廣播電視中地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)的類(lèi)型與運(yùn)用措施

【摘要】地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)在廣播電視領(lǐng)域的運(yùn)用，可以保障電視播出效果，擴(kuò)充電視信號(hào)傳輸量級(jí)，兼容多種信號(hào)終端設(shè)備，在促進(jìn)廣播電視行業(yè)長(zhǎng)足發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，本文簡(jiǎn)單介紹地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)的概念，重點(diǎn)分析了廣播電視中地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)的類(lèi)型，提出了廣播電視運(yùn)用地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)的多種措施，以期為廣播電視行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

【關(guān)鍵詞】廣播電視；地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)；無(wú)線傳輸

中圖分類(lèi)號(hào)：TN92" " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.22.004

廣播電視作為信息傳播的重要媒介，在新聞傳播、豐富人民生活等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但是隨著其他新媒體的快速崛起，給廣播電視發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。將地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)運(yùn)用在廣播電視領(lǐng)域，可以拓寬信道、提升傳輸信號(hào)保真度、保證通信質(zhì)量等，能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)廣播電視的數(shù)字化改革。但是為建立更完善的地面數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)，必須了解地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)的類(lèi)型，掌握多種運(yùn)用措施，才能夠充分發(fā)揮其價(jià)值。因此，本文針對(duì)廣播電視中地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)類(lèi)型及措施的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1. 地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)的概念

地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)是廣播電視技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展后的產(chǎn)物，屬于“地面無(wú)線傳輸技術(shù)”[1]。技術(shù)原理是借助機(jī)頂盒、復(fù)用器以及適配器等設(shè)備，模擬轉(zhuǎn)換廣播電視信號(hào)，連接模擬器后生成、傳輸模擬信號(hào)。對(duì)比傳統(tǒng)廣播電視，地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)支持下的電視畫(huà)面更加清晰，信號(hào)傳輸效率較高，約為傳統(tǒng)廣播電視信號(hào)傳輸?shù)?～8倍。同時(shí)，信號(hào)傳輸環(huán)境安全性更高，信號(hào)被削弱的風(fēng)險(xiǎn)較低，值得在廣播電視行業(yè)廣泛地推廣和應(yīng)用。

2. 廣播電視中地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)的類(lèi)型分析

2.1 視頻壓縮編碼技術(shù)

地面數(shù)字傳輸技術(shù)中，視頻壓縮編碼技術(shù)的原理是通過(guò)壓縮各類(lèi)圖像信號(hào)，采用編碼結(jié)構(gòu)對(duì)廣播電視傳輸信號(hào)進(jìn)行分割、預(yù)測(cè)等，調(diào)控?cái)?shù)字電視傳輸信號(hào)量[2]。電視信號(hào)在傳播過(guò)程中，圖像信息衍生出的視頻信號(hào)、音頻信號(hào)較多，應(yīng)用視頻壓縮編碼技術(shù)可根據(jù)相鄰圖像的關(guān)聯(lián)性，對(duì)電視信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼處理，減少信號(hào)量，壓縮聲音信號(hào)空間，利用HEVC編碼結(jié)構(gòu)（如圖1所示）對(duì)視頻、音頻信號(hào)進(jìn)行劃分處理。HEVC編碼結(jié)構(gòu)采用了四叉樹(shù)編碼方式，利用變換單元、預(yù)測(cè)單元以及編碼單元進(jìn)行廣播電視視頻、圖像的分割、預(yù)測(cè)，在實(shí)際壓縮編碼過(guò)程中可以根據(jù)實(shí)際需求對(duì)編碼單元進(jìn)行分割處理，分割形式分別如圖2、圖3所示。相較于傳統(tǒng)信號(hào)模擬傳輸，視頻壓縮編碼技術(shù)可快速完成海量信號(hào)傳輸任務(wù)，且傳輸效果良好，音頻音質(zhì)好、視頻清晰度較高，可滿(mǎn)足地面數(shù)字電視傳輸?shù)母疽?，從而促進(jìn)廣播電視技術(shù)體系的完善。

2.2 調(diào)制技術(shù)

地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)的調(diào)制技術(shù)主要包括以下幾種：①正交振幅調(diào)制技術(shù)。適用于有線電視，可對(duì)電纜傳輸中的電視信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，提高寬帶利用率，降低誤碼率，保障調(diào)制效果[3]。②鍵控移相調(diào)制技術(shù)，對(duì)于衛(wèi)星廣播電視，該模式能夠利用較低的調(diào)制頻率，優(yōu)化地面數(shù)字電視信號(hào)傳輸路徑。③編碼正交頻分調(diào)制技術(shù)。對(duì)于抗干擾能力要求高的地面數(shù)字電視傳輸場(chǎng)景，可應(yīng)用該模式，處理電視信號(hào)傳播中的同頻干擾問(wèn)題，建立多路徑的傳播通道。④殘留邊帶調(diào)制技術(shù)，其具有抗干擾能力強(qiáng)、多路徑傳播等優(yōu)勢(shì)，在地面廣播電視中的應(yīng)用非常廣泛。

2.3 數(shù)字電視復(fù)用技術(shù)

數(shù)字電視復(fù)用技術(shù)是應(yīng)用編碼器、復(fù)用器建設(shè)數(shù)字電視復(fù)用系統(tǒng)。數(shù)字電視復(fù)用系統(tǒng)運(yùn)行中技術(shù)人員可利用編碼器處理電視傳輸過(guò)程中的信號(hào)數(shù)據(jù)，更科學(xué)地處理各類(lèi)音視頻信號(hào)。處理后的信號(hào)數(shù)據(jù)可滿(mǎn)足數(shù)字電視傳輸?shù)募夹g(shù)要求，聯(lián)合應(yīng)用信道編碼、調(diào)制等技術(shù)后，搭建更安全、可靠的數(shù)據(jù)傳輸通道。另外，數(shù)字電視復(fù)用技術(shù)能夠支持地面數(shù)字電視傳輸中節(jié)目信號(hào)的打包處理和安全管理，減少信號(hào)接收設(shè)備的干擾風(fēng)險(xiǎn)，確保電視節(jié)目信息傳播的安全性。

2.4 OFDM技術(shù)

OFDM技術(shù)即正交頻分復(fù)用技術(shù)，OFDM技術(shù)的頻域疊加系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示，廣播電視傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)調(diào)制后進(jìn)入到接收機(jī)之中，在快速傅里葉逆變換之中進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，以此保障兩層傳輸信號(hào)的導(dǎo)頻位置、間隔長(zhǎng)度保持一致，能夠有效提升頻譜利用率?；贠FDM技術(shù)的地面數(shù)字電視云傳輸系統(tǒng)在接收端完成信道估計(jì)，利用頻域信號(hào)消除技術(shù)，能夠有效提升傳輸系統(tǒng)的抗干擾能力。常用的頻域信號(hào)消除技術(shù)包括兩種，一種是先對(duì)解碼信號(hào)進(jìn)行重新編碼，并引入糾錯(cuò)碼，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，這樣能夠屏蔽干擾信號(hào)，該種消除技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是解碼性能良好，并且能夠提升信號(hào)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性；另一種是解調(diào)完成之后再重新調(diào)制，這樣能夠有效屏蔽干擾信號(hào)對(duì)正常信號(hào)傳輸?shù)呢?fù)面影響，其優(yōu)點(diǎn)是操作方便、時(shí)延低、效率高等，但傳輸信號(hào)可靠性、全面性較差。同時(shí)，OFDM技術(shù)能夠?qū)Σ煌l(fā)射機(jī)的信號(hào)進(jìn)行同步處理，經(jīng)過(guò)同步處理之后再進(jìn)行信號(hào)的傳輸，能夠有效保障信道傳輸?shù)木庑浴?/p>

2.5 超長(zhǎng)距離光纖傳輸技術(shù)

廣播電視發(fā)展中傳輸距離是影響節(jié)目傳輸?shù)闹匾蛩刂?，超長(zhǎng)距離光纖傳輸技術(shù)在廣播電視中的應(yīng)用成為一種必然趨勢(shì)[4]。廣播電視發(fā)展中超長(zhǎng)距離光纖傳輸技術(shù)的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)如表1所示。光纖色散是影響廣播電視信號(hào)傳輸?shù)闹匾蛩?，超長(zhǎng)距離光纖傳輸技術(shù)利用色散補(bǔ)償光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，能夠有效降低光纖色散導(dǎo)致的傳輸問(wèn)題，例如畫(huà)面卡頓、聲音失真、圖像模糊等，如圖5所示。

2.6 IP單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

IP單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)是地面數(shù)字電視傳輸?shù)闹匾M成部分，IP單頻網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要由單頻網(wǎng)適配器、基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)源、適配器、IP傳輸網(wǎng)絡(luò)、地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)等[5]。IP單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)采用“光纖+IP”節(jié)目傳輸網(wǎng)絡(luò)，如圖6所示。來(lái)自地面數(shù)字電視的TS流先經(jīng)過(guò)“光纖+IP”廣播電視節(jié)目傳輸網(wǎng)絡(luò)的適配器時(shí)，在適配器的作用下將其轉(zhuǎn)化成IP信號(hào)，并由數(shù)字光端機(jī)將其轉(zhuǎn)化成光信號(hào)，在直連光纖的作用下傳輸?shù)綌?shù)字光端機(jī)，并通過(guò)IP-ASI適配器將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成IP電信號(hào)并發(fā)射出去，借助IP單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)地面數(shù)字電視節(jié)目的“光纖+IP”傳輸，能夠有效降低傳輸時(shí)延，提升信號(hào)裕量，提高廣播電視信號(hào)傳輸可靠性和穩(wěn)定性。

3. 廣播電視中運(yùn)用地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)的措施

3.1 確定GPS接收器

廣播電視系統(tǒng)選擇GPS接收器時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)方面：首先，精準(zhǔn)性要求，GPS接收器需要精準(zhǔn)地將參考時(shí)間信息、系統(tǒng)時(shí)鐘信息等快速、精準(zhǔn)、同步地傳送至廣播電視系統(tǒng)。其次，自動(dòng)切換功能，GPS接收器需要與多個(gè)設(shè)備進(jìn)行連接，尤其是GPS衛(wèi)星，需要在廣播電視傳輸信號(hào)時(shí)能夠自動(dòng)地切換到內(nèi)部振蕩器，以此保證廣播電視信號(hào)傳輸?shù)倪B續(xù)性和穩(wěn)定性，保證電視節(jié)目能夠正常、穩(wěn)定播放。最后，經(jīng)濟(jì)因素，根據(jù)安裝地點(diǎn)和位置、信號(hào)強(qiáng)弱、覆蓋范圍等確定GPS接收器的數(shù)量和類(lèi)型，避免因?yàn)閿?shù)字電視信號(hào)重疊導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)成本增加的問(wèn)題。

3.2 合理選擇發(fā)射地點(diǎn)

為有效應(yīng)用地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)，選擇發(fā)射地點(diǎn)時(shí)需要“高位定址”原則，將地面數(shù)字電視傳輸信號(hào)的發(fā)射地點(diǎn)設(shè)置在高山、高層建筑等“制高點(diǎn)”上。為保障信號(hào)傳輸質(zhì)量，應(yīng)綜合性分析制高點(diǎn)的環(huán)境因素，發(fā)射地點(diǎn)應(yīng)具有良好的抗干擾條件，同時(shí)能夠覆蓋該區(qū)域的信號(hào)傳輸范圍以及無(wú)數(shù)字電視信號(hào)的傳輸死角[6]。此外，發(fā)射地點(diǎn)應(yīng)考慮覆蓋網(wǎng)絡(luò)密實(shí)度、地理?xiàng)l件、信號(hào)傳播路徑、信號(hào)接收強(qiáng)度等因素，保證廣播電視信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。

3.3 科學(xué)選用發(fā)射天線

廣播電視中運(yùn)用地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)時(shí)，需要科學(xué)選用發(fā)射天線，注意要點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：①選擇發(fā)射天線時(shí)，其材質(zhì)、規(guī)格應(yīng)符合數(shù)字信號(hào)傳輸要求。②注意發(fā)射天線的垂直極化和水平極化，避免因垂直極化控制不當(dāng)影響近端信號(hào)分布的均勻性，影響遠(yuǎn)區(qū)范圍內(nèi)信號(hào)傳輸、覆蓋效果，需要根據(jù)信號(hào)接收位置的實(shí)際高度、接收區(qū)域選擇天線。③考慮接收信號(hào)強(qiáng)弱，對(duì)于較弱、一般以及較強(qiáng)區(qū)域，分別選擇使用室外高增益天線或安裝信號(hào)放大器增強(qiáng)天線信號(hào)、普通室外八木天線、小型室內(nèi)接收天線。

3.4 嚴(yán)格控制發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)

地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)應(yīng)用中，發(fā)射場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)影響數(shù)字電視信號(hào)傳輸中的載噪比、信號(hào)能力。因此，為建立良好的發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)，必須嚴(yán)格控制電場(chǎng)強(qiáng)度，加強(qiáng)發(fā)射場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)據(jù)，具體做好以下工作：首先，根據(jù)電視信號(hào)能量轉(zhuǎn)化要求，穩(wěn)定電場(chǎng)強(qiáng)度，確保信號(hào)傳輸質(zhì)量。其次，重視發(fā)射場(chǎng)設(shè)備維護(hù)，精準(zhǔn)控制發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)，在保證數(shù)字電視信號(hào)覆蓋范圍的基礎(chǔ)上，調(diào)控電場(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)數(shù)據(jù)。最后，地面數(shù)字電視傳輸中可應(yīng)用QPSK、16-QAM等數(shù)字調(diào)制技術(shù)，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換在恰當(dāng)信道范圍內(nèi)，不僅可以傳輸更多的節(jié)目和數(shù)據(jù)，而且電視信號(hào)傳輸質(zhì)量良好。

4. 結(jié)束語(yǔ)

相較于傳統(tǒng)廣播電視技術(shù)，地面數(shù)字傳輸技術(shù)具有信號(hào)保護(hù)效果好、傳輸效率高、兼容性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用于廣播電視系統(tǒng)中可提高電視節(jié)目播出質(zhì)量。但在廣播電視系統(tǒng)建設(shè)中，還應(yīng)結(jié)合地面數(shù)字傳輸技術(shù)要求，科學(xué)合理地設(shè)置發(fā)射頻率、發(fā)射天線、發(fā)射地點(diǎn)等技術(shù)參數(shù)，通過(guò)技術(shù)方案的完善，保障廣播電視地面數(shù)字信號(hào)傳輸質(zhì)量，為社會(huì)公眾提供更穩(wěn)定、更高效的廣播電視服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]于仁迪.地面數(shù)字電視信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)母纳拼胧J].衛(wèi)星電視與寬帶多媒體，2024（07）：13-15.

[2]戴雨.超高清數(shù)字電視視頻壓縮編碼技術(shù)[J].電視技術(shù)，2021（04）：19-20，29.

[3]代明.基于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牡孛鏀?shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)研究[J].廣播與電視技術(shù)，2020（06）：94-98.

[4]林睿，徐自閑，田霖，等.基于長(zhǎng)距離光纖傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國(guó)新通信，2019，21（24）：67.

[5]張志昊.基于IP傳輸網(wǎng)絡(luò)的地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)研究[J].電聲技術(shù)，2023（09）：79-81，86.

[6]許洪銘.基于新媒體發(fā)展背景下廣播電視技術(shù)的發(fā)展探究[J].衛(wèi)星電視與寬帶多媒體，2020（02）：41-42.