廣播電視微波數(shù)字化設(shè)備的技術(shù)研究

顏喜寧

【摘要】微波數(shù)字化設(shè)備是當(dāng)前數(shù)字化時(shí)代廣播電視傳播的重要技術(shù)，本文主要研究廣播電視微波數(shù)字化設(shè)備的技術(shù)研究，首先介紹數(shù)字化廣播電視技術(shù)特征，了解數(shù)字化廣播電視的基本特點(diǎn)，重點(diǎn)分析數(shù)字化廣播電視技術(shù)特征以及主要的設(shè)備技術(shù)，在此基礎(chǔ)上總結(jié)廣播電視微波數(shù)字化設(shè)備技術(shù)的維護(hù)措施，希望通過本文的研究能夠更加全面的認(rèn)識(shí)了解廣播電視微波數(shù)字化設(shè)備相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】廣播電視;數(shù)字化;微波

中圖分類號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.24.006

廣播電視微波數(shù)字化是當(dāng)前廣播電視傳輸?shù)闹匾夹g(shù)手段和傳播形式，能夠有效滿足廣播電視傳播的需求。隨著信息時(shí)代的不斷發(fā)展，人們對(duì)于廣播電視傳播的質(zhì)量要求也不斷提高，微波數(shù)字化技術(shù)也變得更加重要。當(dāng)前在廣播電視傳播中，微波數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用仍然存在諸多不足之處，導(dǎo)致頻譜失真、信號(hào)中斷等問題，影響用戶的收看收聽體驗(yàn)，因此在現(xiàn)階段加強(qiáng)對(duì)于廣播電視微波數(shù)字化設(shè)備的技術(shù)研究是十分必要的，能夠更加全面的了解數(shù)字化廣播電視技術(shù)特征和廣播電視微波數(shù)字化設(shè)備技術(shù)，從而制定針對(duì)廣播電視微波數(shù)字化設(shè)備技術(shù)維護(hù)的具體措施，更好的發(fā)揮微波數(shù)字化技術(shù)在廣播電視節(jié)目傳播中的作用。

1. 數(shù)字化廣播電視技術(shù)特征

1.1 數(shù)字化廣播電視圖像信號(hào)數(shù)字化

數(shù)字化廣播電視能夠?qū)崿F(xiàn)圖形信號(hào)的數(shù)字化傳輸。要想實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)對(duì)電視信號(hào)的模擬，需要依次完成信號(hào)采樣、編碼以及量化等三個(gè)主要的步驟。而且為了后期將數(shù)據(jù)信號(hào)恢復(fù)為原始電視信號(hào)，采樣頻率需要超過電視信號(hào)寬帶的兩倍，而且必須保證數(shù)字信號(hào)與副載波之間的頻率連接才能避免信號(hào)節(jié)拍造成的圖像噪聲。在實(shí)際采樣過程中，需要將模擬電視信號(hào)轉(zhuǎn)換為可以控制的離散脈沖信號(hào)，并采用舍零取整的原則對(duì)信號(hào)幅度值進(jìn)行定量處理并對(duì)信號(hào)進(jìn)行重新排列，從而轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào)，實(shí)現(xiàn)圖像信號(hào)的數(shù)字化。

1.2 數(shù)字化廣播電視音頻信號(hào)數(shù)字化

廣播電視節(jié)目要求實(shí)現(xiàn)聲畫同步，需要同時(shí)將圖像聲音信號(hào)傳送到用戶終端，因此需要將音頻信號(hào)數(shù)字化處理。音頻信號(hào)和圖像信號(hào)之間存在一定的差異，不能直接同步處理，需要單獨(dú)處理音頻信號(hào)。只有充分考慮圖像信號(hào)的掃描頻率以及長頻率等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)才能更好的實(shí)現(xiàn)圖像與音頻信號(hào)的同步傳輸。而且可以使用低頻濾波器控制攔截頻率，降低頻率差異對(duì)音頻信號(hào)造成的影響。與圖形信號(hào)的處理相似，需要對(duì)轉(zhuǎn)換后的脈沖信號(hào)進(jìn)行離散處理，量化后重新對(duì)準(zhǔn)得到數(shù)字化音頻信號(hào)。

2. 廣播電視微波數(shù)字化設(shè)備技術(shù)分析

廣播電視微波數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)需要依靠專業(yè)的設(shè)備技術(shù)，其中最主要的是以下三種技術(shù)：

2.1 數(shù)字微波收信技術(shù)分析

數(shù)字微波收信技術(shù)主要包括數(shù)字濾波技術(shù)、自適應(yīng)均衡技術(shù)、空間分集技術(shù)。其中數(shù)字濾波技術(shù)能夠利用先進(jìn)的數(shù)字濾波器中內(nèi)置的線性相位設(shè)計(jì)以及帶內(nèi)平坦度降低通信過程中頻率受到的干擾。而空間分集技術(shù)則是綜合利用多個(gè)接收天線接收信號(hào)，篩選使用最優(yōu)的信號(hào)，利用天線之間的互補(bǔ)來降低由于多徑衰落對(duì)信號(hào)傳播造成的影響。

數(shù)字微波收信設(shè)備主要包括射頻、中頻和解調(diào)系統(tǒng)三部分，其中解調(diào)系統(tǒng)主要指信號(hào)解調(diào)機(jī)，系統(tǒng)運(yùn)行中主要采用外差式方案實(shí)現(xiàn)信號(hào)接收。射頻系統(tǒng)中低噪聲放大器的靈敏度較高，主要作用是接收傳輸來的信號(hào)，而天線系統(tǒng)則可以使用濾波器選擇合適的信道頻率并抑制其他信道的干擾。放大工作主要依靠中頻系統(tǒng)完成，而且能夠自動(dòng)增益數(shù)字信號(hào)，將電視信號(hào)的電平調(diào)整到穩(wěn)定的狀態(tài)后再傳輸?shù)浇庹{(diào)系統(tǒng)中，而且能夠支撐接收信道對(duì)頻帶頻率的響應(yīng)。數(shù)字微波接收過程中，首先利用接收天線系統(tǒng)對(duì)微波信號(hào)混頻轉(zhuǎn)換，然后再使用中頻放大器放大信號(hào)，將信號(hào)濾波處理后再利用解調(diào)系統(tǒng)對(duì)信碼解調(diào)處理，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的恢復(fù)再生。而且為了更好的處理在傳輸處理過程中造成的信號(hào)失真問題，一般會(huì)將中頻自適應(yīng)均衡器融合到接收設(shè)備中，并結(jié)合空間分集技術(shù)降低信號(hào)傳輸中出現(xiàn)的通信中斷問題出現(xiàn)的頻率。

2.2 數(shù)字微波發(fā)信技術(shù)分析

數(shù)字調(diào)制技術(shù)、中頻放大器、功率放大器和自動(dòng)發(fā)信功率控制技術(shù)是數(shù)字微波發(fā)信技術(shù)中的主要技術(shù)設(shè)備。其中自動(dòng)發(fā)信功率控制技術(shù)能夠自動(dòng)調(diào)整選擇在設(shè)備運(yùn)行中的發(fā)信功率，適應(yīng)收信電平的變化。這樣能夠在維持電路正常運(yùn)行使用的同時(shí)提高設(shè)備運(yùn)行效率，而且能夠有效避免由于環(huán)境問題造成的信號(hào)不穩(wěn)定問題。

常用的數(shù)字微波發(fā)信設(shè)備主要包括中頻調(diào)制式和直接調(diào)制式兩種，前者適用于中大容量數(shù)字化設(shè)備，能夠在140或70MHz實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)的中頻調(diào)制，調(diào)制特性以及兼容性都比較好。后者主要在中小容量場景中使用。在微波數(shù)字化處理中，一般選用中頻調(diào)制器對(duì)變換后的信碼調(diào)制載頻，獲取調(diào)制信號(hào)。再使用功率中放對(duì)調(diào)制后的信號(hào)放大，得到變頻器運(yùn)行要求的電平，之后同構(gòu)濾波器將信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)字微波發(fā)信系統(tǒng)的天線系統(tǒng)中，最后使用天線將數(shù)字化信號(hào)發(fā)射出。這種設(shè)備與模擬微波設(shè)備的功能相似，最大的區(qū)別是前者用于數(shù)字基帶信號(hào)的調(diào)制發(fā)射。

2.3 同步網(wǎng)技術(shù)分析

數(shù)字微波傳輸中，不同的信號(hào)分開處理，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行同步處理，避免出現(xiàn)語音、圖像、數(shù)據(jù)等不同步的情況。一般情況下，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字微波的同步，通常采用分布式時(shí)鐘用于同步協(xié)調(diào)。目前使用的基準(zhǔn)時(shí)鐘主要包括位于核心層的一級(jí)時(shí)鐘、位于匯聚層的二級(jí)時(shí)鐘和位于接入層的三級(jí)時(shí)鐘，其中一級(jí)時(shí)鐘一般采用銫鐘，精準(zhǔn)度極高，但是工藝限制大，不容易采購，一般運(yùn)營商會(huì)選擇部分城市的中心局布置一級(jí)時(shí)鐘，同時(shí)會(huì)其他的樞紐樓配置備用銫鐘，從而提升一級(jí)時(shí)鐘系統(tǒng)的可靠性。二級(jí)時(shí)鐘一般在中心局應(yīng)用，主要作用是跟蹤一級(jí)時(shí)鐘時(shí)間并輸出時(shí)間給其他數(shù)字設(shè)備。三級(jí)時(shí)鐘一般選用同步設(shè)備時(shí)鐘，在網(wǎng)元設(shè)備中廣泛應(yīng)用。

三級(jí)時(shí)鐘的同步又分為三種不同的形式，其一是準(zhǔn)同步，在不同局點(diǎn)和業(yè)務(wù)設(shè)備上連接設(shè)置不同的高級(jí)別時(shí)鐘，能夠比較靈活的對(duì)設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，而且設(shè)備連接數(shù)據(jù)漂移比較低，但是容易出現(xiàn)周期性滑動(dòng)，系統(tǒng)可靠性較差。其二是主從同步，依靠分級(jí)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，將主時(shí)鐘設(shè)置在同步網(wǎng)絡(luò)中，通過鏈路同步主時(shí)鐘與其他時(shí)鐘，系統(tǒng)更加可靠，成本較低，但是在定時(shí)時(shí)會(huì)出現(xiàn)同步環(huán)路的問題。其三是混合同步，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上劃分不同的區(qū)間，在區(qū)間內(nèi)獨(dú)立完成主從同步系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，在數(shù)字廣播電視中普遍使用。

3. 廣播電視微波數(shù)字化設(shè)備技術(shù)維護(hù)措施

從前文分析可知，廣播電視微波數(shù)字化設(shè)備運(yùn)行使用需要較高的技術(shù)要求，而且在運(yùn)行使用中容易受到諸多不同因素的影響，要想保證設(shè)備的正常使用，需要制定完善的技術(shù)設(shè)備維護(hù)措施，重點(diǎn)可以從以下幾方面入手。

3.1 廣播電視收發(fā)設(shè)備技術(shù)維護(hù)

首先要對(duì)收發(fā)信設(shè)備中不同指示燈的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查，確保接頭連接牢固。其次要仔細(xì)清潔設(shè)備內(nèi)部，而且要注意使用的風(fēng)機(jī)毛巾等需要具備防靜電功能，避免影響收發(fā)設(shè)備的正常使用。另外在檢查過程中要重點(diǎn)檢查收發(fā)信電平、基礎(chǔ)電壓、指示燈、圖像聲音的顯示等，在日常工作中強(qiáng)化維護(hù)保養(yǎng)。在發(fā)射技術(shù)方面，首先要制定完善的安全原則及維護(hù)周期，按照計(jì)劃對(duì)設(shè)備技術(shù)進(jìn)行維護(hù)更新，消除影響設(shè)備運(yùn)行的安全隱患，而且要盡量避免移動(dòng)設(shè)備。其次要對(duì)維修技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行必要的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的維護(hù)保養(yǎng)，針對(duì)出現(xiàn)的問題要徹底弄清原因，制定應(yīng)急預(yù)案。另外需要與行業(yè)站點(diǎn)之間建立良好的競爭合作關(guān)系，進(jìn)一步推進(jìn)廣播電視技術(shù)的傳播發(fā)展。

3.2 廣播電視天線饋線系統(tǒng)的技術(shù)維護(hù)

在廣播電視系統(tǒng)運(yùn)行中，數(shù)字微波天饋線需要安裝在信號(hào)發(fā)射塔上完成信號(hào)的接受發(fā)射，在日常維護(hù)中重點(diǎn)做好設(shè)備牢固性的維護(hù)，避免出現(xiàn)由于天氣原因?qū)е碌脑O(shè)備震動(dòng)破壞。日常每年需要定期檢修緊固螺絲，并用密封膠密封處理天饋線的連接位置，確保信號(hào)能夠正常傳輸。除了螺絲緊固外，還需對(duì)饋管進(jìn)行緊固，而且要監(jiān)測(cè)波道的氣壓，及時(shí)對(duì)波道充氣，避免進(jìn)入潮濕空氣腐蝕內(nèi)部銅壁，影響信號(hào)傳輸。

3.3 廣播電視配電系統(tǒng)的技術(shù)維護(hù)

廣播電視微波數(shù)字化設(shè)備要想正常運(yùn)行使用，必須依靠穩(wěn)定的供電系統(tǒng)，在日常作業(yè)中需要嚴(yán)格做好配電系統(tǒng)的技術(shù)維護(hù)。首先需要做好配電系統(tǒng)的例行檢查，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)設(shè)備載荷進(jìn)行調(diào)整，其次要根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況對(duì)電纜容量、數(shù)量進(jìn)行擴(kuò)充，維持設(shè)備的正常使用。另外每次交接班都要對(duì)配電柜內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查確認(rèn)，確保設(shè)備運(yùn)行正常，如果發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常情況，需要對(duì)運(yùn)行日志進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的問題并進(jìn)行處理，避免造成安全隱患。

4. 結(jié)語

通過本文的分析可知，目前廣播電視傳播已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的廣播電視圖像信號(hào)以及音頻信號(hào)，在系統(tǒng)運(yùn)行中主要使用數(shù)字微波收信技術(shù)、發(fā)信技術(shù)以及同步技術(shù)。但是目前廣播電視微波數(shù)字化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在諸多不足之處，需要從配電系統(tǒng)、天線饋線以及收發(fā)設(shè)備等多方面入手強(qiáng)化日常設(shè)備技術(shù)維護(hù)才能更好的發(fā)揮微波數(shù)字化技術(shù)的作用。未來隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，廣播電視微波數(shù)字化的程度會(huì)不斷升高，應(yīng)用的設(shè)備技術(shù)會(huì)更加先進(jìn)，也會(huì)遇到更多更復(fù)雜的問題，這就需要技術(shù)人員不斷加強(qiáng)對(duì)于微波數(shù)字化設(shè)備技術(shù)的研究，制定更加合理的應(yīng)用方案，更好的發(fā)揮數(shù)字化設(shè)備技術(shù)的作用，滿足廣播電視數(shù)字化發(fā)展的需求。

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