时间：2022-09-19 05:34:49
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇移动接收技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
〖正文〗
随着数字技术、信息技术和网络技术的迅猛发展，无线传播领域正在引发一场深刻的技术革命，就在这一两年间，无线数字媒体的类型骤然丰富，除传统媒体之外，手机电视、车载移动电视，楼宇分类电视，多媒体信息亭、地铁多媒体信息系统等新兴媒体纷纷涌现，移动接收是个热点，尤其是广播电视的移动接收，成为发展方向之一。在早期，这种移动性主要受电源供电、设备尺寸的限制，基本上没有办法实现，移动接收带来的技术问题也没有提到议事日程上。在电子管时代，器件的尺寸比较大，耗电也多，真正的“移动”只在军事方面，便携式的收音机也有，但一直不能普及。到了晶体管时代，收音机小到可以放在口袋里，广播的移动接收算是在一定程度上解决了。但是电视的移动接收问题要比广播的移动接收困难得多，所以至今还没有得到解决。
一、数字电视地面广播（DTTB:DigitalTelevisionTerrestrialBroadcdsting）
在现代通信中，通信传输手段主要是光纤、卫星、数字微波等，加上地面无线电视广播电视发射构成信息主体。目前在我国数字电视按信号传输方式可以分为地面无线传输数字电视、卫星传输数字电视、有线传输数字电视三类。而移动电视是数字电视地面广播的重要应用。数字电视地面广播在应用需求上要求实现移动和便携接收的功能，使整个技术系统的要求最高。它具备无线数字系统所共有的优点，较之卫星接收，有实现容易、价格低廉的特点；较之有线接收不易受城市施工建设、自然灾害战争等因素造成的断网影响；数字电视地面广播通过电视台制高点天线发射无线电波，覆盖电视用户，用户通过接收天线和电视机收看电视节目，主要的受众也是针对本地区的。完善的数字电视地面广播系统所具备的蜂窝单频网功能，不仅提高了频谱的利用率，而且可应用与宽带无线接入市场；而移动和便携的独特优势使该系统能满足现代信息社会“信息到人”的要求，也就是无论何人何时在何地均能任意获取他想得到的信息。
二、移动接收所遇到的主要问题
移动接收采用的方式是无线数字信号发射、地面接收。因此，移动接收所遇到的问题之一就是衰落，这是所有无线通信系统都会遇到的问题。对于固定接收可以采用分集接收等方法予以克服，但对于移动接收而言分集接收的方法显然不实用，因此衰落问题尤为突出。
电波在沿地表传播中会受到各种阻碍物的反射、散射和吸收，实际到达收信天线处的电波除了来自发射天线的直接波外，还存在来自各种物体（包括地面）的反射波和散射波。反射波和散射波在收信天线处形成干涉场，此外，在移动通信中，还存在因移动台（天线）的快速移动而划过颠簸的波节和波幅的驻播现象及由于多普勒效应而造成的相移，凡此种种原因，就使得实际移动台接收到的场强在振幅和相位上均随时随地在急骤变化，使信号很不稳定，这就是无线电波的衰落现象。衰落的严重程度通常随频率或路径长度的增加而增大。目前还无法对衰落进行精确的预测，但区分绕射衰落和多径衰落两种不同类型的衰落是十分重要的。前者为慢衰落，短期信号中值电平在长期中的起伏；后者为快衰落，即瞬时信号电平在短期中的起伏。这两种衰落的表现和影响是不同的。
另外，与其他无线通信系统不同的是，移动接收的关键点是移动。因此，移动接收还存在一个其他无线通信不会遇到的问题，这就是多普勒效应。
在日常生活中，我们会注意到远处迎面驶来发出警报声的警车在离你越近时，汽笛声的音调越高。从警车到达你所在位置开始，音调开始降低，而当警车离开你后，听到的音调会越来越低，这种现象就称为多普勒效应。奥地利物理学家多普勒是这样解释这种现象的：朝你驶来的警车发出的声波对你而言稍微压缩从而相对集中，这时你听到的声音波长短于该声源静止时的波，而短波音调是高的。相反，离你而去的声源的声波稍微扩散，这时你听到的波长比该声源静止时的波长长，长波音调是低的，这样的效应对电磁波同样适用。比如一个趋近我们的天线发出的信号，它的频率高于该天线相对于我们静止时的频率，波长相对变短；相反，一个离我们远去的天线发出的信号，其频率则会低于该天线在相对我们静止时相对于我们的频率，波长相对变长。同时波长的位移量与天线的运动速度存在正比关系，即速度越快，则波长移动越大。以上现象就是多普勒效应（Doppler）。
系统方面，移动接收还要考虑覆盖网的建设，接收机（特别是便携机）的耗电，接收天线的安装等问题。
从基本原理考虑，模拟广播电视信号是不宜实现移动接收的。为了解决移动接收中遇到的问题，广播电视信号必须首先实现数字化。利用数字技术无线接收，可有效解决以上问题。只要在信号有效覆盖范围内，所有移动交通工具，只要配有接收设备，都可以接收数字移动电视信号。
三、移动接收中的关键技术——OFDM
OFDM是正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）的缩写，是在严重电磁干扰的通信环境下保证数据稳定完整传输的技术措施.
OFDM的基本原理是：高速信息数据流通过串/并变换，分配到速率相对较低的若干子信道中传输，每个子信道中的符号周期相对增加，这样可减少因无线信道多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的码间干扰。另外，由于引入保护间隔，在保护间隔大于最大多径时延扩展的情况下，可以最大限度地消除多径带来的符号间干扰。如果用循环前缀作为保护间隔，还可避免多径带来的信道间干扰。
在过去的频分复用系统中，整个带宽分成N个子频带，子频带之间不重叠，为了避免子频带间相互干扰，频带间通常加保护带宽，但这会使频谱利用率下降。为了克服这个缺点，OFDM采用N个重叠的子频带，子频带间正交，因而在接收端无需分离频谱就可将信号接收下来。
OFDM的特点是各子载波相互正交，扩频调制后的频谱可相互重叠，不但减少了子载波间的相互干扰，还大大提高了频谱利用率。主要技术特点如下：
1）可有效对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输；
2）通过各子载波的联合编码，具有很强的抗衰落能力；
3）各子信道的正交调制和解调可通过离散傅利叶反变换和离散傅利叶变换实现；
OFDM能够有效地对抗衰落和多普勒现象带来的负面影响，使受到干扰的信号能够可靠地接收。OFDM码率低，又加入了时间保护间隔，具有极强的抗干扰能力。其多径时延小于保护间隔，所以系统不受码间干扰的困扰。
在有关移动接收的几种标准的制定过程中，都采用OFDM作为其核心技术。
四、移动接收制式
众所周知，地面数字电视广播系统目前有多种制式，这些制式总体上可以分为单载波方式和多载波方式两类，美国用的ATSC是单载波的，欧洲的DVB-T是多载波的。英国是实施DVB-T标准最成功的一个国家，并成功地开通了地面数字电视广播。法国、瑞典、西班牙在实施地面数字广播方面也获得了成功。除我国自己提出的若干种制式，我国DTTB的制定原理是：（1）传输信息要大，支持包括高清电视的多媒体广播服务；（2）抗干扰能力强，在一般室内环境下可接收；（3）与现有模拟广播电视频道兼容，并有利于频道规划和摸拟向数字过渡；（4）具有灵活性；支持标准高清晰度和高清晰度兼容的是视广播，支持移动接收设备，支持便携接收设备；（5）具有可扩展性；支持包括互联网的交互数据综合业务，支持广播网络化的发展需要。整体性能指标应优于或相当于相应的国外现有标准的性能。
在欧洲，针对DVB-T(DigitalvideobroadcastingTerrestrial)在移动接收中的不足，人们提出了一种DVB-H的制式专门用于移动接收，而原有的数字音频广播（DAB）也发展到播出多媒体，下文将重点比较DVB-H和DAB的差别。
DAB是在1988到1992年间开发的。系统当初主要打算作为音频广播，但对传送数据和多媒体业务也有准备。尽管到目前为止在许多国家没有达到普及的程度，但DAB业务已经在多个国家开始。DAB系统，尤其是它的传输网络，是以1.5m的天线高度作为户外的接收而设计的。因此，DAB为汽车接收提供良好的覆盖。
DVB-H(Digitalvideobroadcastinghandheld),通过地面数字广播网络向便携／手持终端提供多媒体业务所制定的传输标准。该标准是欧洲的数字电视标准DVB-T的扩展应用。和DVB-T相比，DVB-H终端具有功耗更低、移动接收和抗干扰性更强的特点，因此该标准适用于移动电话、手持计算机等小型便携设备通过地面数字电视广播网络接收信号。也可以说DVB-H标准依托DVB-T传输系统，通过增加一定的附加功能和改进技术使手机等手持便携设备能够在固定和移动状态下稳定地接收广播电视信号。如图1
DVB-H采用时分数字多媒体广播带宽、以脉冲方式发送各频道的数据。一般情况下，除接收所需频道的数据外，调谐器电路在其它时间均处于关闭状态，因此可有效减少耗电。图2是DVB-H传输系统框图。
图2
DAB（DigitalAudioBroadcasting）适合于多媒体的分发，而DVB-H则是来自DVB的最新标准，它们有不同的历史：
DVB-T接收机的普及是令人鼓舞的。在德国的柏林，2003年从模拟转换到数字电视之后，卖出的DVB-T接收机达到250，000台。不同的欧盟赞助项目，如ACTS-MOTIVATE(1998-99)，MCP(2000-2001)和CONFLUENT(2002-2003)，对DVB-T用作移动和手提式接收进行过考察，也对接收机进行了优化。结论是，使用（双天线）分集接收机技术可以使DVB-T实现高速移动接收。
在对DVB-T的移动性进行测试的时候，也提出了DVB-T在移动环境下是否适合其他多媒体应用的问题。移动电话制造商，对通过DVB-T的高数据率的应用提供移动的多媒体服务特别感兴趣。其动机是，在移动电话商业价值链中，电视是最后一个不在手上的链路。由于用DVB-T向移动电话广播有缺点，所以有了制定以DVB-T为基础的，专用于手持接收机的标准的主意。这方案叫做DVB-H。
DVB-H的基本商业要求是用电池供电的小的屏幕移动终端。它应该能够在手提式的，移动的和室内的环境中，使用单一天线接收多媒体业务。
五、DAB和DVB-H在技术上的异同
从总体上看，DAB和DVB-T/H传输系统是以相同的调制和编码技术为基础的，这就是编码正交频分频复用(COFDM)。它们之间的差别主要是在特定的区域，如载波间隔，载波调制，FFT的大小（也就是副载波的数量）等等。
FFT大小：DAB在一个1.5MHz的信道里，可以应用256，512，1k和2k的FFT；DVB-H可以在5，6，7或8MHz带宽的信道中应用2k，4k和8k的FFT。
时间分片：DVB-H的时间分片是一种在接收机上节省功率的新机制。如果在没有业务传输的那些时间段，接收机可以断开，那么就可以节省电池的电力。DVB-H的时间分片意味着数据是以突发脉冲串的方式传输的，这些脉冲串从几毫秒到几秒之间。这项技术以下列二个与业务有关的问题的折衷为基础：业务需要什么数据率？而在接收机这边应当节省多少电池的电力?
DAB也是用串的形式传输数据的。这种“数据脉冲串”是DAB帧的一部份，帧跟随在一个无效符号后，持续24ms。
时间交织：DVB-H没有采用时间交织，因为DVB-T标准不提供时间交织:DVB-T原先不是作为高速移动接收而设计的。DAB从一开始就是为移动接收而设计的。时间交织解决了在单天线的移动接收条件下的衰落问题。时间交织把突发误码分配在一个较大的时段上，使得FEC能够校改正这些误码。在移动接收中，更有可能出现的是突发误码而不是单个误码。在DAB中，时间交织工作在16个“数据串”上。一个数据串持续24ms，使得时间交织工作在384ms上。
不相等的误码保护(UEP)：不相等的误码保护意味着在解码过程中，较重要的比特的保护优于较低重要性的比特。DAB支持UEP。这意味着对解码过程，比特是依照它们的重要性进行保护的。这对移动和便携接收是非常重要的，因为一般来说，恶劣的接收条件是无可避免的，在恶劣的接收条件下的服务性能是关键问题。借助UEP，通过设计相对于主业务保护的不同的误码保护类型，就可以把失效特性对客观或主观的服务品质实现最佳化。DVB-T/H没有准备UEP。这意味着，那些损害某些重要信息(例如控制信息)的误码只能像那些不明显的比特那样来保护。对于用户，不明显的比特是否被破坏是不要紧的，他们最关心的是，重要的同步是否丢失。
多协议封包-前向误码纠错(MPE-FEC)：在DVB-H中，多协议封包结合附加的前向纠错(FEC)，是用来改善单天线的移动接收的。但是这种误码保护只在一个时间片工作。但传输的误码通常不是单个的误码而是作为突发误码串出现的，如果时间片被扰乱太多，业务就丢失，不仅在时间片的期间，也延伸直到下个时间片被传输的期间。MPE-FEC是一个在较高的协议层的附加FEC，能够校正在较低层上的剩余误码，但只能在某个范围内。因此，DVB-H对它的有效比特没有独立的保护。现在计划进行进一步的实验室测试和现场试验，以研究带和不带MPE-FEC两种情况下，只用一个天线的DVB-H的接收性能。DAB不使用MPE-FEC，因为这只是在一个较高的传输层上的一个附加的误码保护机制。不过在DAB中使用MPE-FEC或类似的误码保护系统也不是问题。WorldDAB协会现在正在考虑DAB标准的扩展，它会包括像DVB-H那样基于MPE-FEC的误码保护方案，或者如DVB-T和DVB-S标准所用的，MPEG-2传输流的基于R-S码。
可扩缩性：DAB的复接是以864个容量单元为基础的，它们可以组合起来以适合业务需要的任何数据率。因此业务数据率的最小值受容量单元的限制。根据所选择的误码保护，这在1.3kbit/s的数量级:作为数据业务，通常用8kbit/s的倍数。DVB-H提供的业务可以从0-10Mbit/s。它只取决于时间片的大小。
因为各种不同的理由，如果每个业务用的数据率为300kbit/s或更少，DAB更适合移动终端的技术需求。举例来说，它在多工方面比较简单。经由DAB可以传输四到六套节目，然而在DVB-H有30套或更多的节目需要复接。这么多节目的处理是更困难的。利用差分相移键控(DQPSK)，DAB的解调技术比较简单。藉由这种解调技术，接收机的复杂性减少了。在接收机方面，DAB只需要DVB-T的5-20%的功率，而DVB-H消耗DVB-T的大约33%的功率。功率的减少取决于业务的数据率。
相对DVB-H，DAB的带宽较低，DAB发射网络比DVB-H发射网络的功率小得多。DVB-H网络的发射功率至少与DVB-T相同。通过利用大的SFN，DAB可以提供高的网络频谱效率。此外，通过为每个业务运行者进行频谱规划，频率资源可以非常有效地利用。今天，DAB音频业务在L波段上用得不多，这波段仍然有DAB多工可用的频谱。
六、DVB-H和DAB的其他方面
全国性的单频网：大体而言，DVB-H和DAB都可能建立全国性的单频网，但是，因为减少自扰的灵敏度，DAB允许大的SFN。这是非常有频谱效率的。与此相比，用16QAM模式的DVB-T/H，最大的SFN大约是200km。
在欧洲，DVB-H和DAB之间开始合作，目标是回答下列问题:是否有一个以DAB为基础的，类似DVB-H的，有用的或可能的标准一种迎合两个标准的最终用户器件是否容易实现?DAB向移动用户提供DVB-H业务需要什么?人们正在协调DAB和DVB-H。例如让DAB能使用DVB-H的MPE-FEC。另外，另一种可能性可能在比较高层，例如视频编码(MPEG-4，H.264)和传输层(IP的使用)。真正需要的是在IP-Datacast/DVB-H业务和DAB物理层之间有一个公共接口定义。
有人提出，移动接收应当用DAB，他的理由是:从标准化进程的最开始，DAB就是为用单天线作移动接收而设计的；数据率从小显示到1.2Mbit/s(在较低的误码保护为1.5Mbit/s)是可扩展的；DAB发射网络的建立比DVB-H网络便宜；由于它的时间交织特征，DAB对脉冲噪声是稳健的；DAB需要的发射机功率比DVB-H低；不管音频还是多媒体业务，DAB都是由广播界推动的。
小结
广播电视的移动接收作为当前的技术热点，尽管它的市场前景和受众分析还有待进一步的研究，但它的技术还在发展中。要说哪一种制式最适合移动接收还为时尚早，因为每种制式都会根据市场的需要及时改进其技术，从而改善其移动接收的性能。
参考文献：
《新一代多媒体移动标准DVB-H》北京邮电大学移动多媒体实验室
2005年中国西部电视技术协会第十七届年会技术论文二等奖 主要内容：本文主要介绍数字地面广播电视信号的移动接收所遇到的问题，以及国内外的传输标准，并对DAB与DVB-H两种技术进行比较分析。
关键词 数字电视地面广播 移动接收 DAB DVB-T DVB-H
〖正文〗
随着数字技术、信息技术和网络技术的迅猛发展，无线传播领域正在引发一场深刻的技术革命，就在这一两年间，无线数字媒体的类型骤然丰富，除传统媒体之外，手机电视、车载移动电视，楼宇分类电视，多媒体信息亭、地铁多媒体信息系统等新兴媒体纷纷涌现，移动接收是个热点，尤其是广播电视的移动接收，成为发展方向之一。在早期，这种移动性主要受电源供电、设备尺寸的限制，基本上没有办法实现，移动接收带来的技术问题也没有提到议事日程上。在电子管时代，器件的尺寸比较大，耗电也多，真正的“移动”只在军事方面，便携式的收音机也有，但一直不能普及。到了晶体管时代，收音机小到可以放在口袋里，广播的移动接收算是在一定程度上解决了。但是电视的移动接收问题要比广播的移动接收困难得多，所以至今还没有得到解决。
一、数字电视地面广播（DTTB:Digital Television Terrestrial Broadcdsting）
在现代通信中，通信传输手段主要是光纤、卫星、数字微波等，加上地面无线电视广播电视发射构成信息主体。目前在我国数字电视按信号传输方式可以分为地面无线传输数字电视、卫星传输数字电视、有线传输数字电视三类。而移动电视是数字电视地面广播的重要应用。数字电视地面广播在应用需求上要求实现移动和便携接收的功能，使整个技术系统的要求最高。它具备无线数字系统所共有的优点，较之卫星接收，有实现容易、价格低廉的特点；较之有线接收不易受城市施工建设、自然灾害战争等因素造成的断网影响；数字电视地面广播通过电视台制高点天线发射无线电波，覆盖电视用户，用户通过接收天线和电视机收看电视节目，主要的受众也是针对本地区的。完善的数字电视地面广播系统所具备的蜂窝单频网功能，不仅提高了频谱的利用率，而且可应用与宽带无线接入市场；而移动和便携的独特优势使该系统能满足现代信息社会“信息到人”的要求，也就是无论何人何时在何地均能任意获取他想得到的信息。
二、移动接收所遇到的主要问题
移动接收采用的方式是无线数字信号发射、地面接收。因此，移动接收所遇到的问题之一就是衰落，这是所有无线通信系统都会遇到的问题。对于固定接收可以采用分集接收等方法予以克服，但对于移动接收而言分集接收的方法显然不实用，因此衰落问题尤为突出。
电波在沿地表传播中会受到各种阻碍物的反射、散射和吸收，实际到达收信天线处的电波除了来自发射天线的直接波外，还存在来自各种物体（包括地面）的反射波和散射波。反射波和散射波在收信天线处形成干涉场，此外，在移动通信中，还存在因移动台（天线）的快速移动而划过颠簸的波节和波幅的驻播现象及由于多普勒效应而造成的相移，凡此种种原因，就使得实际移动台接收到的场强在振幅和相位上均随时随地在急骤变化，使信号很不稳定，这就是无线电波的衰落现象。衰落的严重程度通常随频率或路径长度的增加而增大。目前还无法对衰落进行精确的预测，但区分绕射衰落和多径衰落两种不同类型的衰落是十分重要的。前者为慢衰落，短期信号中值电平在长期中的起伏；后者为快衰落，即瞬时信号电平在短期中的起伏。这两种衰落的表现和影响是不同的。
另外，与其他无线通信系统不同的是，移动接收的关键点是移动。因此，移动接收还存在一个其他无线通信不会遇到的问题，这就是多普勒效应。
在日常生活中，我们会注意到远处迎面驶来发出警报声的警车在离你越近时，汽笛声的音调越高。从警车到达你所在位置开始，音调开始降低，而当警车离开你后，听到的音调会越来越低，这种现象就称为多普勒效应。奥地利物理学家多普勒是这样解释这种现象的：朝你驶来的警车发出的声波对你而言稍微压缩从而相对集中，这时你听到的声音波长短于该声源静止时的波，而短波音调是高的。相反，离你而去的声源的声波稍微扩散，这时你听到的波长比该声源静止时的波长长，长波音调是低的，这样的效应对电磁波同样适用。比如一个趋近我们的天线发出的信号，它的频率高于该天线相对于我们静止时的频率，波长相对变短；相反，一个离我们远去的天线发出的信号，其频率则会低于该天线在相对我们静止时相对于我们的频率，波长相对变长。同时波长的位移量与天线的运动速度存在正比关系，即速度越快，则波长移动越大。以上现象就是多普勒效应（Doppler）。
系统方面，移动接收还要考虑覆盖网的建设，接收机（特别是便携机）的耗电，接收天线的安装等问题。
从基本原理考虑，模拟广播电视信号是不宜实现移动接收的。为了解决移动接收中遇到的问题，广播电视信号必须首先实现数字化。利用数字技术无线接收，可有效解决以上问题。只要在信号有效覆盖范围内，所有移动交通工具，只要配有接收设备，都可以接收数字移动电视信号。
三、移动接收中的关键技术——OFDM
OFDM是正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）的缩写，是在严重电磁干扰的通信环境下保证数据稳定完整传输的技术措施.
OFDM的基本原理是：高速信息数据流通过串/并变换，分配到速率相对较低的若干子信道中传输，每个子信道中的符号周期相对增加，这样可减少因无线信道多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的码间干扰。另外，由于引入保护间隔，在保护间隔大于最大多径时延扩展的情况下，可以最大限度地消除多径带来的符号间干扰。如果用循环前缀作为保护间隔，还可避免多径带来的信道间干扰。
在过去的频分复用系统中，整个带宽分成N个子频带，子频带之间不重叠，为了避免子频带间相互干扰，频带间通常加保护带宽，但这会使频谱利用率下降。为了克服这个缺点，OFDM采用N个重叠的子频带，子频带间正交，因而在接收端无需分离频谱就可将信号接收下来。
OFDM的特点是各子载波相互正交，扩频调制后的频谱可相互重叠，不但减少了子载波间的相互干扰，还大大提高了频谱利用率。主要技术特点如下：
1）可有效对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输；
2）通过各子载波的联合编码，具有很强的抗衰落能力；
3）各子信道的正交调制和解调可通过离散傅利叶反变换和离散傅利叶变换实现；
OFDM能够有效地对抗衰落和多普勒现象带来的负面影响，使受到干扰的信号能够可靠地接收。OFDM码率低，又加入了时间保护间隔，具有极强的抗干扰能力。其多径时延小于保护间隔，所以系统不受码间干扰的困扰。
在有关移动接收的几种标准的制定过程中，都采用OFDM作为其核心技术。
四、移动接收制式
众所周知，地面数字电视广播系统目前有多种制式，这些制式总体上可以分为单载波方式和多载波方式两类，美国用的ATSC是单载波的，欧洲的DVB-T是多载波的。英国是实施DVB-T标准最成功的一个国家，并成功地开通了地面数字电视广播。法国、瑞典、西班牙在实施地面数字广播方面也获得了成功。除我国自己提出的若干种制式，我国DTTB的制定原理是：（1）传输信息要大，支持包括高清电视的多媒体广播服务；（2）抗干扰能力强，在一般室内环境下可接收；（3）与现有模拟广播电视频道兼容，并有利于频道规划和摸拟向数字过渡；（4）具有灵活性；支持标准高清晰度和高清晰度兼容的是视广播，支持移动接收设备，支持便携接收设备；（5）具有可扩展性；支持包括互联网的交互数据综合业务，支持广播网络化的发展需要。整体性能指标应优于或相当于相应的国外现有标准的性能。
在欧洲，针对DVB-T(Digital video broadcasting Terrestrial)在移动接收中的不足，人们提出了一种DVB-H的制式专门用于移动接收，而原有的数字音频广播（DAB）也发展到播出多媒体，下文将重点比较DVB-H和DAB的差别。
DAB是在1988到1992年间开发的。系统当初主要打算作为音频广播，但对传送数据和多媒体业务也有准备。尽管到目前为止在许多国家没有达到普及的程度，但DAB业务已经在多个国家开始。DAB系统，尤其是它的传输网络，是以1.5m的天线高度作为户外的接收而设计的。因此，DAB为汽车接收提供良好的覆盖。
DVB-H(Digital video broadcasting handheld),通过地面数字广播网络向便携／手持终端提供多媒体业务所制定的传输标准。该标准是欧洲的数字电视标准DVB-T的扩展应用。和DVB-T相比，DVB-H终端具有功耗更低、移动接收和抗干扰性更强的特点，因此该标准适用于移动电话、手持计算机等小型便携设备通过地面数字电视广播网络接收信号。也可以说DVB-H标准依托DVB-T传输系统，通过增加一定的附加功能和改进技术使手机等手持便携设备能够在固定和移动状态下稳定地接收广播电视信号。如图1
DVB-H采用时分数字多媒体广播带宽、以脉冲方式发送各频道的数据。一般情况下，除接收所需频道的数据外，调谐器电路在其它时间均处于关闭状态，因此可有效减少耗电。图2是DVB-H传输系统框图。
图2
DAB（Digital Audio Broadcasting）适合于多媒体的分发，而DVB-H则是来自DVB的最新标准，它们有不同的历史：
DVB-T接收机的普及是令人鼓舞的。在德国的柏林，2003年从模拟转换到数字电视之后，卖出的DVB-T接收机达到250，000台。不同的欧盟赞助项目，如ACTS-MOTIVATE(1998-99)，MCP(2000-2001)和CONFLUENT(2002-2003)，对DVB-T用作移动和手提式接收进行过考察，也对接收机进行了优化。结论是，使用（双天线）分集接收机技术可以使DVB-T实现高速移动接收。
在对DVB-T的移动性进行测试的时候，也提出了DVB-T在移动环境下是否适合其他多媒体应用的问题。移动电话制造商，对通过DVB-T的高数据率的应用提供移动的多媒体服务特别感兴趣。其动机是，在移动电话商业价值链中，电视是最后一个不在手上的链路。由于用DVB-T向移动电话广播有缺点，所以有了制定以DVB-T为基础的，专用于手持接收机的标准的主意。这方案叫做DVB-H。
DVB-H的基本商业要求是用电池供电的小的屏幕移动终端。它应该能够在手提式的，移动的和室内的环境中，使用单一天线接收多媒体业务。
五、DAB和DVB-H在技术上的异同
从总体上看，DAB和DVB-T/H传输系统是以相同的调制和编码技术为基础的，这就是编码正交频分频复用(COFDM)。它们之间的差别主要是在特定的区域，如载波间隔，载波调制，FFT的大小（也就是副载波的数量）等等。
FFT大小： DAB在一个1.5MHz的信道里，可以应用256，512，1k和2k的FFT；DVB-H可以在5，6，7或8MHz带宽的信道中应用2k，4k和8k的FFT。
时间分片：DVB-H的时间分片是一种在接收机上节省功率的新机制。如果在没有业务传输的那些时间段，接收机可以断开，那么就可以节省电池的电力。DVB-H的时间分片意味着数据是以突发脉冲串的方式传输的，这些脉冲串从几毫秒到几秒之间。这项技术以下列二个与业务有关的问题的折衷为基础：业务需要什么数据率？而在接收机这边应当节省多少电池的电力?
DAB也是用串的形式传输数据的。这种“数据脉冲串”是DAB帧的一部份，帧跟随在一个无效符号后，持续24ms。
时间交织：DVB-H没有采用时间交织，因为DVB-T标准不提供时间交织:DVB-T原先不是作为高速移动接收而设计的。DAB从一开始就是为移动接收而设计的。时间交织解决了在单天线的移动接收条件下的衰落问题。时间交织把突发误码分配在一个较大的时段上，使得FEC能够校改正这些误码。在移动接收中，更有可能出现的是突发误码而不是单个误码。在DAB中，时间交织工作在16个“数据串”上。一个数据串持续24ms，使得时间交织工作在384ms上。
不相等的误码保护(UEP)：不相等的误码保护意味着在解码过程中，较重要的比特的保护优于较低重要性的比特。DAB支持UEP。这意味着对解码过程，比特是依照它们的重要性进行保护的。这对移动和便携接收是非常重要的，因为一般来说，恶劣的接收条件是无可避免的，在恶劣的接收条件下的服务性能是关键问题。借助UEP，通过设计相对于主业务保护的不同的误码保护类型，就可以把失效特性对客观或主观的服务品质实现最佳化。DVB-T/H没有准备UEP。这意味着，那些损害某些重要信息(例如控制信息)的误码只能像那些不明显的比特那样来保护。对于用户，不明显的比特是否被破坏是不要紧的，他们最关心的是，重要的同步是否丢失。
多协议封包-前向误码纠错(MPE-FEC)：在DVB-H中，多协议封包结合附加的前向纠错(FEC)，是用来改善单天线的移动接收的。但是这种误码保护只在一个时间片工作。但传输的误码通常不是单个的误码而是作为突发误码串出现的，如果时间片被扰乱太多，业务就丢失，不仅在时间片的期间，也延伸直到下个时间片被传输的期间。MPE-FEC是一个在较高的协议层的附加FEC，能够校正在较低层上的剩余误码，但只能在某个范围内。因此，DVB-H对它的有效比特没有独立的保护。现在计划进行进一步的实验室测试和现场试验，以研究带和不带MPE-FEC两种情况下，只用一个天线的DVB-H的接收性能。DAB不使用MPE-FEC，因为这只是在一个较高的传输层上的一个附加的误码保护机制。不过在DAB中使用MPE-FEC或类似的误码保护系统也不是问题。WorldDAB协会现在正在考虑DAB标准的扩展，它会包括像DVB-H那样基于MPE-FEC的误码保护方案，或者如DVB-T和DVB-S标准所用的，MPEG-2传输流的基于R-S码。
可扩缩性：DAB的复接是以864个容量单元为基础的，它们可以组合起来以适合业务需要的任何数据率。因此业务数据率的最小值受容量单元的限制。根据所选择的误码保护，这在1.3kbit/s的数量级:作为数据业务，通常用8kbit/s的倍数。DVB-H提供的业务可以从0-10Mbit/s。它只取决于时间片的大小。
因为各种不同的理由，如果每个业务用的数据率为300kbit/s或更少，DAB更适合移动终端的技术需求。举例来说，它在多工方面比较简单。经由DAB可以传输四到六套节目，然而在DVB-H有30套或更多的节目需要复接。这么多节目的处理是更困难的。利用差分相移键控(DQPSK)，DAB的解调技术比较简单。藉由这种解调技术，接收机的复杂性减少了。在接收机方面，DAB只需要DVB-T的5-20%的功率，而DVB-H消耗DVB-T的大约33%的功率。功率的减少取决于业务的数据率。
相对DVB-H，DAB的带宽较低，DAB发射网络比DVB-H发射网络的功率小得多。DVB-H网络的发射功率至少与DVB-T相同。通过利用大的SFN，DAB可以提供高的网络频谱效率。此外，通过为每个业务运行者进行频谱规划，频率资源可以非常有效地利用。今天，DAB音频业务在L波段上用得不多，这波段仍然有DAB多工可用的频谱。
六、DVB-H和DAB的其他方面
全国性的单频网：大体而言，DVB-H和DAB都可能建立全国性的单频网，但是，因为减少自扰的灵敏度，DAB允许大的SFN。这是非常有频谱效率的。与此相比，用16QAM模式的DVB-T/H，最大的SFN大约是200km。
在欧洲，DVB-H和DAB之间开始合作，目标是回答下列问题:是否有一个以DAB为基础的，类似DVB-H的，有用的或可能的标准一种迎合两个标准的最终用户器件是否容易实现? DAB向移动用户提供DVB-H业务需要什么?人们正在协调DAB和DVB-H。例如让DAB能使用DVB-H的MPE-FEC。另外，另一种可能性可能在比较高层，例如视频编码(MPEG-4，H.264)和传输层(IP的使用)。真正需要的是在IP-Datacast/DVB-H业务和DAB物理层之间有一个公共接口定义。
有人提出，移动接收应当用DAB，他的理由是:从标准化进程的最开始，DAB就是为用单天线作移动接收而设计的；数据率从小显示到1.2Mbit/s(在较低的误码保护为1.5Mbit/s)是可扩展的；DAB发射网络的建立比DVB-H网络便宜；由于它的时间交织特征，DAB对脉冲噪声是稳健的；DAB需要的发射机功率比DVB-H低；不管音频还是多媒体业务，DAB都是由广播界推动的。
小结
广播电视的移动接收作为当前的技术热点，尽管它的市场前景和受众分析还有待进一步的研究，但它的技术还在发展中。要说哪一种制式最适合移动接收还为时尚早，因为每种制式都会根据市场的需要及时改进其技术，从而改善其移动接收的性能。
参考文献：
《新一代多媒体移动标准DVB-H》 北京邮电大学移动多媒体实验室
移动电视是数字电视地面广播的重要应用。数字电视地面广播在应用需求上要求实现移动和便携接收的功能，使整个技术系统的要求最高。它具备无线数字系统所共有的优点，较之卫星接收，有实现容易、价格低廉的特点；较之有线接收不易受城市施工建设、自然灾害战争等因素造成的断网影响。移动和便携的独特优势使该系统能满足现代信息社会“信息到人”的要求，也就是无论何人何时在何地均能任意获取他想得到的信息。
二、移动接收制式
众所周知，地面数字电视广播系统目前有多种制式，除了国外正在使用的几种标准外，还有我国自己提出的若干种制式。这些制式总体上可以分为单载波方式和多载波方式两类，美国用的ATSC是单载波的，欧洲的DVB-T是多载波的。国外主要有三种数字电视地面广播标准：欧洲的DVB-T(DigitalVideoBroadcasting-Terrestrial)、美国的ATSC(AdvancedTelevisionSystemsCommittee)和日本的ISDB-T(IntegratedServicesDigitalBroadcastingTerrestrial)(综合业务数字广播)。
ATSC采用的是单载波调制方式(VSB)，抗多径干扰和抗多谱勒效应能力差，难以建立单频网和进行移动接收。ISDB-T虽然支持单频网和移动接收的应用要求，但是该技术应用较少。从世界各地对数字电视地面广播标准的采用情况来看，DVB-T标准较ATSC和ISDB-T更具优势。DVB-T是欧洲DVB系列标准中较新的一个标准(此外还有有线数字电视标准DVB-C，以及卫星数字电视标准DVB-S)，也是最复杂的DVB传输系统。此标准是1998年2月批准通过的。DVB-T标准的核心是MPEG-2数字视音频压缩编码，采用编码正交频分复用COFDM(CodedOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)调制方式，适用于大范围多发射机的8k载波方式。为高清晰度电视(HDTV)信号传输提供大于20Mbps的净荷码率，支持简单天线室内固定接收。为标准清晰度电视(SDTV)信号传输提供大于5Mbps的净荷码率，并能在车速移动条件下支持移动接收。具有单频组网能力。目前采用DVB-T标准的国家和地区有德国、西班牙、挪威等欧洲国家及澳大利亚、新加坡等其它国家。其中新加坡和德国等国将移动接收和手持设备作为主要方向。欧洲的DVB-T标准最初是为便携和固定接收而设计，它采用的是COFDM（编码正交频分复用）多载波调制方式，其调制参数（如星座图、编码率、保护间隔等）可调，可提供120种常规模式和1200种分级模式。随后，针对DVB-T(DigitalvideobroadcastingTerrestrial)在移动接收中的不足，人们提出了一种DVB-H的制式专门用于移动接收，而原有的数字音频广播（DAB）也发展到播出多媒体。DVB-H(Digitalvideobroadcastinghandheld)，通过地面数字广播网络向便携/手持终端提供多媒体业务所制定的传输标准。该标准是欧洲的数字电视标准DVB-T的扩展应用。和DVB-T相比，DVB-H终端具有功耗更低、移动接收和抗干扰性更强的特点，因此该标准适用于移动电话、手持计算机等小型便携设备通过地面数字电视广播网络接收信号。也可以说DVB-H标准依托DVB-T传输系统，通过增加一定的附加功能和改进技术使手机等手持便携设备能够在固定和移动状态下稳定地接收广播电视信号。DVB-H采用时分数字多媒体广播带宽、以脉冲方式发送各频道的数据。一般情况下，除接收所需频道的数据外，调谐器电路在其它时间均处于关闭状态，因此可有效减少耗电。DVB-H的基本商业要求是用电池供电的小的屏幕移动终端。它应该能够在手提式的，移动的和室内的环境中，使用单一天线接收多媒体业务。目前看来，数字移动电视非数字电视地面广播莫属。
我国地面数字电视传输标准于2006年8月18日颁布(GB20600-2006)，并自2007年8月1日起正式实施(国标地面数字电视标准简称为DTMB-DigitalTerrestrialMultimediaBroadcasting。较早时也称为DMBTH)。DMB-TH采用了PN序列填充的时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)多载波调制技术，这种独特的先进技术有机地将信号在时域和频域的传输结合起来，在频域传送有效载荷，在时域通过扩频技术传送控制信号以便进行同步、信道估计，实现快速码字捕获和稳健的同步跟踪性能。DMB-TH具有自主知识产权，能较好地支持移动接收，高清数字电视广播，单频组网。
三、小结
广播电视的移动接收作为当前的技术热点，尽管它的市场前景和受众分析还有待进一步的研究，但它的技术还在发展中。它还有着信号衰落、多普勒效应、覆盖网的建设，接收机（特别是便携机）的耗电，接收天线的安装等问题，所以要说哪一种制式最适合移动接收还为时尚早，因为每种制式都会根据市场的需要及时改进其技术，从而改善其移动接收的性能。
参考文献：
[1]都研美,刘峰.浅谈数字电视地面广播技术[J].广西轻工业,2007(05).
[2]徐孟侠.关于地面数字电视广播传输标准的学习笔记[J].电视技术,2004(05).
[3]郝海兵,张宗橙.浅析数字电视地面广播国家标准DMB-TH及其应用前景[J].广东通信技术,2007(10).
关键词 数字集群 自主组网 通播组呼
1 当前数字集群系统结构及其局限性
数字集群通信系统是一种高效使用无线信道资源的专用指挥调度系统，能够提供安全、可靠以及高效率的语音和数据通信，目前在轨道交通、公共安全、政府部门、港口和民航等单位得到广泛应用。现代战争对通信系统的时效性、机动性、抗毁性、互联互通性及安全保密性有着越来越高的要求，数字集群通信系统能够很好地满足战场环境下的通信指挥需求，因此数字集群通信系统在军事领域大有可为。
如图1 所示为一个多层次、多控制中心的多区系统，将各基站通过有线与一个控制中心相连，并受其统一管理和控制，区域交互中心主要负责越区用户的身份登记、不同区间业务的管理、控制信道的分配和管理以及区间用户的漫游业务等。
上文所介绍的数字集群系统为常驻系统，并不能满足部队机动过程中的应用需求。同时，多基站互连时都需要通过有线接入到一个固定的控制中心来实现跨基站用户业务。在战场环境下，控制中心会成为敌方的重要目标，很可能遭到破坏，这将造成各基站之间的连接中断，系统崩溃，这对数字集群通信系统在战场环境下的应用构成了很大限制。
针对这一问题，数字集群系统加强了基站的功能，在基站中增加了MSC、VLR、GVLR等功能实体，使之成为机动基站，单个基站在脱离集群系统时也能够在本基站范围内实现集群功能。同时，几个机动基站也可以通过有线组网，选举出一名基站组长来负责该临时移动网络的控制管理。每一个机动基站向组长基站进行注册，组长基站掌握所属机动基站的用户归属前缀信息和组呼服务配置信息，充当常驻网络中控制中心。当组长基站因故障无法正常工作时，可以通过重新选举组长基站的方法增强系统的健壮性。
然而在战场环境下，BD 很可能处于快速机动过程，各机动基站通过有线方式共同连接至控制中心或一个组长基站就不具备可操作性了。除了战场环境外，在一些特殊环境或紧急情况下，有一个共同控制中心的有线联网集群系统也不能胜任。比如，发生地震、洪水等自然灾害后，通信基础设施可能遭受破坏，但是仍要求在抢险救灾过程中实现各基站之间的通信。在以上场合中都要求各移动基站能够不依赖基础网络设施进行快速和灵活配置组网，因此在数字集群系统中引入能够满足要求的机动基站自组网技术就势在必行了。
对自组网技术的研究是因军事应用而发展起来的，它能够适应军事应用的需要，因此具备先天的技术优势。因其特有的无需架设网络设施、可快速展开、抗毁性强等特点，自组网技术一直是数字化战场通信的首选技术。将数字集群系统与自组网技术融合能够在数字集群系统中引入自组网技术的一些技术优势： （1）独立组网；（2）无中心：自组网网络采用无中心结构，所有节点地位平等，组成一个对等式网络，其中的节点可以随时加入和离开网络，任意节点的故障也不会影响整个网络的运行。与有中心的网络相比，具备很强的抗毁性。（3）动态拓扑：自组网网络中，移动终端能够以任意可能的速度和移动模式移动，并且可以随时关闭。
2 数字集群自组网技术原理
近年来，自组网技术与数字集群系统的融合国内外均有研究人员涉及，大部分研究重点在于终端级别的自组网。在无法架设基站或者基站覆盖不到的情况下，集群系统定义了移动台脱网直通操作模式，受移动台功率限制，通信距离有限。因此，研究基站覆盖范围之外的移动台形成一个自组织网络可以在一定程度上增强数字集群系统的脱网工作能力。然而还是受移动台功率的限制，移动台级别的自组织网络仍然不能很好地解决通信距离受限问题。基站的功率相对更大，如果能够实现机动基站的自组网，可以大大增加集群系统在机动过程中的覆盖范围。
数字集群系统基站的覆盖范围为10km，要保证基站原有覆盖范围的前提下实现无线组网，才能真正发挥集群系统基站自组网的优势。
数字集群系统工作频率：
下行频率（基站到移动台）：851MHz—866 MHz
上行频率（移动台到基站）：806MHz—821 MHz
关键词:Mobile GIS;GPS;移动终端
中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)24-6782-02
Design and Realization of Holding GPS Orientation System in Mobile GIS Application
ZHANG Yong-xiong
(Computer Science and Engineering Department, Guangzhou Technology & Business College, Guaungzhou 510850, China)
Abstract: The research of Mobile GIS is one of the leading edge for ten researches of GIS. According to the important position of GPS in the research for Mobile GIS application, this article set up an hand-hold GPS orientation system and disussed the realization of hand-hold GPS orientation system. It studied and analysed the princple and method for receiving and processing the GPS data of mobile terminal.It also listed out the interchanged formular between geodetic coordinate and Gauss plane coordinate. Finally, it used experiment to prove the feasibility of this system. All of these offered the valuable technological support for the further research of Mobile GIS.
Key words: Mobile GIS; GPS; mobile terminal
传统的GIS是一种静态的GIS,其所研究、分析的对象局限于空间位置相对固定的地理实体[1],然而在现实世界中,大部分的对象都有移动性,如各种交通工具、行人等。要在移动环境中使用GIS以及描述移动中的对象,就是需要一种融合了移动计算、地理信息系统、定位、无线通信等多种技术的新地理信息系统――Mobile GIS[2]。
本文基于对Mobile GIS研究的基础上,设计与实现了Mobile GIS系统中的一个组成部分――手持GPS定位系统,提供了一个Mobile GIS研究中定位功能的方案。
1 手持GPS定位系统的构建
如图1所示,手持GPS定位系统主要包括移动终端,无线网关和web服务器三部分组成。
移动终端是由索尼爱立信K750手机和环天BT-338型号的GPS接收器组成。移动终端的主要功能是GPS接收器接收卫星定位信息,通过蓝牙技术与手机通信,手机处理定位信息数据,然后通过GPRS与web服务器进行数据的通信。web服务器是接收手机发送过来的数据,经过处理后,传送到手机上。
2 系统关键技术的研究
2.1GPS数据接收及处理
移动终端中的GPS接收器是不可编程的硬件设备,它所遵守的GPS协议是NMEA-0183[3],它的内置SiRF starⅢ高效能GPS芯片组能够实时地接收GPS数据并以同步的方式每隔1秒钟通过SPP的形式向其周围的蓝牙设备发送标准的NMEA-0183 SiRF二进制GPS数据。系统中的手机端与GPS接收器是通过蓝牙通信连接,并严格遵守JSR-82规范。移动终端是基于Server和Client模型的,GPS接收器作为Server端,而手机作为Client端。工作流程:首先,GPS接收器通过GPS定位服务进行定位和计算,得出定位信息;接着,它通过蓝牙SPP以NMEA-0183的格式向周围的蓝牙设备发送定位信息。此时,手机与GPS接收器进行蓝牙连接,并同步地接收GPS数据。
本系统中的蓝牙通信也是基于C/S模型,其中Server端的主要功能是注册服务和等待接收连接,而Client端是搜索服务和进行连接。GPS接收器与手机建立的蓝牙连接由三个部分组成:Discovery,Devices Management和Communication。在一般的情形下,Server和Client都会各部署一个应用程序,这两个应用通信的基础就是蓝牙通信协议栈,通信的过程都是从栈底逐步地向栈的高层进行,Server先在SDDB(service discovery database)中注册Service,这里的Service即是Client想获取的一个功能或服务,然后,Server就开始等待Client的应用程序初始化蓝牙连接的事件并访问已经注册了的Service。蓝牙协议栈为Server提供的功能是:为Server提供一个服务池,可以向其中增加,删除和更新服务;指派一个唯一的服务操作控制器;建立与Client应用程序的逻辑连接。蓝牙协议栈为Client提供的功能是:搜索并获取Server SDDB中的Service;建立与Server应用程序的逻辑连接。
2.2 大地坐标到高斯平面坐标的转换
高斯平面坐标系如图2所示。
为了避免Y轴出现负值,转换的时候将中央子午线上的各点Y坐标定位500km,即将X轴向西移500km[4]。大地坐标系选用的是北京54坐标系,以6度作为投影分带。GPS接收器接收到的定位数据的大地坐标(longitude,latitude)转换为高斯平面坐标(Y,X)。以下是推导的数学公式:
latitude1 为当前点纬度的弧度。
3 系统的实现
根据图1的手持GPS定位系统的组成图,本了两个实验,一个实验是验证系统的可行性并实现了坐标的转换,另一个实验是取得当前定位点的地图。
坐标转换实验的工作流程:首先,GPS接收器接收到移动对象的定位信息;然后,手机从GPS接收器取得定位信息;接着,手机把定位信息通过GPRS发到web服务器;最后,web服务器处理数据,并通过无线网络传送到手机上显示。
实验的结果如图3所示,左图是手机接收定位数据并提取经纬度定位信息数据后发送数据完毕的实验图,它表示定位数据已经发送到服务器。右图是手机接收到服务器数据并显示处理过的数据的实验图。右图显示的信息是“定位点:北纬23.055183度 东经113.3967667度。高斯平面坐标:y=19745676.7533436 x=2552707.3764977。”
调图实验的步骤是:GPS接收器接收到GPS卫星的信息;手机读取GPS接收器的定位信息,并提取经纬度坐标;手机通过GPRS连接并把移动对象的定点信息传送给web服务器;web服务器进行数据的验证处理,并提取当前移动对象所在的地图信息传送到手机上;手机显示地图。图4是实验的结果图。
4 结束语
该文首先给出了手持GPS定位系统的组成图,然后对移动终端中的GPS数据接收及处理进行了深入的研究,并推导出大地坐标到高斯平面坐标的数学转换公式。在此基础上,本了两个实验,实验结果验证了手持GPS定位系统在Mobile GIS的研究应用中的可行性,为Mobile GIS进一步的研究提供了有价值的技术支持。
参考文献:
[1] 王继周,李成名.嵌入式移动GIS研究[J].测绘科学,2005,30(4):48.
[2] 陈飞翔,杨崇俊,申胜利,等.基于LBS的移动GIS研究[J].计算机工程与应用,2006,42(2):200-201.
【关键词】数字微波 视音频系统 通话系统
一、立项背景
2008年，为了配合北京奥运火炬在安徽传递的现场直播工作，同时也为了丰富我台节目部门的制作手段，提高应对突发事件的直播报道能力，我们提出了改装一辆全数字微波中继车的方案。
首先，奥运火炬传递直播的关键技术在于移动信号的传输，奥运火炬传递活动需要在移动的官方媒体车上架设两套无线微波摄像机，对整个火炬路线传递活动进行拍摄，信号经过微波车上的移动接收装置接收后，再经过数字全向大微波发射，发送给多点固定接收的大微波基站，有送给转播车的，作为火炬传递现场信号源，有送给播总控系统的，作为传递现场主路信号的备份源。
其次，对于突发性的新闻事件等时效性的节目，卫星车对环境，配电等方面的要求较多，又很难在较短时间内完成系统的展开，而且使用卫星车，对市内范围的一般性小型活动进行直播的成本较高。因此，为确保完成奥运火炬传递的直播任务，为满足节目部门制作时效性节目的需求，有必要实现一套能够在移动中完成信号传输，具有快速性同时成本较低的直播传输设备。
二、技术方案设计要求
1、可靠性
系统要能够完成在移动中的标清电视节目信号稳定传输,以满足奥运火炬传递直播的规范和日常节目录制的不同需求。微波系统设计合理，结构简单，操作维护方便，能在较短时间内完成设备启动进入转播状态。远程微波系统能够基本覆盖合肥主要城区和几个主要大型活动场地。机载微波数字全向微波和摄像机载微波都应具有一定的抗干扰能力。在一路受到干扰或者接收信号质量较差的情况下，完成信号的传输任务。电源，视音频系统，微波系统均应有冗余备份，能够在相对恶劣的天气条件下正常使用。有完善的对讲通话系统，便于车上导演及技术人员与摄像员之间的沟通。
2、安全性
充分考虑到微波辐射对人体的伤害性，方案设计应该有对操作人员的保护措施，并且所有微波设备均应符合国家的辐射控制标准。
3、可扩展性
所有车载设备均应采用符合广播电视各种技术标准的成熟设备。充分考虑到系统的兼容性和灵活性，便于日后升级改造，在满足标清的基础上，能够扩展高清应用。
4、设计合理性
车体改装空间设计合理，整车配重均衡，配置自动升降的微波发射天线，对于设备机架应设计有独立的减震和加固措施。工作区、驾驶区应相对独立，互不干扰。车载空调应能保障所有车载设备对环境温度的要求。有独立的车载应急电源，保证在无外电或整车移动工作时所有设备的电源供应。
三、移动微波中继车系统架构
1、机载数字微波系统
便携式摄像机载微波采用的是英国LINK公司的成套设备。每套机载微波系统由一台LINK L2000机载微波发射机，一根L3421发射天线，一台L1500 微波接收机，2根LINK接收天线组成。整套系统采用了MPEG2编、解码技术，有多种数字调制方式可选。载波频点从1.95GHz-2.7GHz逐兆可调。其体积小、重量轻，可直接挂在摄像机适配器上使用，适宜复杂环境下车近距离拍摄或用在演播间抓拍一些特别镜头。每台接收机配2根全向天线，可扩展到4根分集接收。采用目前最先进的合成技术进行双天线接收，两根天线接收到的信号经过合成后传输给解码器进行解码。两根天线同时工作时，它们把接收到的信号送入合成处理器，由处理器将所有收到的信号进行重组，这样接收机解出的信号是两根天线叠加后的最优信号，如果某一天线没有接收到数据包或在传输过程中损坏的废包就会被另一天线接收到的有效数据所补充或修复，从而获得更加优质的图像传输质量。
2、远程数字微波系统
本系统包括车载的全向数字微波发射机（PMT-7800）、发射天线、固定接收的数字微波接收机、接收天线以及一套做为补充的移动接收飞行箱。远程数字微波系统实现视音频信号从移动直播车到电视台数字微波接收点的同步实时数字微波回传。本系统发射接收范围经过测试基本能覆盖合肥主要城区，接收信号质量良好，视音频信号技术指标符合国家广电行业标准。
考虑到合肥市为一典型平原城市，且高楼较多、密集度较大，安徽电视台地处整个城市的偏南位置且楼层在合肥市属于较高建筑。采用四天线接收系统可保证火炬接力路线的全程覆盖。发射频率590MHZ、794MHZ测试干扰较少，在这个频带内主接收点的无线电场强低于-80db以下，非常有利于传输，固定的接收天线位于彩电中心22层楼顶，南北各一个4m天线。另配备了一套移动接收基站，用于外地转播使用或者备份接收。
设备采用安徽现代公司的数字移动微波PMT-7800，基于世界通用标准DVB-T，调制方式为COFDM 2K模式；保护间隔为1/4（内编码），1/8（外编码）；内编码图像方式MPEG-II MP@ML 4：2：0。远程微波发射机输入共有ASI，SDI，模拟视音频接口，在外编码方式时将编码器送来的ASI调制发射。工作在内编码方式是将输入模拟视音频信号内部编码调制后发射，发射信号的监看，通过2台车载的微波接收机监看。
3、车内视音频系统
这一部分的功能主要是把接收机载微波发送过来的信号，或者微波车外接口板输入的信号，经过编码器编码成ASI格式的数据流，由远程微波发射机发射，并带有本地微波接收、编码器编码和远程微波发射3处主备共6路的视频监看和音频监听。
【论文摘 要】本文论述了无线蜂窝通信系统中的两种定位体制,并重点介绍基于移动网络定位技术的常用定位方法,即AOA、TOA、TDOA定位方法,同时分析各种定位方法的优缺点。
要想获取到目标的具置信息,一般都是采用GPS定位信息,但当目标处在高楼耸立的城市之间,GPS的部分卫星信号处于遮挡状态,此时为了获得到目标的准确信息,可以考虑采取其他的辅助定位方式。比如说,利用伪卫星技术,该技术实质上就是指安置在地面上的地基发射站,它发射的信号与GPS的信号相类似,但该种技术需要架设额外的设施;采用DTV技术,由于大城市环境中,DTV设施资源也有限。此时可以考虑采用无线蜂窝通信系统,该系统在城市中应用成熟,基站信号好。因基站可以发射信号,目标可以利用基站的信号信息,确定目标的位置,即可以采用无线蜂窝通信系统来弥补GPS定位技术的不足,从而准确获取目标的位置信息。
无线蜂窝通信系统中的定位技术主要有两种体制。一种是基于下行链路的定位技术,即基于移动台的定位技术;一种是基于上行链路的定位技术,即基于移动网络的定位技术。基于移动台的定位技术要求移动台参与定位参数的测量以及测量值的求解计算。基于蜂窝网络的定位技术是指网络根据测量数据计算出移动终端所处的位置,通常必须利用3个或3个以上蜂窝基站接收手机信号的定位参数,即到达时间、角度或强度。
1 基于移动台的定位技术
现已提出的基于移动台的方法主要有:基于下行链路增强观测时间差定位方法、基于下行链路空闲周期观测到达时间差方法、基于GPS作为辅助的定位技术等。
2 基于移动网络的定位技术
基于蜂窝网络的定位方法目前主要有:基于Cell-ID定位和基于时间提前量定位的方法、上行链路信号到达时间定位方法、上行链路信号到达时间差定位方法以及上行链路信号到达角度定位方法等。
2.1 AOA
角度到达[1](AOA,Arrival of Angle)定位方式是根据信号到达的角度,测定出运动目标的位置。在AOA定位方式中,只要测量出运动目标与两个基站的信号到达角度参数信息,就可以获取目标的位置。蜂窝移动网的AOA定位方式,指的是基站接收机利用基站的天线阵列,接收不同阵元的信号相位信息,并测算出运动目标的电波入射角,从而构成一根从接收机到发射机的径向连线,即测位线,目标终端的二维位置坐标可通过两根测位线的交点获得。
2.2 TOA
抵达时间[2](TOA,Time of Arrival)定位方式也称为基站三角定位方式,通过测量从运动目标发射机发出的无线电波,到达多个(3个及以上)基站接受机的传播时间,来确定出运动目标的位置。已知电波传播速度为c,假设运动目标与基站之间的传播时间为t,运动目标位于以基站为圆心,以移动终端到基站的电波传输距离ct为半径的定圆上,则可由3个基站定位圆的交点,来确定目标移动的二维位置。TOA定位方式中,为了根据发射信号到达基站的接收时间,来确定出信号的传播时间,要求运动目标发射机在发射信号中,加有发射的时间戳信息。这种定位方式的定位精度取决于,各基站和运动目标的时钟的精度,以及各基站接收机和运动目标发射机时钟间的同步。
TOA算法要求参加定位的各个基站在时间上要严格同步,由于电磁波的传播速率很高,微小的误差将会在算法中放大,使定位精度大大降低。传播中的多径干扰、NLOS以及噪声等干扰造成的误差会使圆无法交汇,或者交汇处不是一点而是一个区域。因此TOA对系统同步的要求很高,并且需要在信号中加时间戳(要求基站之间的同步),而实际参加定位的基站一般在3个以上,误差是不可避免的。这时候可以利用GPS对基站进行校正并利用其他补偿算法来估计位置,提高算法的精确度,但同时增加系统的开销和算法复杂程度,因此单纯的TOA算法在实际中应用很少。
2.3 TDOA
抵达时差[3](TDOA,Time Difference of Arrival)定位方式通过测量目标移动终端发射机到达不同基站接收机的传播时差,来确定运动目标的位置信息。TDOA定位方式中,不需要移动终端与基站间的精确同步,也不需要在上行信号中加时间戳信息,还可以消除或减少目标移动终端与基站间由于信道所造成的共同误差。在该定位方式中,将目标移动终端定位于两个基站为焦点的双曲线方程上。确定目标移动终端的二维坐标需要至少建立两个双曲线方程(至少3个基站),两条双曲线交点即为目标移动终端的二维坐标。
TDOA算法是对TOA算法的改进,他不是直接利用信号到达时间来确定目标的位置信息,而是用多个基站接收到信号的时间差信息来确定目标的位置信息,与TOA算法相比,它不需要加入专门的时间戳信息,定位精度也有所提高。TDOA值的获取目前一般都有以下两种形式:
第一种形式是利用移动台到达2个基站的时间TOA信息,知道移动台的坐标位置,以及至少三个基站的坐标位置,取其差值来获得。这时仍需要基站时间的严格同步,但是当两基站间移动信道传输特性相似时,可减少由多径效应带来的误差。
第二种形式是在实际应用中,往往很难做到基站与移动台的同步,此时可以采用相关估计得到TDOA值,即将一个移动台接收到的信号,与另一个移动台接收到的信号进行相关运算,从而得到TDOA的值。这种算法可以在基站和移动台不同步时,估计出TDOA的值,再进行定位计算能获得较高精度。
对于蜂窝网中的移动台定位而言,TDOA更具有实际意义,这种方法对网络的要求相对较低,并且定位精度较高,目前已经成为研究的热点。
从上面的分析可以看出,TDOA定位技术具有如下优点:
①可以在话音和控制信道上进行测量;
②适用于多种移动电话制式下实现该技术,不需要对蜂窝通信的标准进行修改,容易在所有蜂窝网通信系统中扩展;
③对原有系统改动不大,不需要改变用户端和蜂窝的基础设施及蜂窝天线,安装费用少;
④测试精度不受距离影响,对多径干扰敏感度低;对功率变化不敏感,信号衰减对测时精度影响小;抗多径效应和市区遮挡效应强,因此在信号接收去不会出现盲点;
⑤延时小,其定位时间在3s之内。
【参考文献】
[1]杨洪娟.蜂窝网络无线定位技术的研究[D].哈尔滨工业大学,2009,6.
地面移动数字电视是指“用地面广播传播方式传输数字电视信号的地一种电视系统”。 它和我们脚底下的这个“地面”没有任何关系,其接收的电视信号是发射端采用地面数字传输技术播出实时节目,接收终端第一类是安装在时速120公里以内的移动车载设备,第二类是供手机、笔记本电脑、PMP等手持移动接收设备(手持移动数字电视)的群体。
移动电视市场第一个目标是地铁、巴士的乘客;第二个目标是出租车、公务车、商务车和私家车;第三个目标是火车、长途汽车、轮船和飞机;第四个目标是手机电视。
目前移动数字电视信道传输主要有两种方式:地面广播、卫星广播。
地面数字电视标准
1、国外标准
全球主要的移动数字电视标准包括欧洲DVB-H、韩国T-DMB、日本ISDB-T、英国DAB标准,美国高通MediaFLO标准。
2、国内企业标准研究
上海交大ADTB-T、清华大学DMB-T、清华大学DMMB、广播科学研究院CMMB、大唐电信公司TDMB、我国标准化协会CDMB。
3、两种国标模式地面数字电视
(1)数字电视地面广播(DMB-TH)
我国从1999年开始研究地面数字电视传输标准,2001-2006年进行了三次测试。
2007年7月1日,我国正式开始实施被业界称为DMB-TH的标准(可达1920×1080i高清效果)。DMB-TH标准具有自主创新特点,关键技术有实现快速同步和高效信道估计与均衡的PN序列帧头设计和符号保护间隔填充方法、低密度校验纠错码(LDPC)、系统信息的扩频传输方法等。
国内已使用欧洲(DVB-T)、清华(DMB-T)和上海交大(ADTB-T)的地区必须转换成DMB-TH标准。DMB-YH也成为强制性国家标准。
DMB-TH以TDS-OFDM技术为基础,以多载波技术为主,融合了单载波技术,支持传输4.813Mbps―32.486Mbps的系统净荷数据率,支持开展标清电视和高清电视业务,支持多频组网和单频组网模式,支持固定接收和移动接收。
(2)移动多媒体广播(CMMB)
移动多媒体广播是指通过卫星和地面无线广播方式,供7寸以下小屏幕、小尺寸、移动便携的手持终端,如手机、PDA、笔记本电脑等接收设备。该标准由广电总局在2006年年底正式。
CMMB系统采用STiMi(卫星、地面、交互多媒体)技术,通过S波段直播卫星覆盖全国,利用地面增补转发器补充覆盖盲区。为实现交互,利用地面无线移动通信网络构建回传通道,组成单向广播与双向交互相结合的移动多媒体广播网络。
各种终端设备(主要是手机和笔记本电脑)接收终端可实时播放电视塔发射出来的CMMB电视信号,笔记本电脑可通过插入USB便携接收器收看到和手机同样的电视节目。
关于特殊地方的覆盖,CMMB系统采用下列方案:
1、立交桥、楼宇、短隧道采用同频转发器覆盖;
2、市区公路沿线架设同频转发器定向覆盖;
3、城市地铁隧道采用泄露电缆覆盖:
4、飞机火车在机舱外设置接收天线,舱内设置泄露电缆或多路发射天线覆盖;
5、远郊区房屋采用网络转发器覆盖;
6、长隧道采用移频转增补转发器覆盖。
深圳市移动电视市场概况
从2004年12月28日伴随着地铁的开通开始运营起,深圳移动电视接收终端覆盖目标基本涵盖了深圳市固定状态下的公共场所、移动状态下的公共交通工具和诸如私家车、手持移动电视、USB―TV等个人终端。移动电视信号覆盖率特区内达96%,特区外达80%。
1、地铁客流:2004年12月28日深圳地铁一期建成通车。总客运量达到5766万人次,其中1号线总客运量5525.35万人次,日均人流量70万人次/天。
2、巴士客流:深圳巴士集团股份有限公司拥有巴士总数9千余辆,人流量500万人次/天。
3、巴士广告:深圳公交电视广告公司拥有我国乃至全球最大的户外数字电视广告联播网。联播网截至2009年10月已覆盖我国最具经济辐射力的18个自有网络城市、10个合作网络城市,拥有电视终端10万个,每天传至1000万城市居民,覆盖受众3亿人。联播网支持公交车、地铁和轻轨的移动接收。
4、移动受众:2005年9月深圳移动数字电视试播,每天影响人群数量600万人次。移动电视频道全天户外时段的高频次接触,广告实际到达率80%以上,70%受众对移动电视广告留有深刻印象,广告千人成本低于其它媒体。
5、移动网络:深圳已形成巴士移动电视传播网、地铁移动电视传播网、城市电视传播网、移动电视增值业务网等四大运营网络平台。其中城市电视传播网为楼宇、社区、商业中心区、LED大屏的楼宇户外电视运营平台。
深圳移动电视发展回顾
2003年,深圳广电部门开展移动数字电视的试验。
2004年11月3日,深圳市移动视讯有限公司成立,并获得经营深圳地区移动数字电视的节目制作与传播、地面数字电视信号网络传输覆盖、移动电视商业运营及拥有深圳广播电影电视集团各频道、各频率的短信业务运营权。
2004年12月28日,深圳移动数字电视在地铁试播。因与香港同频信号干扰问题,开通一周之后暂时中止。后与香港达成协调,重新规划深圳市区单频网技术方案并建网。
2005年9月19日,国家广电总局以社发字[2005]16号批复正式同意深圳试播移动电视,发射频道DS39,节目名称“深圳电视台移动电视”(SZTV―M)。
2006年2月,深圳移动数字电视项目被认定为“深圳市2006年度重大项目”。
2006年4月4日,广电总局下发《关于加强移动数字电视试验管理有关问题的通知》 要求移动数字电视不得加密播出,移动数字电视试验接收装置只能安装在公交车、出租车、长途车等交通工具上。
2006年4月25日,广电总局发出《关于规范移动数字多媒体广播技术试验的通知》:在没有统一的技术标准之前,未经批准,各地不得擅自进行移动电视试验或开展业务。移动电视业务主要指通过广播电视覆盖网开展的移动数字多媒体广播业务,向手机、PDA、笔记本电脑等便携式终端提供广播电视节目和信息服务。
2006年4月,深圳移动数字电视继罗湖、南山、福田三个移动电视基站成功开通后,龙华、龙岗、沙头角、大南山信号发射基站相继开通,成功传输移动数字电视信号,深圳地面数字电视DMB-T单频网络成功建设。
2006年5月21日,与深圳巴士集团达成合作协议,移动数字电视进入深圳公交系统。特区福田全区及罗湖南山部分区域已可接收信号。2006年内首批移动电视陆续安装在2000辆空调巴士车上(签约前在10、11和15路车上进行测试)。当年巴士集团拥有营运车辆4000多台,开行150条公交线路,车型满足移动电视的播出要求。
2006年10月,深圳移动电视在特区内又建立了三个发射站。
2007年1月11日,我国最大移动电视联播网――华视传媒成为深圳巴士车移动电视广告,年内在3000辆巴士上安装移动电视。“华视传媒数字移动电视我国广告联播网”每天可同时向4000万人提供新闻、资讯、娱乐等电视节目。
2007年2月,深圳市文产办将移动数字电视项目纳入深圳市文化产业发展“十一五”规划重点项目。
2007年4月,深圳关外地面移动数字电视单频网建成并开通信号。至此,覆盖深圳特区行政各区的深圳地面移动数字电视单频网完全建成。
2007年5月20日,与深圳地铁公司达成合作协议,在地铁终端安装;2007年10月15日,首列深圳地铁1号线列车的移动电视采用思科无线解决方案正式开通,该列车与地面之间实现数字视频流实时播放;半年内深圳地铁1号线22辆列车有18辆车安装了768台移动电视终端并在线运行。
2007年6月,深圳移动电视成功在南山区南海大道商业文化中心建设“我国户外电视第一街”,将移动数字电视搬到户外商业街。
2007年9月26日,深圳移动电视“移动电视动态交通信息系统” (简称“路况通”)业务试验开通。“路况通”每5分钟自动更新,可收看移动电视频道,发展用户2000个。
2007年 12月24日,深圳移动电视增加一套新节目。
2007年,深圳移动电视实现营业收入3647.20万元,赢利405万元。移动电视进驻了地王大厦、国际会展中心等深圳标志性楼宇,在市民中心、南山/福田区政府、市图书馆、市博物馆、户外电视景观亭、出租车、LED大屏幕、手持移动电视、USB―TV等终端1万个。移动电视节目从一套发展为两套,每天播出时长18个小时,播出栏目30个。南山区政府商业文化中心安装328个电视亭。
2008年2月26日,39家国内主要省市的移动电视运营机构在北京正式成立我国移动电视协作体。
2008年3月,深圳地铁1号线路22辆列车全部安装移动电视。
2008年4月30日,深圳移动电视第一个LED大屏在深圳中信城市广场开播。
2008年5月18日,深圳移动视讯公司签下了以户外大屏建造、联播暨移动电视增值业务开发为主题的多个LED显示屏项目。
2008年7 月,移动视讯开通南山站、福田站、梧桐山、盐田站的 CMMB 信号。
2008年8月4日,移动视讯举办2008 年(深圳)移动电视产业发展研讨会,深圳九洲电器有限公司、深圳力合数字电视有限公司等单位参加会议。
2008年8月4日,深圳市人民政府举办“深圳国家标准地面数字电视开播仪式”,包括一套央视高清节目和六套标清数字电视节目以无线覆盖的方式正式播出,标志着深圳新增移动数字电视开播。
2008年8月18日,深圳移动电视国标(DMB-TH)测试开通(传输三套节目),公交移动电视平台、地铁移动电视平台、楼宇户外平台等三大移动电视运营平台正式搭建。
2008 年 10月 18日,移动视讯在梅林关口的书香门第上河坊广场上的“深圳门户第一移动电视大屏”成功点亮。
2008年11月1日,移动视讯完成 CMMB 工程的实施。在深圳关内、盐田区及机场方向 CMMB 信号覆盖良好,用CMMB 接收功能的手机清晰的收到信号。
2008年11月13日,国家广电总局科技司司长王效杰表示,国家财政准备投入25亿资金,计划用3-5年时间建设覆盖全国的地面数字电视系统。
2009年9月15日,深圳市气象局拟在龙岗区龙翔大道安装气象雷达,使用维萨拉LAP-3000雷达,工作频率为1290MHz,用于第26届世界大学生运动会气象保障及防灾。深圳无管局电测发现干扰信号,确定是从桐基山上发射出的移动电视信号与深圳国讯寻呼信号互调产生。移动视讯发射频率722MHz、发射带宽8MHz、发射功率1000瓦;寻呼频率分别为149.55MHz和158.975MHz、发射带宽12.5KHz、发射功率100瓦。关闭国讯寻呼后干扰消除。
2010年1月13日,我国最大的公交地铁全覆盖户外数字移动电视广告联播网―华视传媒集团完成对数码媒体集团的收购(价格1.6亿美元)。数码媒体集团是我国最大的地铁移动电视媒体运营商,2005年4月在深圳成立,2007年12月在美国纳斯达克成功上市,成为深圳首个在美国上市的文化企业。
深圳移动电视系统
深圳移动电视初期采用清华DMB-T标准,2008年6月后逐步改造为符合国家标准DMB-TH和CMMB地面数字电视的网络。
1、数字电视系统前端
①视音频编码和压缩标准:受移动接收条件限制,目前采用MPEG-2(只能传输一路数字电视节目)或MPEG-4(可在一个电视频道中发送多路节目)。
②前端组成:由非线性编辑系统、播出控制软件、MPEG-2(或MPEG-4)视音频编码器、数字视音频码流服务器、码流发生器、数据协议处理器和数据打包机、节目级码流复用器、系统级码流复用器、单频网适配器、GPS同步时钟源等组成。
2、传输网络
①传输网络功能:采用单频网覆盖方式,具有多个发射点,前端与发射系统不在同一处,传输网络负责将MPEG传输码流传输到发射系统,并完成MPEG传输码流的恢复和同步等。
传输网络由发送网络适配器、分配网络、网络传播媒体(光缆、微波)、接收网络适配器等部分组成。传输网络上接单频网适配器,下连单频网同步系统,用以选择合适的传播媒体及其对应的收发适配器,进行点对点或一点对多点分配,并提供ASI/ATM/SDH接口。
②单频网(SFN)的规划与建设
DMB-T标准的地面数字电视及移动接收系统采用SFN覆盖方式。对深圳地区覆盖情况进行大量实际的采集各点电磁波的直射、反射等多方面数据,在掌握发射塔单发射点工作时覆盖盲区的数据后,增加发射点,确定发射机数量与功率、发射机间距,满足载噪比、接收门限场强等条件。SFN建成后,为消除信号特别差的盲区盲点,采用小功率发射机补点,通过提高接收机的抗干扰能力和灵敏度、采用较高增益的接收天线等办法改善接收条件。
③单频网同步广播与同步覆盖
SFN要实现同节目、同频率、无缝隙的同步广播与同步覆盖的目标,必须满足同频、同时、同字三要素。实现难点是所有发射点同时、同频地发出相同的信号,因此前端系统级码流复用器输出的MPEG传输码流,在经过适配器进行网络传输时,在各发射点必须通过单频网同步系统恢复时间信息,保证各发射点发出的信号完全同步。
系统中标准频率参考源提供10MHz频率信号和GPS标准时钟秒脉冲同步信号。实现同步功能的主要是发送端的单频网适配器和接收端的单频网同步系统。
3、激励器与发射系统
数字电视发射机的激励器进行信道编码、调制和上变频,以增强抗干扰能力。MPEG传输码流信号输入到激励器后,输出为标准的模拟中频信号,经变频器变频所需频道的模拟RF射频信号,再经数字电视发射机的射频放大器放大后发射出去。
①编码器模块:发射机编码器模块对各子载波分别进行调制,提高抗多径干扰能力。
②调制和上变频模块:发射机激励器将视音频信号调制到一个中频载波上,然后经上变频器转换到所要求的RF频道上。
③单频网输入模块:插在激励器上的输入模块保证时间同步和频率同步。在8MHZ频道内,单频网上所有发射机的激励器进行的数字处理都需要时钟和同步信号,输入模块和上变频器也需要时钟信号相互锁定。
④数字预校正模块:激励器在中频部分设有数字预校正电路模块,用来抵消放大器放大特性的漂移所造成的非线性失真,获得较大的功率输出。
⑤遥控接口模块:激励器上有RS-232接口和以太网接口等遥控接口,用以对激励器的工作状态进行全程遥控和监测的全天候24小时播出和无人职守。
DMB-T标准的发射系统设备包括:激励器、数字电视发射机、单频网适配器、数字邻频双工器、GPS同步时钟源、高增益隙缝发射天线等。各发射点的发射设备要采用相同的DMB-T数字电视发射机、数字邻频双工器、发射天线等设备。
发射系统组成单频网,将MPEG传输码流进行同步调制、变频、放大、滤波和发射。适配器在MPEG传输码流中插入同步信息,各发射点的激励器将码流进行抗干扰处理、调制并变换成中频信号,发射机将中频信号上变频为RF射频信号,进行功率放大,然后通过发射天线向空中发射。如果在同一发射塔上有模拟频道的邻频发射,则无须再架设发射天线和馈线,只增加数字邻频双工器就可实现数字电视信号在模拟频道的邻频发射。
4、移动接收系统
移动接收系统由高增益全向移动接收天线、移动接收机、移动接收控制软件、移动存储软件、显示屏等组成。移动接收系统负责将接收到的高频调制信号进行变频和解调,得到数字电视MPEG传输码流,进行解复用、解码、控制和处理,最终在显示屏上显示。
移动接收机的高频头将射频信号转换成解调器可以接收的中频或基带调制信号,解调器负责信道特性补偿、信道解调和信道解码,输出为包含数字电视节目和多媒体业务的广播数据码流;解复用器将所需的广播数据码流从其它码流信号中分离出来;视音频解码器则从分离出来的码流信号中选择对应于本机的视音频广播数据码流进行实时播放在显示屏上显示。
招标情况
深圳移动数字电视单频网络设备均由深圳市移动视讯有限公司直接面向社会招标,投标企业需提供上年度及近期财务报表。
1、2008年3月31日,招标“液晶电视及DVB-T机顶盒采购”、“楼宇电视接收系统工程及巡查和维护服务”、“梅林关口书香门第LED显示屏设备及工程”三个项目。
2、2008年5月29日,招标“移动电视楼宇终端电视设备”、“VIP小车移动电视设备及安装服务”两个项目。
3、2008年6月27日,招标“深圳移动电视单频网发射基站整改与维护”项目。
4、2008年7月30日,招标“移动视讯公司 VI设计和移动电视频道包装”、“移动视讯公司财产保险”、“移动电视单频网基站机房监控系统工程”三个项目。
5、2009年8月19日,招标“龙岗区大鹏沿海高山基站”工程及设备中的“广播电视自立塔建设工程”、“机房改造、装修和电力安装、接地系统工程”、“UPS电源设备系统”三个项目。
6、2008年12月5日,招标“移动电视单频网移频大功率直放站建设”、“创业路电视街喷漆改造及后期维护”两个项目。
7、2009年5月8日,招标“数字电视发射机”、“天馈线系统”、“数字微波传输系统”、“UPS电源系统”四个项目。
移动电视节目与广告资讯
1、赢利模式
2006年3月26日,国家广电总局下发《关于加强移动数字电视试验管理有关问题的通知》要求:移动数字电视不得加密播出;开展移动电视运营的部门不得开播付费电视频道;移动电视节目定位以资讯、娱乐等小板块节目为主。
我国移动电视的赢利模式以广告为主要收入。移动电视运营商开展移动电视的根本原因是为了扩大广告市场,公共交通工具充当媒介载体,以其庞大的受众数量、较高的到达率吸引了广告商的青睐。广电总局上述《通知》中更是将移动电视的收入圈定在广告上,广告经营的好坏直接关系到移动电视的市场生存能力。
移动电视在我国已经形成的商业运营模式及经营性质,以及乘客的流动性所造就了车载移动电视全天候的收视黄金时段,尤其是早晚上下班高峰期黄金时段与传统电视收视黄金时段的错位优势,成为个性化市场服务的一种方式,在经济发达的城市中为广电部门创造效益。
2、移动电视节目
深圳电视台移动电视频道每日6:00开播,节目内容:公交广告、体育进行时、欢乐一路行、杂技乐园、深圳地产、移动气象、梦想成真分集剧情、第一现场、爱旅游、音乐现场、良缘、今日福田、好片放映室 、大讲堂、惊奇、笑笑、玩转动物园、税讯、惊奇搜搜 、笑笑小电影、麦秀、垫片、全球资讯榜、新闻联播、深视新闻、金钟在流行,23:41结束。
3、深圳巴士调查
深圳“问卷星”对巴士移动电视的乘客(其中男性49.21%、女性50.79%)调查说明,100%的巴士乘客都看过移动电视,移动电视广告成为受众的“强迫广告”。
4、移动广告播放费用
深圳移动电视频道播放广告分为三类,即:巴士广告、地铁广告、楼宇广告。
深圳地铁规划
截至2008年底,我国已有10个城市拥有29条城市轨道交通运营线路。目前有27个城市正在筹备建设城市轨道交通,其中北京、上海、广州等22个城市的轨道交通建设规划已经获得国务院批复。到2015年,我国建成和在建轨道交通线路将达到158条。
根据深圳市规划国土局《2011-2020深圳地铁规划》,深圳的地铁将定位于珠江三角洲的中心位置,建设“珠三角城际线”、“城市干线”、“城市局域线”三大类型的网络。深圳地铁建设的大发展,为地铁移动电视的经营提供了广阔的空间。
移动电视的前景
2007年2月,我国40多个城市在公交车上播放移动电视。2009年,车载视听系统终端的累计数量超过36.7万台;2010年上海世博会也将带动车载移动电视市场的发展。预计2010年车载移动电视增长率将达5%,2011年终端累计数量将达54.6万台。
我国汽车保有量5000多万辆,其中私家车约3000万辆,每年私家车增速20%,汽车市场有望成为全球最大的市场。目前车载移动电视的市场还没起来,何时能达到1000万～2000万的保有量,取决于商业模式及产业链条的进一步完善。
接收直播星，看精彩奥运，成为了我们心中的理想，当然这个理想我们也实现了。我们不仅做到了固定接收，而且做到了移动接收，这样不论你走到哪里，出差在外还是渡假旅行，在自驾车中还是在行驶的巴士中，或是在游船上，都可以实时看到奥运会的直播节目，不会错过每一场赛事，每一个精彩的镜头，实时观看中国运动员摘金夺银激动人心的场面……而这一切的实现，都缘于我们有了自己的直播卫星，我们有了BBMAX移动卫星接收系统。
大家都知道，中国直播卫星已开通了一期的村村通直播卫星工程，采用中星9号卫星上的4个BS直播波段转发器，左旋圆极化工作方式，接收终端采用我国有自主知识产权的ABS-S技术标准，免费收视包括中央及国内上星省级台47套电视节目和47套广播节目(目前节目略有变动)。虽然这次转播奥运赛事有较严格的转播权，只有中央电视台才有资格，但仍有部分省台也在转播，其实只要有中央一套、二套、七套、十套也够我们看的了，即便每场赛事都在转播，我们也只能看一套节目，充其量在中场休息时轮翻换一下频道。中央新闻频道是一个集众多场赛事于一身的频道，一个画面开了多个窗口，哪里有好事向哪里转(图1)1坐在家中看奥运固然好，但你出差在外，更或正坐在列车行进途中，那也没有关系，只要这些车上船上装有BBMAX移动卫星接收系统，同样可以看到实时的比赛盛况。
中星9号是我国第一颗成功运作的直播卫星，它是一颗大功率卫星，落地场强很高，从官方的场强图(图2)可见，全国有效覆盖范围内都不低于46dBW，这样地面接收终端就可以用很小的天线接收到直播卫星的信号，中心场强更高达56 dBW，可以用更小的天线接收。除此之外还采用了圆极化的接收方式，这也是后来更改的，原来设计是用现在普遍采用的线极化方式。之所以改用圆极化方式，一方面是圆极化不用调节极化角，方便终端用户的安装调试，另一个原因也是非常适用于移动接收卫星电视。采用ABS-S广播系统，不仅仅是因为它能有效防范接收者收视境外节目，便于管理，另一方面ABS-S本身就是先进的广播系统，它的性能等同还略优于DVB-S2，在同样带宽转发器下可以压缩更多的节目，4个36M转发器传送47套电视节目，另有附加的广播及数据节目，实际接收的画质仍可达到DVD水平；采用ABS-S广播系统还有一个原因就是它同样适合移动广播接收。一句话，移动接收卫星电视节目，现在是天时、地利、人和都俱备了。
在去年下半年，BBMAX就推出了适合中国国情的移动卫星电视接收设备，并且成功实现了香港天浪直播节目、长城亚洲平台节目的接收。但很可惜的是这些节目中都没有中央电视台第一套节目，这是一套综合节目，她是党的声音与喉舌，如何让党的声音传遍千家万户，让看不上电视的人们看上电视，是党和政府一直以来坚持不懈所做的一件事情，直播卫星正好解决了这个难题。其实人们大都忽略了另一个看不到电视的群体，那就是坐在车上行进中的人们，还有那些常年在海上作业的渔船及其它移动载体中的人们，它们更渴望看到电视，更想实时了解国内外的大事，更需要在工作之余有一些丰富多彩的娱乐生活。现在好了，国家有了直播卫星，我们有了移动卫星接收设备，无论何时，无论何地都可以看上自己的电视了。
也许有些朋友还不知道，曾几何时，有多少人为移动接收电视节目而努力着，但那时条件都很不成熟，单就四通八达的列车这一项就很难解决，地面可以用微波来传送中央一台，而列车上怎么解决接收问题，用卫星当然是最好的选择，但我国卫星上的中央一台都是在C波段上播出，庞大的接收天线并不适合移动接收，且即使有接收设备，当时也都是进口的天线，价格高昂不说，工作也不十分可靠，甚至有些人有租用俄星上大功率圆极化转发器的想法：租用十分之一带宽，只传送一套中央一台的节目足矣，也有人想到在铁路沿线采用接力的办法，用当时流行的DVB-T地面波方式，实现列车移动接收中的覆盖，但投资何其庞大……现在好了，直播卫星上天了，中央一台有了、二台有了(图3)、新闻台有了、地方台节目应有尽有(图4)，关键是适合中国国情的移动接收设备也有了。
BBMAX公司几年来一直致力于移动卫星电视接收领域的研究，先后推出了适合国情的多种移动套装，并将最终目标锁定在中国直播卫星节目的移动接收上，前期的天浪直播卫星节目移动接收套装，正是中国直播卫星节目移动接收的前奏!实际上我们已有11套2种型号的直播卫星移动接收天线成功地在北京奥运会上运行了。原来在北京根本无法使用的CSA-300天线，接收天浪节目一点信号都没有，现在在北京接收中国直播卫星节目，已经有了很大的余量，这都得益于中星9号的高场强、大覆盖。其实大家仔细看一下中星9号的场强图，是不是似曾相识，它与天浪的场强覆盖有着惊人的相似：中心场强区与原天浪场强图吻合，第二圈的高场强区与调整后的天浪场强覆盖又是何其相似，只不过是场强大了很多而已。
前面的文章我们已经介绍过，BBMAX是专门从事卫星电视移动接收的一家公司，与韩国WIWORD及CAMOS两家公司合作，推出了适合中国国情的移动卫星接收天线，而这两家公司都是世界顶级的专门研究卫星移动接收的国际公司，其技术一直处于世界领先地位。针对中国热门接收的卫星：134度、138度及122度卫星上的直播平台节目，分别推出了一系列不同型号的天线(图5)，能适应全国不同地区、不同用户的接收需要。从近一年的运行试验表明，BBMAX系列移动卫星天线运行可靠，跟踪精度高，适应性强，售后服务好，受到用户的一致好评。有一位新疆的朋友，特意坐飞机到公司来看我们的产品，现客户几乎遍布全国各省区，卫视传媒为我们中华北方地区总，为产品的推广和普及做出了极大的努力。
中国直播卫星电视节目的开播，为普及卫星移动接收创造了良好条件，从上面的分析我们可以看出，全国几乎2/3的地区都可以用较小的天线来移动接收直播星节目，而在这个区域内，还有一半的地区可以用更小的天线来接收；其余的1/3地区也可以用较大尺寸的移动天线满意接收。直播星套装，我们仍首推早已被用户看好的CSA-300移动天线，
并针对不同层次的客户推出3种不同的套装，但每种套装都包括CSA-300直播星专用移动接收天线、直播星ABS-S专用数字卫星接收、天线相关附件及连接电缆等基本接收设备。用户拿到套装后，只需按说明书连接好线缆及接通电源，无须任何调试，很快就会看到直播星节目了。下面我们介绍一下这个套装：
CSA-300直播星专用移动天线，在外观及尺寸上与接收天浪直播节目的天线基本是一样的(图6)，即直径40厘米，高10.5厘米，直播星专用移动接收天线的上盖采用了三条略有出的加强筋，对外壳承受更大的压力有很大帮助，也进一步延长了其使用寿命。底座在原来磁性吸盘的基础上，又加大了有效面积，使吸附在车项的天线更加牢固，当然如果还不放心，还有四个安装孔位供你选择，进一步加强了其牢固性。图7是打开上盖的内部结构图，天线接收部分和原天线基本相同，只是极化做了修改，由接收天浪节目的右旋改为接收直播星的左旋，其实高频头的位置没有做任何角度的旋转，而是通过天改变线物理结构而实现的。
CSA-300采用的波导管天线实际上是由两个天线单元合成的，每个波导管天线单元的面积是16.8×8.4平方厘米，无论多大面积的波导管天线，都是由这样的基本接收单元组成，所以当多块拼接成的大天线，其接收能力增加的并不明显，并不是按比例增大的。其实移动天线的高度，基本上就是内部接收天线的高度，如果降低天线的高度，而要达到一定的接收效果(保证天线的增益值)，就要在横向上增加天线的长度，即移动天线的直径增大。细心的读者已发现了极化的奥秘，就是波导管天线上的那层金属膜，上面小天线振子长边的方向向左即左旋，向右即右旋(面向我们而言)，所以原来接收天浪节目的天线改为接收天浪节目就很容易了，原则上只是将这层金属膜翻过来就可以了。
CSA-300移动接收天线的高频头本振是10750MHz，正是ABS-S接收机所要求的本振频率，天线接收及控制电路较以前电路也做了部分优化(图8)，减小了电路板的体积，而可靠性进一步加强。与天线同在一包装内的还有其它一些附件(图9)，包括信号电源适配器、直流电源线及两段已做好F头的电缆线。打开包装后，按图10所示将移动天线、适配器、接收机与显示终端连接起来：用包装中附送的10米3线(细线)将天线的中频接口与信号/电源适配器连接起来。电源/信号适配器是一个黑色的小铁盒子，后面有两个F端口，其中标有ANTENNA的接口与天线相接，而另一个标有RECEIVER的F端口用一5(粗线)线与ABS-S接收机的F端口相接，一般而言ABS-S接收机只有一个F端口。适配器上还有一个标有DC-12V的两芯端口，这是接直流12V电源用的，包装中已附送了与之对应接口的电源线，红线为正极，黑色为负极，极性不要搞错。接收机的AV输出接电视机的AV输入，这个都不用说了。
再次确认连线正确后，我们就可以开启适配器的红色开关，及电视机和接收机的电源开关，卫星移动天线初始化后开始搜索卫星信号，一般几秒至十秒后就可以找到信号，电视机上即刻出现直播星节目的画面(图11)。一般情况下接收机是无须任何设置的，因为LNB的高频头本振值及节目的接收参数(下行频率、极化和符码率等)都已固化在接收机中，只要天线对准卫星，且已超过门限，就会有节目出现。如果要实时监测卫星的信号值，我们可以进入菜单进行查看：按遥控器上的菜单键，就打开了如图12所示的主菜单，选择最后一项系统设置，此时弹出的画面要求输入密码，输入0000，就进入了系统设置菜单(图13)。
在这个菜单中有5个子项目，第一项就是安装与信号检测，我们可以按遥控器的左右键(菜单最下面也有提示行)来选择查看四个不同的频点。信号强度一栏当没有接收到信号时是红色的，如果连红色条也没有。则证明接收机与天线间的连接线没有接好，或者电源信号适配器的开关没有打开。注意在检测信号时，选择好某组频点后一定要按下OK确认键，否则是看不到信号值的，这一点一定要注意，本人用了多款ABS-S专用机都是这样。当有信号出现时，信号强度一栏则由红变绿，下面的信号质量也有了绿色的信号条显示。还有一个信号锁定的标志，即菜单最上方的年月日及时间已与北京时间同步，就说明已经锁定了信号。在深圳地区测试，配合CSA-300直播星专用天线，在100km/h的行驶速度下，其信号平均值为36％，已远远超出接收机13％的门限值。工作非常稳定。而在北京测试时，其信号平均值为32％，移动卫星接收天线跟踪良好!
坐在行驶的车中也能看到奥运比赛的实时赛事(图14)，真是一件十分惬意的事情。在我们近几年的全国测试中，已经发现了这一现象，那就是圆极化卫星信号要比线极化信号实时跟踪稳定。相对而言，收直播星又比收天浪节目反应速度更快。大家知道，无论固定接收还是移动接收。只要接收卫星的方向有阻挡物，则信号就会减弱甚至消失，移动接收的环境更加复杂，尤其在市内行驶的车辆，很可能在行驶中被周边的树木、高楼或立交桥短时间阻挡，当然信号也会消失。关键是信号中断后什么时间恢复的问题，这是考验移动卫星接收天线的一个很重要的指标。根据我们的实际测试，CSA-300直播星专用移动天线，只要阻挡物离去。信号便会瞬间恢复，经过隧道时的长时间阻隔，车辆驶出隧道后也会在几秒至十几秒内恢复正常。
关键词：MIMO OFDM 信道衰落 信道容量
中图分类号：TN919.72 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）11-0028-02
随着无线通信技术的飞速发展，以及人们追求生活品质的提高，人们对于通信早已不再满足简单的通话要求。现代移动通信业务种类繁多，在国民经济中服务和战略作用日益明显，而且面对日益匮乏的资源如何建立更高效、安全、快捷的移动通信系统迫在眉睫。MIMO技术以其高效的信道容量和频率利用率将成为下一代移动通信重要技术，MIMO-OFDM系统更是作为新课题被广泛研究，但是MIMO-OFDM系统同样存在信道衰落以及多普勒效应等一系列问题。因此，MIMO-OFDM系统的发展和完善还需要更多的参与和研究。
1 MIMO的概念及特征
多输入多输出MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术是一种新型无线通信技术[1]，最早由马可尼提出，它通过使用多个发射天线发射基带信号并且在接收端使用多个天线接收信号的模式，使信号更大范围内有效传送，在合理充分利用空间资源的同时提高了系统信道容量，因而受到越来越多的关注和研究。近年来，对MIMO的研究主要集中在系统信道编码技术及信道估计算法研究，包括信道编码建模分析以及自适应信道估计技术等等。
如图1所示，MIMO系统采用分立式的多天线发送和多天线分集接收技术。其过程为在发射端通过空时编码技术将信源进行编码，从而信源信号分解形成个子信息流，=1，2，……。通过MIMO系统传输系统，nr个子信息流分别通过多个天线发射，天线之间避免相互干扰，互相独立的空间分集发射，然后经MIMO系统无线信道传输之后在接收端由个接收天线接收，经由空时译码后得到信号。
我们知道香农公式给出信道容量的定量计算式（1-1）：
（1-1）
显然，MIMO系统中由于发射信号数据被分割成多个子数据流，其信道容量会随着子数据流的增加而增长，其容量可用下面公式表示：
（1-2）
其中，Nr表示子数据流的个数，从公式（1-2）看出，相同信噪比下，MIMO系统成倍提高了信道容量，技术优势凸显。
2 无线信道的基本特性
无线信道是无线通信系统的传输管道，在无线通信中信道传输的好坏直接关系着整个无线通信系统的优劣。而且对于MIMO系统而言，多输入和多输出天线的加入本身增加了传输信道的负担，同时发射端和接收端的传播路径变得尤为复杂，而且无线信道具有很大的随机性。无线信道为基站天线与移动台天线之间的电磁传播路径，其衰落特性决定着通信系统的优劣。根据不同的特性，衰落一般有大尺度衰落和小尺度衰落[3]。前者主要由于障碍物阻挡、路径损耗或天气变化引起的；相对而言，小尺度衰落产生的原因更为复杂，包括移动终端在高速移动的环境下产生的多普勒效应，以及移动台附近的散射引起的多径信号在接收端串扰，使得接收端信号变化加大。
2.1 时间选择性衰落
我们知道，发送端和接收端的相对移动会产生多普勒效应，发生多普勒效应时接收端的信号频率会发生变化，多普勒效应会受到相对运动速度影响，若发送端相对运动方向与其发生信号传播方向夹角为，则接收信号的频移可用以下公式（2-1）表示：
（2-1）
其中为光速，显然当时，多普勒频移达到最大，此时公式2-1可以写成式子（2-2）：
（2-2）
在MIMO系统中，当多普勒扩展带宽大于基带信号带宽时，信道出现时间选择性衰落[4]。我们用信道相干时间来描述衰落与多普勒频移的关系表达式（2-3）为：
（2-3）
定义为信号码元周期，当相干时间时，即在一个码元周期信号会经历多次不同的衰落，此时信道会出现快衰落特性。
2.2 频率选择性衰落
大多数情况下多径衰落受到码元周期影响较大，我们可以在时域上通过码元周期和最大多径时延来分析多径衰落：
若，即一个码元周期内信号不能被完全接收，导致相邻码元产生串扰，此时信道出现频率选择性衰落；
若，即一个码元周期内信号被完全接收，多径带来的影响被抵消，相邻码元没有干扰，此时信道是频率非选择性衰落。
从频域上分析这种衰落特性，若相干带宽用表示，我们可以通过式子（2-4）来对相干带宽进行近似数量分析：
4 MIMO信道容量分析仿真
通过对MIMO-OFDM系统进一步了解，并且对其信道信号进行算法分析，通过MATLAB来对MIMO-OFDM系统中天线数量、信噪比以及信道容量参量进行仿真分析。
在信噪比不断增加的情况下，信道容量也同样可以得到增大，在一定范围内，在不增加信号发射功率的情况下，增加天线数量可以将信道容量线性增大，通过MIMO信道将有效地提升信道容量。因此，MIMO信道技术可以缓解由于多普勒效应或者多径干扰对传输信号衰落的影响，提高整个系统传输过程中信噪比。
5 结语
移动通信的高速持续增长势必加快无线通信技术的快速发展，新技术的发展应用更需要长期不断的努力。在频谱资源日益匮乏的今天，MIMO作为未来无线通信关键核心技术，在频谱资源利用率上有着巨大潜力，MIMO必将在未来移动通信中拥有更广泛的应用。
参考文献
[1]唐，张杰.基于MIMO的对流层散射通信信道损耗研究[J].计算机科学，2016（3）：15-17.
[2]杨中豪，王琼.一种基于协方差矩阵的MU-MIMO干扰消除算法研究[J].电子技术应用，2015（12）：79-81.
一、质量指标确定
基地台向移动台及移动电话中心提供双向通道。基地台和移动台之间以无线形式传输,基地台作用的范围称为无线区。它们构成的双向通道中,移动台发射、基地台接收的链路称为上行线,基地台的发射、移动接收的链路称为下行线。由于基地台的发射机输出功率大, 移动台发射功率小,必须采用平衡措施来平衡它们之间的发射功率才能完成双向通信。
在移动通信中除了信号的损耗与衰落之外,还存在有大量的噪声与干扰。由于移动台的流动性带来了移动台分布密度的随机性,噪声与干扰有时比有用信号电平高出几十分贝之多,不仅会使通信质量降低,而且还可能造成通信中断,在无线区设计时应给予足够的重视。
(1)接收机可用灵敏度
接收机灵敏度表征了雷达接收微弱信号的能力,准确测量接收灵敏度对于预估雷达作用距离有重要意义。它表示在仅是接收机内部噪声的情况下,为达到规定的话音质量指标所必需的接收机输人端信号功率的最低值,一般分为基地台可用灵敏度和移动台可用灵敏度。工程上规定以满足接收机音频输出信纳比为12db时的输人信号电平作为设计指标。
(2)快衰落和人为噪声引起的恶化量
移动通信中存在着多径传播效应及人为噪声,为达到只有接收机内部噪声条件下的同样话音质量,须增加接收信号的电平。多径传播对快速运动着的移动台会引起信号的快衰落,这种快衰落的信号听起来好像是声音颤动。对于静止的和缓慢移动的移动台,多径传播在无线区内造成一些信号很低的“小洞”,对低功率的手持机,这种“小洞”会使得话音听起来很嘈杂。以上情况对移动台造成的影响都可能引起噪声的增加导致各自的恶化量不同。所以要依据不同的话音质量等级分别得到移动台需要的恶量和基地台需要的恶化量。
(3)满足通信概率指标需要的系统余量
通信概率是指移动用户在服务区范围内从中心到边缘的任何地点实现符合话音质量等级要求的通话成功概率,一般以边缘通信概率为依据。移动通信的无线信号随位置和时间呈对数正态分布。
二、设计方程
移动通信常常在快速移动中进行,这不仅会引起多普勒频移,产生随机调频,而且会使得电波传输特性发生快速的随机起伏,严重影响通信质量。故移动通信系统须根据移动信道的特征,进行合理的设计。
设计无线区就是要找出自基地站向各个辐射方向上与基地站相距一定的点,并计算在该点上接收信号的功率大于或等于最低可用信号功率。或者移动台在该点发射时,到达基地站天线处基地站接收的信号功率大于或等于最低可用信号功率。为了保证双向的通信距离、话音质量及上下行通信概率相等,必须设法使上下行的系统余量相等。
移动通信系统是采用多信道共用技术,在一个无线小区内,同时通信者会有成百上千,基站会有多部收发信机同时在同一地点工作,会产生许多干扰信号,还有各种工业干扰和认为干扰。归纳起来有通道干扰、互调干扰、邻道干扰、多址干扰等,以及近基站强信号会压制远基站弱信号,这种现象称为“远近效应”。在移动通信中,将采用多种抗干扰、抗衰落技术措施以减少这些干扰信号的影响。
三、无线区半径的确定
1、无线区半径确定的条件
无线电波的损耗是由工作频段、天线高度、人为环境和自然环境造成的。通常以奥村电波传播模型lm为基础进行计算。适用的条件是频率在150~l,500mhz,移动台天线高度为1~10m,基地站台天线高度为30~200m,无线区半径d为1~200m,适用环境是准平坦地形、建筑物平均高度大于15m的城市。无线网络设计一般按以下流程分析不同业务区的小区覆盖半径,规划目标区域基站建设规模。具体流程为先对不同目标业务区域无线覆盖需求分析,确定不同业务链路预算参数并通过链路预算求取最大允许路径损耗,再通过电磁环境测试结果,获得校正的无线传播模型,然后依据无线传播模型和最大允许路径损耗计算小区覆盖半径和小区覆盖面积最后计算基站建设规模和载扇数。
2、无线区半径设计
无线覆盖规划中,需要基于系统负荷初始规划值通过小区覆盖半径的预测来求取小区的覆盖范围,以进一步计算目标区域的基站建设规模。对于上行无线链路,可通过链路预算分析最大允许路径损耗,以进一步预测小区的覆盖范围。在确定的阻塞概率和覆盖概率需求下,不同业务的最大允许路径损耗取决于用户间的干扰水平、移动台最大发送功率、基站接收机灵敏度,穿透损耗等因素。其中干扰水平随着接入用户数量也就是负载水平的变化而变化,在网络规划时针对不同应用场景和业务类型,需采用不同的干扰余量来调整链路预算,其他因素相对稳定,链路预算中的取值可依据各种业务最苛刻的要求来决定。
对于下行无线链路,小区内所有用户共享同一功率资源,依据系统负荷和用户位置分布动态地分配发送给每一用户的下行功率。此外由于多径传播的原因,下行信道不可能通过正交码完全区分,而且,相邻基站的干扰也随机地变化,这就意味着在不同传播环境下,不同部分的信号功率将被处理为干扰,系统的总体干扰水平难以评估。工程建设中,由于基站发送功率和系统的总体干扰随机地变化,很难与上行链路一样分析下行链路不同业务的链路预算,其覆盖范围也无法给出准确的表达式。另一方面,工程测试和系统仿真结果表明无线覆盖主要为上行链路受限。因此,无线规划小区覆盖范围可由上行链路的覆盖半径确定,下行链路的覆盖效果主要通过无线规划软件的仿真来分析。
关键词：4G；通信系统；智能天线；软件无线电
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01
3G全称是3rd Generation，其含义是指第三代数字通信。在国际上，3G网络通信有四个标准：CDMA2000、WiMAX、WCDMA和TD-SCDMA。Code Division Multiple Access的缩写就是CDMA，它是3G移动通信系统的技术基础。CDMA网络系统的优点是通信质量好、抗干扰能力强、系统容量大、多址能力强、手机功耗小、频率利用率高、抗多径衰落能力强和安全保密性能高。3G业务由我国三大通信运营商推出，这也标志着我国正式进入3G网络通信时代。3G的核心应用主要有一下几个方面：视频通话、手机网游、宽带上网、手机购物、手机电视、手机音乐、无线搜索。但是3G技术和频率方面有一定的局限，主要体现在：在不同业务环境之间不同频段难以进行无缝漫游；动态范围多速率业务很难得到提供；通信速率不高。
一、4G通信系统的特点
4G属于宽带接入与分布网络，相比3G通信，4G通信是一种更加先进的新无线世界。可以提供150Mb/s的高质量影像服务给全速移动用户，还有超过2Mb/s的非对称的数据传输能力，这是三维图像的高质量传输的首次实现。
4G通信系统特点：
（一）传输速率加快。对于大范围告诉移动用户（达到250km/h的移动速度）来说，4G系统的达到的数据速率为2Mbit/s；而对于中速移动用户（达到60km/h的移动速度）来说，其数据速率达到20Mbit/s；而对于低速移动用户（如步行或在室内者），其数据速率达到100Mbit/s。
（二）更宽广的宽带。4G信道将会达到100MHz甚至更多带宽。
（三）更大容量。为了大力满足未来大信息量的需求，常常通过新型网络技术如空分多址技术帮助尽量提高系统的容量。
（四）更高的智能型。相比3G系统而言，4G系统的智能性更高，其还可以适应资源分配，适应不同的信道环境以及处理变化的业务流。
（五）多媒体通信得到更高质量的实现。4G通信可以帮助提供如数据、语音和影响等无线多媒体通信服务，通过宽频信道将大量信息传送出去，，是任何用户在任何地点和任何时间都可以在系统中接收到。
二、4G核心技术
正交频分复用（即OFDM）是4G的核心技术。移动通信未来的发展方向是更加高化的频段、更为宽带化、高速化和数据化，而未来移动网的主流业务就是移动IP和移动数据。
（一）正交频分复用技术
正交频分复用技术（OFDM）属于一种较为特殊的多载波传输方案，多载波之间彼此正交能够帮助高效利用频谱资源，且OFDM可以将总宽带分为几个窄带子载波，对于频率选择性衰落具有很高的抵抗能力。其优点是：高利用率频谱；较强的康衰落能力；适宜的高速数据传输；较强的抗码间干扰能力。其缺点为：较低的功率效率，很敏感的相位和频偏噪声。
（二）软件无线电技术
软件无线电英文简称为SDR，各种类型的无线电通信系统可以在一个通用硬件平台中，通过模块化和标准化的硬件功能单元对软件加载方式加以利用来得到实现，而通过适宜的软件使不同体制之间的兼容和所有的标准与体系的更新得以完成。在可编程控制的通用硬件平台上，通过数字信号处理技术使软件无线电技术充分利用软件定义得以实现无线电台的各项功能。
在靠近天线处充分使用宽带的“数字/模拟”转换器是软件无线电技术的中心思想，信号数字化的尽快完成，无线电的功能也由此在软件定义中得以实现。
（三）多进多出技术
多进多出（即MIMO）技术指的是空间分集技术通过多接受和多发射天线来实现，其采取分立式多天线，很多并行的子信道通过通信链的高效分解而得到，这使网络容量大大的提高。MIMO技术是在受到限制的功率宽带的无线信道中系统容量得到提高、高数据速率得以实现、传输质量得到有效提高的空间分集技术。
（四）高性能的接收机
大部分数字接收机都采用模拟器件和高效能魔术转换器，由于基站数字接收机需要有足够的动态范围，帮助对极大的干扰信号进行处理，以使电平较低的有用信号解调出来。根据香农定理，因为较高的传输速率，相比于3G移动通信系统，4G移动通信系统对接收机的性能要高得多。
（五）智能天线技术
在波束间，自适应阵列天线或没有切换的天线就是智能天线。在一个扇区中多波束天线可以同时使用多个固定波束，而多个天线的接收信号在自适应阵列中，可以得到被加权，同时这多个天线在一起合成的信噪比达到最大。
通过阵列天线技术，充分利用各种用户信号空间存在的差异特征，各天线阵元的加权向量依照一些接收准则得到自动调节，也是智能天线达到最佳的放射和接收，这使得多个用户可以在同一个信道上发送并接收还互相不受到干扰。
（六）全IP技术
一个全IP的网络也可以说是4G移动通信系统，这种4G通信系统能够支持IPv6，从而使移动IP得到实现。各种类型的接入系统都可以得到全IP网络支持，网络用户可以通过多个接入系统同时和网络相接连；用户通过网络提供接受到系统可知的业务；网络还为用户提供到跨接入系统的授权、认证、寻址与加密机制。在全IP网络中，核心交换传输和网络呼叫控制在业务控制分离的基础中得到更深入的分离。
（七）切换技术
在当前的服务基站广播的消息使移动台在4G移动通信系统中得到相邻小区的信息，先进的切换技术在4G移动通信系统中得到使用，使终端在多个基站之间可以同时进行接收和发送数据，信号质量也因此得到很好的改善。
三、4G技术展望
现在4G系统已经开始投入到市场，但是还发展范围还不广泛，国际化标准如IEEE等还处在制度规范和标准的过程当中。不过4G是一个融合了现有多种无线接入技术的无缝连接的统一系统，这是网络业务的可便携性和跨系统的全球漫游得以实现，成为更加满足未来市场需求的新移动通信系统。
