數(shù)字電視廣播工程運行中關(guān)鍵技術(shù)存在的問題和解決辦法

山東省單縣融媒體中心(單縣廣播電視臺)：王玙瑾

相比于傳統(tǒng)的廣播電視模式而言，數(shù)字電視廣播工程具有信號頻率高、傳輸質(zhì)量好等多種優(yōu)點，不僅改變了傳統(tǒng)廣電媒體的運營模式，更是在我國實現(xiàn)了對數(shù)字電視這一概念的整體推廣。因此，只有解決數(shù)字電視廣播關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)中存在的問題，才能更快更好的實現(xiàn)我國數(shù)字電視廣播工程的可持續(xù)發(fā)展。

1.數(shù)字電視廣播工程簡述

1.1 數(shù)字電視廣播工程的定義

數(shù)字電視廣播是一種將數(shù)字化處理后的視頻信號、音頻信號以及各種不同的數(shù)據(jù)信號在數(shù)字形態(tài)下進行編碼、調(diào)制與傳遞的技術(shù)。相比于以往的廣播電視技術(shù)，數(shù)字電視廣播工程的信號由于其從演播室環(huán)節(jié)、發(fā)射環(huán)節(jié)、傳輸環(huán)節(jié)到接收環(huán)節(jié)都采用0和1組成的二進制數(shù)字流進行傳播，因此其信號損失相比以往的廣播電視技術(shù)更小，而信號接收效果與節(jié)目播放效果也更好。

1.2 數(shù)字電視廣播工程的發(fā)展歷程

在我國廣播電視行業(yè)發(fā)展的過程當(dāng)中，各種各樣的媒體形式的出現(xiàn)逐漸成為了我國媒體行業(yè)信息化發(fā)展的象征，而數(shù)字電視廣播工程的出現(xiàn)則為我國媒體行業(yè)的發(fā)展提供了全新的動力。早在1996年，我國就已經(jīng)開始了對數(shù)字電視廣播的研究工作，并且在完成了基礎(chǔ)樣機系統(tǒng)建立之后于2000年在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)正式建立了使用數(shù)字化電視的站點，而這也成為了我國后續(xù)推動數(shù)字電視廣播發(fā)展的基礎(chǔ)。2002年，我國數(shù)字電視發(fā)射器的研究成功代表了我國的數(shù)字電視廣播工程的發(fā)展與運用正式走上了正軌。

2.數(shù)字電視廣播的構(gòu)成

在數(shù)字電視廣播工程運行的過程當(dāng)中，其信號廣播與接收的基本結(jié)構(gòu)由三個子系統(tǒng)構(gòu)成，分別為信源編碼與壓縮子系統(tǒng)、服務(wù)復(fù)用與傳遞子系統(tǒng)和傳輸子系統(tǒng)。其中，信源編碼與壓縮子系統(tǒng)可以借助模數(shù)轉(zhuǎn)換器對模擬視頻與音頻信號進行接收，并且將信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字比特流，之后使用MPEG-2對數(shù)字比特流進行壓縮，同時在壓縮信號當(dāng)中加入相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)與輔助數(shù)據(jù)；服務(wù)復(fù)用與傳遞子系統(tǒng)則能夠?qū)⒁曨l數(shù)據(jù)流、音頻數(shù)據(jù)流與輔助數(shù)據(jù)流組合成聯(lián)合分組，并且加上對應(yīng)的標(biāo)記使其一體化，也可以采用MPEG-2來傳遞系統(tǒng)語法對復(fù)用任務(wù)進行控制，并將分組構(gòu)成單個數(shù)據(jù)流；而傳輸子系統(tǒng)則可以對復(fù)用數(shù)據(jù)流進行相應(yīng)的信道編碼與調(diào)制工作。

3.數(shù)字電視廣播工程運行的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 數(shù)字信號發(fā)射頻率

在數(shù)字電視廣播工程的運行過程當(dāng)中，對數(shù)字信號發(fā)射頻率的調(diào)整與控制是一項非常關(guān)鍵的技術(shù)，不僅可以有效保障數(shù)字信號的傳播，更能使數(shù)字電視呈現(xiàn)出的畫面更加清晰。但是，由于數(shù)字信號本身的特殊性，導(dǎo)致當(dāng)前數(shù)字信號傳輸?shù)念l道選擇范圍相對較小，對于信號的發(fā)射頻率也有著一定的要求。依據(jù)2020年1月1日廣電總局頒布的《全國地面數(shù)字電視廣播頻率規(guī)劃》要求，數(shù)字電視頻道調(diào)整為DS-21和DS-29，兩頻道分別屬于V波段（分米）和IV波段（分米），頻率范圍為524~532Hz、638~646Hz，圖像載頻為525.25Hz、639Hz，伴音載頻為531.75Hz、645.75Hz。所以，以往的電視、廣播設(shè)備要結(jié)合上述頻段進行通訊、傳輸技術(shù)的升級，才能實現(xiàn)數(shù)字電視廣播內(nèi)容的清晰、安全和穩(wěn)定傳輸。

3.2 數(shù)字信號發(fā)射天線

在數(shù)字電視廣播工程運行的過程當(dāng)中，數(shù)字信號發(fā)射天線有著非常重要的作用。在以往的媒體行業(yè)發(fā)展過程當(dāng)中，天線的存在直接關(guān)系到關(guān)注電磁波的輻射范圍，而在數(shù)字電視廣播發(fā)展的過程中只需要完成對城鎮(zhèn)地區(qū)的覆蓋就可以了。但是，在人類社會的發(fā)展過程當(dāng)中，電磁波也是一種非常重要的技術(shù)，但由于天線會對電磁波造成一定的影響，因此需要科學(xué)選擇數(shù)字信號發(fā)射天線的建設(shè)位置，才能更好的實現(xiàn)對數(shù)字信號的傳輸效果，從而使人們的視聽體驗更加良好。

例如在圖1所示的數(shù)字電視廣播接收解碼示意圖中透過數(shù)字信號和發(fā)射天線接收到相關(guān)的頻率，當(dāng)射頻信號傳輸后會有調(diào)節(jié)進行轉(zhuǎn)化調(diào)解，然后通過的分析進行分組，將其分為音頻組和視頻組，而后就會分別進行視頻輸出和音頻輸出。

圖1 ：數(shù)字電視廣播接收解碼示意圖

3.3 GPS全球定位系統(tǒng)

GPS全球定位系統(tǒng)是一種以人造衛(wèi)星技術(shù)為核心的高精確度無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，可以為人們提供地球上任何地方甚至近地空間中特定單位的地理位置、時間信息與移動速度，因此在交通、運輸、旅游等行業(yè)得到了極其廣泛的運用。而在數(shù)字電視廣播工程的發(fā)展過程當(dāng)中，GPS全球定位系統(tǒng)能夠使不同地區(qū)的數(shù)字信號實現(xiàn)同步發(fā)射與接收，這可以有效保證數(shù)字信號傳輸?shù)母采w面積與傳輸穩(wěn)定性并且使數(shù)字信號在預(yù)期的范圍內(nèi)進行傳播，從而使數(shù)字信號的發(fā)射與接收工作得以更加順利的進行。

3.4 電磁波信號的傳輸

除了直接進行數(shù)字信號的傳播之外，電磁波信號的傳播也是數(shù)字電視廣播工程當(dāng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。一般來說，人們會選擇使用天線進行電磁波的傳輸與接收，這樣的傳播方法有著覆蓋范圍廣、場強分布良好、信號傳播穩(wěn)定與綜合質(zhì)量高等多種特點，可以為人們提供高質(zhì)量的數(shù)字電視廣播畫面、圖像與聲音的服務(wù)。

4.維持數(shù)字電視廣播運行的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 數(shù)字電視廣播設(shè)備冷卻系統(tǒng)技術(shù)

在數(shù)字電視廣播工程投入使用的過程當(dāng)中，選擇相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)技術(shù)對于維持數(shù)字電視廣播工程的運行有著非常重要的作用。一般來說，數(shù)字電視廣播工程的冷卻系統(tǒng)是按照設(shè)備運行環(huán)境采取不同的冷卻系統(tǒng)。目前，國內(nèi)數(shù)字電視廣播的信號發(fā)射機支持風(fēng)冷、液冷技術(shù)，并設(shè)有響應(yīng)的制冷模塊。但是，國外信號發(fā)射機主要采用冷卻系統(tǒng)。所以，在數(shù)字電視廣播的信號發(fā)射機安裝中，要依據(jù)實際工程的需要，以及發(fā)射機的穩(wěn)定性、散熱量選擇制冷系統(tǒng)。合理地選擇數(shù)字電視廣播設(shè)備的冷卻系統(tǒng)，不僅能滿足數(shù)字電視廣播的信號發(fā)射需求，更能夠促進數(shù)字電視廣播信號系統(tǒng)的建設(shè)，保障數(shù)字電視廣播工程的順利運行。另外，依據(jù)廣電總局的要求，國內(nèi)數(shù)字電視廣播信號發(fā)射機中要含有GPS模塊，方便對數(shù)字電視廣播信號的來源進行跟蹤，以及對故障信號發(fā)射機的位置定位。

4.2 數(shù)字系統(tǒng)適應(yīng)性校正技術(shù)

在數(shù)字電視廣播工程運行的過程當(dāng)中，數(shù)字系統(tǒng)適應(yīng)性校正技術(shù)指的是一種可以在沒有人為干預(yù)的情況下啟動信號發(fā)射機，并且在幾分鐘之內(nèi)將發(fā)射機的性能調(diào)整到最佳狀態(tài)的技術(shù)。除了對發(fā)射機進行啟動與調(diào)整之外，數(shù)字系統(tǒng)適應(yīng)性校正技術(shù)還能夠進一步對自身進行監(jiān)測與矯正，進而使數(shù)字信號在發(fā)射的時候始終處于高標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)適應(yīng)性校正技術(shù)在歐洲許多國家與地區(qū)得到了相當(dāng)廣泛的運用，不僅實現(xiàn)了對數(shù)字信號傳輸質(zhì)量的保障，還進一步簡化了對數(shù)字信號系統(tǒng)的維護工作，從而使數(shù)字電視廣播工程的運行質(zhì)量得到了進一步提高。

4.3 無線連接方式的故障自我診斷與遠程遙控

隨著數(shù)字電視廣播技術(shù)的發(fā)展，新型的數(shù)字電視發(fā)射設(shè)備也逐漸取代了舊有的設(shè)備，成為了當(dāng)前數(shù)字電視廣播工程運行過程當(dāng)中的關(guān)鍵。在新型的數(shù)字電視發(fā)射機當(dāng)中。其設(shè)計方式就是將原本的合成模式轉(zhuǎn)變成為了現(xiàn)在常用的插拔式進行連接，這就可以使原本的數(shù)字電視輻射機的結(jié)構(gòu)形成更加緊湊的有幾個體，進而使對數(shù)字信號發(fā)射機的維護工作變得更加簡便。另外，在數(shù)字電視發(fā)射機當(dāng)中，微處理器的應(yīng)用可以使人們更好地掌控發(fā)射機的當(dāng)前狀態(tài)，并且對機體設(shè)備當(dāng)中的數(shù)據(jù)與有效信息進行詳細觀察，從而使用戶的操作獲得更大的便利。除此之外，新型數(shù)字電視發(fā)射機當(dāng)中往往還會裝載有故障自我診斷系統(tǒng)與遠程遙控系統(tǒng)，從而幫助用戶更快的查找數(shù)字電視傳輸過程當(dāng)發(fā)生故障的部位，并且借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對整個設(shè)備的運行進行有效的控制，從而進一步保障數(shù)字電視信號傳輸?shù)姆€(wěn)定。

5.數(shù)字電視廣播工程運行中關(guān)鍵技術(shù)存在的問題

如圖2所示，通過分析后，圍繞著數(shù)字電視廣播工程運行過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題進行研究，能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段存在的問題主要集中在傳輸質(zhì)量問題、發(fā)射質(zhì)量問題、信號同步問題、信號塔建設(shè)問題這幾個層面。

圖2 ：數(shù)字電視廣播工程運行中關(guān)鍵技術(shù)存在的問題

5.1 數(shù)字信號傳輸?shù)馁|(zhì)量問題

在數(shù)字信號進行傳播的過程當(dāng)中，保證數(shù)字信號的傳輸質(zhì)量是一項非常重要的工作。在信號傳輸?shù)倪^程當(dāng)中，信號有相當(dāng)?shù)目赡苁艿絹碜酝饨缫蛩氐母蓴_，這種干擾可能來源于外界的氣候或環(huán)境，也有可能是由于其他信號的干涉導(dǎo)致信號的傳播方式與傳播速度發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)變。此外，在數(shù)字信號傳輸?shù)倪^程當(dāng)中，數(shù)字信號高頻發(fā)射與低頻發(fā)射應(yīng)用的芯片大多被運用在調(diào)節(jié)電視的線路過程當(dāng)中，因此導(dǎo)致信號的適用范圍受到了一定程度的限制，進而降低了數(shù)字信號的傳輸質(zhì)量。

5.2 數(shù)字信號天線的發(fā)射質(zhì)量問題

在數(shù)字電視廣播工程運行的過程當(dāng)中，數(shù)字信號發(fā)射天線的原理其實十分簡單，通過發(fā)射塔懸掛信號發(fā)射天線進行信號傳輸，就能夠在一定程度上保障數(shù)字信號不會在傳輸?shù)倪^程當(dāng)中受到來自外界環(huán)境的過多影響。但是，在數(shù)字信號天線的架設(shè)過程當(dāng)中，發(fā)射天線因為需要隨時對數(shù)字信號進行傳遞的因素，需要實時進行電磁波的輻射，但由于外界天氣的原因，數(shù)字信號發(fā)射天線的信號發(fā)射質(zhì)量往往難以穩(wěn)定，如果情節(jié)嚴(yán)重的話還會導(dǎo)致發(fā)射信號失真與資源損耗問題的產(chǎn)生，進而嚴(yán)重影響到數(shù)字電視廣播的播放質(zhì)量。

5.3 GPS全球定位系統(tǒng)的信號同步問題

在數(shù)字電視廣播工程借助GPS全球定位系統(tǒng)進行信號的全面發(fā)射與接收的過程當(dāng)中，GPS全球定位系統(tǒng)的信號同步問題是一件非常重要的問題。由于GPS全球定位系統(tǒng)以衛(wèi)星為基礎(chǔ)，因此在進行信號傳播的過程當(dāng)中很容易因地表信號傳輸站點與衛(wèi)星之間的距離差引發(fā)一定程度的信號不同步問題。對于觀眾而言，這種信號不同步將會導(dǎo)致數(shù)字信號的傳輸出現(xiàn)一定程度的延遲，甚至還可能影響到數(shù)字信號的覆蓋范圍，從而導(dǎo)致數(shù)字電視廣播的視聽質(zhì)量受到一定的影響。

5.4 電磁波傳輸信號塔的建設(shè)問題

在數(shù)字電視廣播工程運行的過程當(dāng)中，電磁波傳輸信號塔的建設(shè)對于維持電磁波的傳輸有著十分重要的作用。電磁波是一種由互相垂直的電場與磁場發(fā)生的震蕩粒子波，這種波在傳播過程當(dāng)中受到外界自然環(huán)境的影響非常嚴(yán)重，因此在電磁波傳輸信號塔的建設(shè)過程當(dāng)中，控制信號塔的建設(shè)方式與建設(shè)距離是一項非常嚴(yán)重的問題，如果未能采用適當(dāng)?shù)慕ㄔO(shè)方法，就會因信號在傳播過程當(dāng)中受到的干擾與影響導(dǎo)致收看收聽數(shù)字電視廣播的觀眾的視聽體驗的全面下降。只有加強對信號塔建設(shè)的保障工作，才能更好地避免自然環(huán)境對電磁波信號的影響，進而實現(xiàn)全面的無線數(shù)字信號覆蓋。

6.數(shù)字電視廣播工程關(guān)鍵技術(shù)問題的解決方法

6.1 對數(shù)字信號傳輸站點周邊的環(huán)境選擇

數(shù)字電視廣播工程運行的過程當(dāng)中，為了保障數(shù)字信號的傳輸穩(wěn)定，工作人員就需要加強對數(shù)字信號傳輸站點周邊環(huán)境的選擇。首先，數(shù)字信號傳輸站點的建設(shè)最好避免在靠近水源或潮濕的區(qū)域進行，因為這會導(dǎo)致信號在傳輸過程當(dāng)中根據(jù)波頻的變化產(chǎn)生相應(yīng)的質(zhì)量問題；其次，工作人員需要對數(shù)字信號傳輸站點的周邊的其他信號進行監(jiān)控，確認沒有過多的可能影響數(shù)字信號傳輸質(zhì)量的其他信號的存在，才能選擇進行數(shù)字信號傳輸站點的建設(shè)，進而保障數(shù)字信號的傳輸效果。

6.2 對數(shù)字信號發(fā)射天線的搭建改進

除了對數(shù)字信號傳輸站點的建設(shè)位置進行相應(yīng)的選擇之外，工作人員還應(yīng)當(dāng)對數(shù)字信號發(fā)射站點的天線的搭建進行相應(yīng)的改進，以此進一步保障數(shù)字信號的穩(wěn)定傳輸。首先，數(shù)字信號發(fā)射天線的懸掛區(qū)域要盡量選擇海拔較高的地區(qū)，以此減少惡劣天氣所產(chǎn)生的對信號質(zhì)量的影響；另外，工作人員還應(yīng)當(dāng)選擇合適的數(shù)字電視發(fā)射機，并且采用正確的方法對數(shù)字電視發(fā)射機進行操作，避免在數(shù)字信號傳輸過程當(dāng)中因操作不當(dāng)影響信號質(zhì)量，才能更好的為數(shù)字電視廣播節(jié)目的質(zhì)量提供保障。

6.3 對GPS全球定位系統(tǒng)信號的同步

在數(shù)字電視廣播工程的運行過程當(dāng)中，確保GPS技術(shù)與衛(wèi)星進行同步信號傳輸是一項非常關(guān)鍵的內(nèi)容。首先，工作人員應(yīng)當(dāng)嘗試在信號傳遞的過程當(dāng)中采用多個發(fā)射臺進行同步發(fā)射信號的操作，以此確保信號接收的穩(wěn)定性，同時確保信號的正常傳輸范圍；其次，研究人員應(yīng)當(dāng)加強對GPS技術(shù)的研究與改善，嘗試使用衛(wèi)星進行信號的轉(zhuǎn)接，以此促進信號的高質(zhì)量發(fā)射與傳輸，同時減少對地面大功率發(fā)射設(shè)備的使用。只有加強對GPS全球定位系統(tǒng)信號的同步，才能更好地保障數(shù)字電視廣播工程的順利運行。

6.4 對電磁波信號發(fā)射塔的安裝方式選擇

在我國對數(shù)字電視廣播工程的電磁波信號發(fā)射塔進行安裝的過程當(dāng)中，為了保證電磁波信號的傳輸質(zhì)量，工作人員首先就需要對電磁波的地理選址進行相應(yīng)的考量，以此保障信號發(fā)射塔所發(fā)射的電磁波信號的覆蓋范圍；其次，工作人員還需要對信號發(fā)射塔的天線組件的安裝與構(gòu)建進行調(diào)整。目前，我國使用的天線組件的安裝方式是安裝水平化的發(fā)射天線，這樣就可以使電磁波信號的場強輻射更加均勻，并且在同功率下獲得更大的覆蓋范圍。但是，在一些環(huán)境相對潮濕或樹木生長茂盛的地區(qū)，水平化的安裝方式則會受到嚴(yán)重的干擾，此時最好選擇使用垂直化的天線。

7.結(jié)束語

隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電視廣播技術(shù)早已走入了千家萬戶的生活當(dāng)中，為人們提供了更加良好的視聽服務(wù)。只有加強對于數(shù)字電視廣播工程關(guān)鍵技術(shù)的研究，并且采取針對性的措施解決數(shù)字電視廣播工程關(guān)鍵技術(shù)存在的問題，才能使人們享受到質(zhì)量更加穩(wěn)定優(yōu)秀的數(shù)字化電視廣播服務(wù)。