基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號模擬傳輸網(wǎng)絡改造方法

摘要：現(xiàn)行方法改造廣播電視信號模擬傳輸網(wǎng)絡后網(wǎng)絡性能仍舊較差，在實踐中網(wǎng)絡誤碼率較高，而且廣播電視信號模擬傳輸差錯秒較長，無法達到預期改造效果。為此，文章提出基于同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierachy， SDH）數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號模擬傳輸網(wǎng)絡改造方法。利用智能無線Mesh自組網(wǎng)技術(shù)對廣播電視信號模擬傳輸網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)進行改造，將網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)改造為由固定節(jié)點、分布節(jié)點以及終端用戶節(jié)點組成，對網(wǎng)絡配置進行優(yōu)化，利用SDH數(shù)字微波技術(shù)對廣播電視信號模擬傳輸信道均衡處理，實現(xiàn)基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號模擬傳輸網(wǎng)絡改造。實驗證明，改造后廣播電視信號模擬傳輸誤碼率顯著降低，信號傳輸差錯秒有效縮短，網(wǎng)絡傳輸性能得到優(yōu)化，網(wǎng)絡改造效果良好。

關(guān)鍵詞：SDH數(shù)字微波技術(shù)；廣播電視信號；模擬傳輸網(wǎng)絡；智能無線Mesh自組網(wǎng)技術(shù)；改造

中圖分類號：TN943.2" 文獻標志碼：A

0 引言

當前，我國廣播電視傳輸網(wǎng)絡以模擬微波傳輸為主，這種傳輸方式存在諸多弊端。模擬信號在傳輸過程中易受干擾，導致信號質(zhì)量下降，影響用戶的收視體驗。而且，模擬信號的傳輸帶寬有限，難以滿足高清晰度電視等新型數(shù)字化廣播電視節(jié)目的傳輸需求。同時，模擬傳輸網(wǎng)絡的管理和維護成本較高，且難以實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的靈活配置和高效利用。因此，對模擬傳輸網(wǎng)絡進行數(shù)字化改造，已成為廣播電視行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，同時也受到研究領(lǐng)域的重視與關(guān)注，相關(guān)學者與專家展開了一系列研究，取得了一定的研究成果。

黃科強^［1］提出了基于ASON和SDH的改造方法，利用ASON技術(shù)的智能特性，實現(xiàn)網(wǎng)絡的自動路由選擇、光通道管理和故障恢復，提高網(wǎng)絡的靈活性和可靠性。同時，結(jié)合SDH傳輸網(wǎng)的高速、大容量特點，通過優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)和資源配置，提升網(wǎng)絡資源利用率。翟娟薈等^［2］提出了基于OTN技術(shù)的改造方法，通過OTN的靈活調(diào)度和交叉連接功能，優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，提升業(yè)務路由的靈活性和效率。雖然現(xiàn)行方法在一定程度上提升了網(wǎng)絡性能，但是仍然沒有達到預期的改造效果，在實際中模擬傳輸信號誤碼率較高，并且傳輸距離比較短，無法滿足實際需求，為此提出基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號模擬傳輸網(wǎng)絡改造方法。

1 廣播電視信號模擬傳輸網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及配置改造

利用智能無線Mesh自組網(wǎng)技術(shù)對廣播電視信號模擬傳輸網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)進行改造，以智能無線Mesh自組網(wǎng)為核心框架搭建分布式寬帶微波通信網(wǎng)絡，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)改造由固定節(jié)點、分布節(jié)點以及終端用戶節(jié)點組成，具體如圖1所示。

如圖1所示，固定節(jié)點、分布節(jié)點以及終端用戶節(jié)點共同組成一張覆蓋廣泛、高效互聯(lián)的信號模擬傳 輸網(wǎng)，采用嵌入式的方式在網(wǎng)絡中生成節(jié)點，共享一套標準化的硬件架構(gòu)，通過調(diào)整網(wǎng)絡配置參數(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡廣播電視信號接入、核心信號模擬傳輸及網(wǎng)關(guān)等功能。通過Wi-Fi無線連接方式將節(jié)點與網(wǎng)絡通信終端連接，實現(xiàn)終端信息網(wǎng)絡接入^［3］。改造后的分布式寬帶微波通信網(wǎng)絡干線鏈路采用5.8 GHz頻段，支持150/300 Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率的室外型大功率無線網(wǎng)橋，以實現(xiàn)遠距離的點對點無線連接^［4］。為了最大化傳輸效率與信號覆蓋范圍，選用高增益板狀天線作為信號發(fā)射與接收的媒介，能夠在保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的同時，減少信號衰減和干擾，確保信息準確無誤地傳遞至目標接收端。

基于5.8 GHz頻段的特性與網(wǎng)橋設備的性能考量，廣播電視信號模擬傳輸距離限定在10 km以內(nèi)，以確保信號強度的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性^［4］。此外，網(wǎng)橋的安裝高度設定在30～45 m，以此減少地面障礙物對信號的阻擋，同時也有利于提升通信鏈路的抗干擾能力。在實際部署過程中，須根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的實際情況，選擇地勢較高的制高點作為網(wǎng)橋的安裝位置^［6］。5.8 GHz遠端站的以太網(wǎng)接口接入基礎(chǔ)交換機，從而構(gòu)建起與2.4 GHz大功率無線接入點基站之間的連接橋梁，通過機房進行廣播電視信號模擬傳輸，實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的全面覆蓋和高效利用，以此完成對網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與配置的改造。

2 基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的傳輸信道改造

利用SDH數(shù)字微波技術(shù)對廣播電視信號模擬傳輸信道進行優(yōu)化，構(gòu)建信道均衡模型，對廣播電視信號模擬傳輸鏈路重構(gòu)，將復雜的信號傳遞過程拆解并重新組織，以優(yōu)化信號質(zhì)量。采用SDH微波算法對構(gòu)建的信道模型實施自相關(guān)匹配濾波，確保信號在傳輸過程中能夠有效濾除干擾，保持信號的純凈度與完整性^［7］?？紤]到廣播電視信道通常處于動態(tài)變化的寬時域環(huán)境中，接收到的脈沖信號在多條上升信道中穿梭，其特性（如加權(quán)位數(shù)的頻率）與信道的上升幅度緊密相關(guān)，這種關(guān)系為理解和優(yōu)化信道傳輸性能提供了重要依據(jù)^［8］。為了更直觀地反映信號在信道中的傳輸特性，引入中電模擬信號碼元的增益趨勢描述以及信號波特間隔延時曲線的概念。通過波特間隔采樣技術(shù)，對傳輸序列進行采樣，從而構(gòu)建出廣播電視信道輸出的中電模擬信號模型。在此情境下，信道傳輸?shù)钠椒叫梢员硎緸椋?/p>

c2=S［x2（t）］（1）

其中，c2為廣播電視信號模擬信道上升幅度；S為增益系數(shù)；x2（t）為信號源獲取的中電實時信號。通過均衡濾波，針對廣播電視信號特有的碼間干擾強度進行有效抑制^［9］。由于實際信道路徑與理論模擬存在差異，分集濾波器的設計須依據(jù)最小模擬序列來精確調(diào)整其路長，以確保對多徑傳播增益的準確估算。這一過程中，接收碼元的計算量與多元信道路徑值之間呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，同時，信號的傳遞速度與測量延時差也被量化，以支持后續(xù)的信號處理與優(yōu)化，公式表示為：

H=c2+enu［i（t-T）］

J=c2+3S2［x2（t）］n（2）

其中，H為廣播電視信號傳遞速度；e為廣播電視信號的信道碼間干擾強度；n為廣播電視信號波特間隔延時系數(shù)；u為廣播電視信號發(fā)射功率；i為廣播電視信號發(fā)射頻率；T為廣播電視信號模擬傳輸周期；J為廣播電視信號模擬傳輸延時差^［10］。在廣播電視信號網(wǎng)絡中，中電模擬信號的脈沖狀態(tài)受到多條信道路徑的延時和頻率降低的共同影響，同時，信號的輸入調(diào)頻也是不可忽視的因素，中電模擬信號的脈沖狀態(tài)表示為：

K（t）=a∑i=1HJ（w-m）2（3）

其中，K（t）為中電模擬信號的脈沖狀態(tài)；a為廣播電視信號模擬傳輸延時；i為信道數(shù)量；w為廣播電視信號模擬傳輸頻率降低系數(shù)；m為中電模擬信號的輸入調(diào)頻。在此基礎(chǔ)上，定義廣播電信通信的節(jié)點、信道的上升傳送脈沖頻率、輸送時間誤差以及脈沖寬度等關(guān)鍵參數(shù)，以全面描述信號在信道中的傳輸行為，對廣播電視信號傳輸信道寬度優(yōu)化為：

G=ent（K（t）/PE）（4）

其中，G為廣播電視信號模擬傳輸信道頻寬；P為單經(jīng)傳輸時間延遲；E為廣播電視信號模擬傳輸信道中模擬信號數(shù)量。按照以上公式計算，合理分配信道路徑資源并引入相位偏移技術(shù)，將廣播電視信號模擬傳輸網(wǎng)絡終端接收的信號產(chǎn)生相位偏移，減少了信號間的相互干擾，增強了信號的抗干擾能力和傳輸穩(wěn)定性，以此提升廣播電視中電模擬信號的傳輸性能，實現(xiàn)基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號模擬傳輸網(wǎng)絡改造。

3 實驗論證

3.1 實驗準備與設計

通過對比實驗，檢驗本文提出的基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號模擬傳輸網(wǎng)絡改造方法的性能，將本文設計方法與黃科強^［1］和翟娟薈等^［2］方法對比，以某廣播電視臺為實驗環(huán)境。按照以上提出的方案對網(wǎng)絡進行改造，利用改造后的網(wǎng)絡進行廣播電視信號模擬傳輸，傳輸速率設置為10 Mb/s，總傳輸量為8000 Byte。對改造后的網(wǎng)絡接收信號性能進行評價，評價指標選擇誤碼率和信號傳輸差錯秒，誤碼率=錯誤傳輸比特碼數(shù)/總傳輸比特碼，誤碼率可以表征出廣播電視信號模擬傳輸網(wǎng)絡質(zhì)量性能，誤碼率越高，則表示傳輸信號質(zhì)量越差。信號傳輸差錯秒是指在數(shù)字傳輸過程中，產(chǎn)生的差錯量超過網(wǎng)絡設定的門限值的間隔時間，直接反映傳輸網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可靠性，差錯秒越長，則表示廣播電視信號模擬傳輸信道質(zhì)量越差，傳輸過程中出現(xiàn)的差錯越頻繁，網(wǎng)絡的穩(wěn)定性越差。

3.2 實驗結(jié)果與討論

以傳輸信號量為變量，對改造后的廣播電視信號模擬傳輸誤碼率進行測試，并對廣播電視信號模擬傳輸差錯秒進行測試，實驗共設計10組，如表1—2所示記錄了以上2個網(wǎng)絡性能測試的結(jié)果。

從表1、表2中數(shù)據(jù)可以看出，采用本設計方法廣播電視信號模擬傳輸誤碼率不超過1%，信號傳輸差錯秒不超過3 s，無論是在誤碼率方面還是在信號傳輸差錯秒方面，設計方法均優(yōu)于黃科強^［1］方法和翟娟薈等^［2］方法。由此可以看出，用本設計方法改造后的網(wǎng)絡傳輸性能最優(yōu)，廣播電視信號模擬傳輸質(zhì)量最好，這是因為網(wǎng)絡采用了SDH數(shù)字微波技術(shù)，SDH數(shù)字微波傳輸技術(shù)具有傳輸頻帶寬、容量大、損耗低等優(yōu)點，能夠顯著提升廣播電視信號的傳輸質(zhì)量。并且采用同步復用方式和靈活的復用映射結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸資源的高效利用和靈活配置。以此實驗證明了，本設計方法更適用于廣播電視信號模擬傳輸網(wǎng)絡改造。

4 結(jié)語

在深入探討基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號模擬傳輸網(wǎng)絡改造方法后，可以清晰地看到這一轉(zhuǎn)型對于廣播電視行業(yè)發(fā)展的深遠影響。通過實施這一改造，不僅極大地提升了信號傳輸?shù)馁|(zhì)量、穩(wěn)定性和可靠性，還顯著擴大了傳輸覆蓋范圍，滿足了廣大用戶對高質(zhì)量廣播電視節(jié)目的需求。同時，SDH數(shù)字微波技術(shù)的應用也為廣播電視傳輸網(wǎng)絡的智能化、自動化管理提供了有力支持，降低了運維成本，提高了運營效率。未來，隨著技術(shù)的不斷進步和應用不斷的深入，基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號傳輸網(wǎng)絡將發(fā)揮更加重要的作用，推動廣播電視行業(yè)向更高水平、更深層次發(fā)展。

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（編輯 沈 強編輯）

Transformation method of broadcasting TV signal analog transmission network

based on SDH digital microwave technology

QING" Ya

（Chifeng Integrated Media Center， Chifeng 024000， China）

Abstract：" The current method of broadcasting and television signal simulation transmission network network performance is still poor. The practice network error rate is high， and radio and television signal simulation transmission error second is long. It cannot achieve the desired effect. Therefor， the article proposes a method for thansforming the analog transmission network of broadcasting and television signals based on Synchronous Digital Hierachy （SDH） digital microwave technology. Using intelligent wireless Mesh ad hoc network technology of broadcast and television signal simulation transmission network structure transformation， the network structure is reformed into a fixed node， distribution node and end user node. The network configuration is optimized， using SDH digital microwave technology of broadcast television signal simulation transmission channel equilibrium， which realizes the broadcast and television signal simulation transmission network based on SDH digital microwave technology. The experiment has proved that the error rate of the broadcast TV signal analog transmission is effectively reduced， the signal transmission error second is effectively shortened， the network transmission performance is effectively optimized， and the network transformation effect is good.

Key words： SDH digital microwave technology; broadcast and television signals; analog transmission network; intelligent wireless Mesh ad hoc network technology; transformation