淺談數(shù)字調(diào)制技術(shù)與地面數(shù)字電視廣播
時(shí)間:2022-03-29 09:01:50
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摘要:我國地面數(shù)字電視廣播的發(fā)展過程,離不開數(shù)字調(diào)制技術(shù)的支持。信號(hào)的接收與傳輸受很多不確定因素的干擾,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成了嚴(yán)重的影響。而地面數(shù)字電視廣播正常的工作,需要保證其信號(hào)的產(chǎn)生及傳輸過程的科學(xué)合理性。數(shù)字廣播信號(hào)的發(fā)送及相關(guān)頻率的調(diào)制,都受到一些國際通用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議約束。做好地面數(shù)字電視廣播的整體工作,就必須對(duì)其中涉及的數(shù)字調(diào)制技術(shù)的相關(guān)原理進(jìn)行必要的掌握。
關(guān)鍵詞:數(shù)字調(diào)制技術(shù);地面數(shù)字電視廣播;協(xié)議;信號(hào)
早期的電視廣播一般采用的是模擬調(diào)制技術(shù),這與信號(hào)本身的來源相關(guān)。隨著通信技術(shù)研究范圍的擴(kuò)大,數(shù)字調(diào)制作為全新的通信技術(shù)手段,對(duì)于地面數(shù)字電視廣播的發(fā)展,產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。數(shù)字調(diào)制技術(shù)與相關(guān)的解調(diào)技術(shù)是對(duì)應(yīng)的。在實(shí)際的應(yīng)用中,二者對(duì)于電視廣播的作用也非常地明顯。
1數(shù)字調(diào)制技術(shù)相關(guān)原理綜述
數(shù)字調(diào)制技術(shù)的逐漸成熟,直接推動(dòng)了我國地面數(shù)字電視廣播的發(fā)展。而傳輸數(shù)據(jù)的主要方式包括單載波調(diào)制和多載波調(diào)制。這兩種技術(shù)的主要內(nèi)容也是數(shù)字廣播系統(tǒng)的主要發(fā)展的方向。無論是串行的數(shù)據(jù)傳輸方式,或是并行,其中具有代表意義的數(shù)據(jù)幀作為特殊的符號(hào),對(duì)于調(diào)制方式的選擇具有決定性。這些數(shù)據(jù)幀只有通過調(diào)制的方式加載到載波上,才能形成一定頻率的數(shù)字傳輸信號(hào)。在信號(hào)傳輸?shù)倪^程中,存在著信道的概念。同時(shí)在載波的振幅與相位調(diào)制的過程中,也存在著符號(hào)映射的相關(guān)原理。所有已經(jīng)標(biāo)注的點(diǎn)代表著載波的振幅與相位,二者的關(guān)系屬于正交。不同的坐標(biāo)代表著載波振幅和相位的不同,對(duì)于研究數(shù)字調(diào)制技術(shù)具有重要的意義。由于載波的振幅與相位在實(shí)際的研究中基本將二者的關(guān)系近似為正交,平面坐標(biāo)的分布上也呈現(xiàn)出一些規(guī)律性。因此,把這種載波相關(guān)參數(shù)的位置關(guān)系又稱為星座的符號(hào)映射。在調(diào)制技術(shù)中,載波的振幅與相位隨著波形的變化而變化,平面坐標(biāo)的表示又是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,故成為映射關(guān)系。相位和和振幅都是衡量載波變化的主要技術(shù)參數(shù),則將它們作為符號(hào)來模擬實(shí)際中波形的變化。因此,圖1所有的標(biāo)注都是具有特定的意義,稱之為星座圖的符號(hào)映射。單載波的調(diào)制方式主要的原理是指在載波波形變化的過程中,用符號(hào)幀代表一個(gè)完整的整體,所有不同的波形變化組成了一個(gè)符號(hào)幀。而這些符號(hào)的存在主要是為了表示調(diào)制過程中載波的技術(shù)參數(shù)變化。這些技術(shù)參數(shù)主要包括載波的幅度和相位。所有的符號(hào)依照串形的方式進(jìn)行排列,最后形成了單載波。所謂的多載波主要是指所有符號(hào)組成的符號(hào)幀的過程中,每個(gè)子符號(hào)對(duì)應(yīng)的載波不再是同一個(gè)載波。對(duì)應(yīng)載波的不同,最后經(jīng)過疊加方式的處理,形成了特殊的輸出信號(hào)。
2我國地面數(shù)字電視廣播相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)綜述
我國的地面數(shù)字電視廣播的參考標(biāo)準(zhǔn)制定相對(duì)較晚,但也形成了一定的體系。它主要強(qiáng)調(diào)的是傳輸系統(tǒng)中信道編碼及相關(guān)載波技術(shù)參數(shù)的參考標(biāo)準(zhǔn)。常見的有多載波傳輸方式及GB20600的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)。
2.1GB20600數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)分析
GB20600中3個(gè)不同的幀體組成了對(duì)應(yīng)的PN序列。這些幀體在傳輸系統(tǒng)中所用的傳輸時(shí)間各不相同。幀體中數(shù)據(jù)塊所占用的時(shí)間大約為500微秒。不同PN的序列,導(dǎo)致信號(hào)幀所占用的時(shí)間也存在著很大的不同。對(duì)于傳輸系統(tǒng)的載波來說,這些技術(shù)參數(shù)的不同,對(duì)廣播電視信號(hào)的接收與發(fā)射工作,造成了很大的影響。地面廣播電視的傳輸系統(tǒng),充分利用了數(shù)字調(diào)制技術(shù)的相關(guān)原理。對(duì)于其中涉及的幀頭和幀體,在信道編碼過程中所花費(fèi)的占用時(shí)間是不同的。
2.2多載波方式的相關(guān)原理
多載波的傳輸方式無論在結(jié)構(gòu)上還是傳輸機(jī)制上,其相對(duì)的技術(shù)原理都比較復(fù)雜。它的幀體和幀頭對(duì)應(yīng)的符號(hào)數(shù)是不同的。一般由3780個(gè)符號(hào)數(shù)構(gòu)成幀體部分,意味著3780個(gè)不同的載波發(fā)揮著各自的作用。對(duì)于我國的地面數(shù)字電視廣播的傳輸系統(tǒng)來說,多載波技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于信號(hào)傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性,具有重要的作用。在多載波方式的傳輸機(jī)制中,PN序列對(duì)于整個(gè)信道的估計(jì)及抑制噪聲的工作方面,具有顯著的作用。無線信道的正常工作中,很容易受到噪聲的影響,這對(duì)信號(hào)的傳輸非常不利。而相關(guān)的相位噪聲必須通過相關(guān)的技術(shù)手段進(jìn)行必要的抑制,這對(duì)整個(gè)信道的正常機(jī)制都造成了巨大的影響。其中保護(hù)間隔是多載波方式的顯著特征,這對(duì)抗多徑干擾的能力起著主要的作用。只有除去一些有效的數(shù)據(jù),才有可能達(dá)到抑制噪聲的最終目的。
3結(jié)束語
在現(xiàn)代通信的發(fā)展過程中,調(diào)制技術(shù)對(duì)于信號(hào)的傳輸起著至關(guān)重要的作用。載波的主要參數(shù)是指振幅和相位,這對(duì)研究地面數(shù)字廣播有著重要的參考意義。數(shù)字調(diào)制技術(shù)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究,都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。只有了解和掌握數(shù)字調(diào)制技術(shù)的相關(guān)原理,才能更好地為我國的地面數(shù)字廣播建設(shè)事業(yè)做出更多貢獻(xiàn)。
作者:陳剛 單位:國家新聞出版廣電總局七二五臺(tái)
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