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谈微波传输地面数字电视系统关键技术

现如今,网络化、信息化改变了人们的生活,这一点在广播电视领域更是得到充分体现,有助于数字电视的发展。为更好满足人们的视听需求,数字电视标准不断改进。本文对无线通信技术进行了分析,对前向纠错码技术、星座旋转技术、高阶调制技术等分别进行了探讨,希望能帮助到相关人士。

一、引言

地面数字广播就是借助于微波来实现对信号的覆盖与传输,由于地面数字广播有着突出的优势,有较好的灵活性、所需投资不多、移动性较好、恢复能力较强等,近年来得到了大力推广。不过这种方式也存在不足,在传输信号时,有着较多的干扰因素,而且接受系统较为复杂。怎样克服这些不利因素,是需要处理的问题。

二、无线通信技术介绍

在70年代,出现了无线网概念,在无线技术的进步下,对人们的生活造成了极大的影响。建立无线通信系统,就是为了方便人们交流,更加容易获取到想要的信息,而不受距离的限制。基于相关的协议,促使无线通信得以发展。通常而言,构成系统的部分较多。对于发射端而言,转换器是非常重要的。通过转换器,实现对信息的转换,最终形成电信号,这一点类似于话筒。通过发射机,能对电信号进行转换,最终形成高频电信号。通过天线,可将信号转变成电磁波,随之进行发射。对于接收端而言,就是利用天线来接收信息,同时变成电信号,之后利用转换器,来对信号进行转变,向用户发送信息。相比于有线而言,不用铺设线路,无线通信就能实现对数据的传输。基于传输媒介的差异,针对无线通信,可将其分为卫星与微波。不管是哪一种无线通信,皆需要频谱,不过频谱资源是有限的,基于此,对于无线通信的发展,要采取科学合理的方式,来管理频谱,防止出现资源被浪费的现象。在具体应用时,存在诸多困难,要充分结合天线技术原理,在对信号进行传输时,不可直接采用电磁波形式,天线尺寸难以达到标准。要认真设计接收装置,以便能更好地接收信号。

三、前向纠错码技术

对于前向纠错码技术而言,其实质上是一种手段,就是在传输信号时,用来对错误进行控制的,基于纠错码,来实现数据的冗余。在T2标准中有着相关的规定,针对数字电视系统,参考所要求的门限值,若噪声干扰比比门限值大,则数字电视系统需符合有关要求。具体而言,若传输速率为每秒5Mb,则在1h内,错误事件次数不超过1,在T2目标中,提升传输速率是关键目标。应达到流净输入速率不可小于每秒50Mb,并且在处于8赫兹带宽的情况下,输入速率要大于每秒100Mb。所以,T2系统应用了编码模式,就是基于线性循环码,同时结合奇偶检验码。在60年代,发现了线性循环码,通过BCH码,针对生成多项式,将其和纠错能力融合起来。依据纠错能力,可将生成多项式设计出来。奇偶检验码基本上可应用于全部的通信信道,因此得到了广泛的应用。合理应用译码算法,能获取较为理想的误码性能。有着稀疏检验矩阵,可提供长度不同的2种比特码,存在数种不一样的码率。便于译码,能达到并行操作的目的,对硬件有着较高的适用性。

四、星座旋转技术

星座旋转就是基于2个星座点,来提升分集度,在空间层次中,达到符号分集的目标。有效应用向纠错码技术,当遇到恶劣信道时,能增强抗干扰能力,在保障系统稳定的同时,也能提升传输效率。在T2中含有星座旋转,针对单元及比特交织,此模块位于两者间。基于衰落信道,有效应用该技术,同时提高额外分集,进而可获取两种增益,一是容量增益,二是分集增益。

五、高阶调制技术

在T2中,同样使用了高速传输技术,相比于DVB-T而言,这一点是完全不同的。为提升信道利用率,通过正交频分系统,来分割信道,对于所划分的子信道来讲,在频谱上,有着重叠的地方,为避免受到影响,在对传输媒介进行选择时,数字电视系统采用子载波,通过这样的方式,促使频谱得到充分利用。在频域范围内,通过正交频分系统,来实现对信道的正交划分,降低传输速率,将串行转变为并行,之后依次进行传输。关于正交频分复用,其属于一种组合技术,就是针对信道编码,将其和OFDM融合起来,有效应用此项技术,有助于处理信道衰落,同时获取较好的解决效果。通过COFDM,能实现对不同噪声与衰落的抵消,为解决好多径衰落,可在信号周期之前,添加保护间隔。对于同频干扰,可借助于频谱开槽法。对于不同噪声的处理,可采用交织方式,并结合级联码。在T2标准中,在对参数进行选择时,采用正交频分技术,可促使选择更加灵活,针对QAM星座调制而言,不但可支持256阶的调制,而且也可支持64阶,变换点数可达到六种,其中32K为最大。

六、交织技术

通常而言,可将交织技术划分为2种,一是分组交织,二是卷积交织。针对无线信道,因为不存在具体的线路铺设,在空间中,有着较多的影响因素,基于此情况,极有可能被干扰。此外,如果信号没有较好的稳定性,在传输信号时,不但会受到噪声的影响,而且也会被物理因素干扰,若碰上恶劣信道,则会极大干扰信号。若未采用交织技术,来对信号进行相应的调整,就直接传输信号,极有可能会出现大段数据错误的情况。由此,有必要处理好此类问题,可采用交织技术,来分割信号,依据一定的长度,来对数据进行分割,最终生成小段数据,达到最小时,可将比特视为单位,同时依据一定的规则,来重组邻近的比特,通过这样的方式,在进行传输时,即便大段的比特存在错误,由于对位置进行了调整,差错变为随机,之后借助于向前纠错编码,实现对比特错误的消除。有效应用交织技术,能有效改变信息结构,而且不会对信息内容造成影响,促使通信特性得到改善。在T2标准中,提供了多种不一样的交织器,比如频率。对于时间交织器而言,以一定的时间空隙,反复输送相同信号,所以在接收端能收到多个信号,对于这些信号来讲,存在不一样的衰落情况,而且是独立的个体,可提升数字电视系统的抗干扰能力。对于频率交织而言,应遵守一定的原则,具体而言,基于不一样的载波,来传输数据,同时在对载波进行选择时,要优先选取最远的,尽可能降低频率,避免对传输信道造成影响。依据以上的原则,对于频率交织器而言,在处理完数据之后,需对这些数据进行有效的配置,并置于相应的载波上,最终采取随机化方式,再次处理这些数据;对于比特交织器而言,在传输之前,需重新排列比特,以便实现随机化差错,由此针对噪声脉冲,给出抗干扰能力。

七、结论

通过以上分析得知,有效利用前向纠错码技术,在恶劣信道方面,可提升系统的抗干扰能力,在保证数字电视系统稳定的同时,也能提高传输效率;合理应用译码算法,能获取较为理想的误码性能;通过COFDM,能实现对不同噪声与衰落的抵消,为解决好多径衰落,可在信号周期之前,添加保护间隔;有效应用交织技术,能有效改变信息结构,而且不会对信息内容造成影响,促使通信特性得到改善。

作者:韩超 单位:山西广播电视无线管理中心7402台

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