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論廣播電視移動(dòng)接收技術(shù)的發(fā)展
【論文關(guān)鍵詞】：廣播；移動(dòng)；接收技術(shù)【論文摘要】：網(wǎng)絡(luò )技術(shù)迅猛發(fā)展，廣播電視朝著(zhù)移動(dòng)接收方向發(fā)展�，F階段,廣播的移動(dòng)接收算是在一定程度上解決了，但是電視的移動(dòng)接收問(wèn)題要比廣播的移動(dòng)接收困難得多，移動(dòng)接收所遇到的問(wèn)題之一就是衰落。移動(dòng)接收中的關(guān)鍵技術(shù)是OFDM，OFDM的特點(diǎn)是各子載波相互正交，擴頻調制后的頻譜可相互重疊，不但減少了子載波間的相互干擾，還大大提高了頻譜利用率。還有地面數字電視廣播系統的多種制式問(wèn)題，各種制式都有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。解決了這些問(wèn)題，應該就解決了移動(dòng)電視的接收問(wèn)題。
隨著(zhù)數字網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的迅猛發(fā)展，無(wú)線(xiàn)領(lǐng)域正在引發(fā)一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命，就在這一兩年間，無(wú)線(xiàn)數字媒體的類(lèi)型驟然豐富，除傳統媒體之外，手機電視、車(chē)載移動(dòng)電視，樓宇分類(lèi)電視，多媒體信息亭、地鐵多媒體信息系統等新興媒體紛紛涌現，移動(dòng)接收是個(gè)熱點(diǎn)，尤其是廣播電視的移動(dòng)接收，成為發(fā)展方向之一�，F階段,廣播的移動(dòng)接收算是在一定程度上解決了。但是電視的移動(dòng)接收問(wèn)題要比廣播的移動(dòng)接收困難得多，所以至今還沒(méi)有得到很好解決。但我覺(jué)得，已經(jīng)快接近目標。
一、數字電視地面廣播（DTTB）
在現代中，通信傳輸手段主要是光纖、衛星、數字微波等，加上地面無(wú)線(xiàn)電視廣播電視發(fā)射構成信息主體。目前在我國數字電視按信號傳輸方式可以分為地面無(wú)線(xiàn)傳輸數字電視、衛星傳輸數字電視、有線(xiàn)傳輸數字電視三類(lèi)。而移動(dòng)電視是數字電視地面廣播的重要應用。數字電視地面廣播在應用需求上要求實(shí)現移動(dòng)和便攜接收的功能，使整個(gè)技術(shù)系統的要求最高。它具備無(wú)線(xiàn)數字系統所共有的優(yōu)點(diǎn)，較之衛星接收，有實(shí)現容易、價(jià)格低廉的特點(diǎn)；較之有線(xiàn)接收不易受城市施工建設、自然災害戰爭等因素造成的斷網(wǎng)影響；數字電視地面廣播通過(guò)電視臺制高點(diǎn)天線(xiàn)發(fā)射無(wú)線(xiàn)電波，覆蓋電視用戶(hù)，用戶(hù)通過(guò)接收天線(xiàn)和電視機收看電視節目，主要的受眾也是針對本地區的。完善的數字電視地面廣播系統所具備的蜂窩單頻網(wǎng)功能，不僅提高了頻譜的利用率，而且可應用與寬帶無(wú)線(xiàn)接入；而移動(dòng)和便攜的獨特優(yōu)勢使該系統能滿(mǎn)足現代信息"信息到人"的要求，也就是無(wú)論何人何時(shí)在何地均能任意獲取他想得到的信息。
二、移動(dòng)接收所遇到的主要問(wèn)題
移動(dòng)接收采用的方式是無(wú)線(xiàn)數字信號發(fā)射、地面接收。因此，移動(dòng)接收所遇到的問(wèn)題之一就是衰落，這是所有無(wú)線(xiàn)通信系統都會(huì )遇到的問(wèn)題。對于固定接收可以采用分集接收等方法予以克服，但對于移動(dòng)接收而言分集接收的方法顯然不實(shí)用，因此衰落問(wèn)題尤為突出。電波在沿地表傳播中會(huì )受到各種阻礙物的反射、散射和吸收，實(shí)際到達收信天線(xiàn)處的電波除了來(lái)自發(fā)射天線(xiàn)的直接波外，還存在來(lái)自各種物體（包括地面）的反射波和散射波。反射波和散射波在收信天線(xiàn)處形成干涉場(chǎng)，此外，在移動(dòng)通信中，還存在因移動(dòng)臺（天線(xiàn)）的快速移動(dòng)而劃過(guò)顛簸的波節和波幅的駐播現象及由于多普勒效應而造成的相移，凡此種種原因，就使得實(shí)際移動(dòng)臺接收到的場(chǎng)強在振幅和相位上均隨時(shí)隨地在急驟變化，使信號很不穩定，這就是無(wú)線(xiàn)電波的衰落現象。衰落的嚴重程度通常隨頻率或路徑長(cháng)度的增加而增大。目前還無(wú)法對衰落進(jìn)行精確的預測，但區分繞射衰落和多徑衰落兩種不同類(lèi)型的衰落是十分重要的。前者為慢衰落，短期信號中值電平在長(cháng)期中的起伏；后者為快衰落，即瞬時(shí)信號電平在短期中的起伏。這兩種衰落的表現和影響是不同的。另外，與其他無(wú)線(xiàn)通信系統不同的是，移動(dòng)接收的關(guān)鍵點(diǎn)是移動(dòng)。因此，移動(dòng)接收還存在一個(gè)其他無(wú)線(xiàn)通信不會(huì )遇到的問(wèn)題，這就是多普勒效應。
在日常生活中，我們會(huì )注意到遠處迎面駛來(lái)發(fā)出警報聲的警車(chē)在離你越近時(shí)，汽笛聲的音調越高。從警車(chē)到達你所在位置開(kāi)始，音調開(kāi)始降低，而當警車(chē)離開(kāi)你后，聽(tīng)到的音調會(huì )越來(lái)越低，這種現象就稱(chēng)為多普勒效應。奧地利學(xué)家多普勒是這樣解釋這種現象的：朝你駛來(lái)的警車(chē)發(fā)出的聲波對你而言稍微壓縮從而相對集中，這時(shí)你聽(tīng)到的聲音波長(cháng)短于該聲源靜止時(shí)的波，而短波音調是高的。相反，離你而去的聲源的聲波稍微擴散，這時(shí)你聽(tīng)到的波長(cháng)比該聲源靜止時(shí)的波長(cháng)長(cháng)，長(cháng)波音調是低的，這樣的效應對電磁波同樣適用。比如一個(gè)趨近我們的天線(xiàn)發(fā)出的信號，它的頻率高于該天線(xiàn)相對于我們靜止時(shí)的頻率，波長(cháng)相對變短；相反，一個(gè)離我們遠去的天線(xiàn)發(fā)出的信號，其頻率則會(huì )低于該天線(xiàn)在相對我們靜止時(shí)相對于我們的頻率，波長(cháng)相對變長(cháng)。同時(shí)波長(cháng)的位移量與天線(xiàn)的運動(dòng)速度存在正比關(guān)系，即速度越快，則波長(cháng)移動(dòng)越大。以上現象就是多普勒效應（Doppler）。系統方面，移動(dòng)接收還要考慮覆蓋網(wǎng)的建設，接收機（特別是便攜機）的耗電，接收天線(xiàn)的安裝等問(wèn)題。從基本原理考慮，模擬廣播信號是不宜實(shí)現移動(dòng)接收的。為了解決移動(dòng)接收中遇到的問(wèn)題，廣播電視信號必須首先實(shí)現數字化。利用數字技術(shù)無(wú)線(xiàn)接收，可有效解決以上問(wèn)題。只要在信號有效覆蓋范圍內，所有移動(dòng)工具，只要配有接收設備，都可以接收數字移動(dòng)電視信號。
三、移動(dòng)接收中的關(guān)鍵技術(shù)--OFDM
OFDM是正交頻分復用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）的縮寫(xiě)，是在嚴重電磁干擾的下保證數據穩定完整傳輸的技術(shù)措施。OFDM的基本原理是：高速信息數據流通過(guò)串/并變換，分配到速率相對較低的若干子信道中傳輸，每個(gè)子信道中的符號周期相對增加，這樣可減少因無(wú)線(xiàn)信道多徑時(shí)延擴展所產(chǎn)生的時(shí)間彌散性對系統造成的碼間干擾。另外，由于引入保護間隔，在保護間隔大于最大多徑時(shí)延擴展的情況下，可以最大限度地消除多徑帶來(lái)的符號間干擾。如果用循環(huán)前綴作為保護間隔，還可避免多徑帶來(lái)的信道間干擾。OFDM的特點(diǎn)是各子載波相互正交，擴頻調制后的頻譜可相互重疊，不但減少了子載波間的相互干擾，還大大提高了頻譜利用率。主要技術(shù)特點(diǎn)如下：1） 可有效對抗信號波形間的干擾，適用于多徑環(huán)境和衰落信道中的高速數據傳輸；2） 通過(guò)各子載波的聯(lián)合編碼，具有很強的抗衰落能力；3） 各子信道的正交調制和解調可通過(guò)離散傅利葉反變換和離散傅利葉變換實(shí)現；OFDM能夠有效地對抗衰落和多普勒現象帶來(lái)的負面影響，使受到干擾的信號能夠可靠地接收。OFDM碼率低，又加入了時(shí)間保護間隔，具有極強的抗干擾能力。其多徑時(shí)延小于保護間隔，所以系統不受碼間干擾的困擾。在有關(guān)移動(dòng)接收的幾種標準的制定過(guò)程中，都采用OFDM作為其核心技術(shù)。
四、移動(dòng)接收制式
眾所周知，地面數字電視廣播系統目前有多種制式，這些制式總體上可以分為單載波方式和多載波方式兩類(lèi)，美國用的ATSC是單載波的，歐洲的DVB-T是多載波的。英國是實(shí)施DVB-T標準最成功的一個(gè)國家，并成功地開(kāi)通了地面數字電視廣播。法國、瑞典、西班牙在實(shí)施地面數字廣播方面也獲得了成功。除我國自己提出的若干種制式，我國DTTB的制定原理是：（1）傳輸信息要大，支持包括高清電視的多媒體廣播服務(wù)；（2）抗干擾能力強，在一般室內環(huán)境下可接收；（3）與現有模擬廣播電視頻道兼容，并有利于頻道規劃和摸擬向數字過(guò)渡；（4）具有靈活性；支持標準高清晰度和高清晰度兼容的是視廣播，支持移動(dòng)接收設備，支持便攜接收設備；（5）具有可擴展性；支持包括互聯(lián)網(wǎng)的交互數據綜合業(yè)務(wù)，支持廣播網(wǎng)絡(luò )化的發(fā)展需要。整體性能指標應優(yōu)于或相當于相應的國外現有標準的性能。
但是，各種制式都有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并且都在相互參照改進(jìn)，用什么制式都要考慮自身的需要和條件，要多方面考慮和試用，還有一定的研究空間。解決了這些問(wèn)題，應該就解決了移動(dòng)電視的接收方向。人類(lèi)的數字網(wǎng)絡(luò )又前進(jìn)了一步。廣播電視的移動(dòng)接收作為當前的技術(shù)熱點(diǎn)，它的和應用空間發(fā)展是無(wú)窮盡的,發(fā)展到一定的高度,不僅能利國利民,而且還可以造福整個(gè)人類(lèi)。
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