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地面数字电视

 青山代码yyf 2023-06-28 发布于广西

/terrestrial digital television/
条目作者朴大志

朴大志

最后更新 2023-05-19
浏览 94次

通过地面发射台将数字电视信号的无线电波发射出去,用户通过接收天线和终端设备接收的电视广播系统。

英文名称
terrestrial digital television
所属学科
信息与通信工程

发展历史

自20世纪80年代以来,数字电视技术迅速兴起,在视频信号的数字化、信源编码和信道编码与调制等方面都取得了重要进展,也促进了地面数字电视的发展。国际上有4个主要的地面数字电视传输标准:1995年美国高级电视系统委员会(Advanced Television Systems Committee,ATSC)标准;1997年欧洲地面数字视频广播(Digital Video Broadcasting-Terrestrial,DVB-T)标准;1998年日本地面综合业务数字广播(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial,ISDB-T)标准和2006年中国数字电视地面多媒体广播(Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting,DTMB)标准。国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)将其分别定义为系统A、B、C和D。美国于2009年,法国和日本于2011年,英国于2012年分别完成了模拟电视向数字电视的过渡,关闭了模拟电视信号,中国计划在2020年完成地面电视向数字化的转换。

工作原理

地面数字电视系统将模拟视音频信号转换为数字信号或直接采用数字视音频信号,对其进行处理、存储、记录和传输。一个完整的地面数字电视系统由发射机、传输网络系统和用户终端系统3部分组成,地面数字电视系统与有线和卫星等数字电视系统相区别的部分主要在于其传输方式。国际地面数字电视传输标准ATSC、DVB-T、ISDB-T 和DTMB的主要区别在于使用了不同的信道编码与调制解调方案。

ATSC标准采用了一种单载波调制方案,即8电平残留边带调制(8-vestigial sideband modulation,8-VSB),为了抵抗多径和其他干扰,需要复杂的均衡器,为了支持移动接收,又提出了ATSC移动式/手持式(ATSC Mobile/Handheld,ATSC M/H)标准。DVB-T标准和ISDB-T标准都采用了一种多载波调制技术,即编码正交频分复用(coded orthogonal frequency division multiplexing,COFDM),允许固定、便携或者移动接收,通过参数的灵活选择来适应不同的工作模式,可适用于多频网和单频网。中国DTMB标准是一个多载波和单载波调制相结合的标准。该标准多载波工作方式采用时域同步的正交频分复用(time domain synchronous-OFDM,TDS-OFDM),在8兆赫电视带宽内可传输4.813~32.486兆比特/秒的净荷数据率,支持4~6套标清或1~2套高清电视,并可实现固定与移动接收,多频网与单频网等多种工作模式。

单频网是地面数字电视系统中一种重要的组网技术。在地面模拟电视系统中,为了避免各发射机覆盖交叠区内同频信号间的干扰,要采用多频网,相邻的发射机使用不同的发射频率,同一频率只能在一定距离以外才允许重复使用,因此对频谱资源耗费严重。在单频网中,所有发射机都可以采用相同频率来传送同一套节目,从而可以更高效地利用无线频谱资源。此外,在这些标准中都采用了串行级联码作为信道编码,其中ATSC的内码为网格编码调制(trellis coded modulation,TCM),外码为RS码;DVB-T和ISDB-T的内码为多速率删除卷积码,外码为RS码;中国DTMB标准的内码为BCH码,外码为低密度奇偶校验码(low density parity check code,LDPC)。

应用

与地面模拟电视系统相比,地面数字电视系统的主要优势包括:抗干扰能力更强、无噪声积累,能够提供较高质量的图像和伴音信号,具有较高的传输效率,可建设单频网等。因此,地面数字电视能够提供比模拟电视更广泛的业务范围,包括多通道电视、高质量的音频和无线广播业务、移动多媒体广播,基于文本的业务、电子邮件以及电子商务等,还可以更方便地开展应急广播、数据广播和视频点播等业务。

扩展阅读

  • 杨知行,王军,潘长勇,等.地面数字电视传输技术与系统.北京:人民邮电出版社,2009.
  • 路程.我国地面数字电视国际标准提案DTMB介绍.信息技术与标准化,2013(4):56-60.

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