电视技术论文范例6篇

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电视技术论文

电视技术论文范文1

【论文摘要】:网络技术迅猛发展,广播电视朝着移动接收方向发展。现阶段,广播的移动接收算是在一定程度上解决了,但是电视的移动接收问题要比广播的移动接收困难得多,移动接收所遇到的问题之一就是衰落。移动接收中的关键技术是OFDM,OFDM的特点是各子载波相互正交,扩频调制后的频谱可相互重叠,不但减少了子载波间的相互干扰,还大大提高了频谱利用率。还有地面数字电视广播系统的多种制式问题,各种制式都有它的优点和缺点。解决了这些问题,应该就解决了移动电视的接收问题。

随着数字网络技术的迅猛发展,无线传播领域正在引发一场深刻的技术革命,就在这一两年间,无线数字媒体的类型骤然丰富,除传统媒体之外,手机电视、车载移动电视,楼宇分类电视,多媒体信息亭、地铁多媒体信息系统等新兴媒体纷纷涌现,移动接收是个热点,尤其是广播电视的移动接收,成为发展方向之一。现阶段,广播的移动接收算是在一定程度上解决了。但是电视的移动接收问题要比广播的移动接收困难得多,所以至今还没有得到很好解决。但我觉得,已经快接近目标。

一、数字电视地面广播(DTTB)

在现代通信中,通信传输手段主要是光纤、卫星、数字微波等,加上地面无线电视广播电视发射构成信息主体。目前在我国数字电视按信号传输方式可以分为地面无线传输数字电视、卫星传输数字电视、有线传输数字电视三类。而移动电视是数字电视地面广播的重要应用。数字电视地面广播在应用需求上要求实现移动和便携接收的功能,使整个技术系统的要求最高。它具备无线数字系统所共有的优点,较之卫星接收,有实现容易、价格低廉的特点;较之有线接收不易受城市施工建设、自然灾害战争等因素造成的断网影响;数字电视地面广播通过电视台制高点天线发射无线电波,覆盖电视用户,用户通过接收天线和电视机收看电视节目,主要的受众也是针对本地区的。完善的数字电视地面广播系统所具备的蜂窝单频网功能,不仅提高了频谱的利用率,而且可应用与宽带无线接入市场;而移动和便携的独特优势使该系统能满足现代信息社会"信息到人"的要求,也就是无论何人何时在何地均能任意获取他想得到的信息。

二、移动接收所遇到的主要问题

移动接收采用的方式是无线数字信号发射、地面接收。因此,移动接收所遇到的问题之一就是衰落,这是所有无线通信系统都会遇到的问题。对于固定接收可以采用分集接收等方法予以克服,但对于移动接收而言分集接收的方法显然不实用,因此衰落问题尤为突出。电波在沿地表传播中会受到各种阻碍物的反射、散射和吸收,实际到达收信天线处的电波除了来自发射天线的直接波外,还存在来自各种物体(包括地面)的反射波和散射波。反射波和散射波在收信天线处形成干涉场,此外,在移动通信中,还存在因移动台(天线)的快速移动而划过颠簸的波节和波幅的驻播现象及由于多普勒效应而造成的相移,凡此种种原因,就使得实际移动台接收到的场强在振幅和相位上均随时随地在急骤变化,使信号很不稳定,这就是无线电波的衰落现象。衰落的严重程度通常随频率或路径长度的增加而增大。目前还无法对衰落进行精确的预测,但区分绕射衰落和多径衰落两种不同类型的衰落是十分重要的。前者为慢衰落,短期信号中值电平在长期中的起伏;后者为快衰落,即瞬时信号电平在短期中的起伏。这两种衰落的表现和影响是不同的。另外,与其他无线通信系统不同的是,移动接收的关键点是移动。因此,移动接收还存在一个其他无线通信不会遇到的问题,这就是多普勒效应。

在日常生活中,我们会注意到远处迎面驶来发出警报声的警车在离你越近时,汽笛声的音调越高。从警车到达你所在位置开始,音调开始降低,而当警车离开你后,听到的音调会越来越低,这种现象就称为多普勒效应。奥地利物理学家多普勒是这样解释这种现象的:朝你驶来的警车发出的声波对你而言稍微压缩从而相对集中,这时你听到的声音波长短于该声源静止时的波,而短波音调是高的。相反,离你而去的声源的声波稍微扩散,这时你听到的波长比该声源静止时的波长长,长波音调是低的,这样的效应对电磁波同样适用。比如一个趋近我们的天线发出的信号,它的频率高于该天线相对于我们静止时的频率,波长相对变短;相反,一个离我们远去的天线发出的信号,其频率则会低于该天线在相对我们静止时相对于我们的频率,波长相对变长。同时波长的位移量与天线的运动速度存在正比关系,即速度越快,则波长移动越大。以上现象就是多普勒效应(Doppler)。系统方面,移动接收还要考虑覆盖网的建设,接收机(特别是便携机)的耗电,接收天线的安装等问题。从基本原理考虑,模拟广播电视信号是不宜实现移动接收的。为了解决移动接收中遇到的问题,广播电视信号必须首先实现数字化。利用数字技术无线接收,可有效解决以上问题。只要在信号有效覆盖范围内,所有移动交通工具,只要配有接收设备,都可以接收数字移动电视信号。中国三、移动接收中的关键技术--OFDM

OFDM是正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)的缩写,是在严重电磁干扰的通信环境下保证数据稳定完整传输的技术措施。OFDM的基本原理是:高速信息数据流通过串/并变换,分配到速率相对较低的若干子信道中传输,每个子信道中的符号周期相对增加,这样可减少因无线信道多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的码间干扰。另外,由于引入保护间隔,在保护间隔大于最大多径时延扩展的情况下,可以最大限度地消除多径带来的符号间干扰。如果用循环前缀作为保护间隔,还可避免多径带来的信道间干扰。OFDM的特点是各子载波相互正交,扩频调制后的频谱可相互重叠,不但减少了子载波间的相互干扰,还大大提高了频谱利用率。主要技术特点如下:1)可有效对抗信号波形间的干扰,适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输;2)通过各子载波的联合编码,具有很强的抗衰落能力;3)各子信道的正交调制和解调可通过离散傅利叶反变换和离散傅利叶变换实现;OFDM能够有效地对抗衰落和多普勒现象带来的负面影响,使受到干扰的信号能够可靠地接收。OFDM码率低,又加入了时间保护间隔,具有极强的抗干扰能力。其多径时延小于保护间隔,所以系统不受码间干扰的困扰。在有关移动接收的几种标准的制定过程中,都采用OFDM作为其核心技术。

四、移动接收制式

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广播电视工程的运行和管理设计的内容较广,且都是一些专业性质比较强的类型,主要是一些技术管理以及施工过程中的技术问题。这就使得对那些工程里的工作人员作出较高的要求,而管理人员则需要对相应的技术问题进行分析,并要求每一位员工都具有比较负责认真的态度,这样才会达到期望的管理目的。而需要管理的主要有以下几点。

1.1对于电源的控制和管理

电源的控制管理,是广播电视工程建设中比较关键的一部分,因为在以往的广播电视工程建设中经常发生有关于电源中断而导致的信号中断从而出现突发事故的情况,所以对于电源的控制和管理应受到严格的重视,这就需要使用一个功能较为强大,各方面性能指标优良、安全指数较高的电源来进行使用,这电源需要能够抵抗住各种电压以及电流的冲击,而且具有一定的缓和作用,这就能够有效的保证传输线路的安全性。不过,从另一方面来看,我国的供电在质量上仍然有着一些缺陷,这就需要国家的大力支持,使用一些尖端的科技手段来对这些问题进行解决,否则,电源问题将一直持续下去。

1.2选择自动化运行的管理模式

对广播电视工程的运行过程进行管理是必不可少的程序,而随着科学技术的发展,自动化运行的技术得以推出,这种技术成为当今技术管理的重要指标之一,不过广播电视工程中所引用也是一些较为简单的自动化技术,以试点的形式来进行推行,通过数据表明。自动化技术所产生的效果是非常明显的,不仅节省了财力物力,还极大的提升了工程建设方面的效率。另外,在信号传播方面,平常的一些比较小型的卫星发射站所转播的节目相对较少,甚至出现了节目停止播放的局面。而对于这些问题就可采用自动化的电源管理机制,这种自动化的管理机制可以使得设备处于被设定好的程序下面运行,从而保证了节目的播放质量。而且最主要的是自动化运行的技术能够对于设备在运行过程中所遇到的故障进行自动的检查预警以及对超过电压电流的保护等等,所以这种技术的引入能够大幅度的提升工程的整体运行效率[3]。2.3对于工程后期的维护和管理一般工程项目后期的维护和管理都是采用各省级直管单位进行签订的方式来进行推广,然后再由其下级的单位进行逐级的签订,这就使得整项工程的责任得到全面落实,不过有时在工程真正运行的时候也将存在较多的问题,造成相应的监管不力的局面出现,这就需要重视对于设备的维护和管理,并针对所出现的问题采取以下所提出的具体管理措施,这样才能保证广播电视工程的正常运行:

1)强化管理人员的监督力度,提高全体员工的工作责任心。

2)构建健全的管理体系,保证基层必须有专业的技术人员参与到设备的检查和维修中。

3)提高全体员工的服务意识,做到响应国家号召,心中怀有全心全意的服务为民心态。

2结论

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有线数字电视网络运行的过程中,网络信号的传输会受到放大器以及载噪比所影响,也会对吸信号电平调节造成一定的限制。一般情况下,有线数字电视的信号传输主要采用的是拓扑式的的网络结构,而且,在这种情况下,电平也会由于电网消耗而逐渐降低,在电平值降到一定程度时,有线数字电视的信号传输也会受到一定的影响,甚至出现马赛克的现象,因此,需要保证电视信号传输的稳定性,这样才能避免以上电视不良现象的出现。网络放大器技术主要应用放大器来放大电平传输信号,从而确保数字电视信号传输的稳定性,在实践中该技术的应用极为广泛,这也是能够保障有线数字电视在运行过程中正常接收信号的关键所在。

2有线数字电视网络常见的故障

2.1室内布线故障有线数字电视在使用之前,需要对室内进行布线,而这个过程也是有线数字电视经常发生故障的环节,布线经常不合理以及分配器的不合理等,都会对有线数字电视造成极大的影响,信号接收不正常也会导致电视使用的不正常。

2.2数字电视图像形成故障数字电视图像形成故障是常有发生的事,造成这类故障的因素有很多,例如,电视自身问题、电平信号问题等,本节仅从有线数字电视网络的角度出发进行分析,如果分支分配器、放大器等受到损坏的话,那么在载噪比不高的情况下,电平信号也会较低,从而造成有线数字电视出现无图像的现象[3]。

2.3有线数字电视网络系统故障现阶段,有线数字电视主要是有线数字系统发挥出相应的作用来实现的,但是,在实际有线数字系统运行的过程中,发现系统经常发生接触不良的问题,例如,接头生锈等都会引发有线数字系统故障,在接触不良故障的影响下,电平频段偏低造成信号传输中断,或少量信号传输存在断断续续的现象,使得无法正常使用电视来观看节目。

3有线数字电视网络维护措施

3.1合理进行室内布线在对室内进行布线的过程中,要根据实际的情况对室内进行合理的布线,尤其是在布线接头处,必须保证布线有着很好的连接性,同时,室内的布线更不能受到其他线路的影响。另外,要对分配器进行合理布置,这样才能有效解决室内布线故障,对有线数字电视网络进行有效的维护,进一步保障有线数字电视运行的正常。

3.2合理选择设备有线数字电视图形故障的主要原因是信号不能正常传输,或是断断续续无法持续稳定传输,在实际中发现,造成这方面的故障主要是分支分配器、放大器受到损坏的缘故。对此,在有线数字维护的过程中,不仅要保证分支分配器、放大器的完好性,更好根据实际的使用情况合理的选择设备,要尽量选择阻抗相互匹配的分支分配器,以及选择频带宽、线性好的放大器,这样才能保障分支分配器和放大器质量的同时,充分将其设备的功能发挥出来,提高有线电视信号传输的稳定性,才能有效解决数字电视图像形成的故障。

3.3加强对系统的检查有线数字电视网络系统故障屡见不鲜,对人们的正常使用电视造成极大的影响,而引起这方面的原因主要是一些电缆接头处的不良而引发的,因此,有线数字电视维护人员应积极做好系统的检查工作,并且,要将注意力集中在有线数字系统中电缆接头的位置上,确保电缆接线头的良好性,这样才能保障有线数字电视网络信号传输的可靠性,才能确保有线数字电视网络系统的正常运行,通过加强对有线数字网络系统的检查工作,才能切实的提高有线数字电视网络系统运行的可靠性和稳定性。

4结论

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[论文摘要]随着我国有线电视技术的迅速发展,做好有线电视维修技术维护工作显得十分必要,对进一步提高有线广播电视安全优质播出越来越重要,选取有线电视维修技术中出现若干关键性问题并做出相关分析说明。

一、放大器的维修

由于送来维修的放大器没有注明故障现象,首先应检查放大器的电源部分是否完好,对于用220V供电的放大器,在通电前先用万用表的电阻档测电源插头,正常阻值有几百欧,如果阻值很大或很低应更换变压器;同时分别测电源插头是否对地短路,如果对地短路则应找出对地短路的元件并更换,常见有保险管座受雷击后对地短路。对于用60V供电的放大器,同样在通电前用万用表测输入端,正常阻值有几十欧,之后可通电检查稳压块输入输出端的电压,如果输出端的电压偏低,则检查稳压块或输出端的滤波电容。检查完电源后,对于分立元件的放大器,还应测三极管C极电压、BE极间电压,BE极间电压应在0.6~0.75V之间,如果低于或高于则应更换三极管一至此,可接入信号进行测量,调节增益调节器、斜率调节器看能否达到增益要求,之后还应在检测端连接电视机,看各频道节目图像是否正常。

二、网纹干扰

这类干扰在系统中最为常见,情况也比较复杂,在屏幕上的表现是呈现出网状条纹或弯曲细波纹、网纹、不规则斜纹等,称为“网纹”干扰,如图1。网纹干扰是由互调引起的,所谓互调就是由系统放大器的非线性失真引起,使传送的信号产生和频或差频信号落到某个接收频道范围内,和该频道一起进入接收机,产生干扰。互调产生也有两种情况:一种是几个频道之间产生的干扰,有3次互调;另一种是同一频道内的图像载频、伴音载频和色副载频3者产生的干扰,称为“3音互调”。

排除“网纹”干扰故障。首先要区分是外界干扰还是系统自身生产互调。这时可以去掉电视信号,由信号发生器送人标准图像信号,若干扰噪波消失,说明是外来干扰,可以根据具体情况分别在前端输入端采用调频陷波器、频道陷波器、频道带通滤波器等加以消除。若送人标准图像后还有网纹,说明是系统本身产生互调,应调小放大器的输出电平,输出电平降低,互调就下降。或者是放大器、调制器等设备性能不良产生的,应更换。对于邻频传输前端还要注意如下几点:设备器件要严格要求,频道选择性要好,要有良好的带外衰减特性,带外寄生抑制应大于60dB,并且有严格的残留边带特性和对强信号有较强的抗干扰能力;要有严格的V/A比,伴音载频电平比图像载频电平调低17dB,以防伴音干扰图像;放大器要有足够大的AGC控制范围,国际规定输入电平变化±10dB,输出电平变化应在±ldB范围内,在大型CATV系统中仍感不足,为了达到输入电平变化±20dB,输出电平应在±0.5dB范围内变化;各频道输入电平基本相当,相邻频道电平差<~3dB。干扰频率越靠近图像载频、网纹干扰越粗,原因如下:

(一)放大器输出电平过高,造成各组合互调分量过大。为了消除互调,在前端输出电平正常的情况下,要保证每个干线和支线放大器输出电平符合要求。首先应检查前端,前端设备中的调制器和频道处理器的带外寄生输出是造成干扰的主要原因。检查时可逐个去掉各频道的电源,系统网纹消失,则应对相应设备进行修理。

(二)邻频干扰,在屏幕上表现的也是网纹干扰。其主要原因是相邻频道电平差太大,在接收机高频头内产生互调。此时应对前端电平进行调整,把前端各个频道的输出电平差都控制在ldB内。

(三)一些邻频系统在使用一段时间后,在个别频道会出现一些网纹,时有时无,这是由于某个频道的频率发生了漂移的缘故。若去掉某个频道的电源或输出后网纹消失,则可判定频道频率产生了漂移,应修理该频道插件。

(四)输入电平过高产生的干扰,其干扰有两种:一种是接收某频道处理器的AGC控制能力超出动态范围,产生网纹干扰、图像扭曲,这时应将输入信号先经过衰减后再进入前端;另一种是在接收空间信号时,接收到信号比较弱,而邻近频道的信号却很强,致使频道处理器的输入频道滤波器不能把这个强信号进行大幅度抑制,造成高放级失真,产生互调或交调干扰,形成网纹式的“雨刷”,这时应在输入端外加频道滤波器,使其经过滤波后再进入前端设备。

三、元器件、线路老化引起的故障及其维修

(一)现象:个别用户反映电视画面颜色淡,雪花干扰严重。

(二)分析:这类故障一般是由于信号电平低引起的。引起信号电平低的原因有入户分配器坏或接触不良、同轴线老化、用户盒接触不良、用户盒至电视机连接不好等。经检查、测试发现,该用户盒输出信号较低.打开用户盒发现内部严重锈蚀变色,造成信号损耗,引起故障。

(三)维修:更换用户盒,对接头进行除锈处理后恢复正常。应当注意的是,用户线连接不当,也会造成这种故障,因此,①用户线不宜太长,否则,不仅不好堆放,影响美观,而且易产生干扰,衰减信号;②电视机天线输入口和用户线之间的阻抗要匹配,用户线不能随意用其他线代替,同轴线与扁平线不能混接;③如果用户有两台电视机共用一根入户线时,不能直接把两根用户线并联起来使用,也不能简单地用三通连接,而要用分配器进行分配,否则,不能同时使用。

四、光接收机供电问题引起的故障

关于光接收机供电问题引起的故障,在网络传输中是相对比较容易发生的。这是因为供电器与光接收机一般是野外使用,供电电缆与接头较容易受到雨水和潮气侵蚀发生氧化或遭到人为的破坏,供电条件复杂,供电器与光接收机本身的保险管因为长期使用也会不可避免的出问题。所以在制作供电接头的时候,一定要使用质量较好的电缆F头,要加工牢固、连接牢固,要保证供电接头接触良好。另外还要加装防雨罩,这样在很大程度上可以有效地避免故障的发生。即使这样,供电故障还是很难避免的,这就要求我们在故障发生时判断一定要条理清楚,采集故障信息要准确无误,最好亲自到故障现场测量勘察,坚持顺藤摸瓜的原则,不能错过任何可能的故障点。对于表现为光接收机无信号输出或是信号忽高忽低不正常的故障,一般都要先检查接收机的供电问题,然后再检查光信号是否正常,特别要注意中继机房里接收机的供电检查,因为如果中继机房光接收机与供电器连接电缆接头或是保险管出问题,其中的光接收机不能正常工作,光发射机就只有光功率输出,而没有调制信号输入,光节点处的表现是有光功率输出但没有电信号输出,故障仍然不能得到解决。

检查接收机供电问题,不能只看供电电缆电压,还要检查接收机各模块的工作电压是否正常。供电电缆的电压只是接收机的输入电压,经过接收机内部的变压器部分转换输出供接收机各模块工作的实际工作电压。例如光接收模块的供电电压是12V,如果接收机本身的供电系统出现问题,例如保险管坏了,就会使接收模块没有供电电压致使接收模块不能正常工作,而使接收机没有正常的信号输出。所以供电电压的检查也一定要仔细、认真,这样才能尽快的查找到故障原因并予以解决。

五、系统内故障维修

(一)确定故障的大致部位。根据故障现象,按照顺序对故障进行分析判断,把故障压缩在最小的范围,然后排除。这样,可以大大节省时间,提高工作效率。

(二)鉴别故障器件:测量法,用场强仪对电平进行测量,例如:某用户区的用户电平普遍下降30dB左右,前面分支器输入电平85dB左右,与其主输出口电平52dB相差33dB,误差较大,超过分支器正常的电平损耗范围,更换分支器后信号正常。在处理故障点时,应将损坏或老化的设备、元件更换成正常的,对电平、供电电压不正常的要进行调试,信号电平过高或过低,频道间电平特别是高低端频道之间电平值相差太大,需要调试放大器的增益和斜率,严重的要加衰减器、均衡器。对供电电压不正常的线路,应增加供电器减轻负荷,一般供电器负荷不超过6级放大器。信号输出口加上匹配的负载终端,不要留系统信号输出口,防止干扰串入系统。

参考文献:

[1]王集武.UNICOMHA-30ER(N)-65/85型放大器电源故障的修理[J].中国有线电视,2003,(17).

[2]刘孝刚,周中汉.放大器电源故障两例[J].中国有线电视,2004,(13).

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关键词数字电视地面广播移动接收DABDVB-TDVB-H

〖正文〗

随着数字技术、信息技术和网络技术的迅猛发展,无线传播领域正在引发一场深刻的技术革命,就在这一两年间,无线数字媒体的类型骤然丰富,除传统媒体之外,手机电视、车载移动电视,楼宇分类电视,多媒体信息亭、地铁多媒体信息系统等新兴媒体纷纷涌现,移动接收是个热点,尤其是广播电视的移动接收,成为发展方向之一。在早期,这种移动性主要受电源供电、设备尺寸的限制,基本上没有办法实现,移动接收带来的技术问题也没有提到议事日程上。在电子管时代,器件的尺寸比较大,耗电也多,真正的“移动”只在军事方面,便携式的收音机也有,但一直不能普及。到了晶体管时代,收音机小到可以放在口袋里,广播的移动接收算是在一定程度上解决了。但是电视的移动接收问题要比广播的移动接收困难得多,所以至今还没有得到解决。

一、数字电视地面广播(DTTB:DigitalTelevisionTerrestrialBroadcdsting)

在现代通信中,通信传输手段主要是光纤、卫星、数字微波等,加上地面无线电视广播电视发射构成信息主体。目前在我国数字电视按信号传输方式可以分为地面无线传输数字电视、卫星传输数字电视、有线传输数字电视三类。而移动电视是数字电视地面广播的重要应用。数字电视地面广播在应用需求上要求实现移动和便携接收的功能,使整个技术系统的要求最高。它具备无线数字系统所共有的优点,较之卫星接收,有实现容易、价格低廉的特点;较之有线接收不易受城市施工建设、自然灾害战争等因素造成的断网影响;数字电视地面广播通过电视台制高点天线发射无线电波,覆盖电视用户,用户通过接收天线和电视机收看电视节目,主要的受众也是针对本地区的。完善的数字电视地面广播系统所具备的蜂窝单频网功能,不仅提高了频谱的利用率,而且可应用与宽带无线接入市场;而移动和便携的独特优势使该系统能满足现代信息社会“信息到人”的要求,也就是无论何人何时在何地均能任意获取他想得到的信息。

二、移动接收所遇到的主要问题

移动接收采用的方式是无线数字信号发射、地面接收。因此,移动接收所遇到的问题之一就是衰落,这是所有无线通信系统都会遇到的问题。对于固定接收可以采用分集接收等方法予以克服,但对于移动接收而言分集接收的方法显然不实用,因此衰落问题尤为突出。

电波在沿地表传播中会受到各种阻碍物的反射、散射和吸收,实际到达收信天线处的电波除了来自发射天线的直接波外,还存在来自各种物体(包括地面)的反射波和散射波。反射波和散射波在收信天线处形成干涉场,此外,在移动通信中,还存在因移动台(天线)的快速移动而划过颠簸的波节和波幅的驻播现象及由于多普勒效应而造成的相移,凡此种种原因,就使得实际移动台接收到的场强在振幅和相位上均随时随地在急骤变化,使信号很不稳定,这就是无线电波的衰落现象。衰落的严重程度通常随频率或路径长度的增加而增大。目前还无法对衰落进行精确的预测,但区分绕射衰落和多径衰落两种不同类型的衰落是十分重要的。前者为慢衰落,短期信号中值电平在长期中的起伏;后者为快衰落,即瞬时信号电平在短期中的起伏。这两种衰落的表现和影响是不同的。

另外,与其他无线通信系统不同的是,移动接收的关键点是移动。因此,移动接收还存在一个其他无线通信不会遇到的问题,这就是多普勒效应。

在日常生活中,我们会注意到远处迎面驶来发出警报声的警车在离你越近时,汽笛声的音调越高。从警车到达你所在位置开始,音调开始降低,而当警车离开你后,听到的音调会越来越低,这种现象就称为多普勒效应。奥地利物理学家多普勒是这样解释这种现象的:朝你驶来的警车发出的声波对你而言稍微压缩从而相对集中,这时你听到的声音波长短于该声源静止时的波,而短波音调是高的。相反,离你而去的声源的声波稍微扩散,这时你听到的波长比该声源静止时的波长长,长波音调是低的,这样的效应对电磁波同样适用。比如一个趋近我们的天线发出的信号,它的频率高于该天线相对于我们静止时的频率,波长相对变短;相反,一个离我们远去的天线发出的信号,其频率则会低于该天线在相对我们静止时相对于我们的频率,波长相对变长。同时波长的位移量与天线的运动速度存在正比关系,即速度越快,则波长移动越大。以上现象就是多普勒效应(Doppler)。

系统方面,移动接收还要考虑覆盖网的建设,接收机(特别是便携机)的耗电,接收天线的安装等问题。

从基本原理考虑,模拟广播电视信号是不宜实现移动接收的。为了解决移动接收中遇到的问题,广播电视信号必须首先实现数字化。利用数字技术无线接收,可有效解决以上问题。只要在信号有效覆盖范围内,所有移动交通工具,只要配有接收设备,都可以接收数字移动电视信号。

三、移动接收中的关键技术——OFDM

OFDM是正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)的缩写,是在严重电磁干扰的通信环境下保证数据稳定完整传输的技术措施.

OFDM的基本原理是:高速信息数据流通过串/并变换,分配到速率相对较低的若干子信道中传输,每个子信道中的符号周期相对增加,这样可减少因无线信道多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的码间干扰。另外,由于引入保护间隔,在保护间隔大于最大多径时延扩展的情况下,可以最大限度地消除多径带来的符号间干扰。如果用循环前缀作为保护间隔,还可避免多径带来的信道间干扰。

在过去的频分复用系统中,整个带宽分成N个子频带,子频带之间不重叠,为了避免子频带间相互干扰,频带间通常加保护带宽,但这会使频谱利用率下降。为了克服这个缺点,OFDM采用N个重叠的子频带,子频带间正交,因而在接收端无需分离频谱就可将信号接收下来。

OFDM的特点是各子载波相互正交,扩频调制后的频谱可相互重叠,不但减少了子载波间的相互干扰,还大大提高了频谱利用率。主要技术特点如下:

1)可有效对抗信号波形间的干扰,适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输;

2)通过各子载波的联合编码,具有很强的抗衰落能力;

3)各子信道的正交调制和解调可通过离散傅利叶反变换和离散傅利叶变换实现;

OFDM能够有效地对抗衰落和多普勒现象带来的负面影响,使受到干扰的信号能够可靠地接收。OFDM码率低,又加入了时间保护间隔,具有极强的抗干扰能力。其多径时延小于保护间隔,所以系统不受码间干扰的困扰。

在有关移动接收的几种标准的制定过程中,都采用OFDM作为其核心技术。

四、移动接收制式

众所周知,地面数字电视广播系统目前有多种制式,这些制式总体上可以分为单载波方式和多载波方式两类,美国用的ATSC是单载波的,欧洲的DVB-T是多载波的。英国是实施DVB-T标准最成功的一个国家,并成功地开通了地面数字电视广播。法国、瑞典、西班牙在实施地面数字广播方面也获得了成功。除我国自己提出的若干种制式,我国DTTB的制定原理是:(1)传输信息要大,支持包括高清电视的多媒体广播服务;(2)抗干扰能力强,在一般室内环境下可接收;(3)与现有模拟广播电视频道兼容,并有利于频道规划和摸拟向数字过渡;(4)具有灵活性;支持标准高清晰度和高清晰度兼容的是视广播,支持移动接收设备,支持便携接收设备;(5)具有可扩展性;支持包括互联网的交互数据综合业务,支持广播网络化的发展需要。整体性能指标应优于或相当于相应的国外现有标准的性能。

在欧洲,针对DVB-T(DigitalvideobroadcastingTerrestrial)在移动接收中的不足,人们提出了一种DVB-H的制式专门用于移动接收,而原有的数字音频广播(DAB)也发展到播出多媒体,下文将重点比较DVB-H和DAB的差别。

DAB是在1988到1992年间开发的。系统当初主要打算作为音频广播,但对传送数据和多媒体业务也有准备。尽管到目前为止在许多国家没有达到普及的程度,但DAB业务已经在多个国家开始。DAB系统,尤其是它的传输网络,是以1.5m的天线高度作为户外的接收而设计的。因此,DAB为汽车接收提供良好的覆盖。

DVB-H(Digitalvideobroadcastinghandheld),通过地面数字广播网络向便携/手持终端提供多媒体业务所制定的传输标准。该标准是欧洲的数字电视标准DVB-T的扩展应用。和DVB-T相比,DVB-H终端具有功耗更低、移动接收和抗干扰性更强的特点,因此该标准适用于移动电话、手持计算机等小型便携设备通过地面数字电视广播网络接收信号。也可以说DVB-H标准依托DVB-T传输系统,通过增加一定的附加功能和改进技术使手机等手持便携设备能够在固定和移动状态下稳定地接收广播电视信号。如图1

DVB-H采用时分数字多媒体广播带宽、以脉冲方式发送各频道的数据。一般情况下,除接收所需频道的数据外,调谐器电路在其它时间均处于关闭状态,因此可有效减少耗电。图2是DVB-H传输系统框图。

图2

DAB(DigitalAudioBroadcasting)适合于多媒体的分发,而DVB-H则是来自DVB的最新标准,它们有不同的历史:

DVB-T接收机的普及是令人鼓舞的。在德国的柏林,2003年从模拟转换到数字电视之后,卖出的DVB-T接收机达到250,000台。不同的欧盟赞助项目,如ACTS-MOTIVATE(1998-99),MCP(2000-2001)和CONFLUENT(2002-2003),对DVB-T用作移动和手提式接收进行过考察,也对接收机进行了优化。结论是,使用(双天线)分集接收机技术可以使DVB-T实现高速移动接收。

在对DVB-T的移动性进行测试的时候,也提出了DVB-T在移动环境下是否适合其他多媒体应用的问题。移动电话制造商,对通过DVB-T的高数据率的应用提供移动的多媒体服务特别感兴趣。其动机是,在移动电话商业价值链中,电视是最后一个不在手上的链路。由于用DVB-T向移动电话广播有缺点,所以有了制定以DVB-T为基础的,专用于手持接收机的标准的主意。这方案叫做DVB-H。

DVB-H的基本商业要求是用电池供电的小的屏幕移动终端。它应该能够在手提式的,移动的和室内的环境中,使用单一天线接收多媒体业务。

五、DAB和DVB-H在技术上的异同

从总体上看,DAB和DVB-T/H传输系统是以相同的调制和编码技术为基础的,这就是编码正交频分频复用(COFDM)。它们之间的差别主要是在特定的区域,如载波间隔,载波调制,FFT的大小(也就是副载波的数量)等等。

FFT大小:DAB在一个1.5MHz的信道里,可以应用256,512,1k和2k的FFT;DVB-H可以在5,6,7或8MHz带宽的信道中应用2k,4k和8k的FFT。

时间分片:DVB-H的时间分片是一种在接收机上节省功率的新机制。如果在没有业务传输的那些时间段,接收机可以断开,那么就可以节省电池的电力。DVB-H的时间分片意味着数据是以突发脉冲串的方式传输的,这些脉冲串从几毫秒到几秒之间。这项技术以下列二个与业务有关的问题的折衷为基础:业务需要什么数据率?而在接收机这边应当节省多少电池的电力?

DAB也是用串的形式传输数据的。这种“数据脉冲串”是DAB帧的一部份,帧跟随在一个无效符号后,持续24ms。

时间交织:DVB-H没有采用时间交织,因为DVB-T标准不提供时间交织:DVB-T原先不是作为高速移动接收而设计的。DAB从一开始就是为移动接收而设计的。时间交织解决了在单天线的移动接收条件下的衰落问题。时间交织把突发误码分配在一个较大的时段上,使得FEC能够校改正这些误码。在移动接收中,更有可能出现的是突发误码而不是单个误码。在DAB中,时间交织工作在16个“数据串”上。一个数据串持续24ms,使得时间交织工作在384ms上。

不相等的误码保护(UEP):不相等的误码保护意味着在解码过程中,较重要的比特的保护优于较低重要性的比特。DAB支持UEP。这意味着对解码过程,比特是依照它们的重要性进行保护的。这对移动和便携接收是非常重要的,因为一般来说,恶劣的接收条件是无可避免的,在恶劣的接收条件下的服务性能是关键问题。借助UEP,通过设计相对于主业务保护的不同的误码保护类型,就可以把失效特性对客观或主观的服务品质实现最佳化。DVB-T/H没有准备UEP。这意味着,那些损害某些重要信息(例如控制信息)的误码只能像那些不明显的比特那样来保护。对于用户,不明显的比特是否被破坏是不要紧的,他们最关心的是,重要的同步是否丢失。

多协议封包-前向误码纠错(MPE-FEC):在DVB-H中,多协议封包结合附加的前向纠错(FEC),是用来改善单天线的移动接收的。但是这种误码保护只在一个时间片工作。但传输的误码通常不是单个的误码而是作为突发误码串出现的,如果时间片被扰乱太多,业务就丢失,不仅在时间片的期间,也延伸直到下个时间片被传输的期间。MPE-FEC是一个在较高的协议层的附加FEC,能够校正在较低层上的剩余误码,但只能在某个范围内。因此,DVB-H对它的有效比特没有独立的保护。现在计划进行进一步的实验室测试和现场试验,以研究带和不带MPE-FEC两种情况下,只用一个天线的DVB-H的接收性能。DAB不使用MPE-FEC,因为这只是在一个较高的传输层上的一个附加的误码保护机制。不过在DAB中使用MPE-FEC或类似的误码保护系统也不是问题。WorldDAB协会现在正在考虑DAB标准的扩展,它会包括像DVB-H那样基于MPE-FEC的误码保护方案,或者如DVB-T和DVB-S标准所用的,MPEG-2传输流的基于R-S码。

可扩缩性:DAB的复接是以864个容量单元为基础的,它们可以组合起来以适合业务需要的任何数据率。因此业务数据率的最小值受容量单元的限制。根据所选择的误码保护,这在1.3kbit/s的数量级:作为数据业务,通常用8kbit/s的倍数。DVB-H提供的业务可以从0-10Mbit/s。它只取决于时间片的大小。

因为各种不同的理由,如果每个业务用的数据率为300kbit/s或更少,DAB更适合移动终端的技术需求。举例来说,它在多工方面比较简单。经由DAB可以传输四到六套节目,然而在DVB-H有30套或更多的节目需要复接。这么多节目的处理是更困难的。利用差分相移键控(DQPSK),DAB的解调技术比较简单。藉由这种解调技术,接收机的复杂性减少了。在接收机方面,DAB只需要DVB-T的5-20%的功率,而DVB-H消耗DVB-T的大约33%的功率。功率的减少取决于业务的数据率。

相对DVB-H,DAB的带宽较低,DAB发射网络比DVB-H发射网络的功率小得多。DVB-H网络的发射功率至少与DVB-T相同。通过利用大的SFN,DAB可以提供高的网络频谱效率。此外,通过为每个业务运行者进行频谱规划,频率资源可以非常有效地利用。今天,DAB音频业务在L波段上用得不多,这波段仍然有DAB多工可用的频谱。

六、DVB-H和DAB的其他方面

全国性的单频网:大体而言,DVB-H和DAB都可能建立全国性的单频网,但是,因为减少自扰的灵敏度,DAB允许大的SFN。这是非常有频谱效率的。与此相比,用16QAM模式的DVB-T/H,最大的SFN大约是200km。

在欧洲,DVB-H和DAB之间开始合作,目标是回答下列问题:是否有一个以DAB为基础的,类似DVB-H的,有用的或可能的标准一种迎合两个标准的最终用户器件是否容易实现?DAB向移动用户提供DVB-H业务需要什么?人们正在协调DAB和DVB-H。例如让DAB能使用DVB-H的MPE-FEC。另外,另一种可能性可能在比较高层,例如视频编码(MPEG-4,H.264)和传输层(IP的使用)。真正需要的是在IP-Datacast/DVB-H业务和DAB物理层之间有一个公共接口定义。

有人提出,移动接收应当用DAB,他的理由是:从标准化进程的最开始,DAB就是为用单天线作移动接收而设计的;数据率从小显示到1.2Mbit/s(在较低的误码保护为1.5Mbit/s)是可扩展的;DAB发射网络的建立比DVB-H网络便宜;由于它的时间交织特征,DAB对脉冲噪声是稳健的;DAB需要的发射机功率比DVB-H低;不管音频还是多媒体业务,DAB都是由广播界推动的。

小结

广播电视的移动接收作为当前的技术热点,尽管它的市场前景和受众分析还有待进一步的研究,但它的技术还在发展中。要说哪一种制式最适合移动接收还为时尚早,因为每种制式都会根据市场的需要及时改进其技术,从而改善其移动接收的性能。

参考文献:

《新一代多媒体移动标准DVB-H》北京邮电大学移动多媒体实验室

电视技术论文范文6

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