廣播電視移動接收的制式及技術

刁彤

【摘要】隨著現(xiàn)目前我國數(shù)字網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展和完善，無線傳播領域也迎來了一場巨大的技術改革，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，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的理論依據(jù)。

【關鍵詞】廣播電視;移動接收;制式;技術;探討及簡述

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：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，吸引了學術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壁壘，當下也沒有得到全面的解決。

科學技術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)精準接收。相對于廣播的移動接收而言，電視移動接收的復雜程度要高出許多，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，所以在整個技術系統(tǒng)上有著嚴格標準。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中的標準體系，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)絡技術的快速發(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備軟件進入，移動接收已經(jīng)成為了當下發(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，導致接收的可移動性受到嚴重影響。

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，導致出現(xiàn)信號衰減的原因是因為在移動過程當中走進陰影區(qū)或者被遮擋導致的，也有因為電波經(jīng)過多路徑傳播導致出現(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)的建設以及耗電量的需求和誤碼率的增加。

在系統(tǒng)的構建中，覆蓋網(wǎng)建設、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雜有直接關系，對此，不僅需要完全數(shù)字化，而且現(xiàn)階段學術界關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)行的幾種標準，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DVB-T則是后一種。國外最常見的標準有三個，分別是日本ISDB-T、美國ATSC以及歐洲DVB-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、抗多徑干擾能力等，在構建單頻網(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，但應用范圍并不大。從世界各地對數(shù)字電視地面廣播標準的使用情況來看，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系列標準當中，DVB-T的推出時間較晚，但論復雜程度絕對能夠排在第一位。上世紀九十年代末，才誕生了這一標準。

對于數(shù)字音視頻壓縮編碼是最根本的技術體系，主要是通過使用正交頻分復用的模式進行調(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標準體系。其中，主要應用手持設備、移動接收的是德國與新加坡。該標準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地位。

但是，DVB-H制式在畫質方面并沒有DTMB的理想，而且本港現(xiàn)存的發(fā)射信號設備不是很多，發(fā)展起來需要投入的資金規(guī)模相當龐大。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標準，同時最初的數(shù)字音頻廣播也完成了向播出多媒體的轉變。通過地面數(shù)字廣播網(wǎng)絡向便攜終端提供多媒體業(yè)務，才衍生出該傳輸標準。其實，這就是歐洲數(shù)字電視標準DVB-T的另一種應用方式罷了。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備中獲得廣泛的應用，比如手持計算機和移動電話等。換而言之，DVB-H標準有了DVB-T傳輸系統(tǒng)作為支撐，通過增加一些附加功能、完善技術等，使手持便攜設備即便在不斷的發(fā)生移動，也能穩(wěn)定接收到廣播電視信號。DVB-H通過對時分數(shù)字多媒體廣播帶寬的應用，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)需求中最基礎的部分。它要能在手提式的、室內(nèi)的移動環(huán)境當中，通過單一天線實現(xiàn)對多媒體業(yè)務的接收工作。

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準，由NYSC-US、NTSC-J這兩個分支組合而成。此外NTSC還具有兩套標準，PAL和SECAM，適用于其他國家，NTSC標準自從出現(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，畫面素質不高是CMMB制式的最大問題，通常解像度只能達到320*240，畫質方面甚至還沒有市場淘汰的VCD好，這與港人對電視畫質的需求并不相符。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備提供戶外收看的服務，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)字影像廣播標準當中的一類，由中華人民共和國制定有關數(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，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)字電視傳輸標準終于誕生，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用多載波調(diào)制技術進行應用，真正實現(xiàn)了信號在時域傳輸結合上頻域傳輸，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。對于DTMB的核心在于正交頻分復用（TDS-OFDM）單多載波調(diào)制方式，正交頻分復用，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中對于每一個子信號的符號周期需要進行相應的增加，這樣可以有效的減少因為無線信道拓展的過程當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，正交頻分復用才能在移動接收技術中占據(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這一資料傳送標準，在廣播串流編碼制式方面并未設計。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)推行的影像編碼標準是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)字電視的國家以標準，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技術需要不斷完善加強技術的創(chuàng)新，才能保證我國在數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)當中的優(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?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?，到了一定程度后，就會在我們的日常生活中發(fā)揮作用。

4. 結束語

隨著數(shù)字網(wǎng)絡技術的快速發(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)成為了當下時代的主流趨勢。作為現(xiàn)階段的技術熱點之一，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，該技術的成熟度正在不斷提升。不僅如此，覆蓋網(wǎng)、多普勒效應和信號衰落的建設也在同步進行中，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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