文丨宋鵬飛

（山西廣播電視衛(wèi)星地球站，太原 030021）

數(shù)字信號(hào)的傳輸方式通常可分為基帶傳輸和載波傳輸兩類。所謂基帶傳輸就是將數(shù)字信號(hào)通過碼型變換變?yōu)檫m于傳輸?shù)拇a型，并經(jīng)過發(fā)送低通濾波器濾除部分高頻分量，經(jīng)過光纖、電纜、雙絞線或微波等進(jìn)行傳輸。而載波傳輸則是用原始或基帶數(shù)字信號(hào)改變載波的某一參數(shù)，如載波的幅度、頻率或相位，實(shí)現(xiàn)頻譜的搬移。這個(gè)過程稱為調(diào)制，然后將攜帶數(shù)字信號(hào)的載波送人有線、衛(wèi)星或地面無(wú)線(包括微波)信道去傳輸，這就是數(shù)字信號(hào)的載波傳輸。

1 數(shù)字電視概述

地面數(shù)字電視是指使用地面廣播傳輸方式傳輸電視信號(hào)的一種電視廣播系統(tǒng)。它可以在日常為人們提供工作學(xué)習(xí)娛樂的各種資訊，在地質(zhì)災(zāi)害期間可以緊急動(dòng)員多方力量，在動(dòng)蕩時(shí)期可以充當(dāng)政府喉舌統(tǒng)一媒體。

自1936年英國(guó)首先開通了黑白電視廣播以來(lái)，電視技術(shù)先后經(jīng)歷了黑白電視、彩色電視和數(shù)字電視的發(fā)展。與此同時(shí)電視的廣播傳輸方式也得到了發(fā)展，現(xiàn)在電視廣播具有了無(wú)線廣播、有線廣播、衛(wèi)星廣播、數(shù)據(jù)廣播等多種傳輸方式。從上世紀(jì)起，經(jīng)過多年的發(fā)展電視技術(shù)漸漸走向成熟，模擬彩色電視的三大制式分別是PAL、NTSC和SECAM，60年代起各國(guó)都加快了建設(shè)數(shù)字電視的步伐。

數(shù)字電視是相對(duì)于模擬電視而言的，它是錄制、采編、傳輸、接收等環(huán)節(jié)均采用數(shù)字化手段來(lái)實(shí)現(xiàn)的電視系統(tǒng)，也可以說是在信源、信道、信宿三方面全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和數(shù)字處理的電視系統(tǒng)。其中電視信號(hào)的采集、加工和發(fā)射屬于電視的信源；傳輸和儲(chǔ)存屬于電視的信道；接收端與顯示元件屬于信宿。數(shù)字電視采用了超大規(guī)模的集成電路、計(jì)算機(jī)、軟件、數(shù)字圖像壓縮編解碼、數(shù)字伴音壓縮編解碼、數(shù)字通信、數(shù)字多路復(fù)用、信道糾錯(cuò)碼、調(diào)制解調(diào)及高清顯示器等技術(shù)。

數(shù)字電視按其傳輸視頻的比特率大小可分為標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視和高清晰度電視。標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視的節(jié)目比特率為3-8 Mbit/s，顯示清晰度為350-600線；高清晰度電視的節(jié)目比特率為18-20 Mbit/s，顯示清晰度為800-1000線。

數(shù)字電視按其傳輸方式可分為三類：有線數(shù)字電視、地面數(shù)字電視和衛(wèi)星數(shù)字電視。

2 數(shù)字電視優(yōu)缺點(diǎn)

數(shù)字電視由于采用了數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，傳輸信道寬度較模擬電視大為減少，利用現(xiàn)有傳輸一套模擬電視的帶寬就可以傳輸8-10套標(biāo)準(zhǔn)清晰度的數(shù)字電視節(jié)目。數(shù)字信號(hào)需要的信噪比為26 dB，相較模擬信號(hào)的信噪比40 dB已大為減少，即在相同覆蓋面積的條件下，數(shù)字電視信號(hào)大大節(jié)省了發(fā)射功率。

在同步轉(zhuǎn)移模式的通信網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)字電視可以實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)組合。數(shù)字電視可以依據(jù)頻率的高低進(jìn)行分級(jí)調(diào)制傳輸，便于在各類通信信道特別是異步轉(zhuǎn)移模式的網(wǎng)絡(luò)中傳輸，也便于與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)。容易實(shí)現(xiàn)密碼措施，即加密/解密，加擾/解擾技術(shù)，便于專業(yè)應(yīng)用和數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)的應(yīng)用。

但是數(shù)字電視也存在自身的缺點(diǎn)如：采樣、量化誤差、壓縮編碼帶來(lái)的信號(hào)損傷、在節(jié)目制作和傳輸過程中的貫通延遲等。與數(shù)字電視帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)相比這些缺點(diǎn)是瑕不掩瑜，所以數(shù)字電視取代模擬電視是大勢(shì)所趨。

我國(guó)計(jì)劃在2010年到2015年間逐漸用地面數(shù)字電視取代地面模擬電視，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)有線電視收看用戶約為1.4億戶，而我國(guó)現(xiàn)有家庭3.78億戶，剩下的這部分家庭是以地面數(shù)字電視為主要方式來(lái)收看電視節(jié)目，同時(shí)加上日漸流行的各種移動(dòng)電視終端接收設(shè)備，我國(guó)地面數(shù)字電視用戶的群體將會(huì)更加強(qiáng)大。為了能實(shí)現(xiàn)地面模擬電視向地面數(shù)字電視轉(zhuǎn)變的這一重大課題，地面數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的工作就顯得尤其重要。

2006年8月16日，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)發(fā)布了一個(gè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB20600-2006《數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制》，現(xiàn)在它已經(jīng)在全國(guó)進(jìn)行推廣應(yīng)用。目前電視廣播網(wǎng)絡(luò)模式主要有單頻網(wǎng)及多頻網(wǎng)兩種模式。單頻網(wǎng)是指在同一網(wǎng)絡(luò)中，同一區(qū)域的所有發(fā)射機(jī)在同一時(shí)間用同一頻率發(fā)射傳輸數(shù)字電視節(jié)目的一種組網(wǎng)技術(shù)。多頻網(wǎng)是指相鄰發(fā)射機(jī)使用不同頻道傳輸同一電視節(jié)目，每個(gè)發(fā)射機(jī)只覆蓋它附近區(qū)域的一種組網(wǎng)技術(shù)。

單頻網(wǎng)相對(duì)于傳統(tǒng)的多頻網(wǎng)而言，由于在服務(wù)區(qū)域內(nèi)傳送一路信號(hào)只需要一個(gè)頻率，因此大大節(jié)省了頻率資源，針對(duì)我國(guó)頻譜資源緊張的特點(diǎn)，這一優(yōu)點(diǎn)顯得尤為突出。同時(shí)，在高樓林立的城市中，無(wú)論一個(gè)數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率多大都會(huì)有很多信號(hào)覆蓋不到的地方，這些覆蓋不到的區(qū)域被稱作盲點(diǎn)，單頻網(wǎng)則可通過多個(gè)發(fā)射機(jī)使用同一頻率發(fā)射的辦法來(lái)解決盲點(diǎn)問題，從而提高覆蓋率，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫覆蓋。單頻網(wǎng)配置規(guī)劃靈活，可以用多個(gè)小功率的發(fā)射機(jī)來(lái)代替一個(gè)大功率的發(fā)射機(jī)，在降低設(shè)備成本的同時(shí)減少電磁污染，提高覆蓋效果。

但是單頻網(wǎng)技術(shù)還未成熟，它也存在一些固有的缺點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)無(wú)縫覆蓋就要求發(fā)射機(jī)的密度要足夠大，同時(shí)單頻網(wǎng)對(duì)發(fā)射機(jī)之間的間距也有明確的要求；單頻網(wǎng)對(duì)同步要求高，需要依賴精準(zhǔn)的基準(zhǔn)時(shí)鐘和一些算法，這些對(duì)設(shè)備的要求也增加了單頻網(wǎng)的建網(wǎng)成本。即便單頻網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)遇到一些阻力，但它任然是加快我國(guó)地面數(shù)字電視發(fā)展步伐的有力保障。未來(lái)我國(guó)的單頻網(wǎng)至少都是以市為單位，逐漸建立省級(jí)乃至全國(guó)區(qū)域范圍的大規(guī)模單頻網(wǎng)，因此，單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法顯得尤其重要。

3 數(shù)字電視信號(hào)傳輸干擾因素分析

3.1 系統(tǒng)噪聲 噪聲即干擾信號(hào)，在信號(hào)傳輸?shù)倪^程中，各部分都會(huì)產(chǎn)生噪聲，并且逐步疊加，降低了信號(hào)的清晰度，同時(shí)致使系統(tǒng)載噪比C/N指標(biāo)下降。系統(tǒng)噪聲包括有源設(shè)備和無(wú)源設(shè)備產(chǎn)生的信號(hào)，同時(shí)也包括光和電在傳輸過程中的噪聲。

3.2 傳輸損耗 所謂損耗，就是在傳輸過程中由于介質(zhì)和設(shè)備引起的信號(hào)功率的降低，對(duì)于HFC網(wǎng)絡(luò)來(lái)說，主要是光纜以及同軸電纜。

3.2.1 光傳輸損耗 光纖損耗就是功率降低，主要原因：1）吸收損耗。無(wú)論纖心是什么材料的，在光的傳輸過程中都會(huì)有吸收現(xiàn)象，光吸收的強(qiáng)弱程度與材料結(jié)構(gòu)以及波長(zhǎng)、雜質(zhì)等因素有關(guān)。2）散射損耗。由于光纖的結(jié)構(gòu)上會(huì)存在不均勻以及缺陷等原因，光信號(hào)在傳輸?shù)倪^程中就會(huì)出現(xiàn)散射現(xiàn)象。包括：制作缺陷散射以及瑞利散射，還有受激散射。3）彎曲損耗。由于外力造成的光纖彎曲，會(huì)破壞其全反射條件，引起輻射損耗，并且隨著彎曲半徑減小損耗急劇增大。

3.2.2 電傳輸損耗 同軸電纜作為傳輸系統(tǒng)的主要部分，但是其內(nèi)外均有一定電阻和漏電流存在，高頻信號(hào)傳輸過程中能量會(huì)轉(zhuǎn)化成熱量損失。

3.3 非線性失真 在系統(tǒng)傳輸過程中，非線性失真主要有以下方面：光纖色散引起的失真、光接收機(jī)和發(fā)射機(jī)引起的失真及其傳輸中的電放大器引起的非線性失真。

3.4 反射存在的影響 對(duì)于HFC傳輸系統(tǒng)，信號(hào)從前端機(jī)房到用戶接收終端，中間要經(jīng)過各類活動(dòng)接頭。但是傳輸線路長(zhǎng)、設(shè)備及其接頭多，在這些接頭處容易產(chǎn)生反射，而且影響較大不易查找，因此必須重視安裝工作。

3.5 數(shù)?；旌蟼鬏?shù)挠绊?由于數(shù)字化技術(shù)尚未成熟，正處于過度時(shí)期，因此，在很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)還要采用這種傳輸方式。在傳輸過程中兩種信號(hào)相互影響，導(dǎo)致更大程度的失真。

4 數(shù)字電視信號(hào)故障處理措施

4.1 模擬傳輸頻道與有線數(shù)字頻道相互干擾 在以前的模擬頻道傳輸中，傳輸質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)是復(fù)合三次差拍比和組合二次差拍比，而有線數(shù)字傳輸系統(tǒng)中最重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)是誤碼率，即錯(cuò)誤的比數(shù)和傳輸?shù)目偙葦?shù)之間的比值。誤碼率能夠真實(shí)反映數(shù)字傳輸系統(tǒng)的有效性，但在兩個(gè)傳輸頻道的傳輸過程中，會(huì)產(chǎn)生相互干擾，而且無(wú)法消除，只能通過調(diào)試把干擾降到最低，減少傳輸信息的失真率。

4.2 電視接收機(jī)改善收視效果 當(dāng)有線數(shù)字電視系統(tǒng)安裝以后，有的電視機(jī)畫面質(zhì)量與采用傳統(tǒng)的模擬傳輸系統(tǒng)無(wú)太大改觀，而有的電視機(jī)改觀較明顯。這是使用模擬傳輸系統(tǒng)時(shí)，電視的畫面質(zhì)量高的，換用數(shù)字電視系統(tǒng)畫面質(zhì)量改善就不明顯，反之則明顯。電視接收機(jī)可以對(duì)模擬的頻道畫面進(jìn)行數(shù)字化處理，從而出現(xiàn)更好的畫面結(jié)果，它是一種從模擬電視系統(tǒng)到數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的過渡性產(chǎn)品。但是現(xiàn)在使用的電視接收機(jī)只是普通的接收機(jī)，只能在一定程度上改善電視機(jī)的某些畫面質(zhì)量問題。如果想從根本上來(lái)提升數(shù)字電視系統(tǒng)的畫面效果，就必須使用真正適用于數(shù)字電視系統(tǒng)的接收機(jī)。

4.3 用戶端信號(hào)失配導(dǎo)致數(shù)字信號(hào)接收 在安裝了有線數(shù)字電視系統(tǒng)以后，有的頻道模擬電視系統(tǒng)能夠正常收看，而數(shù)字電視卻無(wú)法接收。這一現(xiàn)象的產(chǎn)生原因是數(shù)字信號(hào)的頻率不在接收范圍內(nèi)，可以通過調(diào)整有線數(shù)字接收頻率解決。如果經(jīng)測(cè)量，接收頻率在正常接收范圍內(nèi)，就很有可能是因?yàn)橛脩舳诵盘?hào)失配導(dǎo)致的。有的用戶為了省錢多接電視，將接頭并接進(jìn)行信號(hào)再分配，這樣就會(huì)影響數(shù)字信號(hào)的接收。只要將用戶端進(jìn)行分配器改接，就可以恢復(fù)正常。

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