广播电视传输技术李鉴增.ppt

广播电视传输技术 第1章 基础理论 和基础知识 电磁波 天线 广播电视传输系统 条件接收系统 §1 电磁波 1.1电磁波的传播 电磁波在空间的传播性能与其频率密切相关。频率较低的中波(300～3000KHz)可以沿地面传播几百公里的距离；频率较高的短波(1.5~30MHz)沿地面传播的衰减较大，主要靠天波传播。即依靠大气层中电离层的反射传播，一跳可以传4000km，多次反射可作环球传播。 开路电视信号的频率在30MHz以上，沿地面传播时的衰减更大，也不能被电离层反射，只能采用直线传播的方式，即视距传播。 §1 电磁波 1.2电磁波的极化 当电磁波在空间传播时，其电场强度矢量Ｅ的方向具有确定的规律，这种现象称为电磁波的极化。 线极化波的电场强度矢量Ｅ沿一确定方向。当Ｅ与地面垂直时，称为垂直极化波；当Ｅ与地面平行时，称为水平极化波。考虑到发射天线和接收天线的架设方便，减少重影，以及避开其它电波的干扰等因素，一般垂直极化波大多用于中波广播，移动通信、卫星电视广播等；水平极化波大多用于短波广播、地面电视广播、调频广播、卫星电视广播等。 §1 电磁波 圆极化波是其电场强度矢量Ｅ的振幅不随时间而变，但其方向却在一个平面内匀角速旋转的波。圆极化波广泛应用于卫星通信中，其优点是接收天线在极化面内作任何倾斜都能等效接收。 §2 天 线 天线是无线电设备中用以辐射或接收电磁波的部件。根据“天线互易原理”，一副天线作为发射天线或作为接收天线，其性能参数完全相同。 天线的增益Ｇ：在电磁波场强相等的条件下，定向天线在最大接收方向向匹配负载输出的有用信号功率与放在该处的无损耗全向天线向匹配负载输出的有用信号功率之比，或两者电平之差。定向天线的增益越大，它的方向性越强。 定向天线同全向天线比较所得的增益称为绝对增益，以分贝来表示时，用dBi作单位；定向天线同基本半波振子天线比较所得的增益称为相对增益，用分贝表示时，以dBd作单位 。 一副定向天线绝对增益的分贝数等于其相对增益分贝数再加上2 .15 dＢ。 §2 天 线 天线的方向性描述天线在不同方向的不同特性。常用方向图来直观地表示天线的方向性。 主瓣宽度通常是指半功率宽度，即主瓣中功率电平比主瓣最大值电平下降３ｄＢ（对应的场强为最大场强值的0．707倍）处的波瓣宽度； 前后比定义为其主瓣功率电平最大值P1dB与后瓣功率电平 最大值P2dB 之差 §3 广播电视传输系统 3.1模拟传输系统的性能指标 1.失真和噪声指标 影响广播电视信号传输质量的两大问题：失真和噪声。 描述非线性失真的指标主要有C/CTB和C/CSO。失真主要是由于放大器的非线性引起。放大器的工作电平每升高1dB，则C/CTB指标降低2dB， C/CSO指标降低1dB。 噪声性能用载噪比C/N来衡量。放大器的工作电平每升高1dB，则C/N指标提高1dB。 §3 广播电视传输系统 2. 失真和噪声对图像质量的影响 噪声太大，使C/N指标不合格，在电视屏幕上表现为雪花状的、杂乱无章的干扰。 交调指标不合格，会在电视屏幕上出现雨刷、负像等现象，其他失真指标不合格，会在电视屏幕上出现网纹干扰。 §3 广播电视传输系统 3.2数字传输系统 1.广播电视信号的数字化 取样 量化 编码 §3 广播电视传输系统 2. 数字基带传输系统的组成 信源编码器把模拟信号变为数字信号，并压缩信源数码率，以提高传输的有效性。 复用是利用时分复用方式把多路信号复接成一路信号。 信道编码器则是为了保证传输的可靠性。 §3 广播电视传输系统 但降低了传输效率。例如，DVB-C的信道编码采用R-S(204,188)编码来提高传输的可靠性。每个数据包的总长度为204个字节，其中包头占4个字节，有效数据的长度为184 个字节，差错校验为16 个字节。在系统中传输数据的效率为184/204。 §3 广播电视传输系统 3. 数字信号的调制 1)幅度键控ASK 2)频移键控FSK 3)相移键控PSK 其中QPSK抗干扰能力强，得到广泛应用。 4)正交幅度调制MQAM：用于DVB－C中。属于幅度与相位相结合的调制方式。星座图上各个点之间不仅相位不同，幅度也有区别。 §3 广播电视传输系统 16QAM 星座图 A.优点： ①频带利用率高，在各点 间距相同时， QAM调 制的星座图可以容纳 更多的点。( 16PSK中，16 个码元均匀分布于以1为半径 的圆周上， 码元间距为π/8＝0 .393 而16QAM相邻码元之间的距离为（√2 )/3＝0 .471)。 M越大，频带利用率越高，抗干扰能力越弱。 §3 广播电视传输系统 ②功率利用率高。在平均功