廣播電視信號傳輸及檢測技術(shù)研究

鐘富強

摘? ?要：高效、準(zhǔn)確的信號傳輸及檢測技術(shù)是確保廣播電視高品質(zhì)性的基礎(chǔ)和前提，而為提升觀眾黏性，需要優(yōu)選信號傳輸技術(shù)，并針對傳輸中的多類信號干擾問題，進(jìn)行自動化檢測和消除。為此，文章將結(jié)合當(dāng)前主流的信號傳輸技術(shù)，分析其優(yōu)劣性，同時，引入一種信號濾波器來進(jìn)行干擾信號檢測和濾除，以優(yōu)化廣播電視信號。

關(guān)鍵詞：廣播電視;信號傳輸;光纖傳輸技術(shù);檢測技術(shù)

廣播電視信號的傳輸和檢測技術(shù)作為影響節(jié)目質(zhì)量的核心要素，其信號傳輸?shù)乃俾省⑶逦院蜏?zhǔn)確向，直接影響了觀眾的視聽感覺和體驗，而目前隨著技術(shù)的革新和進(jìn)步，數(shù)字微波傳輸技術(shù)、衛(wèi)星及光纖傳播技術(shù)等具有傳輸速率快、數(shù)據(jù)規(guī)模大及覆蓋范圍廣等優(yōu)勢性，而得以廣泛應(yīng)用，同時，因為廣播電視信號傳輸中的自然條件、電磁、人為等諸多因素的干擾，而出現(xiàn)傳輸時延或是質(zhì)量差等問題，故而，研究明細(xì)了各類傳輸技術(shù)的優(yōu)劣性，以便根據(jù)實踐應(yīng)用條件靈活選擇，基于不同傳輸技術(shù)和干擾信號多元性的考量，介紹了一種具有普適應(yīng)的干擾信號濾波器，以此為廣播電視優(yōu)化發(fā)展提供理論參考。

1? ? 廣播電視信號傳輸?shù)募夹g(shù)類別

1.1? 數(shù)字微波傳輸技術(shù)

數(shù)字微波傳輸技術(shù)在廣播電視信號傳輸中具有廣泛應(yīng)用性，是應(yīng)用較為成熟的技術(shù)，該技術(shù)具有傳播路徑多元性、信號空間容量大、承載較高的頻率與頻段，可適應(yīng)波段、海量的信號傳輸需求，且通過拋物線面天線的設(shè)立，微波傳輸技術(shù)可實現(xiàn)波長長度的靈活控制，調(diào)控天線口面積，實現(xiàn)良好的傳輸效果。同時，可利用中繼形式以接力方式，在中繼站設(shè)置多個信號傳輸點，以此提高信號接收準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。具體而言，數(shù)字微波傳輸技術(shù)因?qū)儆跓o線傳輸技術(shù)，在以下幾個方面表現(xiàn)明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，一方面是該技術(shù)可以有效規(guī)避自然條件和人為因素引發(fā)的信號傳輸中斷，在惡劣的傳輸環(huán)境下表現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)、高效的傳輸性。而另一方面，數(shù)字微波信號傳輸技術(shù)適用范圍較廣，對于地理環(huán)境的適應(yīng)性較強，不論是平整空曠的平原，還是崎嶇偏僻的山地，均表現(xiàn)出源信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性、低成本性和高效性。

1.2? 衛(wèi)星傳播技術(shù)

隨著技術(shù)的進(jìn)步，衛(wèi)星信號傳輸技術(shù)因具有傳輸范圍廣、距離遠(yuǎn)、速度快且準(zhǔn)確性高等優(yōu)勢得以在多領(lǐng)域應(yīng)用和發(fā)展，尤以廣播電視信號傳輸中的應(yīng)用最為廣泛。衛(wèi)星傳輸技術(shù)的應(yīng)用依賴于發(fā)射器、轉(zhuǎn)化器及接收器等3大組件，其中，發(fā)射器可利用發(fā)射天線選擇相應(yīng)的波段，將經(jīng)過壓縮、調(diào)制、變頻和功率擴(kuò)大后的廣播電視信號傳輸給衛(wèi)星。而星載轉(zhuǎn)發(fā)器用于接收地面發(fā)射來的廣播電視信號，并對其進(jìn)行變頻和功率放大處理，而后，再反射返回給地面。接收器通過接受、處理衛(wèi)星發(fā)射回來的信號，便實現(xiàn)廣播電視信號的顯示和應(yīng)用?？梢姡l(wèi)星信號傳輸及時是通過地面廣播電臺來發(fā)射信號，并經(jīng)由衛(wèi)星接收處理后轉(zhuǎn)發(fā)、傳輸至各地，各地在接受衛(wèi)星信號便可讓廣播電視顯示和播放，廣播電視信號僅經(jīng)過衛(wèi)星的二次傳播，信號傳播的穩(wěn)定性較強，能夠確保圖像、音質(zhì)的高清、穩(wěn)定性，且該種傳輸原理使得衛(wèi)星信號傳輸技術(shù)具有較強的靈活性、低成本性和較強適應(yīng)性，能夠適應(yīng)不同規(guī)模、類型和地區(qū)的廣播電視信號傳播需求。但衛(wèi)星傳輸技術(shù)因衛(wèi)星軌道位置有限、衛(wèi)星數(shù)量較少、傳輸頻率和數(shù)據(jù)規(guī)模較少，且容易受冰雪、星蝕、日凌等天氣因素的干擾，影響廣播電視信號傳輸?shù)臅r效性、穩(wěn)定性，存在一定的應(yīng)用局限性。

1.3? 光纖傳輸技術(shù)

光纖傳輸技術(shù)是利用光波在光導(dǎo)纖維中進(jìn)行廣播電視信號傳輸?shù)姆绞剑紫仍诎l(fā)射端將傳輸?shù)膹V播電視信號轉(zhuǎn)換為電信號，而后調(diào)制至激光器發(fā)出的激光束上，讓光強跟隨廣播電視信號的頻率變動而變動，并經(jīng)由光纖傳輸出去。而接收端接的檢測器在接受光信號后將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，以解調(diào)方式復(fù)原廣播電視源信號。該種傳輸技術(shù)的最顯著特征是廣播電視信號數(shù)據(jù)的傳輸規(guī)模和數(shù)量較大，可以確保廣播電視傳輸信號的完整性，且在傳輸過程中，受電磁波的干擾性較小，幾乎不存在。同時，光纖傳輸技術(shù)所使用的材質(zhì)成本較低且輕型化，實現(xiàn)了廣播電視低耗、低成本傳輸向，且信號傳輸?shù)谋Ｃ苄暂^優(yōu)，對于具有電視、影視作品版權(quán)保密等級較高的廣播電視信具有更好的適應(yīng)性[1]。

2? ? 廣播電視信號的檢測技術(shù)

2.1? 廣播電視信號的干擾因素

廣播電視信號傳輸中容易受日凌、雨雪等自然條件干擾，雷達(dá)、微波中繼信號等電磁干擾，毗鄰的上下行衛(wèi)星干擾、傳輸接收設(shè)備自行干擾以及人為的同級、反級干擾及惡意干擾等，這些干擾信號的存在，將影響廣播電視信號的正確傳輸，且擠占信號，增加傳輸網(wǎng)絡(luò)的擁堵性。目前，針對自然干擾，可結(jié)合漸變性，補償廣播電視信號在上行鏈路上的衰耗，以此來為下行鏈路提供充足的雨衰余量。但針對日凌帶來的干擾信號，尚無更好的應(yīng)對方法，同時，基于電磁及人為干擾信號的多樣性和海量性，多采取實時觀測、預(yù)防措施，且現(xiàn)有的檢測技術(shù)研究多集中在衛(wèi)星傳輸方式上，如圖像、載噪比、頻譜等均為有效的檢測手段，但針對數(shù)字微波和光纖傳輸技術(shù)的檢測方法研究較少，而檢測技術(shù)具有趨同性[2]，故而，可將上述圖像、載噪比技術(shù)遷移應(yīng)用。也可針對干擾信號源的不同、使用的傳輸技術(shù)不同，通過對比分析選用更為適宜的檢測技術(shù)，并可采用濾波器檢測方法，基于正常與干擾信號的頻譜差異，對不同干擾信號進(jìn)行檢測和處理，以有效濾除傳輸網(wǎng)絡(luò)的雜波、確保傳輸信號的準(zhǔn)確、可靠。

2.2? 基于濾波器的干擾信號檢測技術(shù)

以信號濾波器作為檢測技術(shù)，對不同的干擾信號進(jìn)行檢測，并濾除可從根本上保障廣播電視傳輸信號的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性，實踐中，可選用數(shù)字信號處理器、輸入信號濾波、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Analog-to-Digital Converter，ADC）模擬信號轉(zhuǎn)化、信號輸出等幾大模塊，進(jìn)行硬件選型和設(shè)計，整體框架如圖1所示。

圖1? 廣播電視信號傳輸網(wǎng)絡(luò)中干擾信號檢測濾波器的結(jié)構(gòu)

濾波器形式的廣播電視信號檢測技術(shù)，是以時域信號頻譜的實時變動為依據(jù)，依照電視節(jié)目質(zhì)量要求對干擾信號進(jìn)行檢測、濾除，結(jié)合上圖可知，廣播電視信號傳輸網(wǎng)絡(luò)中的干擾信號檢測濾波器主要由以下幾部分構(gòu)成。

（1）干擾信號輸入模塊：該模塊主要負(fù)責(zé)廣播電視信號傳輸過程中遭遇的自然條件、人為、電磁及設(shè)備等干擾信號進(jìn)行采集，并將該模擬數(shù)據(jù)信號，送入ADC模塊進(jìn)行信號變換。

（2）ADC模塊：該模塊模擬數(shù)據(jù)信號向數(shù)字信號轉(zhuǎn)化的核心環(huán)節(jié)，因數(shù)字信號處理器需要以數(shù)字信號為基礎(chǔ)，所以，應(yīng)將采集的廣播電視信號進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，而后再交由處理器進(jìn)行濾波處理[3]。

（3）數(shù)字信號處理器：該模塊是濾波器的核心，是廣播電視信號傳輸中干擾信號檢測、濾波功能實現(xiàn)的關(guān)鍵支撐，其首先接收經(jīng)ADC模塊轉(zhuǎn)換并與檢測多路串行的數(shù)字信號，而后，根據(jù)干擾信號類型，通過設(shè)定一定的頻率閾值，讓一些廣播電視信號通過，使得其他頻率的干擾信號衰減至濾除，由此，對其進(jìn)行檢測、濾波處理，并將濾波后的信號轉(zhuǎn)化為模擬值，完成該操作之后，將所得廣播電視信號傳輸至數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（Digital-to-Analog Converter，DAC）信號轉(zhuǎn)換器對，尤其對信號模擬值進(jìn)行平滑處理，將高頻分量取出，達(dá)到高精準(zhǔn)的濾波目的，并通過信號輸出模塊完成高清信號的輸出，以為觀眾提供高效、高品質(zhì)的圖像、音質(zhì)服務(wù)[4]。

3? ? 結(jié)語

廣播電視信號的傳輸與檢測技術(shù)作為節(jié)目音質(zhì)、圖像清晰度的基本保障，該技術(shù)的優(yōu)化與否直接影響觀眾的感官體驗，對于優(yōu)化電視節(jié)目質(zhì)量和服務(wù)，提升觀眾黏性具有重要的效應(yīng)，而實踐中，信號傳輸與檢測技術(shù)存在多類，而如何結(jié)合實踐技術(shù)和應(yīng)用條件，進(jìn)行最優(yōu)選擇和設(shè)計是關(guān)鍵，上述針對各類傳輸信息技術(shù)的全面解析，可有效發(fā)揮不同傳輸技術(shù)優(yōu)勢，規(guī)避和補足其存在的問題和缺陷，且考量干擾信號異質(zhì)性的濾波檢測技術(shù)，能夠抑制各類干擾信號，為廣播電視信號的優(yōu)質(zhì)傳播提供全面支撐。

[參考文獻(xiàn)]

[1]張志軍.廣播電視信號的傳輸及檢測論述[J].中國新通信，2018（16）：219.

[2]楊明.廣播電視的信號傳輸和檢測技術(shù)探討[J].科技傳播，2018（10）：63-64.

[3]劉桂萍.廣播電視信號傳輸中的光纖傳輸技術(shù)[J].傳播力研究，2018（12）：253.

[4]陳明星.廣播電視的信號傳輸與檢測方法探討[J].通訊世界，2016（15）：92.

Research on radio and TV signal transmission and detection technology

Zhong Fuqiang

（Yuyang District， Yulin City Radio and Television Station Balasu Central Station， Yulin 719000， China）

Abstract：Efficient and accurate signal transmission and detection technology is the basis and prerequisite to ensure the high quality of radio and television. In order to enhance the viscous audience， it is necessary to optimize the signal transmission technology， and to solve the problem of multiple types of signal interference in transmission， automatic detection and elimination are carried out. Therefore， this paper will combine the current mainstream signal transmission technology， analyze its advantages and disadvantages， and introduce a signal filter to detect and filter interference signals， in order to optimize the radio and television signals.

Key words：radio and TV; signal transmission; optical fiber transmission technology; detection technology