理論研究
作者：黎偉健
摘要 隨著社會經濟的迅速發展，目前我國廣播電視事業已經向廣播電視數字化推進。數字電視從無開始經曆了衛星數字電視、有線數字電視，到現在的地麵傳輸數字電視，使廣播電視技術水平整體得到了很大的提高。我們已經無需再通過傳統電視機就可獲得優質的電視信號，手機、掌上電視、筆記本電腦等先進的通訊器材都滿足了我們的需求。
關鍵詞 數字電視信號； 傳輸方式； 特性
中圖分類號TN949 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）49-0072-02
數字電視是指將電視信號（圖像和音頻）數字化，並發送、傳輸、接受的全過程，其具體過程為電視台將其將要傳播的圖像、聲音信號經過信源編碼及信道編碼兩種方式進行數字壓縮，通過不同的調製方式（如載波調製、8VSB調製、DVB、QPSK、QAM等）數字調製後，形成所需要的傳送形式-數字電視信號，之後運用衛星傳輸、有線傳輸、地麵傳輸三種傳輸方式通過有線或無線介質進行傳輸，將數字電視信號傳輸至數字電視接收機，然後進行數字信號發送的逆過程，通過數字解調、視頻音頻解碼還原成原圖像和音頻1。在這整個過程中，最複雜也最重要的過程就是數字電視信號的傳輸過程，其過程的好壞直接涉及到數字電視信號接收端的電視信號質量。
1 數字電視信號傳輸方式
傳統上的標準清晰電視信息數據率可達216Mbps，高清電視信息數據率可達995Mbps，在進行電視信號傳輸前需要先對電視信號進行壓縮以提高傳輸效率及增強抗幹擾能力，均衡寬帶傳輸係統的傳輸特性。電視信號的壓縮處理理論上分為可逆壓縮（原信息壓縮後無失真、無噪聲疊加）和不可逆壓縮（原信息壓縮後會出現失真編碼，損失部分信息），目前主要有信源編碼及信道編碼兩種技術。信源編碼就是指對原始圖像、音頻信息進行編碼，去點信源中的信息冗餘，提高信源有效性，包括視頻壓縮解碼技術和音頻壓縮解碼技術兩種。常見信源編碼有變換編碼（離散餘弦變換、特征矩陣變換、正交變換）、霍夫曼編碼、預測編碼三種，通過信源編碼將標清數字電視的MPEG-2及MUSICAM圖像音頻進行壓縮至速率5Mbps。在數字電視信號傳輸前進行信道編碼，采用電視信道編解碼和調製解調數字調製技術進行編碼，在數據包上進行一係列處理，提高信息傳輸的可靠性及抗幹擾能力，並添加糾錯碼（如RS等）。調整其頻譜結構，提高傳輸效率，使其能夠在各種不同的介質中傳輸，其主要有相移鍵控調製（QPSK）、正交幅度調製（QAM）、殘留邊帶調製（VSB）、多載波頻分複用調製（COFDM）4種方式。目前圖像壓縮編碼標準常用MPEG-2、H.263、MPEG-4、MPEG-7、MPEG-21等。
原電視信息經壓縮處理後成為基帶數字信號，其是一種寬帶信號，由於其信號中不同頻率分量在介質中傳輸過程中的特性不均衡而不能夠進行遠距離傳輸。在實際應用中，可以通過時域均衡器和頻域均衡器進行彌補信號傳輸過程中的失真，但這樣就增加了傳輸係統的複雜性，隨著載波傳輸技術的發展研究，基帶信號通過調製運用載波技術傳輸，數字電視信號可變成窄帶信號，其傳輸過程中的不均衡性常可忽略。
隨著科學技術的進步與發展，信息化市場需要逐漸增長，基帶信號的頻帶使用率逐漸得到了提高。美國、日本、歐洲等都製定了不同的信號傳輸標準，其核心差別在於調製方式的不同。美國傳輸標準ATSC標準中采用8VSB調製方式，使用6MHz頻道實現地麵廣播傳輸速率19.3Mbps；日本ISDB標準同歐洲DVB標準原理類似，可將電視節目和其他數據業務靈活有效地集成、發送；歐洲DVB標準主要包括DVB-S（傳輸介質：衛星）、DVB-C（傳輸介質：有線電視網）、DVB-T（傳輸介質：地麵數字電視無線）3種。現就幾種主要傳輸標準作以下介紹：
1）DVB-S：在DVB標準中DVB-S發展最快，涵蓋範圍最廣，目前我國衛星數字電視主要采用該種標準。該標準主要有單路多載波方式（SCPC）及多路單載波方式（MCPC）兩種方式將數套數字電視壓縮信號傳送至衛星轉發器。SCPC主要是多套數字電視壓縮信號共用一個衛星轉發器，但每套節目有專屬衛星電視上行站。DVB-S標準采用QPSK調製方式進行調相，以減少不同SCPC之間相互幹擾；MCPC則是多套節目在上行編碼係統中服用，共用1個衛星電視上行站和1個載波行QPSK調製，使衛星轉發器得到充分運用。