任國(guó)璽

（甘肅省廣播電視局會(huì)寧廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)，甘肅 蘭州 730000）

0 引 言

數(shù)字時(shí)代的廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)伴隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化的技術(shù)傳播而逐漸興起，觀眾對(duì)廣播電視的技術(shù)要求越來(lái)越高。在這種情況下，如何更加全面地提高廣播電視信號(hào)清晰度，滿足移動(dòng)端無(wú)線電視發(fā)射信號(hào)的更新升級(jí)及廣播電視無(wú)線發(fā)射信號(hào)加工處理能力提升，成為數(shù)字時(shí)代廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)需要全面考量的重要內(nèi)容。

1 數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)簡(jiǎn)介

廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)是無(wú)線電信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)發(fā)射、傳播、接收、處理，從而實(shí)現(xiàn)廣播電視信號(hào)轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)化過(guò)程，它使觀眾能接收到清晰的廣播電視畫面。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展和信息化技術(shù)的廣泛升級(jí)，以數(shù)字化廣播電視技術(shù)為主要核心的新型廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)已經(jīng)在全國(guó)范圍內(nèi)覆蓋[1]。信息處理成像技術(shù)在廣播電視無(wú)線發(fā)射端的技術(shù)研發(fā)中占有更加突出的地位。經(jīng)過(guò)廣播電視無(wú)線電信號(hào)頻度加密、信息密度提升和傳輸信號(hào)的擴(kuò)容，廣播電視無(wú)線發(fā)射在數(shù)字化技術(shù)的推動(dòng)下，接收到的信號(hào)更加清晰，移動(dòng)端和無(wú)線信號(hào)發(fā)射端之間的信號(hào)傳輸穩(wěn)健性顯著增強(qiáng)。在這一系列的廣播電視數(shù)字化改造中，數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)逐漸豐富擴(kuò)展，成為當(dāng)今我國(guó)廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)的主流。

2 數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)特點(diǎn)

2.1 自動(dòng)化控制

數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)具有高度的自動(dòng)化控制特性。在數(shù)字時(shí)代，由于廣播電視無(wú)線電發(fā)射技術(shù)自動(dòng)接入了數(shù)字監(jiān)測(cè)、數(shù)字預(yù)警、數(shù)字執(zhí)行等編程語(yǔ)言，從而能夠通過(guò)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信號(hào)監(jiān)測(cè)和模擬信號(hào)處理，達(dá)到對(duì)整個(gè)廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)的自動(dòng)化控制。這就實(shí)現(xiàn)了從廣播電視無(wú)線發(fā)射信號(hào)模擬成型到信號(hào)傳輸，再到實(shí)現(xiàn)模擬機(jī)的自動(dòng)交換與控制系統(tǒng)相互連接，都由智能化終端進(jìn)行全自動(dòng)控制的目的，全面完成了信息的自動(dòng)調(diào)配和無(wú)線電信號(hào)播控機(jī)房的全信號(hào)鏈接[2]。最終，廣播電視無(wú)線電發(fā)射在數(shù)字化和信息化的監(jiān)測(cè)與執(zhí)行下，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程遙測(cè)、遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程操作。

2.2 故障自診斷

數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)故障的自診斷。一般而言，非數(shù)字型廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)的故障判定，主要依靠人工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累來(lái)實(shí)現(xiàn)廣播電視信號(hào)故障的排除，而數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用，能夠使信息形成記憶，對(duì)故障進(jìn)行自動(dòng)化的信息程序判定，通過(guò)故障設(shè)置、故障解決和故障記憶的循環(huán)反饋模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)字故障自動(dòng)記憶、自動(dòng)診斷和自動(dòng)修復(fù)，從而達(dá)到高度的自動(dòng)化控制、自動(dòng)化執(zhí)行，使數(shù)字廣播電視發(fā)射成為操作端模擬自動(dòng)化控制的自動(dòng)運(yùn)行平臺(tái)[3]。

2.3 安全保障能力強(qiáng)

數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)還具有強(qiáng)大的安全保障能力。一般而言，使用數(shù)字廣播電視信號(hào)系統(tǒng)的時(shí)候，臺(tái)站都建立了專門的大通量網(wǎng)絡(luò)信號(hào)交換處理系統(tǒng)，對(duì)相應(yīng)的訪問(wèn)機(jī)制、訪問(wèn)權(quán)限和信號(hào)模擬檢測(cè)有嚴(yán)格的控制，只有內(nèi)部系統(tǒng)安全人員才有權(quán)利進(jìn)行登陸訪問(wèn)。而且，數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)中也會(huì)嵌入自動(dòng)化的身份識(shí)別系統(tǒng)，以此確保數(shù)字廣播電視信號(hào)交換機(jī)的安全穩(wěn)健運(yùn)行[4]。

3 數(shù)字時(shí)代廣播電視無(wú)線發(fā)射信號(hào)的組成

如今的廣播電視發(fā)射信號(hào)已經(jīng)由傳統(tǒng)型的模擬廣播電視發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)向數(shù)字廣播電視發(fā)射信號(hào)。這是因?yàn)閿?shù)字廣播電視發(fā)射信號(hào)具有較強(qiáng)的信號(hào)抗干擾性。在傳輸信號(hào)的過(guò)程中，功率相對(duì)穩(wěn)健，傳輸信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，信號(hào)畫質(zhì)清晰，質(zhì)損量較小。特別是在長(zhǎng)距離、多通路廣播電視信號(hào)的傳輸過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)字廣播電視信號(hào)過(guò)程中信號(hào)的能量不過(guò)度衰減，同時(shí)又有較強(qiáng)的數(shù)字信號(hào)傳播力度，就需要對(duì)廣播電視發(fā)射信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化改造。這樣可以使數(shù)字廣播電視發(fā)射信號(hào)成為穩(wěn)定的信號(hào)發(fā)射源。由于數(shù)字信號(hào)相對(duì)于模擬信號(hào)具有更多的帶寬，使用信號(hào)傳播頻率也相對(duì)較高，所以傳輸電視信號(hào)時(shí)在清晰度方面具有天然優(yōu)勢(shì)。

一般數(shù)字廣播電視發(fā)射信號(hào)都是經(jīng)過(guò)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號(hào)壓縮、數(shù)字信號(hào)合成、數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)碼等流程，從而實(shí)現(xiàn)將不同廣播電視信號(hào)以大通量的流量集中在同一個(gè)信號(hào)集合中的目的，從而達(dá)到信號(hào)的遠(yuǎn)距離穩(wěn)健性傳播。在一個(gè)模擬信號(hào)通路中，如果同時(shí)有不同的廣播電視壓縮編碼，此時(shí)就需要對(duì)這些不同的廣播電視壓縮編碼進(jìn)行不同的復(fù)用器分離，而不可以采用統(tǒng)一的編碼器進(jìn)行信號(hào)的編碼轉(zhuǎn)換，即需要使用復(fù)用TTS流通編碼分流器的轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字廣播電視發(fā)射信號(hào)的分流目標(biāo)，從而最終完成廣播電視無(wú)線發(fā)射信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸。整體過(guò)程如圖1所示。

圖1 數(shù)字廣播電視發(fā)射信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)倪^(guò)程

4 編碼器的優(yōu)化選擇

在廣播電視信號(hào)發(fā)射過(guò)程中，首先要考慮的是編碼器的選擇。一般在廣播電視信號(hào)傳輸中有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)?，F(xiàn)在由于數(shù)字信號(hào)的廣泛應(yīng)用，模擬信號(hào)基本上作為廣播電視信號(hào)存儲(chǔ)發(fā)射中的備份信號(hào)來(lái)使用。使用模擬信號(hào)實(shí)施信號(hào)傳輸時(shí)，需要首先將模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)制，轉(zhuǎn)制為數(shù)字信號(hào)，才可以發(fā)送數(shù)字信號(hào)，再進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)廣播電視信號(hào)的傳輸，過(guò)程如圖2所示。轉(zhuǎn)制通常由音頻轉(zhuǎn)制、視頻轉(zhuǎn)制等組成，這兩種轉(zhuǎn)制均需要編碼器的幫助才能實(shí)現(xiàn)編碼的轉(zhuǎn)換，因此編碼電路即編碼器的優(yōu)化選擇，將對(duì)視頻和音頻信號(hào)的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。一般轉(zhuǎn)制過(guò)程均是對(duì)音頻信號(hào)和視頻信號(hào)原始數(shù)據(jù)流進(jìn)行綜合打包，并且得到二者的EPS數(shù)據(jù)。通常，音頻信號(hào)的大小按照64字節(jié)進(jìn)行切分，而視頻信號(hào)都是按照188字節(jié)進(jìn)行切分，這樣可以有效地確保音頻信號(hào)的原生質(zhì)量，而視頻信號(hào)則可以確保高清晰度的幀數(shù)。

圖2 模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化

總之，編碼器對(duì)這些問(wèn)題的最終確定起到了至關(guān)重要的作用。因此，如何選擇合適的編碼器，對(duì)于數(shù)字化廣播電視模擬信號(hào)的傳播質(zhì)量具有關(guān)鍵影響。我國(guó)一些地區(qū)采用的編碼信息主要是廣播信號(hào)，所以對(duì)這一類信號(hào)需要單獨(dú)地采用音頻編碼器，以便對(duì)廣播信號(hào)進(jìn)行高質(zhì)量的信號(hào)轉(zhuǎn)化和接收，從而減少音質(zhì)的損失。對(duì)于視頻信號(hào)的接收則需要充分考慮信號(hào)轉(zhuǎn)換器作為中間的轉(zhuǎn)接載體，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)編碼器中的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)編碼器中的相關(guān)信息。這樣可以使原始的數(shù)據(jù)信息流、EPS流能夠都得到較強(qiáng)的信號(hào)傳輸反饋，以利于數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射信號(hào)的高質(zhì)量傳輸。

5 數(shù)字電視廣播無(wú)線發(fā)射環(huán)節(jié)分析

5.1 數(shù)字信號(hào)源的運(yùn)行

數(shù)字電視廣播無(wú)線發(fā)射環(huán)節(jié)中，數(shù)字信號(hào)源的安全穩(wěn)健運(yùn)行至關(guān)重要。數(shù)字信號(hào)源是發(fā)射數(shù)字廣播電視信號(hào)的根本起點(diǎn)，也是數(shù)字信息的傳輸核心。

5.2 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的作用

隨著信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在數(shù)字信號(hào)源的產(chǎn)生和使用中，廣播電視所發(fā)射的數(shù)字信號(hào)源不斷受到一些非正規(guī)的信號(hào)源信息干擾，從而使得信息接收端接收的數(shù)字廣播電視信號(hào)出現(xiàn)有干擾的雜質(zhì)信號(hào)。目前，我國(guó)的數(shù)字信號(hào)源發(fā)射主要是通過(guò)衛(wèi)星傳輸發(fā)射、有線接口發(fā)射和海底光纜發(fā)射等模式進(jìn)行。為進(jìn)一步增強(qiáng)數(shù)字信號(hào)源的信息能量，確保信號(hào)不被干擾，應(yīng)當(dāng)使數(shù)字信號(hào)源具有較為封閉的數(shù)字信號(hào)傳輸方式，完成高密度的數(shù)字信號(hào)加密過(guò)程，強(qiáng)化數(shù)字編碼的多連接性和轉(zhuǎn)制能力，提高數(shù)字信號(hào)源發(fā)射機(jī)接收的密碼頻率，以此確保數(shù)字信號(hào)源不斷地提高信息接收安全性。

數(shù)字電視發(fā)射機(jī)是廣播電視數(shù)字信號(hào)進(jìn)行具體發(fā)射傳輸?shù)闹薪椤Ｓ捎跀?shù)字電視發(fā)射機(jī)所起的功能與其功率密切相關(guān)，因此，為了使數(shù)字廣播電視發(fā)射信號(hào)穩(wěn)定、傳輸順利，就必須增強(qiáng)數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的功率，以強(qiáng)化數(shù)字電視發(fā)射機(jī)承載數(shù)字信號(hào)的能力和抗干擾性，同時(shí)也可以擴(kuò)大數(shù)字電視發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)的覆蓋范圍，從而使得數(shù)字信號(hào)能夠順利地到達(dá)信號(hào)接收端。

5.3 廣播電視無(wú)線發(fā)射天線的作用

在數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射環(huán)節(jié)，發(fā)射天線發(fā)揮著重要作用。一方面，發(fā)射天線能夠?qū)﹄娨晜鬏斝盘?hào)進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化，將不容易進(jìn)行長(zhǎng)途傳播的弱信號(hào)轉(zhuǎn)化為強(qiáng)功率信號(hào)，也可以在中途增強(qiáng)電磁波的信號(hào)強(qiáng)度。另一方面，廣播電視無(wú)線發(fā)射天線還可以作為信號(hào)監(jiān)測(cè)工具，對(duì)廣播電視發(fā)射信號(hào)在傳輸過(guò)程和接收終端的信號(hào)接收及數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)度。通過(guò)電磁波信號(hào)的轉(zhuǎn)換和傳播，使得電視廣播無(wú)線信號(hào)能夠有被測(cè)的標(biāo)度范圍。根據(jù)這一信號(hào)傳輸強(qiáng)弱，可以隨時(shí)調(diào)整數(shù)字電視廣播無(wú)線發(fā)射信號(hào)的功率，以達(dá)到最佳的廣播電視無(wú)線發(fā)射信號(hào)傳輸過(guò)程[5]。因此，需要做好廣播電視無(wú)線發(fā)射天線的選擇與接收工作，進(jìn)行廣播電視無(wú)線發(fā)射天線的常備維護(hù)和信號(hào)監(jiān)測(cè)。

6 數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

6.1 自動(dòng)修正技術(shù)的的應(yīng)用

當(dāng)前，數(shù)字廣播電視發(fā)射技術(shù)呈現(xiàn)出越來(lái)越智能化、自動(dòng)化和技術(shù)升級(jí)的趨勢(shì)。其中，自動(dòng)修正技術(shù)的應(yīng)用，使得數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)在發(fā)射的啟動(dòng)端有了更加穩(wěn)健的保障。自動(dòng)修正技術(shù)指的是在數(shù)字廣播電視無(wú)線信號(hào)發(fā)射時(shí)，擺脫了完全人為的發(fā)射信號(hào)控制處理，而實(shí)現(xiàn)了程序控制下的全自動(dòng)信號(hào)控制修正和校對(duì)。廣播電視信號(hào)在數(shù)字校正程序的判斷下，就數(shù)字信號(hào)的發(fā)射功率、發(fā)射強(qiáng)度、發(fā)射延續(xù)性的選擇進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量，并在所有的判定條件符合設(shè)定條件之后，才會(huì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的連接。這樣就大大避免了人工啟用數(shù)字信號(hào)傳播時(shí)，因傳播條件不完備可能給傳播機(jī)械和傳播信號(hào)造成的巨大損害。特別是它能夠消除傳統(tǒng)發(fā)射過(guò)程中人工控制時(shí)發(fā)射信號(hào)瞬時(shí)溫度過(guò)高現(xiàn)象，發(fā)射機(jī)的瞬時(shí)溫度會(huì)因?yàn)樽詣?dòng)化信號(hào)的判斷與修正處理，而在很大程度上得到消化，避免了斷崖式的溫度上升與下降，降低了對(duì)整個(gè)數(shù)字廣播電視發(fā)射機(jī)造成的破壞性影響。

6.2 晶體管的更新

LDMOS晶體管是一直以來(lái)用在廣播電視模擬信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸處理中的重要器件。它對(duì)于廣播電視信號(hào)起到了生成與傳輸?shù)闹匾饔?。隨著信息技術(shù)模塊的不斷開(kāi)發(fā)應(yīng)用和晶體管技術(shù)的延伸，LDMOS晶體管中存儲(chǔ)的信息容量成倍增長(zhǎng)。晶體管在電容頻率和電波接收能力上都有顯著的提升。在未來(lái)，LCMOS晶體管的應(yīng)用必然會(huì)越來(lái)越多地向低成本化、大規(guī)模使用方向發(fā)展，從而慢慢取代雙極型晶體管，成為整個(gè)數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射信號(hào)發(fā)射與接收端晶體管應(yīng)用的主流。

6.3 多維備份系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

多維備份系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用在未來(lái)的數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)中將會(huì)更進(jìn)一步地得到廣泛的推廣。以往的傳統(tǒng)型發(fā)射機(jī)為了擴(kuò)大發(fā)射容量，增強(qiáng)信號(hào)的密度，犧牲掉了信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和距離，使得廣播電視發(fā)射機(jī)發(fā)射的整體信號(hào)相對(duì)不穩(wěn)定。而放大器等相關(guān)器件的使用，盡管在一定程度上使得信號(hào)的密度得到了一定擴(kuò)展，但也增加了模擬信號(hào)發(fā)射機(jī)的載荷，使得模擬信號(hào)發(fā)射機(jī)的運(yùn)行能力變差。在未來(lái)，隨著信息技術(shù)的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)，多備份、多系統(tǒng)發(fā)射機(jī)會(huì)逐步取代單備份、單系統(tǒng)廣播電視發(fā)射機(jī)。多備份、多系統(tǒng)的廣播電視發(fā)射機(jī)使用雙激勵(lì)器，提高了發(fā)射機(jī)的穩(wěn)健性，同時(shí)由于雙激勵(lì)器的應(yīng)用，也使得信號(hào)的傳播功率得到增強(qiáng)，而發(fā)射機(jī)的制造成本也在逐步下降。這樣就使得多維備份系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成為未來(lái)數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)得以全面應(yīng)用的基礎(chǔ)。

6.4 冷卻系統(tǒng)的換代

原來(lái)的傳統(tǒng)型廣播電視無(wú)線發(fā)射冷卻系統(tǒng)都是以固態(tài)冷卻的模式發(fā)揮功效，而廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)中，更多的液態(tài)冷卻傳輸系統(tǒng)、風(fēng)冷冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用逐步出現(xiàn)，這會(huì)取代傳統(tǒng)的固態(tài)冷卻系統(tǒng)，不斷提高冷卻系統(tǒng)的效率，從而大幅度降低數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射機(jī)能量損耗。

7 結(jié) 語(yǔ)

當(dāng)前，伴隨著技術(shù)的進(jìn)步特別是信息技術(shù)的迭代發(fā)展，在廣播電視無(wú)線發(fā)射信號(hào)的創(chuàng)新研究方面，數(shù)字化信息的創(chuàng)新，為數(shù)字信息的開(kāi)發(fā)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，同樣也為廣播電視的數(shù)字化信號(hào)傳輸過(guò)程打造了全新的技術(shù)系統(tǒng)。為了進(jìn)一步有效地促進(jìn)我國(guó)數(shù)字化廣播電視信號(hào)發(fā)射技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，今后應(yīng)當(dāng)持續(xù)強(qiáng)化對(duì)數(shù)字廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)的研發(fā)投入，增強(qiáng)人員供給和技術(shù)迭代。只有綜合發(fā)力，才能使數(shù)字時(shí)代的廣播電視無(wú)線發(fā)射技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新，不斷發(fā)展，為我國(guó)的廣播電視轉(zhuǎn)型發(fā)展提供強(qiáng)大的動(dòng)力。