刁彤
【摘要】隨著現(xiàn)目前我國數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和完善,無線傳播領(lǐng)域也迎來了一場巨大的技術(shù)改革,在短短的兩年時間里,我國無線數(shù)字媒體的類型不斷增加豐富,除了傳統(tǒng)的媒體之外,對于手機電視,移動電視等全新的媒體類型不斷出現(xiàn),移動接收是現(xiàn)階段廣播電視發(fā)展的最終目標(biāo),電視移動的接收問題相對比傳播更加的困難,本文就主要針對廣播電視移動接收的原理和制式開展本次研究,進行概念分析和移動接收考慮因素的分析之后,對比分析DTMB制式和其他國家制式當(dāng)中存在的差異和優(yōu)劣分析,希望能為我國廣播電視移動接收工作人員提供相應(yīng)的理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】廣播電視;移動接收;制式;技術(shù);探討及簡述
中圖分類號:TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI:10.12246/j.issn.1673-0348.2021.15.005
近段時間以來,廣播電視移動接收作為一個主要的熱點,特別是電視廣播的移動接收是廣播電視發(fā)展的主要趨勢,吸引了學(xué)術(shù)界和廣大人民群眾的高度重視,對于無線廣播出現(xiàn)之初,就是為了擺脫傳統(tǒng)模式的連線模式,讓其具有移動性,但是在無線廣播發(fā)展的早期階段,這樣的移動性因為受到電源,設(shè)備大小的限制,無法實現(xiàn)自由的移動,但是隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展,廣播移動接收的受限程度明顯增加,但是對于電視的移動接收還是存在一定的技術(shù)壁壘,當(dāng)下也沒有得到全面的解決。
科學(xué)技術(shù)的不斷進步為各個行業(yè)提供了新機遇與新挑戰(zhàn),隨著廣播事業(yè)的發(fā)展速度越來越快,移動接收領(lǐng)域也獲得了迅速增長。廣播電視已經(jīng)發(fā)展了幾十余年,但移動接收卻基本在原地踏步。就算是調(diào)頻廣播,在汽車高速行駛的狀態(tài)下,也無法實現(xiàn)精準(zhǔn)接收。相對于廣播的移動接收而言,電視移動接收的復(fù)雜程度要高出許多,因此直到現(xiàn)在也尚未妥善處理,廣電界對此一直都格外關(guān)注,希望能夠早日尋找到解決方案。
1. 概念簡介
1.1 移動電視
論應(yīng)用范圍,移動電視絕對是數(shù)字電視地面廣播的第一代表。就應(yīng)用需求而言,能夠便攜接收、移動就算達到數(shù)字電視地面廣播的發(fā)展需求,所以在整個技術(shù)系統(tǒng)上有著嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。無線數(shù)字系統(tǒng)的特點它全都具備,與衛(wèi)星接收相比而言,其實現(xiàn)難度較低,并且成本也不高;相對于有線接收,自然災(zāi)害或城市施工等基本不會對它造成太大影響。憑借著便攜、移動的獨有特點,就可以達到現(xiàn)代信息社會提出的信息到人的需求,簡單地說,就是人們只要想獲取信息,那么不論是在任何時間、任何地點,都能輕松實現(xiàn)。
1.2 接收制式
對于電視節(jié)目的信號模式屬于模擬信號,電視視頻的模擬信號主要依靠視頻模擬信號和數(shù)據(jù)同步信號兩個部分,從而實現(xiàn)信號的接收以及畫面的顯示,DTMB制式,DTMB(GB20600-2006,全稱Digital Terrestrial Multimedia Broadcast,即地面數(shù)字多媒體廣播),原名DMB-T/H,也就是我們常說的數(shù)字多媒體廣播,也是我國影像廣播當(dāng)中的標(biāo)準(zhǔn)體系,是我國制定對于數(shù)字電視和數(shù)字廣播的一種制式模塊。
2. 移動接收的考慮因素分析
現(xiàn)目前,隨著我國數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和完善,無線傳播產(chǎn)業(yè)也在進行著一場全新的技術(shù)改革,就在這一段時間里面,無線數(shù)字媒體的類型不斷增加,手機電視,車載電視,多媒體電視等全新的設(shè)備軟件進入,移動接收已經(jīng)成為了當(dāng)下發(fā)展的主要熱點,特別是在廣播電視的移動接收成為了電視廣播產(chǎn)業(yè)未來的主要發(fā)展趨勢。現(xiàn)目前,廣播的移動接收已經(jīng)基本完善,但是對于電視的移動接收還存在較多的問題,沒有得到有效的改善。
對于移動接收和固定接收來說本身存在較大的差異,對于移動接收是一個大概念,可以劃分成便攜式、低速及高速移動接收,在實際接收中往往會遇到不一樣的問題。便攜式接收,從概念分析是與固定接收完全相反的一種接收方式,只是用到的器材可以隨意攜帶,從一個地點轉(zhuǎn)移到另一個地點不會太大麻煩。廣播方面,實現(xiàn)便攜式接收不是難事,但是對于電視需要突破的技術(shù)壁壘較多,因為模擬電視的信號接受需要良好的定位天線,如果是高強度的區(qū)域,還得換成拉桿天線的電視機,當(dāng)接收器的位置發(fā)生變化時,天線也要隨著調(diào)整,取得更好的信號。并且一部分場強較強的地區(qū),需要使用室外天線,導(dǎo)致接收的可移動性受到嚴(yán)重影響。
對于低速移動接收只要是按照人的步行速度進行計算,例如邊散步邊逛街就是非常典型的案例,高速移動只要是以車輛的行駛速度為主,汽車的速度需要控制在120公里,如果超過了每小時120公里就需要納入到超高速移動接收當(dāng)中。
對于信號條件分析,移動接收主要遇到的問題是信號的衰弱以及多普勒效應(yīng),導(dǎo)致出現(xiàn)信號衰減的原因是因為在移動過程當(dāng)中走進陰影區(qū)或者被遮擋導(dǎo)致的,也有因為電波經(jīng)過多路徑傳播導(dǎo)致出現(xiàn)的衰弱,這兩種類型的衰弱和信號的衰減也是完全不同的。在系統(tǒng)角度方面,移動接收我們還需要考慮覆蓋網(wǎng)的建設(shè)以及耗電量的需求和誤碼率的增加。
在系統(tǒng)的構(gòu)建中,覆蓋網(wǎng)建設(shè)、天線安裝、接收機耗電量等,都是移動接收必須解決的問題。通過最基本的原理分析,模擬廣播電視信號不能實現(xiàn)移動接收,與模擬信號處理過于復(fù)雜有直接關(guān)系,對此,不僅需要完全數(shù)字化,而且現(xiàn)階段學(xué)術(shù)界關(guān)注的是移動電視信號的移動性接收。
3. 移動接收制式對比分析
大家都知道,現(xiàn)階段地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的制式分為很多類型,其中既包含國外現(xiàn)行的幾種標(biāo)準(zhǔn),國內(nèi)提出的也不在少數(shù)。這些制式可以大體分成兩種,即單載波、多載波方式,美國ATSC屬于前一種,歐洲D(zhuǎn)VB-T則是后一種。國外最常見的標(biāo)準(zhǔn)有三個,分別是日本ISDB-T、美國ATSC以及歐洲D(zhuǎn)VB-T。
3.1.ATSC
ATSC是用單載波的調(diào)制方式,因缺乏較強的抗多普勒效應(yīng)、抗多徑干擾能力等,在構(gòu)建單頻網(wǎng)、實現(xiàn)移動接收方面會特別吃力。ISDB-T雖然具備移動接收、單頻網(wǎng)的能力,但應(yīng)用范圍并不大。從世界各地對數(shù)字電視地面廣播標(biāo)準(zhǔn)的使用情況來看,不論是ISDB-T還是ATSC,在整體表現(xiàn)上都遠遠不及DVB-T。在歐洲的DVB系列標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中,DVB-T的推出時間較晚,但論復(fù)雜程度絕對能夠排在第一位。上世紀(jì)九十年代末,才誕生了這一標(biāo)準(zhǔn)。
對于數(shù)字音視頻壓縮編碼是最根本的技術(shù)體系,主要是通過使用正交頻分復(fù)用的模式進行調(diào)試,滿足多個發(fā)射機的8K載波。但是使用HDTV信號傳輸之后碼率不能小于20MBPS,在固定的室內(nèi)當(dāng)中,使用固定接收。單頻組網(wǎng)自身的傳輸能力較為出色,現(xiàn)目前只有一部分國家還在使用DVB-T標(biāo)準(zhǔn)體系。其中,主要應(yīng)用手持設(shè)備、移動接收的是德國與新加坡。該標(biāo)準(zhǔn)最早是為了固定接收,滿足人們便攜要求的,以COFDM多載波調(diào)制方式為主,且調(diào)制參數(shù)支持調(diào)試,能夠提供的常規(guī)模式達到了上百種,分級模式更是有上千種之多。
3.2 DVB
通訊辦建議港視使用DVB-H,它是歐洲制式當(dāng)中的一類。DVB制式的傳輸方式比較豐富,為各種類型的電視營辦商提供了更多選擇,比如移動電視、有線電視、地面電視和衛(wèi)星電視等等,目前DVB制式在本港有線電視中仍占主導(dǎo)地位。
但是,DVB-H制式在畫質(zhì)方面并沒有DTMB的理想,而且本港現(xiàn)存的發(fā)射信號設(shè)備不是很多,發(fā)展起來需要投入的資金規(guī)模相當(dāng)龐大。緊接著,對于DVB-T在移動接收方面存在的問題,人們又推出了全新的DVB-H標(biāo)準(zhǔn),同時最初的數(shù)字音頻廣播也完成了向播出多媒體的轉(zhuǎn)變。通過地面數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)向便攜終端提供多媒體業(yè)務(wù),才衍生出該傳輸標(biāo)準(zhǔn)。其實,這就是歐洲數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)DVB-T的另一種應(yīng)用方式罷了。與DVB-T相比之下,該終端的優(yōu)勢包括低能耗、抗干擾能力強、可實現(xiàn)移動接收等等,所以才能在一些小型便攜設(shè)備中獲得廣泛的應(yīng)用,比如手持計算機和移動電話等。換而言之,DVB-H標(biāo)準(zhǔn)有了DVB-T傳輸系統(tǒng)作為支撐,通過增加一些附加功能、完善技術(shù)等,使手持便攜設(shè)備即便在不斷的發(fā)生移動,也能穩(wěn)定接收到廣播電視信號。DVB-H通過對時分?jǐn)?shù)字多媒體廣播帶寬的應(yīng)用,采取脈沖的方式將各頻道的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。通常來說,除了接收目標(biāo)頻道數(shù)據(jù)以外,在其他時間調(diào)諧器電路并不接通,所以節(jié)能效果也會更好。用電池供電的小屏幕移動終端,是DVB-H商業(yè)需求中最基礎(chǔ)的部分。它要能在手提式的、室內(nèi)的移動環(huán)境當(dāng)中,通過單一天線實現(xiàn)對多媒體業(yè)務(wù)的接收工作。
3.3 NTSC
NTSC是National Television Standards Committee的縮寫,NTSC制式,簡稱N制,是美國國家電視系統(tǒng)委員會在1952年12月所推出的一種全新彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn),由NYSC-US、NTSC-J這兩個分支組合而成。此外NTSC還具有兩套標(biāo)準(zhǔn),PAL和SECAM,適用于其他國家,NTSC標(biāo)準(zhǔn)自從出現(xiàn)之后進行的改變除了增強了色彩信號之外,么有其他較多的波動。
它是同時制當(dāng)中的一類,每秒60/1.001場,掃描線是525,水平分辨率在330左右,具有4:3的最佳畫面比。
NTSC制式的色差可以劃分為正交調(diào)制以及平衡調(diào)試兩種,這樣的調(diào)解模式為彩色黑白電視的兼容問題提出了全新的解決措施和方案。只是缺點也比較突出,例如色彩的穩(wěn)定性差和相位有損率高等等。
3.4 CMMB
港視在今年一月份就把中國移動的流動電視拍照納入麾下了,那時候用于傳送流動節(jié)目的仍是CMMB制式。然而,畫面素質(zhì)不高是CMMB制式的最大問題,通常解像度只能達到320*240,畫質(zhì)方面甚至還沒有市場淘汰的VCD好,這與港人對電視畫質(zhì)的需求并不相符。對于該制式而言,畫面穩(wěn)定是最占優(yōu)勢的點,可以為一些小型流動設(shè)備提供戶外收看的服務(wù),比如手機和平板電腦等,但這種制式必須要用到特制的機頂盒入室才行,無法從大廈天線獲取信號。
3.5 DTMB
DTMB,原本是叫做DTMB-T/H的,屬于中國數(shù)字影像廣播標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中的一類,由中華人民共和國制定有關(guān)數(shù)字電視及流動數(shù)字廣播的制式。它為國內(nèi)50%以上的電視觀眾提供服務(wù),特別是農(nóng)村、郊區(qū)地區(qū)會更加需要。目前只有我國、古巴、香港等國家和地區(qū)正在使用DTMB。2006年8月,我國地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)終于誕生,而正式實行則是在次年的同一時間。DMB-TH對PN序列填充的時域同步正交頻分復(fù)用多載波調(diào)制技術(shù)進行應(yīng)用,真正實現(xiàn)了信號在時域傳輸結(jié)合上頻域傳輸,在頻域傳輸有效載荷,在時域就通過擴頻技術(shù)將控制信號傳送出去,達到同步和信道估計的雙重效果,另外,對于快速碼字捕捉以及穩(wěn)定同步跟蹤技術(shù)的發(fā)展,我國也進行了大量的研究,取得了一定的成績,為移動接收以及高清電視的發(fā)展打下了牢固的基礎(chǔ)。對于DTMB的核心在于正交頻分復(fù)用(TDS-OFDM)單多載波調(diào)制方式,正交頻分復(fù)用,即便是有強烈的電磁干擾,數(shù)據(jù)也能實現(xiàn)完整的傳輸,核心技術(shù)為對于高速的信息數(shù)據(jù)流通過串并聯(lián)進行變化,將其分配到速率較低的子信號通道當(dāng)中對于每一個子信號的符號周期需要進行相應(yīng)的增加,這樣可以有效的減少因為無線信道拓展的過程當(dāng)中時間存在的彌散性對于系統(tǒng)出現(xiàn)的干擾。并且由于保護間隔的存在,當(dāng)保護間隔超出最大時延拓展時,可以消除符號干擾的問題。防止多徑中信道間干擾情況的發(fā)生,對于正交頻分復(fù)用特點是將子載波進行正交,頻譜進行重疊,減少了存在的干擾,提高了利用率,最主要的特點如下,可以有效的對抗信號之間存在的干擾,并且通過子載波的編碼,提高抗衰落的能力,正交頻分復(fù)用的碼率較低,并且加入了時間間隔,具有較強的抗干擾能力,憑借著這些優(yōu)勢,正交頻分復(fù)用才能在移動接收技術(shù)中占據(jù)重要地位。
DTMB又分為單一副載波、多重副載波兩個類別;同時使用的就是國內(nèi)地區(qū),單純使用多載波模式的主要有澳門、香港等地。另外,DTMB僅制定MPEGTS這一資料傳送標(biāo)準(zhǔn),在廣播串流編碼制式方面并未設(shè)計。比如在香港地區(qū),2012年10月之前,同步廣播頻道使用的是MPEG-2 Part 2,新頻道則為H.264,但目前看來,所有數(shù)字廣播頻道基本都淘汰了MPEG-2 Part 2;聲音編碼只有MP2、AC3可選。國內(nèi)地區(qū)推行的影像編碼標(biāo)準(zhǔn)是AVS和升級后的AVS+,但仍在用MPEG-2的也有那么一小部分。DTMB經(jīng)過長期的發(fā)展,DTMB移動接收制式的整體性能已經(jīng)超過地面數(shù)字電視的國家以標(biāo)準(zhǔn),對比與商業(yè)推廣較為成功的DVB-T系統(tǒng),DTMB自身具有快速捕捉和穩(wěn)定同步跟蹤的特點,并且可以全面提高頻譜利用效率,滿足單天線高清電視的移動接收,移動性更強,信噪比明顯降低,覆蓋性能鋼架良好,抗脈沖干擾能力對比與其他制式更強。但是對于DTMB現(xiàn)目前在移動接收制式當(dāng)中具有的優(yōu)勢地位并不是一成不變的,歐洲研發(fā)的第二套地面視頻廣播系統(tǒng)DVB-T2也完美解決了信噪比以及抗脈沖干擾的問題,DTMB技術(shù)需要不斷完善加強技術(shù)的創(chuàng)新,才能保證我國在數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)當(dāng)中的優(yōu)勢地位。
但是對于移動接收制式自身存在的優(yōu)缺點和同時制都是完全相同的,對于制式最主要的區(qū)別在于幀數(shù)的不同,并且需要進行相互參照的改進,使用什么制式都需要解決每一個客戶的個性化需求,滿足客戶的需求之后選擇最恰當(dāng)?shù)姆桨福鉀Q這些問題,就可以解決移動電視無法在市場當(dāng)中大規(guī)模使用的問題,現(xiàn)目前全世界范圍內(nèi)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)體系不斷發(fā)展,廣播電視的移動接收作為一個熱點,受到了廣泛的關(guān)注,特別是電視廣播的移動接收,其未來市場與發(fā)展?jié)摿κ遣豢晒懒康模搅艘欢ǔ潭群?,就會在我們的日常生活中發(fā)揮作用。
4. 結(jié)束語
隨著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,無線傳播產(chǎn)業(yè)也在出現(xiàn)巨大的變化,僅僅兩年時間,國內(nèi)的媒體種類已經(jīng)得到了快速的發(fā)展,手機電視,移動電視,信息中心等全新的媒體不斷出現(xiàn),移動接收已經(jīng)成為了當(dāng)下時代的主流趨勢。作為現(xiàn)階段的技術(shù)熱點之一,雖然廣播電視移動接收的受眾分析、未來發(fā)展尚不明確,但值得肯定的是,該技術(shù)的成熟度正在不斷提升。不僅如此,覆蓋網(wǎng)、多普勒效應(yīng)和信號衰落的建設(shè)也在同步進行中,對于接收機的調(diào)試和接收天線如何安裝等仍需深入探討,因此,到底移動接收是需要哪一種制式,目前還無法作出結(jié)論,原因在于所有制式都會隨著市場需求的變化而不斷完善,為的就是在移動接收功能方面更占優(yōu)勢。
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