数字电视广播信号在智能波分上的应用

时间:2022-08-11 04:44:21

数字电视广播信号在智能波分上的应用

【摘要】数字信息技术的发展,图像、声音处理系统的优化等为数字电视技术的发展奠定了基础。我国已逐渐进入数字化电视广播时代,相关的数字信息技术也在更多领域获得了广泛应用。智能波分系统是我国常用的数字电视信号传输系统。通过数字电视广播信号在智能波分中的应用,不仅能够实现数据的对点传输,还能提高信号传输效率。

【关键词】数字电视;广播信号;智能波分

1.数字电视广播信号无线定位概述

1.1 无线电定位概念

无线定位即指通过接收无线电塔发射信号确定目标所在方位的定位方式。这种定位方式可以精确地反映目标所在经纬度及海拔高度,是目前最常用的定位方式之一。

无线定位技术的发展基于近年来大规模集成电路工艺的提高。通过电缆或卫星的数据传播,数字电视系统的建立和普及成为现实,在全球范围内,数字电视系统已获得广泛应用。与传统的GPS系统相比,数字电视定位系统在数据精确度、定位广度、信息时效性、操作简易度、能源利用率等方面都有明显的优势。据统计,数字电视定位系统的误差率在1m以内,且可在各种天气环境状况下较好地完成定位任务。另外,数字电视系统信号传递效率高,耗费时间少,在信息时效性上有很大的提升。数字电视定位系统简化的设计使操作步骤大大减少,功耗显著降低。因此,数字电视定位系统无论是在工作效率还是资源优化上都有了较大的提升。

1.2 数字电视地面广播与标准

数字电视地面广播是数字电视定位系统中常用的一种信息传统方式,也是众多方式中工作效率最高的一种。与数字卫星广播相比,其优势体现在价格的低廉上。数字电视地面广播采用的接收设备结构简单且接收效率高,因此其造价可有效控制在较低水平内。与数字有线电视广播相比,其优势体现在对自然环境因素的适应性上。信号的传播常受到天气因素、施工建筑、地形条件等因素的影响,数字电视信号的传播通过同时接收多个空间辐射信号,有效地提高了信息接收的效率,降低了环境因素对信息传输的影响。

国际上对数字电视地面传播技术进行了广泛、深入的研究,且大致形成了以美国、欧洲、日本为主的三大模式。我国现阶段采用的是欧洲的PAL模式,其整体性能要略低于美国采用的DVB-T系统。在未来,我国应积极优化数字电视技术,完成PAL系统向DVB-T系统的过度。

2.数字电视系统的关键技术

2.1 信源编码

信源编码即指对所需要传输、处理的信息进行一定的分类编码。数字电视与传统电视相比,其操作难点就在于对信息的编码和压缩。数字电视的图像、音频信息量大,无法像传统的模拟电视那样直接传播,必须经过一定的压缩处理,因此在流程上比传统的信息传递增加了一个步骤。此外,经过压缩后的信息在传输速度上也会有一定的下降,需要经过计算机的处理才能被完整接收。

2.2 系统的复用

数字电视的复用系统也是整个信息处理中的关键环节。系统的复用将接收到的源信息进行复合汇总,将不同路径接收到的信息进行整合规划。经过处理整合的图像、视频、音频信息以比特流的形式传递给调制终端,进行信息的进一步处理。

2.3 信道编码及调制

信道编码的目的是通过编码的方式将信息进行分类汇总,从而提高信息的处理效率,增加信息传递的准确性。其编码方式主要有网络编码、纠错编码等。通过编码将信号传送到载体或脉冲上,并准备做最后的信息输出。调制主要指对脉冲幅度大小、频率大小、编码等进行一定的调整,使其符合国家数字统一标准。我国较常采用的调制方式有正交调幅,残留边带和编码正交频分复等方式。

3.数字电视广播信号定位原理

3.1 测距原理

电视数字信号的传递一般需要跨越一定的区域和范围,因此做好区域间的测距工作是保证信息传输效率和准确度的前提。在进行测距时,首先要对传输的内容,如图像、音频、视频等进行一定的编码、调制。其次,再根据数据流和系统的特点对接收终端进行一定的调试。所有的数据信息根据其组成和类别进行归纳汇总,形成一定的数据流。在数据传输的过程中以特定的频率和幅度进行输送。为增加信息传递的准确性和抗干扰性,通常数字电视会采用每帧持续时间小于ms级的传输方式。同时,为了增加信号的可识别性,在系统的接收终端上一般都会加上同步识别的装备,使信号的传输和识别能够在同一时间内进行,大大增加了系统的工作效率。在这一过程中,对信息准确性产生主要干扰的是信道的稳定性、系统时差、接收器的噪音等。但这些误差可根据信号发射所进行的编码进行一定识别,并通过信号发出和接收的时间差,计算出信息传递的距离。

3.2 定位原理

数字电视的信号定位采用了伪距原理。这种原理是指通过信号发出端与信号接收端的几何距离加上传输过程中可能产生的距离误差,得出信息传递的实际距离。这种计算方式要求在用户终端建立相应的位置测算仪器。测算仪器主要指3个发射机。通过这三个发射机就可对目标的经度、纬度、高度有一个较为准确的测量。同时还必须知道信息传递的时间限度。由于信息发射端的地理位置保持不变,因此其时限也相对固定。

4.数字广播信号无线定位系统方案的实现

4.1 系统的结构设计

数字电视广播信号无线定位系统的建立主要可分为两个步骤,首先是发射端的建立,其次是接受端的建立。发射端主要指在地面建立一定的信号发射塔。不同的发射塔使用不同的系统编码,即我们通常所说的ID。在信号传递的过程中,首先要给发射塔配置不同的编码,其次再通过对空间位置、发射时间等要素的编码对信息进行分类、整合,并形成一定的数据流。最后发射塔将这些数据流发射给接收端。这样的信息发射方式,使信息在传播过程中便受到了初步的识别和定时,因此在处理器中,只需要加入发射塔的地理坐标,即可计算出信息发送的地点。

4.2 系统的工作流程

数字电视的系统流程主要可分为以下几个步骤。首先是信号的接收。这主要通过天线来实现。天线接收到由发射塔发出的信息,并将其通过一定的程序进行放大。接着信号就被转化为了中频信号,通过模拟、数字的转换,信号实现了数字化。接着,在数字信号处理中心开始对数据进行实时跟踪,并通过解码、条码等过程将电波与码相结合。数字电视系统广播系统开始将数据流制成帧的模式,从而为数据制定了一定的时间轴顺序。根据帧的顺序结构,系统设置了一定的数据观测顺序。从这一排列顺序中,系统可抽象出一个发射塔的初步观测结果,并计算出原始伪距观测值,得出发射源的空间坐标。在以上步骤完成后,还需进行一定的重复,以提高数字精确度。接着,要对所有在检测范围内的数字电视信号发射塔进行搜索,将所有所得数据进行编排整理,通过整合各发射塔的伪距值和发射塔所处位置精确计算出接收器所处位置,并得出信号传递的速度、时间等具体定位信息。最后需记录各数字电视塔接收到信号的时间点,进一步精确伪距信息。将重复步骤中的所得信息带入计算公式中,通过伪距信息和接受时间点的对比,完成测距的演算,并输出最终的定位信息。

5.数字电视接收机的实现

数字电视接收机的接收原理分为模拟处理、符合起始同步与定时粗同步、调解和传输参数提取、频率和定时同步、信道估计、信道译码及码流处理等部分组成。

首先是模拟处理部分。模拟处理就是将接收器接收到的信号经过调解器过滤其中的干扰频率,并在将信号进行一定程度的放大后,以中频信号的方式将频率信号输出。

符号起始同步于定时粗同步是利用保护装置的循环系统得到定时的粗同步和起始符号。将数据进行部分的循环复制后,再传输到FFT系统,通过一定的公式进行符号间的转换和运算。

解调和传输参数的提取是通过化简信息接收步骤,将程序结构扩大到原来的两倍,从而为FFT系统进行解调。中频信号在经过重叠混合后可以进入到采样系统中,并与其中的采样定点进行匹配,由处理器进行进一步的处理。

频率和定时同步是在定时符号进行粗同步后,由接收器对相同的定点进行采样,根据FFT系统的给定频率对序列进行导向,并计算出相邻两个符号间的导频值。通过这一环节可以初步得出信号的偏差量,从而对误差有一定的掌握。及时的估计是在原有的符号中找到与导向频率相符的部分,对定时数据中的误差量进行估计。由于在这一过程中存在着许多步骤的重复、循环,因此耗费的时间较长,但计算的精度也获得了相应的提升。

信道估计分为信道矫正,信道状态估计两个部分。信道矫正是经过估计器对信道内的数据流和导频进行估算,同时利用时间轴上的信道区域对频段进行插入。当各组数据与载波相吻合时,经过复相位可对信道进行调整。信道状态估计是对信道输出的电频进行能量转换。信号在进行转换后可达到精确控制的水平。数据波点上的各个状态都能通过对信息的对比进行计算,信道上的数据量和波点数都被同时传输到编译器上,通过一定的软件进行可靠性的判别。

信道译码及码流处理分为积码的解码和,解外交织、译码反随机化等几个过程。积码的解码是通过数据格式化将码流传入译码器进行判别。判别的依据是信道内信息的可靠性。解外交织是通过数据的交织完成字节的同步。译码是将解外交织器传来的信息进行翻译的过程。反随机化则是通过序列化得到有一定顺序的码流。

6.结语

智能波分技术是一种相对灵活、精确的信息传输手段,与传统传输数据相比,其安全性、稳定性、工作效率都有了明显的提升,适合使用在对传输效率、安全等级要求较高的传输系统中。其稳定性也使一些传输范围较广,数据量较大的业务得以完成,是一项值得推广和应用的信息传输技术。

参考文献

[1]张晓,严杰,倪林.上海地铁数字电视信号覆盖网络监测方案设计[J].电视技术,2011(11):35-38.

[2]黎伟健.数字电视信号传输方式及其技术特性研究[J].科技传播,2011(8):16-18.

[3]杨丽丽.浅谈数字电视信号质量检测[J].房地产导刊,2013(7):21-24.

上一篇:VHDL语言在数字电路实验中的应用 下一篇:英威腾电气Goodrive200变频器在选矿厂总砂泵站...