數(shù)字技術(shù)在廣播電視無線覆蓋實(shí)踐中的應(yīng)用

李國浩

（作者單位：廣西廣播電視技術(shù)中心）

廣播電視作為人們?nèi)粘Ｉ钪蝎@取新聞資訊和放松娛樂的一種重要媒介，它的出現(xiàn)在很大程度上改變了人們的生活。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著5G、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)電視信號(hào)覆蓋方法不僅無法滿足人們對(duì)于廣播電視畫質(zhì)的高要求，同時(shí)也嚴(yán)重阻礙了廣播電視的進(jìn)一步發(fā)展。因此，對(duì)廣播電視無線覆蓋的升級(jí)改造迫在眉睫。而數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用為廣播電視的發(fā)展提供了一種全新的思路，其能夠?yàn)閺V播電視帶來更高的傳輸質(zhì)量，并能夠大幅度提升用戶容量，實(shí)現(xiàn)廣播電視的無線覆蓋。但是，從另一方面來看，數(shù)字技術(shù)在廣播電視無線覆蓋中的應(yīng)用也會(huì)受到諸多因素的影響，從而導(dǎo)致各種類型問題的出現(xiàn)。因此，加強(qiáng)研究數(shù)字技術(shù)在廣播電視無線覆蓋實(shí)踐中的應(yīng)用意義重大。

1 數(shù)字技術(shù)概述

數(shù)字技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)逐漸發(fā)展起來的一種全新技術(shù)。數(shù)字技術(shù)被廣泛應(yīng)用之前，工作人員在廣播電視中對(duì)于聲音和圖像等數(shù)據(jù)信息的加工采用的是模擬信號(hào)技術(shù)，而數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)大大降低了對(duì)聲音、視頻等信息進(jìn)行加工的難度，提升了傳播的效率和質(zhì)量。數(shù)字技術(shù)也被稱為“數(shù)字控制技術(shù)”，它能夠通過某些專用設(shè)備將圖文信息轉(zhuǎn)換成為能夠被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)識(shí)別的二進(jìn)制數(shù)字，然后再對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算、存儲(chǔ)等操作[1]。由此也可以看出，在廣播電視中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)需要所有設(shè)備采用二進(jìn)制模式，這樣可以有效降低外界環(huán)境對(duì)信號(hào)的干擾，提升數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)度，有助于廣播電視朝著集成化的方向發(fā)展。

此外，在廣播電視中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)不僅可以增強(qiáng)信號(hào)的強(qiáng)度，同時(shí)還可以擴(kuò)大信號(hào)的覆蓋范圍，為用戶呈現(xiàn)出更為清晰的高質(zhì)量畫面。并且，數(shù)字技術(shù)在廣播電視中的應(yīng)用還可以豐富廣播電視節(jié)目內(nèi)容，提升用戶觀看節(jié)目的可選擇性。

2 廣播電視中常用的數(shù)字技術(shù)類型

2.1 信號(hào)壓縮技術(shù)

采用數(shù)字技術(shù)來對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳輸，通常需要對(duì)其進(jìn)行壓縮處理，且不同的壓縮標(biāo)準(zhǔn)有著不同的碼率。在廣播電視中，工作人員通常采用的是標(biāo)準(zhǔn)碼率的信號(hào)壓縮技術(shù)，因其相較于低碼率壓縮技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢(shì)，能夠大大提升廣播電視無線信號(hào)的覆蓋范圍。

2.2 通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要涉及設(shè)備和服務(wù)兩個(gè)方面的內(nèi)容，其能夠幫助用戶解決寬帶堵塞、病毒入侵等問題，而在廣播電視中的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要指的是以光纖或者光纜作為信息載體，并在此基礎(chǔ)之上采用調(diào)制解調(diào)器、光信號(hào)收發(fā)器來對(duì)信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化，其可以提升信號(hào)傳播的穩(wěn)定性，確保廣播電視信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，便于對(duì)音視頻信號(hào)進(jìn)行處理。由于該技術(shù)所采用的也是二進(jìn)制轉(zhuǎn)換模式，計(jì)算機(jī)只需對(duì)“0”或“1”的二進(jìn)制電路進(jìn)行識(shí)別就可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的無線傳播，這就可以在確保信號(hào)傳輸穩(wěn)定性的同時(shí)也保障信號(hào)傳輸質(zhì)量。但是，在實(shí)際應(yīng)用通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)過程中，工作人員還需要注意做好對(duì)儀器的保養(yǎng)工作，尤其是對(duì)于一些精密度較高的儀器來講，做好其防火、防電工作尤為重要。除此之外，工作人員還應(yīng)確保通信機(jī)房內(nèi)的溫濕度時(shí)刻處于標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，保持機(jī)房的整潔無灰塵，并對(duì)出現(xiàn)問題的設(shè)備及時(shí)進(jìn)行維修保養(yǎng)，只有這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)廣播電視無線網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化。

2.3 數(shù)字音頻嵌入技術(shù)

由于視頻信號(hào)和音頻信號(hào)之間通常都是相輔相成的，視頻信號(hào)與音頻信號(hào)之間的匹配性對(duì)于廣播電視節(jié)目的順利播出有著十分重要的影響[2]。為了有效提升廣播電視節(jié)目的效果，工作人員通常會(huì)在進(jìn)行節(jié)目編輯過程中對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行處理。在操作過程中，首先，為確保音視頻的同步播放，工作人員需要將音頻數(shù)據(jù)劃分為不同的階段，并將聲道不同的音頻插入至相對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)；其次，采用數(shù)字分量串行接口的方式將處理完成的音頻數(shù)據(jù)插入對(duì)應(yīng)的階段之中；再次，將音頻和視頻進(jìn)行合并，整合成為“數(shù)字視頻+音頻信號(hào)”的模式。在此過程中應(yīng)用數(shù)字音頻嵌入技術(shù)，可以快速、高效地完成對(duì)音頻數(shù)據(jù)的處理，并降低噪聲產(chǎn)生的概率，達(dá)到對(duì)廣播電視節(jié)目播出效果進(jìn)行優(yōu)化的目的。

2.4 調(diào)音技術(shù)與數(shù)字云技術(shù)

數(shù)字技術(shù)在廣播電視無線傳輸中的廣泛應(yīng)用帶動(dòng)了數(shù)字音頻調(diào)音技術(shù)的快速發(fā)展，這主要得益于該技術(shù)在提升廣播電視節(jié)目播出效果方面表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。其不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字音頻設(shè)備的集中控制，同時(shí)也能夠?qū)Σ煌窂降臄?shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行高效處理。此外，在傳統(tǒng)的廣播電視制作模式下，用戶想要觀看自己喜歡的電視節(jié)目時(shí)，往往存在著不能點(diǎn)播和回放的問題，而隨著數(shù)字技術(shù)在廣播電視無線覆蓋領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸深入，云技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其能夠?qū)崿F(xiàn)電視節(jié)目回看和點(diǎn)播的功能。數(shù)字云技術(shù)主要應(yīng)用在廣播電視節(jié)目的存儲(chǔ)方面，采用該技術(shù)可以將電視節(jié)目存儲(chǔ)在互聯(lián)網(wǎng)的云端之內(nèi)，如此一來，用戶就可以依據(jù)自身的需要從云端直接獲取相關(guān)的節(jié)目，打破了傳統(tǒng)廣播電視節(jié)目播出的時(shí)間限制。

3 數(shù)字技術(shù)在廣播電視無線覆蓋應(yīng)用中需要注意的問題

3.1 無線信號(hào)的傳輸損耗問題

通常來講，視距的傳輸在微波和超短波中應(yīng)用，常見的微波主要有分米波、毫米波和厘米波等，常見的超短波則主要指的是米波。結(jié)合電波傳播的相關(guān)理論可知，地面廣播電視進(jìn)行信號(hào)的傳輸和收發(fā)所采用的都是視距傳播，這是由廣播電視頻道信號(hào)處于米波和分米波之上所決定的，但電視信號(hào)的載波調(diào)制卻在微波頻段。而無線信號(hào)的傳輸損耗主要用于對(duì)信號(hào)在傳播過程中磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化情況進(jìn)行描述，具體包含系統(tǒng)損耗與傳輸損耗兩部分內(nèi)容，其主要受無線信號(hào)的傳輸方式、極化方式、電波頻率及傳播距離等因素影響[3]。在實(shí)際進(jìn)行無線信號(hào)傳輸?shù)倪^程中，工作人員需要對(duì)信號(hào)傳輸損耗問題進(jìn)行充分的計(jì)算和分析，并在此基礎(chǔ)之上對(duì)天線的高度、位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而創(chuàng)造出一個(gè)完美的空間來完成信號(hào)的收發(fā)和傳播。例如，在實(shí)踐應(yīng)用過程中，如果發(fā)射機(jī)房處于山體遮擋面積較小的區(qū)域內(nèi)，則優(yōu)先考慮使用繞射波來接收信號(hào)，并同時(shí)考慮到雷電、暴風(fēng)雨等天氣因素對(duì)無線信號(hào)傳輸帶來的影響。

3.2 無線直放站與移頻站的選定問題

對(duì)于廣播電視來講，無線直放站和移頻站的選址對(duì)于信號(hào)的收發(fā)都具有十分重要的影響，主要是地形環(huán)境、氣候等方面的因素對(duì)信號(hào)有著明顯的影響。在應(yīng)用相關(guān)站點(diǎn)來發(fā)射廣播電視信號(hào)時(shí)，由于電視臺(tái)所發(fā)射的信號(hào)功率都較大，理論上信號(hào)經(jīng)由直放站和移頻站傳輸之后，會(huì)被用戶終端電視設(shè)備接收，但在實(shí)際的傳播過程中，信號(hào)的傳播是不受方向限制的，其會(huì)向著四面八方進(jìn)行傳播，如果在傳播過程中信號(hào)受到了阻擋，則會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象，部分信號(hào)經(jīng)過發(fā)射后再被用戶終端設(shè)備接收后會(huì)出現(xiàn)信號(hào)自激問題。自激問題會(huì)對(duì)信號(hào)的接收效果產(chǎn)生嚴(yán)重影響，而要想消除自激現(xiàn)象，現(xiàn)階段通常都會(huì)采用對(duì)發(fā)射機(jī)信號(hào)接收和發(fā)射進(jìn)行隔離的方法，但以當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平來看，很難做到徹底的消除。

需要注意的是，采用直放站來進(jìn)行廣播電視信號(hào)的傳輸不能進(jìn)行過多的發(fā)射工作，否則將會(huì)引起發(fā)射機(jī)信號(hào)自激問題或者信號(hào)載噪問題的出現(xiàn)，進(jìn)而影響到電視節(jié)目的播放效果[4]。此外，采用移頻進(jìn)行無線廣播信號(hào)的傳輸則容易引起信號(hào)接收與發(fā)射頻率不同，出現(xiàn)隔離的問題。因此，在進(jìn)行無線直放站和移頻站位置選定過程中，需要充分考慮到周邊的地形和氣候情況。

3.3 基站發(fā)射與接收頻率問題

廣播電視基站的選定同樣也是信號(hào)傳輸中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為了確保基站電信號(hào)接收和發(fā)射的頻率都維持在一個(gè)合理的區(qū)間之內(nèi)，就需要工作人員在選點(diǎn)時(shí)保障基點(diǎn)的合理性。對(duì)此，相關(guān)工作人員在選定基站點(diǎn)的過程中，應(yīng)充分考慮各種影響因素，做到在發(fā)射站點(diǎn)接收無線信號(hào)時(shí)，盡可能地避開該范圍內(nèi)和接收無線信號(hào)頻率相近的信號(hào)，以保障無線信號(hào)的傳輸質(zhì)量。但一般來講，在對(duì)多頻率信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中，信號(hào)幅度相近的廣播電視信號(hào)通常不會(huì)在同一數(shù)量級(jí)別之上，但盡管如此，也會(huì)對(duì)信號(hào)的收發(fā)和傳輸造成影響。因此，在選擇基站點(diǎn)的過程中，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)周圍的地形、氣候條件以及存在的廣播電視信號(hào)進(jìn)行仔細(xì)研究，待基站點(diǎn)位置確定之后，再進(jìn)行信號(hào)收發(fā)和傳播的相關(guān)布設(shè)工作，以確保廣播電視信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

3.4 獨(dú)立用戶信號(hào)接收方法問題

廣播電視信號(hào)的用戶群體中，有部分用戶是獨(dú)立生活的，尤其是在山區(qū)的用戶，其生活區(qū)間之內(nèi)并沒有信號(hào)接收地點(diǎn)，但通常來講，在其居住的附近山上可以找到對(duì)應(yīng)的信號(hào)接收點(diǎn)。具體來看，在用戶住址和廣播電視信號(hào)接收點(diǎn)距離在100～200 m時(shí)，可以采用八木天線接收點(diǎn)來解決該問題[5]。此外，還可以通過安裝供電放大器來放大廣播電視信號(hào)的方式解決該問題。但需要注意的是，實(shí)踐應(yīng)用過程中，工作人員在安裝天線時(shí)應(yīng)將信號(hào)接收天線安裝在位置相對(duì)較低的地方，并同時(shí)做好接收天線的防雷、防火工作，以確保廣播電視信號(hào)的正常接收。

4 廣播電視無線覆蓋中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的策略

4.1 科學(xué)控制傳輸頻率

在廣播電視無線信號(hào)覆蓋中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的關(guān)鍵之一就是對(duì)信號(hào)傳輸頻率的科學(xué)掌控。對(duì)此，可以從以下兩方面入手進(jìn)行操作：第一，對(duì)信號(hào)在傳輸過程中可能遇到的影響因素進(jìn)行分析，并通過降低信號(hào)傳輸頻率，降低信號(hào)束縛等方式來進(jìn)行優(yōu)化，以降低外界因素對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懀瑪U(kuò)大信號(hào)的覆蓋范圍，保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定；第二，還應(yīng)對(duì)信號(hào)接收端的用戶進(jìn)行分類管理，并結(jié)合用戶的具體情況來采取具有針對(duì)性的措施處理信號(hào)接收裝置，如對(duì)于獨(dú)立用戶，可以結(jié)合用戶的具體情況來進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的安裝工作，以滿足用戶的需求。

4.2 降低傳輸損耗

信號(hào)在傳輸過程中出現(xiàn)損耗是影響廣播電視節(jié)目質(zhì)量的一個(gè)主要原因，但這也是無可避免的一個(gè)問題，只能通過技術(shù)手段來盡量降低信號(hào)傳輸過程中的損耗[6]。對(duì)此主要有兩種不同的方式：一方面，對(duì)造成信號(hào)損耗原因的類型進(jìn)行分析，并結(jié)合具體的原因來制訂相應(yīng)的解決方案；另一方面，在搭設(shè)基站點(diǎn)之前還應(yīng)對(duì)信號(hào)的傳輸線路環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)的考察，綜合考慮地形、氣候環(huán)境等因素影響，并據(jù)此進(jìn)行傳輸線路設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量避開復(fù)雜的地形，以免造成多余的信號(hào)損耗。

4.3 科學(xué)合理設(shè)置基站

基站作為廣播電視無線信號(hào)傳輸過程中的一個(gè)重要基礎(chǔ)設(shè)備，要想保證信號(hào)傳輸質(zhì)量，就需要工作人員在對(duì)其進(jìn)行選址時(shí)綜合考慮信號(hào)傳輸過程中的反射、接收等多方面影響因素，并同時(shí)結(jié)合設(shè)備的發(fā)射頻率來確定具體的位置。此外，待完成基站的建設(shè)后，還應(yīng)及時(shí)地調(diào)整基站信號(hào)的發(fā)射與接收，并同時(shí)對(duì)信號(hào)傳輸效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以做到盡可能地延伸信號(hào)的覆蓋范圍。

5 數(shù)字技術(shù)在廣播電視無線覆蓋實(shí)踐中的應(yīng)用案例

無線數(shù)字化覆蓋工程是我國廣播電視惠民服務(wù)工程的一項(xiàng)重大戰(zhàn)略任務(wù)。本文就以遼寧省搭建中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋項(xiàng)目為例，對(duì)數(shù)字技術(shù)在廣播電視中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行分析。該系統(tǒng)架構(gòu)主要分為地面電視和廣播覆蓋兩方面的內(nèi)容，可以劃分為前端、傳輸鏈路和地面覆蓋網(wǎng)三部分，具體的框架結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

圖1 地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)架構(gòu)圖

由此圖可以看出，中央廣播電視無線數(shù)字化覆蓋系統(tǒng)主要是由發(fā)射系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、節(jié)傳系統(tǒng)等部分構(gòu)成，其中天饋線系統(tǒng)是地面數(shù)字電視發(fā)射天線，節(jié)傳系統(tǒng)是多級(jí)衛(wèi)星接收天線，檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)電視節(jié)目安全播出的監(jiān)測(cè)。

6 結(jié)語

數(shù)字技術(shù)在廣播電視無線覆蓋中的應(yīng)用不僅可以有效增強(qiáng)信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，同時(shí)還能夠提升電視節(jié)目的質(zhì)量，為用戶帶來更加良好的使用體驗(yàn)。對(duì)此，就需要工作人員在應(yīng)用數(shù)字技術(shù)過程中對(duì)存在的問題有一個(gè)全面且深入的認(rèn)知，并據(jù)此來制定對(duì)應(yīng)的優(yōu)化策略，以不斷提升廣播電視無線覆蓋的范圍和電視節(jié)目質(zhì)量，推動(dòng)我國廣播電視行業(yè)的健康發(fā)展。