4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對電視的影響

孫 琳 丁思堯

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4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對電視的影響

孫 琳 丁思堯

煙臺廣播電視臺，山東 煙臺 264003

對4G 移動通信系統(tǒng)中將會用到的關(guān)鍵技術(shù)作了分析，對電視信號傳輸?shù)挠绊懽髁藢Ρ取?/p>

4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；OFDM；Ad；Hoc；衛(wèi)星傳輸

1 概述

第四代移動通信技術(shù)的概念可稱為廣帶（Broadband）接入和分布網(wǎng)絡(luò)，具有非對稱超過2Mb/s 的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網(wǎng)、移動廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網(wǎng)絡(luò)。第四代移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比第三代移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)具有更多的功能。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同頻帶的網(wǎng)絡(luò)中提供無線服務(wù)，可以在任何地方寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)（包括衛(wèi)星和平流層通信），能夠提供信息通信之外的定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等綜合功能。同時，第四代移動通信系統(tǒng)多功能集成的寬帶移動通信系統(tǒng)，并基于廣帶接入IP系統(tǒng)的。

4G系統(tǒng)總的技術(shù)目標(biāo)和特點(diǎn)可以概括為： 4G 系統(tǒng)應(yīng)具有更高的數(shù)據(jù)率、更好的業(yè)務(wù)質(zhì)量、更高的頻譜利用率、更高的安全性、更高的智能性、更高的傳輸質(zhì)量、更高的靈活性，能支持非對稱性業(yè)務(wù)，并能支持多種業(yè)務(wù)，能體現(xiàn)移動與無線接入網(wǎng)和IP網(wǎng)絡(luò)不斷融合的發(fā)展趨勢,因此4G 系統(tǒng)是一個全I(xiàn)P 的網(wǎng)絡(luò)。

4G 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)完成的主要功能為：無線接入網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)絡(luò)的連接層要完成移動性管理任務(wù)；能夠完成各種無線接入網(wǎng)絡(luò)之間以及每種無線接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部間的互聯(lián)、切換、服務(wù)質(zhì)量（QoS）協(xié)商、安全性和移動性管理；核心網(wǎng)絡(luò)要能夠和各種新的無線接入網(wǎng)絡(luò)和各種原有的無線接入網(wǎng)絡(luò)互通。無論是同種類型接入網(wǎng)絡(luò)間的切換還是不同類型接入網(wǎng)絡(luò)間的切換,其最終目的都是為了向用戶提供無縫的服務(wù),滿足所需的QoS, 因此切換過程中需要重新配置網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種配置包括終端的重新配置, 即通過改變配置的軟件(來源于軟件無線電的概念) 使終端能夠在不同的無線接入網(wǎng)中漫游, 其中包括動態(tài)的選擇網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和不同的接入網(wǎng)絡(luò), 滿足端到端的QoS。

2 4G技術(shù)特性

2.1 OFDM技術(shù)

第四代移動通信系統(tǒng)主要是以O(shè)FDM為核心技術(shù)。OFDM實(shí)際是MCM（Multi-CARRIER Modulation多載波調(diào)制）的一類。

其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制在每個子信道上進(jìn)行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關(guān)技術(shù)來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾。每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個子信道可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾。而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。

OFDM技術(shù)之所以越來越受關(guān)注，是因?yàn)镺FDM 有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：

a）頻譜利用率高，頻譜效率比串行系統(tǒng)高近一倍。OFDM信號的相鄰子載波相互重疊，其頻譜利用率可以接近Nyquist極限。

b）抗衰落能力強(qiáng)。OFDM把用戶信息通過多個子載波傳輸，這樣在每個子載波上的信號時間就相應(yīng)地比同速率的單載波系統(tǒng)上的信號時間長很多倍，從而使OFDM 對脈沖噪聲和信道快衰落的抵抗力更強(qiáng)。

c）適合高速數(shù)據(jù)傳輸。OFDM 自適應(yīng)調(diào)制機(jī)制使不同的子載波可以按照信道情況和噪聲背景的不同使用不同的調(diào)制方式。當(dāng)信道條件好的時候，應(yīng)采用效率高的調(diào)制方式；而當(dāng)信道條件差的時候，則應(yīng)采用抗干擾能力強(qiáng)的調(diào)制方式。再有，OFDM 加載算法的采用，使得系統(tǒng)可以把更多的數(shù)據(jù)集中放在條件好的信道上以高速率進(jìn)行傳送。因此，OFDM 技術(shù)非常適合高速數(shù)據(jù)傳輸。

d）抗碼間干擾（ISI）能力強(qiáng)。碼間干擾是數(shù)字通信系統(tǒng)中除噪聲干擾之外最主要的干擾，它與加性的噪聲干擾不同，是一種乘性干擾。造成碼間干擾的原因有很多，實(shí)際上，只要傳輸信道的頻帶是有限的，就會造成一定的碼間干擾。OFDM由于采用了循環(huán)前綴，故對抗碼間干擾的能力很強(qiáng)。

2.2 Ad Hoc路由協(xié)議

第四代通信網(wǎng)絡(luò)能夠提供普遍的覆蓋和高的移動性支持。而Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)可以在通信熱點(diǎn)地區(qū)提供高的數(shù)據(jù)傳輸速率。因而蜂窩網(wǎng)絡(luò)和Ad hoc 被認(rèn)為是兩種互補(bǔ)的系統(tǒng)。將這兩種網(wǎng)絡(luò)相互融合可以提高各自的性能。Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)和移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)整合的拓?fù)洹?/p>

在第四代通信網(wǎng)絡(luò)與AD Hoc整合網(wǎng)絡(luò)中，路由協(xié)議算法異常重要[1]。目前，國際上通常將Ad Hoc 路由協(xié)議分為兩大類：表驅(qū)動路由協(xié)議（Table Driven Routing Protocols)和按需求路由協(xié)議（On-Demand Routing Protocols)。DSDV路由協(xié)議是表驅(qū)動路由協(xié)議的典型代表。但傳統(tǒng)的DSDV 路由協(xié)議存在一些缺陷，不能滿足第四代移動通信網(wǎng)絡(luò)的高速、高效、高準(zhǔn)確度等特點(diǎn)。因此，提出一種基于第四代移動通信網(wǎng)絡(luò)的DSDV 改進(jìn)算法，克服了傳統(tǒng)DSDV 算法存在的不足，大幅度提高了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，減少路由和能源開銷，更好支持QoS 要求，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率，為第四代移動通信網(wǎng)絡(luò)帶來很大優(yōu)勢。

3 4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電視信號傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用

在4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)出來之前，電視臺主要靠微波和衛(wèi)星來傳輸信號，但是都受到一定的限制。

（1）微波傳輸?shù)奶攸c(diǎn)具有傳輸能力強(qiáng)、后期維護(hù)方便、經(jīng)濟(jì)成本低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但是微波也有缺點(diǎn)，比如輻射大，受天氣和環(huán)境影響大，大微波移動不方便，小微波受到距離的限制。

（2）衛(wèi)星車傳輸能力強(qiáng)、后期維護(hù)不方便、經(jīng)濟(jì)成本高、抗干擾能力強(qiáng)，但是也移動不變，在馬拉松賽事等項(xiàng)目中發(fā)揮不出效果來。

而4G移動網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在很好地彌補(bǔ)了這一段空白，4G網(wǎng)絡(luò)的帶寬已經(jīng)可以達(dá)到高清信號的標(biāo)準(zhǔn)，而且只要有信號塔就不會受到地形、速度、天氣的限制，不論是在哪里，只要有移動信號，就可以把信號傳出來，可以接入互聯(lián)網(wǎng)傳送到任何地方。網(wǎng)絡(luò)維護(hù)更為便捷，經(jīng)濟(jì)成本也更低。

4 結(jié)論

本文通過分析4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特性和傳統(tǒng)的電視信號傳輸?shù)奶匦?，闡述了4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對電視信號傳輸帶來的新機(jī)遇。4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使電視傳輸技術(shù)更進(jìn)一步，使觀眾們更好地觀賞電視。

[1]張 帆：一種集成 Ad Hoc 與蜂窩的 4G 新型網(wǎng)格（IAGG）[J].無線通信，2005，14（1）：9-12.

4G network technology on television

Sun Lin Ding Siyao

Yantai radio and TV station, Shandong, 264003, China,

In this paper, 4G mobile communication system will be used in the key technology to do the analysis of the impact of television signal transmission to do a comparison

4G network technology; OFDM; Ad Hoc; satellite transmission

G229.2-F

A

1009-6434（2016）12-0039-02

姓名:孫琳（1986—），性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）為山東省威海市，當(dāng)前職稱助理工程師，學(xué)歷本科