范金波

【摘要】地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)技術(shù)要求是2012年國家頒布的一項國家標準，隨著近年來科技的發(fā)展，我國的電子信息技術(shù)也全面普及，在給人們生產(chǎn)生活提供便利的同時，也在實際生活中得到了應(yīng)用，電視廣播是信息傳播的一種主要形式，如何在單頻網(wǎng)中通過系統(tǒng)優(yōu)化提升其傳輸覆蓋？本文通針對這一問題對地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)的研究，探討了其系統(tǒng)機構(gòu)和傳輸覆蓋，并提出了優(yōu)化完善的方法，單頻網(wǎng)的完善可以解決傳輸覆蓋工程中工作不到位的情況，提升覆蓋工程范圍和效果。

【關(guān)鍵詞】地面數(shù)字電視廣播;單頻網(wǎng);傳輸覆蓋

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.21.015

廣播電視體系中占據(jù)主要地位的是地面數(shù)字電視廣播，不僅具有圖像質(zhì)量好，不容易受到干擾、無重影的特點，還可以在同一個電視頻道內(nèi)有多套電視節(jié)目，目前全球共有4套地面數(shù)字電視廣播的傳輸標準，而我國的數(shù)字廣播系統(tǒng)起步比較晚，2017年正式實施，而國際上很多國家地面廣播系統(tǒng)已經(jīng)比較完善，覆蓋率已到達99%，我國也逐漸朝著國際化方向發(fā)展，單頻網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用也漸漸成熟。

1. 單頻網(wǎng)概述

單頻網(wǎng)是由多個位于不同地點處于同步狀態(tài)的發(fā)射機組成的地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中相同的發(fā)射機在工作時發(fā)射相同的頻率、在同一時刻發(fā)射相同的碼流，以完成對服務(wù)區(qū)的信息覆蓋，隨著數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，對單頻網(wǎng)來講是機遇更是一種挑戰(zhàn)，在城市或則嘈雜的市區(qū)，由于環(huán)境比較復(fù)雜，可能存在一定的盲區(qū)，而無線電技術(shù)可以利用其多點發(fā)射的功能解決覆蓋不到盲區(qū)的問題，但在單頻網(wǎng)系統(tǒng)工作時，仍會遇到一些技術(shù)性問題，體現(xiàn)在單頻網(wǎng)的接收端接收機接受發(fā)射端發(fā)射的信號上，如何可靠的接受發(fā)射信號是單頻網(wǎng)系統(tǒng)在工作中的技術(shù)難題，除此之外，受多種因素的影響，單頻網(wǎng)在使用時會受到限制，為推動地面數(shù)字電視廣播的蓬勃發(fā)展，需要全方位考慮多種因素的影響。

1.1 信道環(huán)境

一般來講，信道是指一種傳輸媒質(zhì)，需要經(jīng)過采樣和量化處理，采樣之后，如何對采樣的信號進行量化是最很關(guān)鍵的一步，量化的過程實際上就是在采樣過后，采樣取得的值依舊是模擬信號的值，模擬信號值是什么，采樣的值就是什么，沒有變化，由于采樣量比較多，各不相同，處理起來會增加一定的困難，為了采樣值處理的方便性，可以把多個值變成有限個值，因此，就需要對采量值進行量化處理，量化處理過后，就是對信號進行迎接的信號編碼，信道編碼的實際意義就是把數(shù)字信號轉(zhuǎn)變?yōu)榉闲诺纻鬏數(shù)拿嘿|(zhì)的情況，由于信道的環(huán)境比較復(fù)雜，單單用低壓很難表示信道的復(fù)雜環(huán)境，需要使用其他事的編碼符合信道的傳輸環(huán)境，常常采用的有編碼有三種，信號彩印等一系列的處理之后，就可以在信道中傳播了等信號傳輸過后，在經(jīng)過反方向的過程，把電壓編譯為二進制的代碼，在轉(zhuǎn)換為模擬信號，就能夠被人們理解和采用了。

不同頻段的無線電波的傳輸方式和特點各不相同，無線信號的傳輸方式有以下幾種;其中包括（直射、反射、繞射、）以及散射波，地面廣播電視的信道環(huán)境有高斯環(huán)境、瑞斯環(huán)境和萊斯環(huán)境。①高斯傳播是一個射頻通信信道，也是指加權(quán)高斯白噪音通道，包含了各種頻率的特定噪音，在系統(tǒng)的評價功能上，高斯信道占據(jù)重要的地位，②：在信號寬帶小于制定寬帶時，瑞麗傳播信道中存在平坦衰落，多徑可以當做一徑處理，信號寬帶寬于一定寬帶時，每個頻段接受的增益不同，此時的多徑不可以當做一徑處理，要分別考慮各自的增益。高斯分布的平方和的開方，相當于二分之一的高斯分布，信號由正交多個路徑疊加在一起的兩部分組成，當路徑數(shù)達到高斯分布要求時，就滿足高斯分布，正交兩部分平方的開方就是瑞利分布。

1.2 傳輸損耗

顧名思義，傳輸損耗就是信號在發(fā)射機發(fā)射的過程中，損失的功率，又可以稱作路徑損耗，在發(fā)射和接受之間受外界因素的影響而消耗的能量，在射頻波傳輸時，就會增加功率的損耗。特定電磁頻率（非常高且非商業(yè)）被空氣完全阻擋或過濾。大路徑損耗：描述大尺度衰落的幾種常用模型有自由空間模型，Burlington模型。傳輸損耗用lr表示。其計算公式為：Lr=20lgd+20lgf+32.4。

2. 單頻網(wǎng)系統(tǒng)

地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的的結(jié)構(gòu)框架為：復(fù)用器、單頻網(wǎng)適配器、傳輸分配網(wǎng)絡(luò)、激勵器、GPS系統(tǒng)、發(fā)射機、接收機、監(jiān)控系統(tǒng)等組成。

2.1 適配系統(tǒng)

想要建立單頻網(wǎng)首先要制定相應(yīng)的適配系統(tǒng)，適配系統(tǒng)是適用于適配器等一系列方面的一套控制系統(tǒng)，還具有自適應(yīng)的特點，單頻網(wǎng)適配器工作的原理是將國際標準的頻率和標準的時間運用到地面的廣播當中去，單頻網(wǎng)依據(jù)適配器提供的數(shù)據(jù)進行處理，在考慮每個站點的最大頻率延時時，適配器和系統(tǒng)處理的最大延時精確到0.000001s單位，為了簡化延時的計算，要清楚站點之間的距離，以10us傳輸3KM標準進行計算。

2.2 傳輸系統(tǒng)

在廣播電視的接受網(wǎng)絡(luò)信號的同時，信號參數(shù)一般采用一定的離散間隔數(shù)據(jù)來進行數(shù)據(jù)的接收，但是在接受信號的時候要保證各個數(shù)值之間保持最小的距離，同時網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)要保持一定規(guī)律的移動，增加網(wǎng)絡(luò)信號的抗干擾能力。繼電器是網(wǎng)絡(luò)信號接收系統(tǒng)中的保護系統(tǒng)，可以加強其工作環(huán)境中的抗損耗能力，延長信號接收器的使用壽命，同時繼電保護系統(tǒng)使用方式簡單易操作，在各個網(wǎng)絡(luò)信號接收系統(tǒng)和行業(yè)都可以大展身手。數(shù)字業(yè)務(wù)網(wǎng)在進行數(shù)字的模擬信號時，采用不同的數(shù)字模擬系統(tǒng)有不同的效率，雖然過程中二進制的效率低于原始的信號采集模式，但是通過有效的編碼模式可以為二進制的模擬系統(tǒng)創(chuàng)造傳輸媒介，促使其在一定的條件下加大工作效率，不斷的滿足信號接受系統(tǒng)的需求。同時，這種情況下，需要滿足的條件包括：在保證信號接受過程中的經(jīng)濟效益達到最高水平，就不能改變其網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的信號接收地址。

2.3 發(fā)射系統(tǒng)

發(fā)射系統(tǒng)在系統(tǒng)中發(fā)揮處理單元的重要作用，是單頻網(wǎng)中重要的組成部分，

發(fā)射機一般是將接收機的工作同步到發(fā)射機上，把傳輸信號同步帶編碼程序上編譯成發(fā)射信號，在確保最大延時范圍內(nèi)的條件下發(fā)射出去，想要實現(xiàn)單頻網(wǎng)的同步，可以參照接收機的時間作為發(fā)射機和調(diào)制器的依據(jù)。

3. 單頻網(wǎng)傳輸覆蓋

單頻網(wǎng)的建立首先要選擇發(fā)射機，對發(fā)射機在工作性能上有嚴格的要求，選擇性能比較好運行比較穩(wěn)定的發(fā)射機，在信號傳輸時具有一定的安全性與可靠性，

同時還要確保發(fā)射器的技術(shù)水平，保證其不受外界環(huán)境條件的干擾，在不同的環(huán)境條件下穩(wěn)定運行，保證信號的發(fā)射和傳輸都具有一個穩(wěn)定性。傳輸模式主要有以下幾點，如表1所示，分析在3種不同的傳輸模式下，模式在特點上存在的差異。

表1 傳輸模式設(shè)置對比分析

傳輸模式 調(diào)制方式 保護間隔 內(nèi)糾錯碼率 模式特點

傳輸模式1 64QAM 1/32 7/8 接收功能不好，在市區(qū)受干擾嚴重，無法到達到移動接收功能，但傳播的速度快

傳輸模式2 QPSK 1/4 1/2 傳輸功能略低于接收功能，且不受外界環(huán)境干擾

傳輸模式3 QPSK 1/4 2/3 傳輸速度快，接收效果好

4. 結(jié)束語

綜上所講，對單頻網(wǎng)的工作原理進行了分析，能夠根據(jù)測試的結(jié)果對單頻網(wǎng)的性能進行優(yōu)化，解決覆蓋盲區(qū)或者覆蓋不到位的現(xiàn)象，對重疊信號、天線、角度、發(fā)射功率進行優(yōu)化，現(xiàn)如今社會，單頻網(wǎng)技術(shù)在地面廣播的廣泛應(yīng)用，極大地解決了地面數(shù)字電視廣播傳統(tǒng)的技術(shù)難題，大大提高了對頻率資源的充分利用，確保接收機和發(fā)射機在信號傳輸和信號接收上能夠更加的穩(wěn)定，使用單頻網(wǎng)技術(shù)或者增加補點器技術(shù)減少覆蓋盲區(qū)，大范圍的傳輸覆蓋盲區(qū)可以使用增加基站的方法，采用補點器能夠擴大覆蓋范圍，保證傳輸覆蓋區(qū)域的可靠性。

參考文獻：

[1]張祖才.認識地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)廣播[J].西部廣播電視，2019（07）：209-211+223.

[2]孫士良.地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃研究核心要點構(gòu)架[J].衛(wèi)星電視與寬帶多媒體，2019（15）：15-16.

[3]袁明珠，徐冰，呂環(huán)勤，馬斌，董旭民.甘肅省中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程遠程監(jiān)控的建設(shè)實踐[J].甘肅科技，2019，35（15）：9-10+21.

[4]秦海洋.中央無線數(shù)字化覆蓋單頻網(wǎng)傳輸信源與省本級備份傳輸信源數(shù)據(jù)的對比分析與探討[J].廣播與電視技術(shù)， 2020，47（02）：93-95.

[5]童勉.地面數(shù)字電視廣播覆蓋的分析及研究[J].數(shù)碼設(shè)計，2019（4）：93-95.

[6]張啟.地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用實例[J].西部廣播電視，2019（16）：255-256.

[7]王慶孟.地面數(shù)字電視廣播覆蓋網(wǎng)的建設(shè)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（8）：44.