数字电视地面广播传输标准(GB20600-2006)颁布后,地面广播数字电视系统迅速发展起来。在地面广播数字电视系统中,电视节目经过数字编码,数字调制,通过无线数字信号发射、地面数字接收的方式进行电视节目的传播。它与传统的模拟电视无线传播有着本质的区别,克服了模拟电视无线发射无力处置噪声积累和多径干扰的问题,并支持移动接收。
我国的数字电视地面广播传输标准(DMB-TH)采用了PN序列填充的时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)多载波调制技术,这种独特的先进技术有机地将信号在时域和频域的传输结合起来。在频域传送有效载荷,在时域通过扩频技术传送控制信号以便进行同步、信道估计,实现快速码字捕获和稳健的同步跟踪性能。
正交频分复用(OFDM)是一种多载波调制方式,其基本思想是把高速率的信源信息流变换成低速率的N路并行数据流,然后用N个相互正交的载波进行调制,将N路调制后的信号相加即得发射信号。在所传输的频带内,当许多载频并行传输一路数据信号时,要比串行传输更大地扩展了信号的脉冲宽度,提高了抗多径衰落方面的性能。OFDM采用的基带调制为离散傅立叶变换,数据的编码映射是在频域进行,经过逆快速傅立叶变换(IFFT)转化为时域信号发送出去,接收端可通过FFT恢复出频域信号。OFDM系统用离散傅立叶变换来实现,即避免了直接生成N个载波时由于频率偏移而产生的交调,而且便于利用超大规模集成电路(VLSI)技术。
DMB-TH采用了一种新的错纠编解码(FEC)技术-LDPC,成功地避开了国外专利保护,获得了比ATSC更好的系统误码性能。DMB-TH还针对其他标准无法支持双向互动、互连网扩展等问题,进行了支持互连网的扩展设计,以便适应未来信息的数字化、多样化和多媒体化拓展。在现有数字电视无线广播基础上可进一步扩展互连网业务、组播、点播、导呼等增值业务,甚至进而拓展视频、数据和语音等综合、交互、移动和便携方面的应用。针对数字视音频产业已有的成果,DMB-TH设计了灵活的接口方案,支持国际上通用的MPEG2-TS数据流格式,可以支持任何类型的数据压缩和数据格式。DMB-TH还采用了不同于已有数字电视技术标准的与自然时间同步的分层复帧结构来支持单频网。单频网不但能够更好地支持移动数字电视服务,而且能够解决单个发射机无法覆盖的盲区问题。
地面广播数字电视系统非常适宜于农村无线覆盖。尤其是地面广播数字电视系统用于“村村通”工程,相比于过去的“有线电视村村通”“模拟电视无线覆盖村村通”具有全方位的优点。与模拟电视相比,数字电视的接收门限更低、抗干扰能力更强,因此同样的发射功率,数字电视覆盖范围更大,原来模拟电视不能覆盖的一部分“盲村”也可以被覆盖到。由于数字电视信号在一定门槛内可以实现无失真传输,因此可以用转发器作多次中继,并且不管在城市还是农村,只要有信号的地方都可以实现移动接收。在已建好的MMDS、MUDS和数字电视地面广播覆盖网络的基础上,利用数字电视转发站进行信号中继,可以很好的实现对村村通工程要求的山区和边远农村等广播电视盲区的覆盖。另外,对于那些有线电视或地面数字电视光纤已接到村上或镇上的地方,通过光纤转发站进行信号转发,也可以实现对广播电视盲区的覆盖。
“村村通”工程是国家重点扶持的项目,政府每年都要拿出大量资金来支持“村村通”工程建设。地面数字电视广播系统具有抗多径干扰等优点,可以克服因地形、天气等因素对接收效果的影响,尤其是用于各家各户的接收终端的安装非常灵活方便,因此非常适合“村村通”工程项目。目前在“村村通”工程中大量使用的MMDS数字电视系统,已暴露出很多问题,比如安装不方便、不能抗多径,不稳定等,尤其是在一些山区或山多、树多的农村,接收效果更是大打折扣。
以前阻碍地面广播数字电视系统在“村村通”工程推广的一个重要因素是该系统成本太高,随着该系统应用的不断推广,成本也不断下降,目前地面数字电视机顶盒(含天线)的成本与MMDS数字电视系统中的QPSK数字电视机顶盒(包扩天线和降频器)的成本已非常接近,完全可以取代MMDS数字电视系统。
因此,在不久的将来,地面广播数字电视系统将会成为“村村通”工程的主流。
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