用，真正实现了信号在时域传输结合上频域传输，在频域传输有效载荷，在时域就通过扩频技术将控制信号传送出去，达到同步和信道估计的双重效果，另外，对于快速码字捕捉以及稳定同步跟踪技术的发展，我国也进行了大量的研究，取得了一定的成绩，为移动接收以及高清电视的发展打下了牢固的基础。对于DTMB的核心在于正交频分复用（TDS-OFDM）单多载波调制方式，正交频分复用，即便是有强烈的电磁干扰，数据也能实现完整的传输，核心技术为对于高速的信息数据流通过串并联进行变化，将其分配到速率较低的子信号通道当中对于每一个子信号的符号周期需要进行相应的增加，这样可以有效的减少因为无线信道拓展的过程当中时间存在的弥散性对于系统出现的干扰。并且由于保护间隔的存在，当保护间隔超出最大时延拓展时，可以消除符号干扰的问题。防止多径中信道间干扰情况的发生，对于正交频分复用特点是将子载波进行正交，频谱进行重叠，减少了存在的干扰，提高了利用率，最主要的特点如下，可以有效的对抗信号之间存在的干扰，并且通过子载波的编码，提高抗衰落的能力，正交频分复用的码率较低，并且加入了时间间隔，具有较强的抗干扰能力，凭借着这些优势，正交频分复用才能在移动接收技术中占据重要地位。

DTMB又分为单一副载波、多重副载波两个类别;同时使用的就是国内地区，单纯使用多载波模式的主要有澳门、香港等地。另外，DTMB仅制定MPEGTS这一资料传送标准，在广播串流编码制式方面并未设计。比如在香港地区，2012年10月之前，同步广播频道使用的是MPEG-2 Part 2，新频道则为H.264，但目前看来，所有数字广播频道基本都淘汰了MPEG-2 Part 2;声音编码只有MP2、AC3可选。国内地区推行的影像编码标准是AVS和升级后的AVS+，但仍在用MPEG-2的也有那么一小部分。DTMB经过长期的发展，DTMB移动接收制式的整体性能已经超过地面数字电视的国家以标准，对比与商业推广较为成功的DVB-T系统，DTMB自身具有快速捕捉和稳定同步跟踪的特点，并且可以全面提高频谱利用效率，满足单天线高清电视的移动接收，移动性更强，信噪比明显降低，覆盖性能钢架良好，抗脉冲干扰能力对比与其他制式更强。但是对于DTMB现目前在移动接收制式当中具有的优势地位并不是一成不变的，欧洲研发的第二套地面视频广播系统DVB-T2也完美解决了信噪比以及抗脉冲干扰的问题，DTMB技术需要不断完善加强技术的创新，才能保证我国在数字电视产业当中的优势地位。

但是对于移动接收制式自身存在的优缺点和同时制都是完全相同的，对于制式最主要的区别在于帧数的不同，并且需要进行相互参照的改进，使用什么制式都需要解決每一个客户的个性化需求，满足客户的需求之后选择最恰当的方案，解决这些问题，就可以解决移动电视无法在市场当中大规模使用的问题，现目前全世界范围内数字网络体系不断发展，广播电视的移动接收作为一个热点，受到了广泛的关注，特别是电视广播的移动接收，其未来市场与发展潜力是不可估量的，到了一定程度后，就会在我们的日常生活中发挥作用。

4. 结束语

随着数字网络技术的快速发展，无线传播产业也在出现巨大的变化，仅仅两年时间，国内的媒体种类已经得到了快速的发展，手机电视，移动电视，信息中心等全新的媒体不断出现，移动接收已经成为了当下时代的主流趋势。作为现阶段的技术热点之一，虽然广播电视移动接收的受众分析、未来发展尚不明确，但值得肯定的是，该技术的成熟度正在不断提升。不仅如此，覆盖网、多普勒效应和信号衰落的建设也在同步进行中，对于接收机的调试和接收天线如何安装等仍需深入探讨，因此，到底移动接收是需要哪一种制式，目前还无法作出结论，原因在于所有制式都会随着市场需求的变化而不断完善，为的就是在移动接收功能方面更占优势。

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