廣電數(shù)字發(fā)射覆蓋技術(shù)的應(yīng)用探究

劉燕茹

【摘要】廣電數(shù)字發(fā)射覆蓋技術(shù)改變了以往傳統(tǒng)電視信號傳輸與節(jié)目播出方式，大幅提升了廣電系統(tǒng)容量，優(yōu)化了節(jié)目的畫面效果，保障了信號的穩(wěn)定傳輸，使廣大受眾得以獲得更加清晰與穩(wěn)定的節(jié)目觀看體驗。鑒于此，文章首先闡述了廣電數(shù)字發(fā)射覆蓋技術(shù)的相應(yīng)分類，然后就廣電數(shù)字發(fā)射覆蓋技術(shù)的具體應(yīng)用展開相應(yīng)探究，以期可對眾廣電技術(shù)人員有所借鑒參考價值。

【關(guān)鍵詞】廣播電視;數(shù)字發(fā)射覆蓋技術(shù);技術(shù)原理;具體應(yīng)用

中圖分類號：TN92 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.23.005

1. 廣電數(shù)字發(fā)射覆蓋技術(shù)的分類

1.1 DMB-T技術(shù)

采用DMB-T技術(shù)能夠充分發(fā)揮廣電節(jié)目的特點優(yōu)勢，確保廣電信號的優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定傳輸，并有效改善信號傳輸過程中的安全問題，且與其他方案相比，該技術(shù)對于節(jié)目信號的接收靈敏度更高。

該技術(shù)采用PN序列保護間隔，借助擴頻技術(shù)所具有的高保護同步傳輸，利用其對OFDM的保護間隔進行填充，與較為傳統(tǒng)的DVB-T技術(shù)相比，不用插入過多的導(dǎo)頻信號，且系統(tǒng)頻譜使用率比傳統(tǒng)高出約10%，能夠為傳輸過程提供更大的有效荷載。

通過TDS-OFDM系統(tǒng)的信道估計技術(shù)，確保系統(tǒng)的同步與信道的估計時間有效降低，與其他標(biāo)準(zhǔn)相比，有效參數(shù)一次估計時間約需0.6ms，由200ms與1ms降至約2ms和0.6ms，大大提升了數(shù)據(jù)移動傳輸過程中系統(tǒng)的接收性能。

DMB-T技術(shù)中采用的幀結(jié)構(gòu)與絕對時間保持同步，更利于自動喚醒功能的設(shè)置，更加節(jié)能省電且支持便捷接收，且與絕對時間同步的優(yōu)勢使得更易于實現(xiàn)對單頻網(wǎng)信號同步發(fā)送的控制。

DMB-T傳輸協(xié)議中，對每個長度為500μs的廣電傳輸數(shù)據(jù)信號幀設(shè)置了特別功能的幀頭，更加便于數(shù)據(jù)信息進行識別與分類，從而為融合多業(yè)務(wù)類型廣播提供有效的技術(shù)支撐。

1.2 ATSC技術(shù)

ATSC技術(shù)作為一種數(shù)字廣電制式，在地面頻道規(guī)劃6MHz的射頻帶寬內(nèi)能夠傳輸?shù)姆柭蕿?0.762MS/s，凈荷碼率為19.28Mb/s，能攜載多套標(biāo)清或一套高清電視節(jié)目，也可在電視節(jié)目數(shù)據(jù)傳輸中進行應(yīng)用。該技術(shù)具有基于IP協(xié)議、流媒體網(wǎng)絡(luò)封裝、高效率頻譜傳輸、支持多業(yè)務(wù)的單頻點傳輸、幀結(jié)構(gòu)靈活等技術(shù)特點，主要用于廣電節(jié)目圖像的處理，在接收到廣播電視發(fā)送的節(jié)目圖像信號之后，利用ATSC技術(shù)對信號進行選擇，并結(jié)合實際提取所選擇的圖像信號。然后，再利用該技術(shù)將所提取的圖像信息進行壓縮處理，采用此種技術(shù)進行圖像的處理后，能夠最大限度減少其傳輸空間占比。最后，將壓縮處理的圖像信號進行傳輸，從而有效保證了信號傳輸?shù)男Ч?/p>

1.3 DVB技術(shù)

DVB技術(shù)是指能夠傳輸不同類別數(shù)據(jù)的“信息容器”的廣播，其能夠通過這些“信息容器”簡單地將進行壓縮處理后的圖像、音頻或數(shù)據(jù)傳送至接收端。該技術(shù)是數(shù)字發(fā)射覆蓋較為常用的技術(shù)，其借助相應(yīng)設(shè)備實現(xiàn)了與廣播控制系統(tǒng)的聯(lián)系，并通過交流平臺的搭建，實現(xiàn)電視與其控制系統(tǒng)的連接，以最終實現(xiàn)數(shù)字電視節(jié)目信息的更好傳輸。DVB技術(shù)主要涉及數(shù)字電視中視頻畫面、音頻等內(nèi)容，并能夠?qū)Υ祟悆?nèi)容進行更好處理。同時，對于數(shù)字電視中的特效內(nèi)容，也可以利用DVB技術(shù)進行傳輸，但缺點是DVB技術(shù)投入工程量大、成本較高，且具有更高的專業(yè)性。

1.4 ISDB技術(shù)

ISDB技術(shù)具有柔軟性、擴展性、共通性等優(yōu)勢特點，其能夠靈活實現(xiàn)多節(jié)目電視與其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的集成與發(fā)送。作為數(shù)字電視發(fā)射覆蓋技術(shù)發(fā)展的必然趨勢，其主要是通過對數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深入研究，促使其更好應(yīng)用于數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)之中。對于ISDB技術(shù)而言，其能夠確保數(shù)字電視信號在無線網(wǎng)中實現(xiàn)更好傳播，保證廣電信號實現(xiàn)安全穩(wěn)定傳輸。

2. 廣電數(shù)字發(fā)射覆蓋技術(shù)的應(yīng)用

2.1 技術(shù)原理

單頻網(wǎng)適配器。數(shù)字電視系統(tǒng)工作原理如圖1所示。在單頻網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)建時，須充分考慮與之匹配的適配系統(tǒng)。單頻網(wǎng)適配系統(tǒng)的功能主要通過插入適配器來實現(xiàn)，其可以與系統(tǒng)匹配適合對應(yīng)的碼率以及插入SIP。一是，碼率適配。對TS流的碼率進行適配，如若TS包碼流數(shù)據(jù)不足，則能夠自動插入單頻網(wǎng)適配空包，進而實現(xiàn)與TS碼流相互匹配的目的。二是，插入SIP。數(shù)字電視單頻網(wǎng)適配器能夠根據(jù)GPS系統(tǒng)所提供事件信息，按周期規(guī)律地插入SIP至TS流，并確定不同的發(fā)射臺具體的信號發(fā)射時間。

節(jié)目傳輸系統(tǒng)。節(jié)目傳輸系統(tǒng)是否合理直接關(guān)系著數(shù)字電視節(jié)目信號傳輸質(zhì)量的優(yōu)劣，并影響著單頻網(wǎng)的搭建與組網(wǎng)。在發(fā)射覆蓋技術(shù)的具體應(yīng)用時，電視信號的傳輸應(yīng)嚴(yán)格按照全透明的相關(guān)要求，并結(jié)合SIP相關(guān)定義的規(guī)定，控制網(wǎng)絡(luò)延時不得超過1s，從而促使同步信號發(fā)射系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)同步發(fā)射的需求。同時，控制TS碼流抖動<100ns，從而防止廣電數(shù)字激勵器對節(jié)目源端產(chǎn)生誤判，以免發(fā)生誤操作導(dǎo)致復(fù)位。當(dāng)前利用光纖、衛(wèi)星等專用的信號傳輸網(wǎng)絡(luò)，將單頻網(wǎng)適配器的輸出碼流分別傳輸并分配到不同的發(fā)射站點，進而實現(xiàn)節(jié)目內(nèi)容的全透明傳輸。

同步發(fā)射系統(tǒng)。作為數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)中較為重要的處理單元，數(shù)字同步發(fā)射系統(tǒng)能夠在激勵器收到傳輸?shù)腡S復(fù)用流后，先將其調(diào)制成為射頻信號，并結(jié)合SIP軟件的定義時間以及GPS的時間等，進一步明確本地所需要的具體延遲時間。如此才能夠促使射頻信號在載波與發(fā)射時間上實現(xiàn)同步，并達(dá)到與數(shù)字單頻網(wǎng)同步的規(guī)定。

2.2 具體應(yīng)用

單頻網(wǎng)作為較為靈活的覆蓋方式，其能夠最大限度節(jié)約頻率資源，提升頻譜利用效率，改善電視節(jié)目的覆蓋率情況。在單頻網(wǎng)廣播中，須首先解決由于同頻干擾所造成的不良影響。以往傳統(tǒng)的單頻網(wǎng)系統(tǒng)主要是借助GPS來使各個發(fā)射機的發(fā)射時間保持同步，并通過保護間隔使接收的不同信號同步到達(dá)接收機。對于距離超出保護間隔時，往往會導(dǎo)致多個同頻信號傳輸至對應(yīng)接收機的時間存在偏差，并造成接收機無法完成解碼。針對上述問題，應(yīng)充分解決在交叉覆蓋區(qū)域內(nèi)不同發(fā)射基站同頻信號無法進行同步的情況。在交叉覆蓋區(qū)域合理選擇相應(yīng)的時延調(diào)節(jié)模塊，并結(jié)合實際要求對其進行調(diào)整，對于相互鄰近的基站可通過采用不同的信號極化方式發(fā)射信號，進而規(guī)避相鄰基站間同頻信號的干擾問題，并為單頻網(wǎng)技術(shù)的實現(xiàn)提供保障。對于單頻網(wǎng)廣播技術(shù)而言，無需進行GPS時鐘同步系統(tǒng)的設(shè)置，大大降低了成本支出，有效確保了系統(tǒng)的安全可靠性，并規(guī)避了交叉覆蓋區(qū)域同頻信號間存在干擾的情況。

如圖2，為單頻網(wǎng)補點同步覆蓋發(fā)射基站原理圖，數(shù)字信號在前端完成相應(yīng)的處理后，傳輸至微波寬頻發(fā)射機以及光發(fā)射機?；就瓿尚盘柕慕邮蘸螅褂米冾l器對信號予以處理，使其轉(zhuǎn)變?yōu)閁HF信號，然后對UHF波段的電視信號進行濾波處理，并對RF射頻信號進行延時調(diào)整。單頻網(wǎng)發(fā)射主要采用小功率發(fā)射機，并確保周邊至少10～20km范圍的用戶能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋。由于該類技術(shù)省去了GPS時間同步設(shè)備，因此，無需進行保護間隔的設(shè)置。該方案中信號的來源為多頻道微波、光纜傳輸，在廣電數(shù)字信號的接收時無需接收基站轉(zhuǎn)發(fā)，大大降低發(fā)射基站信號存在的延時問題，但交叉覆蓋區(qū)域的接收點無法同步接收基站信號。在對多個單頻網(wǎng)交叉覆蓋區(qū)域完成相應(yīng)的測試后，根據(jù)要求適當(dāng)調(diào)整補點基站的傳播時延，進而有效保證接收機能夠同步接收發(fā)射信號，防止對接收機解碼造成影響，同時，也防止同頻信號間的干擾問題。

3. 結(jié)語

新興數(shù)字信息技術(shù)的發(fā)展，促使廣電數(shù)字發(fā)射覆蓋技術(shù)得以廣泛深入應(yīng)用，不僅使得數(shù)字電視的信號傳輸更加的穩(wěn)定、可靠，而且使得數(shù)字電視節(jié)目的畫面質(zhì)量也得以進一步提升，確保了數(shù)字電視系統(tǒng)得以安穩(wěn)運行。為促使該技術(shù)更好的服務(wù)于民，務(wù)必從技術(shù)基礎(chǔ)以及用戶層面出發(fā)，繼續(xù)研究，持續(xù)對軟件與硬件進行更新、升級，以促使數(shù)字電視節(jié)目質(zhì)量得以不斷提升，造福民眾。

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