■ 沂水縣融媒體中心:李慶東
隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)得到了發(fā)展與普及。其作為一種新型電視覆蓋技術(shù),相較于傳統(tǒng)的有線(xiàn)電視與衛(wèi)星數(shù)字電視,有著成本低、覆蓋面廣、使用便捷等優(yōu)勢(shì)。地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中,不需要鋪設(shè)大量的線(xiàn)路,受城市工程建設(shè)、自然環(huán)境因素的影響較小,因此在我國(guó)各個(gè)地區(qū)都有著較好的適用性。但是地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)在不同區(qū)域的應(yīng)用水平有著較大的差異,不同區(qū)域的信號(hào)接收質(zhì)量、信號(hào)傳輸覆蓋方式都存在著不同。為推動(dòng)地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)在信號(hào)接受不良地區(qū)的進(jìn)一步發(fā)展,本文主要探究了地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)傳輸覆蓋的主要方法、影響因素,并提出了相應(yīng)的優(yōu)化措施,具體內(nèi)容如下。
地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視信號(hào)傳輸覆蓋受到發(fā)射參數(shù)的影響,饋線(xiàn)損耗、發(fā)射機(jī)功率、天線(xiàn)高度是構(gòu)成發(fā)射參數(shù)的主要指標(biāo)。而信號(hào)傳輸覆蓋的效果與饋線(xiàn)損耗成反比關(guān)系,與發(fā)射機(jī)功率與天線(xiàn)高度成正比關(guān)系。這就意味著,在饋線(xiàn)損耗較小的情況下,發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率增加、發(fā)射天線(xiàn)會(huì)相對(duì)提高,信號(hào)的傳輸覆蓋范圍更加廣泛。同理,在饋線(xiàn)損耗較高的情況下,發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率減少、發(fā)射天線(xiàn)相對(duì)較低,信號(hào)的傳輸覆蓋范圍更加狹窄。因此,要想提升信號(hào)的傳輸效果,必須重視發(fā)射參數(shù)這一影響因素。
地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)的傳輸覆蓋性能與發(fā)射頻率的聯(lián)系更為緊密。如果發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的電磁波實(shí)際穿透效果好,那么信號(hào)傳輸覆蓋的范圍也會(huì)較廣。相反的,如果電磁波的穿透效果不好,那么信號(hào)傳輸覆蓋的范圍也會(huì)受到影響。發(fā)射機(jī)發(fā)射頻率如果過(guò)高,那么電磁信號(hào)就會(huì)被周?chē)淖匀画h(huán)境所吸收。因此,發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻率通??刂圃?70Mhz~700Mhz之間。
天線(xiàn)極化方式會(huì)對(duì)信號(hào)的實(shí)際覆蓋范圍產(chǎn)生影響。垂直極化與水平極化是較為常見(jiàn)的兩種極化方式,二者各有各自的優(yōu)勢(shì)。得益于垂直極化信號(hào)近區(qū)場(chǎng)分布的特點(diǎn),垂直極化應(yīng)用在復(fù)雜環(huán)境中的效果較好。而水平極化相較于垂直極化,在相同發(fā)射功率下有著更加廣泛的信號(hào)覆蓋范圍。要注意的是,垂直極化天線(xiàn)的成本比水平極化天線(xiàn)更低,安裝方式也更加便捷。
接收天線(xiàn)高度、接收天線(xiàn)增益都是構(gòu)成接收參數(shù)的主要指標(biāo)。這些指標(biāo)都會(huì)對(duì)地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)的信號(hào)傳輸覆蓋效果產(chǎn)生影響。接受天線(xiàn)高度與接收天線(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度都影響著覆蓋范圍,而接收天線(xiàn)高度與接收天線(xiàn)增益與信號(hào)傳輸覆蓋效果成正比關(guān)系。單頻網(wǎng)的實(shí)際覆蓋范圍也會(huì)受到接收參數(shù)的影響。
多載波傳輸背景下,單頻網(wǎng)的接收速度與組建規(guī)模會(huì)受到載波數(shù)目的影響。信號(hào)的接收效果與傳輸效果也會(huì)受到信道調(diào)制方法、編碼率的影響。信號(hào)的整體質(zhì)量也會(huì)因此受到影響。單頻網(wǎng)發(fā)射機(jī)間的距離則是由保護(hù)間隔與載波模式所決定的。
多頻網(wǎng)方式與單頻網(wǎng)方式是構(gòu)成地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視信號(hào)傳輸覆蓋的兩種主要方法。多頻網(wǎng)方式主要利用在相鄰市縣范圍內(nèi),頻點(diǎn)覆蓋不同的情況中,多頻網(wǎng)方式能夠有效地組建地面數(shù)字電視傳輸覆蓋網(wǎng)絡(luò)。單頻網(wǎng)更多的應(yīng)用于統(tǒng)一覆蓋,同一個(gè)頻點(diǎn)、同一個(gè)時(shí)間、同一個(gè)比特的發(fā)射相同的信號(hào),占用很少的頻率可以全覆蓋。信號(hào)無(wú)法傳輸與覆蓋的范圍中,利用單頻網(wǎng)的小功率布點(diǎn),使信號(hào)傳輸?shù)母采w范圍得到有效提升。
多頻網(wǎng)方式與單頻網(wǎng)方式有著相同的組網(wǎng)模式,二者都需要輔助設(shè)備與發(fā)射機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)。封閉式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式與開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式是單頻網(wǎng)的兩種結(jié)構(gòu)模式,上述兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式都能夠提供最小的接受場(chǎng)強(qiáng)。其中,開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)模式環(huán)境下,信號(hào)傳輸覆蓋范圍以外的輻射電平不受限制。且部分開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)只由單個(gè)發(fā)射機(jī)構(gòu)成。
我國(guó)信號(hào)傳輸覆蓋組網(wǎng)的主要方式為單頻網(wǎng)方式。單頻方式能夠使數(shù)字信號(hào)中的功率效應(yīng)、墻壁效應(yīng)得到有效平衡,實(shí)現(xiàn)降低同頻干擾的效果。單頻網(wǎng)方式能夠在相同區(qū)域內(nèi)覆蓋多個(gè)發(fā)射臺(tái)站,從而確保電視信號(hào)的傳輸效率。在單頻網(wǎng)方式實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中,通過(guò)規(guī)定好的發(fā)射頻率,可實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋,既可以避免同頻的干擾,又可以為發(fā)射時(shí)間的同步提供保障。
在設(shè)置信號(hào)傳輸覆蓋時(shí),還要考慮到地形地貌、組網(wǎng)模式等因素進(jìn)行設(shè)置。不同地形區(qū)域的設(shè)置方法下見(jiàn)表1。
表1 不同地形條件下信號(hào)傳輸覆蓋的設(shè)置方法
長(zhǎng)方形區(qū)域要注重信號(hào)傳輸覆蓋的抗干擾性,利用小功率組網(wǎng)模式能夠有效避免外界因素帶來(lái)的干擾。不規(guī)則地形區(qū)域要注重信號(hào)傳輸覆蓋的覆蓋范圍,利用單點(diǎn)大功率組網(wǎng)模式能夠有效提升信號(hào)傳輸覆蓋的覆蓋范圍。
在地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中,地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視信號(hào)會(huì)受到外界覆蓋環(huán)境的影響,傳輸質(zhì)量與接收效果會(huì)變得較差。會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi),地面無(wú)線(xiàn)電視數(shù)字信號(hào)無(wú)法順利傳輸?shù)膯?wèn)題。這種現(xiàn)象在地下商場(chǎng)、郊區(qū)森林、高層建筑中體現(xiàn)更為顯著。為更好地提升接受不良區(qū)域的信號(hào)傳輸質(zhì)量與接收效果。在應(yīng)用地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)時(shí),要采取提高天線(xiàn)架設(shè)高度、提高發(fā)射機(jī)功率、增強(qiáng)天線(xiàn)增益、采用抗衰落調(diào)制解技術(shù)等措施進(jìn)行優(yōu)化,具體內(nèi)容如下。
電視信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中,受到外界因素的影響,會(huì)出現(xiàn)信號(hào)傳輸強(qiáng)度減弱的現(xiàn)象。針對(duì)這種現(xiàn)象,可以對(duì)發(fā)射端采取措施,提升電視信號(hào)的發(fā)射強(qiáng)度,保障信號(hào)的順利接受。
發(fā)射端的技術(shù)工作人員可以采取增強(qiáng)發(fā)射機(jī)實(shí)際功率的方法提升信號(hào)傳輸?shù)膹?qiáng)度。這樣即使在傳輸過(guò)程中信號(hào)強(qiáng)度出現(xiàn)衰減,也可以確保到達(dá)用戶(hù)的信號(hào)能夠滿(mǎn)足用戶(hù)日常使用的需求,這種方法多應(yīng)用于覆蓋面積較小的區(qū)域。在實(shí)際應(yīng)用這種方法時(shí)工作人員不僅要確保電視信號(hào)的發(fā)射強(qiáng)度,還要確保電視信號(hào)的覆蓋區(qū)域。因此,在提升發(fā)射功率的同時(shí),也要增加天線(xiàn)的高度,確保無(wú)線(xiàn)電視信號(hào)的傳輸覆蓋面積能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。
發(fā)射端的技術(shù)工作人員可以應(yīng)用電視轉(zhuǎn)發(fā)器來(lái)提升信號(hào)傳輸?shù)膹?qiáng)度。轉(zhuǎn)發(fā)器的種類(lèi)很多,如光纖型轉(zhuǎn)發(fā)器、移頻型轉(zhuǎn)發(fā)器、同頻型轉(zhuǎn)發(fā)器等。在應(yīng)用轉(zhuǎn)發(fā)器的過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)無(wú)線(xiàn)電視信號(hào)傳輸方式的差異進(jìn)行選擇。轉(zhuǎn)發(fā)器有著強(qiáng)化電視信號(hào)覆蓋的功能,在室內(nèi)、山谷、隧道等區(qū)域都有著較好的應(yīng)用效果。且相較于其他方式,轉(zhuǎn)發(fā)器的經(jīng)濟(jì)成本更低,適用范圍更廣。
發(fā)射端的技術(shù)工作人員可以應(yīng)用漏纜方式提升信號(hào)傳輸?shù)膹?qiáng)度,漏纜多應(yīng)用于市政工程地下通道、建筑物地下室當(dāng)中,這類(lèi)區(qū)域普遍難以接受電視傳輸信號(hào)。而漏纜方式在這類(lèi)區(qū)域有著較好的應(yīng)用效果。漏纜方式指的是通過(guò)同軸天線(xiàn)建立高頻能量輻射網(wǎng),使高頻能量輻射網(wǎng)范圍內(nèi)的電視信號(hào)能夠被轉(zhuǎn)發(fā)器增強(qiáng),從而擴(kuò)大電視信號(hào)的傳輸范圍。漏纜方式在地下區(qū)域有著較好的應(yīng)用效果,多應(yīng)用在地下商場(chǎng)、地鐵交通中。
單方面對(duì)發(fā)射端進(jìn)行優(yōu)化是無(wú)法全面提升無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視信號(hào)的傳輸覆蓋范圍的,相關(guān)技術(shù)工作人員還要重視接收端的優(yōu)化。接收端的優(yōu)化主要是針對(duì)接收端的設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化,相關(guān)技術(shù)工作人員可以對(duì)接收設(shè)備、接收天線(xiàn)進(jìn)行升級(jí)。嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置天線(xiàn)安轉(zhuǎn)位置,在提升電視信號(hào)接收質(zhì)量的同時(shí),減少信號(hào)與信號(hào)之間的干擾。
隨著我國(guó)新聞出版廣電總局對(duì)無(wú)線(xiàn)數(shù)字廣播電視公共服務(wù)體系建設(shè)重視程度的提升,中央廣播電視無(wú)線(xiàn)數(shù)字化覆蓋工程已經(jīng)成為了現(xiàn)階段地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)傳輸覆蓋的重要任務(wù)之一,其能夠推動(dòng)基礎(chǔ)公共文化服務(wù)的均等化與標(biāo)準(zhǔn)化,為我國(guó)居民提供好電視、好廣播。基于此我國(guó)各大區(qū)域開(kāi)始逐漸關(guān)停模擬電視節(jié)目,全面推廣無(wú)線(xiàn)地面數(shù)字電視。我國(guó)的各個(gè)地區(qū)的直屬臺(tái)都根據(jù)自身的實(shí)際情況,對(duì)信源系統(tǒng)與發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化與升級(jí),推動(dòng)了地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)的全面?zhèn)鬏敻采w。下面以某地的地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)實(shí)際案例為例,分析地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)的具體傳輸覆蓋策略。
系統(tǒng)包含了兩個(gè)頻點(diǎn),這兩個(gè)頻點(diǎn)分別為514Mhz與658Mhz,頻道內(nèi)總共包含了4套本地節(jié)目、12套中央節(jié)目。18頻道由4套本地節(jié)目與4套中央節(jié)目構(gòu)成,31頻道由8套中央節(jié)目構(gòu)成。
4.2.1 電源保障系統(tǒng)
電源保障系統(tǒng)是確保地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要保障,系統(tǒng)對(duì)原有的電源保障系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)與改造。增加了防雷隔離變壓器與雙電源切換開(kāi)關(guān)。電源保障系統(tǒng)的工作原理如下:高壓配電供電會(huì)通過(guò)變壓器進(jìn)行降壓,再由防雷隔離變壓器進(jìn)行輸出,輸出后會(huì)經(jīng)過(guò)雙電源切換輸出,再通過(guò)配電柜,實(shí)現(xiàn)各用電單元的合理分配。該電源保障系統(tǒng)維修難度低,具有防觸電、防雷、隔離等優(yōu)勢(shì),且在每一環(huán)節(jié)都設(shè)有電源參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定性得到了保障。
4.2.2 前段信源系統(tǒng)
前段信源系統(tǒng)是地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)的重要組成部分之一。在系統(tǒng)中,前段信源系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)接收4套本地節(jié)目、12套中央節(jié)目。在此基礎(chǔ)上,對(duì)信源進(jìn)行處理,因此,前段信源系統(tǒng)主要由信源接受與信源處理兩個(gè)部分組成。
信源接收。為提升信源的安全性,系統(tǒng)中針對(duì)信源接收部分進(jìn)行了優(yōu)化,建立了相應(yīng)的備份機(jī)制,設(shè)立了本地備份、異地備份兩種備份機(jī)制。本地備份主要通過(guò)異構(gòu)天線(xiàn)實(shí)現(xiàn),異地備份主要通過(guò)其它臺(tái)異地進(jìn)行備份。信源接收主要以無(wú)線(xiàn)、有線(xiàn)兩種方法實(shí)現(xiàn)。前者采用了NDI傳輸技術(shù)、無(wú)線(xiàn)蜂窩網(wǎng)技術(shù)、NEC微波技術(shù)進(jìn)行備份;后者采用了光纜進(jìn)行備份。值得一提的是,雖然NDI傳輸技術(shù)與無(wú)線(xiàn)蜂窩網(wǎng)技術(shù)都采用了IP傳輸方式,但前者采用的是局域網(wǎng)傳輸,后者采用的是廣域網(wǎng)傳輸。無(wú)線(xiàn)蜂窩網(wǎng)有著碼率低、延時(shí)低、壓縮比高的優(yōu)勢(shì)。而NDI傳輸技術(shù)建立在NDI解碼器之上,通過(guò)網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)。
信源處理。信源處理建立在多媒體交換平臺(tái)之上,通過(guò)IP輸出、流切換、適配、編碼、解碼、調(diào)制、復(fù)用等功能,對(duì)信源進(jìn)行處理。A系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的任意輸入、處理與輸出,能夠?qū)Χ喾N類(lèi)型與格式的信號(hào)進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)了多種備份形式。
4.2.3 發(fā)射系統(tǒng)
系統(tǒng)中,兩個(gè)頻道共配備了兩臺(tái)主發(fā)射機(jī)、兩臺(tái)備發(fā)射機(jī)。主發(fā)射機(jī)與備發(fā)射機(jī)的型號(hào)分別為高斯貝爾1kW電視數(shù)字發(fā)射機(jī)與1kW Screen發(fā)射機(jī)。發(fā)射機(jī)選用的工作頻點(diǎn)為514MHz與658MHz,其分別對(duì)應(yīng)頻道18與頻道31。
其中,高斯貝爾發(fā)射機(jī)具有供電、冷卻、監(jiān)控、射頻放大與檢測(cè)等系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)的放大、信號(hào)的分配、信號(hào)功率的合成、信號(hào)濾波、信號(hào)校正、信號(hào)切換等功能。利用高斯貝爾發(fā)射機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)的實(shí)時(shí)采集與監(jiān)控,也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制發(fā)射機(jī)。
Screen發(fā)射機(jī)配備了激勵(lì)器,具有多配置模式與數(shù)字自適應(yīng)預(yù)校正技術(shù),發(fā)射機(jī)的整機(jī)效率得到了有效控制,冷卻系統(tǒng)的尺寸也得到了縮減,具備熱插拔功能,調(diào)試與維修十分便捷。
發(fā)射系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)下見(jiàn)表2。
表2 A系統(tǒng)的發(fā)射系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)
4.3.1 前端信源測(cè)試
系統(tǒng)利用了專(zhuān)業(yè)碼流分析儀設(shè)備測(cè)試了前段信源。針對(duì)兩個(gè)頻點(diǎn)的16套節(jié)目進(jìn)行了TR101-290監(jiān)測(cè)測(cè)試。發(fā)現(xiàn)前端信源存在少量三級(jí)錯(cuò)誤,一級(jí)錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)、二級(jí)錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)均沒(méi)有錯(cuò)誤。兩個(gè)頻道的編碼方式、視音頻碼率、視音頻質(zhì)量、PID信息與相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相符,能夠滿(mǎn)足地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)傳輸覆蓋的需求。不存在同步丟失、同步字節(jié)錯(cuò)誤、PAT錯(cuò)誤、連續(xù)技術(shù)錯(cuò)誤、PMT錯(cuò)誤、PID錯(cuò)誤等問(wèn)題。
4.3.2 覆蓋測(cè)試
覆蓋效果。對(duì)系統(tǒng)的覆蓋效果進(jìn)行了計(jì)算,通過(guò)分析發(fā)射臺(tái)的技術(shù)參數(shù)和設(shè)備、地理、環(huán)境等因素,依照專(zhuān)業(yè)頻率進(jìn)行規(guī)劃計(jì)算,發(fā)現(xiàn)發(fā)射臺(tái)的覆蓋效果較好,在室外有著非常好的固定接受覆蓋效果。
移動(dòng)誤碼率和接受效果測(cè)試。移動(dòng)誤碼率的接受測(cè)試?yán)昧巳蛱炀€(xiàn)移動(dòng)接收車(chē),對(duì)主要道路的覆蓋效果進(jìn)行計(jì)算。發(fā)現(xiàn)誤碼率臨界點(diǎn)為2×10-3,只有少部分地區(qū)存在誤碼率較大的問(wèn)題,大部分地區(qū)的誤碼率都符合標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)誤碼率較高地區(qū)的接收效果進(jìn)行了估算,并對(duì)誤碼率較高地區(qū)的接收效果進(jìn)行了測(cè)試,發(fā)現(xiàn)即使是誤碼率較高地區(qū),信號(hào)依然能夠正常接收,說(shuō)明系統(tǒng)的地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)傳輸覆蓋效果能夠滿(mǎn)足傳輸覆蓋需求。
本文首先分析了地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)傳輸覆蓋的影響因素,在此基礎(chǔ)上探究了相應(yīng)的優(yōu)化對(duì)策,最后針對(duì)某地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)實(shí)例進(jìn)行了分析。對(duì)于地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)的相關(guān)工作人員而言,其需要對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的電源、前端信源、發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行不斷的調(diào)試與測(cè)試,確保每一個(gè)環(huán)節(jié)都符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)后,才能滿(mǎn)足地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)的傳輸覆蓋需求。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)更加重視地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)發(fā)射端的優(yōu)化,根據(jù)信號(hào)的實(shí)際傳輸覆蓋情況進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)我國(guó)地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)的健康可持續(xù)發(fā)展。