地面数字电视技术要点分析

刘学良

【摘要】经济的发展促进人们生活水平不断提高，使得广大群众对休闲娱乐的追求随之提升。数字电视作为丰富人们精神需求的重要途径，在这一背景下也广泛普及。所谓数字电视，就是对电视节目、信息传输进行数字化加工，以此来增强图像质量、扩大信号覆盖范围、丰富服务方式，从而为观众提供更好的感官体验。现阶段，地面数字电视技术已经成为广播电视行业的新宠，加大该技术推广力度、提高应用水平，是行业现代化发展的必然趋势。基于此，本文将对地面数字电视技术进行概述，深入研究其应用意义和技术要点，旨在为专业人员进一步研究提供参考和借鉴。

【关键词】地面数字电視;广电行业;技术要点;意义

中图分类号：TN92                            文献标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.011.006

科学技术的不断进步，为数字电视蓬勃发展奠定了良好基础，在一定程度上提高了社会群众生活质量，突出了数字电视广阔的发展前景。尤其新时期，传统模拟无线电视已经被数字电视全面替代，并成为广电行业数字技术的主导，为增强行业核心竞争力奠定了良好基础。众所周知，地面数字系统的构建，离不开地面数字电视技术的支撑。简单来说，就是通过无线发射方式，将数字电视信号传送给用户，用户只需通过数字机顶盒就能够观看电视节目，并且相对于传统无线模拟电视而言，数字电视图像分辨率更高、信号更加稳定、抗干扰能力更强，可以为用户提供更好的服务，从而增强其满意度。但由于数字电视属于新兴产业，加上我国在技术应用方面起步较晚，所以目前仍然处于发展过程中。由此可见，对地面数字电视技术要点进行深入分析，已经成为行业可持续发展的必要需求。

1. 地面数字电视技术概述

1.1 地面数字电视技术的发展进程

新时期背景下，科学技术发展日新月异，在一定程度上优化了数字电视传输技术，促进多样化调制技术、编码技术应运而生。与此同时，网络技术及通讯行业的快速发展，使得各种新兴媒体随之涌现，为传统广播电视行业稳定发展造成了巨大冲击。加上频谱危机不断深化、非广播业务与日俱增的频谱需求，为广播频谱发展创造了广阔空间。在这一背景下，世界各国电视标准组织，均投入到了最新地面数字广播标准研究和讨论中，并取得了显著成绩。现阶段，我国数字电视在信号发射、接收以及使用等多个环节中，均需要以数字信号技术为支撑。简单来说，就是对地面数字电视的画面、声音进行数字化处理，通过压缩、编译等方式使电视节目直接储存或播放，从而为广大用户提供数字电视播放和接收服务。

现如今，数字电视已经进入千家万户，为满足人们生活需求、提高人们生活质量奠定了良好基础，同时为加快广播电视行业改革进程提供了充分保障。我国在2006年，正式发布了地面数字电视广播标准，即地面数字电视多媒体广播。自此之后，日本地面综合业务数字广播、欧洲数字视频广播、美国高级电视系统委员会以及我国地面数字电视多媒体广播，被确立为第一代地面数字广播电视标准，并广泛应用到世界各国。

1.2 地面数字电视技术特点

2007年，DTMB成为我国广播电视行业地面数字电视信号的强制标准，其是建立在时域正交频分复用调制技术基础上发展而来的，具备自己的知识产权体系，现如今已经形成了较为鲜明的技术特点，具体如下：

1.2.1 传输效率较高

欧洲数字电视公开标准中，导频载波数量逐渐增加，其中应用到同步和信道估计中的载波量占比较大，现阶段已经超过总载波量的10%。在OFDM保护间隔中设置DTMB的PN序列，不仅能够充分发挥OFDM的保护间隔作用，还能够将其作为帧同步。欧洲数字电视公开标准和时域正交频分复用调制技术将10%的子波进行传送，将其作为信道估计与帧同步的导频信号，而雷达通信一体化将时间保护间隔应用到信道估计和帧同步中，将其作为导频信号，可以看出，欧洲数字电视公开标准中系统传输率，仅达到DTMB的90%左右，所以地面数字电视技术具有传输效率较快的特点。

1.2.2 抗干扰能力强

将单载波系统运行状况与单载波系统运行状况进行对比可以看出，OFDM系统具备较强的抗干扰能力，能够有效抵抗多径干扰，为系统稳定运行提供保障。结合大量实践来看，由于OFDM系统需要插入一致的PN序列，将其作为时间保护间隔，所以在明确信道特征的条件下，接收端中的PN信号能够准确计算，并将PN序列去除。此时的OFDM信号等价于时间保护间隔为零值填充的OFDM信号;同时，在信道性能相同的情况下，零值填充的OFDM等价于周期延拓的。除此之外，DTMB在多径延迟时间异常的情况下，依然可以正常工作。联合处理OFDM帧的PN序列，可以突破时间保护间隔的约束，有效提高系统抗干扰能力。

1.2.3 满足移动接收需求

在移动接收过程中，不可避免会产生遮挡干扰，同时会发生多普勒效应，着这一背景下，时间变化会对传输信道造成一定影响。需要注意的是，在对OFDM系统信号进行处理时，无论哪种情况，都要始终将信道传输特性准时不变作为基础。简单来说，就是在特定的OFDM符号时间范围内，假设信道不变，则可以判断为信道变化是发生在OFDM符号中的。

1.3 地面数字电视技术的优缺点

当前，有线数字电视网依然是大部分地区的电视接收主流方式，但与地面数字电视技术相比，后者信号覆盖范围更大，并且传输方式也相对便捷，可以提高广播电视节目收视率。然而，由于地面数字电视技术由于频道受限、信号频率资源短缺，加上信号输出为单向形式，所以无法实现智能化互动目标;另外传输质量与有线电视网络相比也相对较低。

2. 地面数字电视技术应用的意义

2.1 提高电视节目画面分辨率

结合我国广播电视行业发展进程来看，由于传统模拟无线电视技术水平有限，所以在信号传播过程中极其容易受到各种客观因素影响产生问题，在一定程度上降低了信号传输效率和质量，导致电视节目画面分辨率不高，严重影响用户观感体验。而新形势下，地面数字电视技术广泛应用到电视节目信号传输中，有效提高了信号传输过程的抗干扰能力，为增强电视节目分辨率奠定了良好基础，有利于提高用户满意度和认可度。

2.2 丰富广电行业服务方式

结合大量实践来看，在廣播电视工程中使用地面数字电视技术，大多可以分为两种接收方式，一种为移动接收，另一种为固定接收，如此能够更加充分的满足用户观看电视节目的多样化需求。具体来说：移动接收主要为人们提供标清电视业务服务;固定接收则是为人们提供高清电视业务服务。可以看出，合理应用地面数字电视技术，既能够丰富广电行业服务水平，还能够为广大用户提供多样化电视服务，从而为人类发展、社会进步奠定良好基础。

2.3 拓展信号覆盖范围

传统模拟无线电视在运行构成中，受技术水平限制，导致其电视信号传播受到阻碍，无法实现信号全面覆盖目标。另外，信号传输过程中面临的隐患较多，容易受多种客观因素影响出现问题，尤其电视设备相对落后的地区，无法保证接收到的信号完整、准确。而新时期背景下，广播电视与地面数字电视技术深度融合，有效克服了传统模拟无线电视信号传输中存在的弊端，基本实现了信号全面覆盖目标。同时，还能够有效防止信号传输过程中存在的不良隐患和干扰因素，有利于为推进广电行业进一步发展奠定基础。

2.4 减少不必要的频率资源浪费

上文多次提到，信号传输过程中存在诸多干扰因素，不仅降低了传输质量，还会影响信号传输范围。另外，在此过程中还会造成大量的频率资源浪费，如果控制不当，会为电视节目播出效率和播出质量造成严重负面影响。而应用过地面数字电视技术，广电单位可以通过单频网对电视节目信号进行传输，在降低外界干扰因素的情况下，可以减少频率资源的不必要浪费，从而提高频率资源利用率，如此既能够减少信号传输成本，又能够保证节目播出质量。

3. 地面数字电视技术要点分析

3.1 合理选择发射天线

地面数字电视技术的应用离不开发射天线的支撑，其主要作用是实现电磁波辐射目标，同时准确接收数字电视信号。当前，随着数字电视技术的飞速发展和广泛普及，各种发射天线应运而生，其质量和性能能够直接影响信号传输水平。众所周知，数字电视信号在传输过程中容易各种因素影响出现问题，其中发射天线选择不到位占据较大比重。所以，广电行业在应用地面数字电视技术时，要合理选择发射天线，注意其水平极化、垂直极化等实际情况。具体来说发射天线的垂直极化，能够在信号区域内均匀分布，水平极化则可以有效扩大信号覆盖范围。

例如：传统模拟无线电视的天线，在设置过程中需要悬挂到高塔或高山上。在保证发射频率一致、信号覆盖远区效果较好的情况下，可以选择水平极化。而针对复杂环境，如周围林木较多、潮湿多水等区域，则需要优先选择垂直极化。

3.2 科学选择发射地点

在选择发射地过程中，通常需要遵循“高位定址”基本原则，也就是将发射地确定在高塔、高山等位置较高的区域。另外，在选择地址过程中，还要充分考虑地区气候环境和变化规律。结合实践来看，发射天线运行质量会或多或少受到运行环境的影响，在雷雨天气较多的环境中，会使发射天线在感应雷电的同时自动选择水平极化，如此会严重降低数字电视的信号传输质量。所以，为了有效提高信号质量关，需要深入研究环境因素。与此同时，在选址过程中还要充分考虑地形地貌。确保覆盖范围内的信号稳定、安全，尽可能规避信号覆盖死角的出现。除此之外，还要从经济角度进行分析，确保选择的发射地址无信号重复覆盖现象，如此不仅能够规避信号之间的相互干扰，也能够减少频率资源的不必要消耗和浪费。

3.3 确定信号发射频率

发射频率会直接决定地面数字电视信号质量。所以在应用地面数字电视技术时，要深入研究信号发射频率。例如：针对林地、湿地等区域，在接收无线数字电视信号方面存在诸多限制，并且随着频率的不断增加，接收信号也会随之增加。所以，需要将该区域的发射频率确定在H500-700Mz范围内，只有在这一区间，才能够有效提高工作效率，同时确保信号质量达到最高标准，从而拓展信号覆盖率，促进广播电视行业稳定发展。

3.4 确定发射场强的能量及噪音比

在地面数字电视技术应用过程中，发射场强的能量和噪音比，会对信号质量产生直接影响。无论针对传统模拟无线电视，还是新形势下的数字电视，都需要将场强作为衡量信号覆盖率的主要标准。所以，只应用地面数字电视技术时，想要有效提高覆盖范围内信号质量，就要提高场强建设水平，使其维持在一定高度。另外，数字电视与传统模拟无线电视相比，在信号传输方面还要充分考虑载噪比。作为载噪比，就是转换能量的一种重要体现。另外，能量也可以转换为载噪比，并且二者在相互转换过程中是对立状态。如果能够突破二者转换，则能够有效提升信号质量和覆盖范围。

3.5 引入GPS技术

随着科学技术不断进步，越来越多先进技术与地面数字电视技术相融合，其中包括GPS技术。结合应用效果来看，其具备广阔发展空间，尤其GPS技术的单频网技术在数字电视中占据主导地位。广播电视行业可以将同步卫星与GPS技术同时使用，如此能够有效提高信号传输质量和效率，同时减少信号资源的消耗和浪费。有利于提高电视节目播出效果和质量。

3.6 信号接收终端设备安装

除了以上提到的几种技术要点外，在广播电视行业运转中引入地面数字电视技术，还要给予信号接收技术高度重视，其接收能力直接影响技术发展状况和数字电视综合质量。为了保证接收到的信号完整、可靠。需要相关人员合理安装移动终端设备，确保其能够及时接收到GPS卫星发射的信号，以此来提高信号传输效率，减少频率资源浪费等问题。从而为广播电视行业蓬勃发展奠定良好基础。

4. 地面数字电视技术的具体应用

4.1 地面数字电视技术在手机电视中的应用

随着地面数字电视技术的不断优化和完善，电视与手机的融合程度也进一步加深，手机电视的优势在于重量轻、体积小，能够携带到任何场所。将手机作为观看数字电视节目的设备，不仅能够提高电视节目收视率，满足人们精神文化需求，还能够增加广播电视台业务收入。另外，将地面广播技术与通信技术有效融合，可以丰富其内容。但需要给予重视的是，在DVB-T电视机顶盒的IP数据广播下，如果宽带为100KHz-380KHz，在电视频道则为8MHz的情况下，电视节目传输一般可以同时满足25-80套节目传输需求。在电视频道相同的情况下，地面电视频道中的单个节目大概占宽带2MHz-5HMz，只能满足3-4套电视节目同时传输。另外，由于手机体积较小，屏幕大小有限，所以电视节目码率相对于电视机顶盒而言也相对不较低。虽然其本身具备移动性、便捷性优势，并且与电视机顶盒相比能够突破固定播放弊端，但手机在接收地面信息时，会随着移动网络的强弱降低信号质量。

4.2 地面数字电视技术在车载移动电视中的应用

传统电视节目播放形式较为单一，无法满足用户需求。而数字电视的广泛普及，使车载移动电视成为现实。简单来说，就是通过发射无线数字信号，利用地面数字设备进行接收，并直接播放电视节目。在车辆时速小于120公里的情况下，能够充分保证电视节目的播出质量和画面效果。例如：上海市早在2002年，就推出了公交车移动电视，使我国成为全球第二个普及移动电视设备的国家，标志着我国正进入广播电视地面数字技术应用时代。

5. 結束语

综上所述，新时期背景下，人们对广播电视节目播出质量提出更高要求，广电行业为了提高自身服务能力，拓展业务规模，积极应用地面数字电视技术，以此来增强电视节目画面质量，强化人们感官体验。然而，由于我国相对于发达国家而言，在地面数字电视技术应用和研究方面起步较晚，所以目前依然处于发展阶段，想要充分发挥技术优势和价值，就要对技术要点进行深入演技，从而为广播电视行业稳定发展奠定基础。

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