周欽勇

（作者單位：揭陽廣播電視臺）

時代的發(fā)展進步推動了數(shù)字電視技術(shù)的不斷優(yōu)化完善，當前數(shù)字電視技術(shù)主要包括有線數(shù)字電視、衛(wèi)星數(shù)字電視和地面數(shù)字電視三種，這三種數(shù)字電視技術(shù)以平穩(wěn)并行的格局發(fā)展。而其中單頻網(wǎng)是地面數(shù)字電視系統(tǒng)的核心組網(wǎng)方式，其主要是通過不同位置、相同狀態(tài)的發(fā)射機組形成數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)絡。

1 地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的優(yōu)勢

（1）地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)在信號傳輸過程中能有效抵御外部因素所造成的負面影響，避免信號傳輸質(zhì)量受到嚴重損害，通過地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)所播放的內(nèi)容畫質(zhì)會更加清晰，音頻效果更好[1]。

（2）地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)能更加高效地使用頻譜資源，在同一服務器的同一頻道可傳送多套電視節(jié)目，實現(xiàn)對頻譜資源的有效利用，降低我國在頻譜資源使用上的壓力，讓我國在相關(guān)技術(shù)研究領(lǐng)域所能利用的頻譜資源得到保障，助力我國相關(guān)技術(shù)研究的進一步深化。

（3）基礎(chǔ)設備建設成本大幅降低，地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)可利用多個功率較小的發(fā)射機同時工作來滿足自身的需求，不再依賴于超大功率發(fā)射機來完成信號發(fā)射工作，從而減少信號輻射對周邊地區(qū)人民群眾日常生活的影響，實現(xiàn)對電磁波污染的控制，保證在信號覆蓋區(qū)域內(nèi)信號分布相對均勻。

（4）地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)能更好地滿足大眾對廣播電視公共服務的需求，進一步拓展我國廣播電視公共服務的覆蓋區(qū)域，讓廣大人民群眾都能享受到廣播電視公共服務，豐富我國人民群眾的生活[2]。

2 地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的組成部分

2.1 前端節(jié)目信號集成平臺

前端節(jié)目信號集成平臺主要采集多套中央臺、省級臺節(jié)目以及一套當?shù)毓?jié)目，考慮到建設成本和大眾對廣播電視公共服務的需求，前端節(jié)目信號集成平臺主要設在中央或省級單位的有線電視播控總機房中。前端節(jié)目信號集成平臺在實際運行過程中首先是通過接收機選定所需節(jié)目，再將節(jié)目信號源進行編碼、復用、單頻網(wǎng)適配等處理，進而形成可分配的單頻網(wǎng)節(jié)目信號碼流，保證在轉(zhuǎn)化完成后這部分數(shù)據(jù)信號能在后續(xù)環(huán)節(jié)的運行過程中順利傳輸。單頻網(wǎng)適配器是前端節(jié)目信號集成中最為關(guān)鍵的設備，也是地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)（見圖1）中的核心設備，可以將來自全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）的標準頻率和時間插入數(shù)字電視傳輸流當中，為單頻網(wǎng)提供標準頻率和時間信號。前端節(jié)目信號集成平臺需要做好對突發(fā)狀況的及時應對。為了保障信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，一般會采用主備兩路信號，降低信號傳輸出現(xiàn)問題的概率[3]。

圖1 地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

為保障前端節(jié)目信號集成平臺的正常運轉(zhuǎn)，必須安排專人來進行實時監(jiān)控，并定期檢查維護，確保相關(guān)設備設施的穩(wěn)定運行。如果發(fā)現(xiàn)其中部分設備設施出現(xiàn)問題必須立即報備，要求負責處理前端節(jié)目信號集成平臺設備設施問題的維護人員及時進行處理。監(jiān)控檢查人員做好對出現(xiàn)問題的前端節(jié)目信號集成平臺設備設施進行圖片資料采集，在設備維修和維修完成后均需要再次進行圖片資料收集，保證維修人員工作的有效性。

2.2 節(jié)目信號傳送分配網(wǎng)絡

在節(jié)目信號源轉(zhuǎn)化階段的所有工作內(nèi)容完成后，需要由節(jié)目信號傳送分配網(wǎng)絡將傳送流（Transport Stream，TS）信號分配到不同的站點，這部分TS碼流信號主要用于發(fā)射，在分配工作中必須保證分配到各個站點的TS碼流信號完全一致，并且為了更好地保證TS碼流信號的一致性，節(jié)目信號傳送分配網(wǎng)絡必須透明傳輸。在信號傳輸過程中，為確保安全，建設時需考慮至少兩種不同的傳輸鏈路。近年來，隨著我國光纖網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展和同步數(shù)字體系網(wǎng)絡的不斷完善，信號傳輸質(zhì)量進一步提升，并且在信號傳輸過程中出現(xiàn)問題的概率極低，保證了信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。但光纖線路容易被道路建設工程施工破壞，存在一定不足。微波電路采用空間信號傳輸，受破壞的可能性較小，信號傳輸容量大、保密性強、質(zhì)量好，但容易受到外部因素的影響，尤其是在惡劣天氣下，信號傳輸質(zhì)量會出現(xiàn)明顯波動，因此更多作為備份使用。綜上所述，采用光纖和微波兩種不同鏈路的傳輸分配方式最合適，是目前多種傳輸分配方式中最適合完成該項工作的傳輸分配方式[4]，雖然投入資金多，但安全性高。

2.3 臺站無線發(fā)射系統(tǒng)

無線發(fā)射系統(tǒng)需要將TS碼流信號轉(zhuǎn)移到發(fā)射設備中，再由調(diào)制器進行時鐘同步處理后將信道編碼上轉(zhuǎn)化為射頻信號對外發(fā)射。由于該環(huán)節(jié)是用戶接受電視信號前較為關(guān)鍵的一項工作，無線發(fā)射系統(tǒng)所在的臺站必須考慮到地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的具體覆蓋區(qū)域，對信號發(fā)射覆蓋方案進行針對性優(yōu)化，確保在無線發(fā)射系統(tǒng)輻射范圍內(nèi)的用戶均能接收到穩(wěn)定、安全且質(zhì)量較高的電視信號，因此在無線發(fā)射系統(tǒng)實際運轉(zhuǎn)過程中，必須始終保證相關(guān)設備設施參數(shù)與相關(guān)標準要求相符，結(jié)合實際需求來對參數(shù)設定進行微調(diào)[5]。調(diào)制器的時間同步調(diào)整主要是通過調(diào)制器的發(fā)射時延，按照TS碼流信號數(shù)據(jù)信息中所包含的時間信息來分析信號從前端節(jié)目信號傳輸平臺傳輸?shù)脚_站無線發(fā)射系統(tǒng)所需要的時間，并以此為基礎(chǔ)來對各個地區(qū)的發(fā)射時延進行調(diào)整，實現(xiàn)同時發(fā)送信號。

2.4 系統(tǒng)監(jiān)測保障

在系統(tǒng)監(jiān)測保障環(huán)節(jié)中，要對地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)中所涉及的多種設備設施進行實時監(jiān)控和問題報警，針對這部分設備設施建立起設備遠程連接，確保能通過遠程連接了解設備設施當前的狀態(tài)。在其出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)會立即發(fā)出警報，相關(guān)工作人員也能通過遠程連接來處理其中的大多數(shù)問題。如果發(fā)現(xiàn)部分問題無法通過遠程解決，需要盡快安排專業(yè)工作人員來進行處理，避免地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)受到影響，保證地面數(shù)字單頻網(wǎng)的所有功能均能正常發(fā)揮。系統(tǒng)監(jiān)測保障環(huán)節(jié)需要保證地面數(shù)字單頻網(wǎng)信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，對整個覆蓋區(qū)域內(nèi)的信號變化和信號分布情況進行實時監(jiān)測與分析。地面數(shù)字單頻網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)需要對所有站點的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息進行收集處理，將這部分數(shù)據(jù)信息進行整合，并以此為基礎(chǔ)建立起覆蓋區(qū)域監(jiān)測信息數(shù)據(jù)庫，確保地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)。

2.5 用戶接收

用戶接收環(huán)節(jié)通常在室內(nèi)完成，需要傳輸信號到室內(nèi)。其中需要考慮的因素主要有接收門限電平、穿透衰減和接收天線增益，通過這部分數(shù)據(jù)來計算信號接收場強。用戶房屋墻體材料不同，接收信號的衰減程度也有明顯差異。在木板、磚墻、鋼筋混凝土墻這三種墻體中，木板信號衰減度最小，鋼筋混凝土墻信號衰減度最大。在地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的用戶接收環(huán)節(jié)中需要技術(shù)人員充分考慮信號衰減度，選擇合適的電視接收天線進行接收增益，讓用戶在接收環(huán)節(jié)中的信號質(zhì)量得到更好的保證。

3 地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的應用

3.1 地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)在信號覆蓋方面上出現(xiàn)的問題

單頻網(wǎng)利用GPS實現(xiàn)對發(fā)射機發(fā)射時間的同步，借助保護間隔保證天線收到的不同信號能同時到達接收機，但是如果超過保護間隔允許的距離就無法保證信號同時到達，導致接收機解碼失敗。在地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)實際應用過程中存在部分地區(qū)出現(xiàn)地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)覆蓋區(qū)域重疊的情況，此時接收機會接收到不同地區(qū)地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)發(fā)射機所發(fā)射出的信號。如果在這一區(qū)域內(nèi)的所有信號存在明顯的強度差異，接收機會在所有可以接收到的信號中，識別和接收其中強度最高的信號，直接將其他強度低的信號忽略，不同地區(qū)地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)發(fā)射機之間所發(fā)射出的信號也就不會出現(xiàn)相互影響的情況。但是如果這部分地區(qū)在地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)覆蓋區(qū)域重疊位置所接收到的不同發(fā)射機信號之間的強度差異較小時，接收機便很難在這部分信號中挑選出強度最好的信號來進行接收，更無法將其他信號強度較低的信號直接忽略，接收機只能同時對這部分信號進行處理，而這種信號覆蓋重合、相互干擾的區(qū)域就是“相干區(qū)”。如何設計地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的建站距離對發(fā)射站點的明確和單頻網(wǎng)所需要的成本投入以及整體工作落實的難度有著非常顯著的影響，而最大設臺距離主要取決于地面數(shù)字電視系統(tǒng)抗回波干擾的能力，系統(tǒng)如果可承受的回波延時越長，單頻網(wǎng)設臺距離可以越大。

3.2 針對信號干擾問題的應用優(yōu)化

在對信號干擾問題進行優(yōu)化處理的過程中需要保證兩方面的工作得到有效落實，一方面是對信號覆蓋場形的控制，另一方面則是對激勵器獨立時延功能的利用。我國各個地區(qū)的自然環(huán)境條件都存在一定的差異，加上后期的人工改造，環(huán)境間的差異更為明顯，而地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的建設需要充分考慮到這部分基礎(chǔ)條件，從設計環(huán)節(jié)就要考慮到各地區(qū)基礎(chǔ)條件的差異，保證建設方案設計與當?shù)丨h(huán)境有較高的適配度。根據(jù)信號覆蓋區(qū)域的地形地貌特點，選擇最適合進行站點建設的位置，并且按照當?shù)氐貐^(qū)用戶的需求及后續(xù)用戶需求可能存在的變化來明確發(fā)射功率、天線配置，始終保證地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的建設方案設計擁有較高的合理性。在對激勵器進行實際操作的過程中需要重點關(guān)注時延調(diào)整，時延調(diào)整需要由工作人員來進行操作，以具體的實測結(jié)果為重要參考，保證在調(diào)整完成后與空間參數(shù)在“相干區(qū)”內(nèi)相互匹配。

3.3 地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)建設及應用中其他問題的解決

在地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)建設過程中，雖然已經(jīng)逐步明確了相應的規(guī)范建設要求，但防雷和接地方面的工作仍容易出現(xiàn)遺漏。主要是因為工作人員會在室內(nèi)調(diào)前做好對系統(tǒng)的調(diào)試，保證無誤后再轉(zhuǎn)移到實際建設區(qū)域中，但是實際建設區(qū)域與室內(nèi)環(huán)境相比會有更多的影響因素。如設備、系統(tǒng)長時間運轉(zhuǎn)容易出現(xiàn)不良接地現(xiàn)象，導致產(chǎn)生大量的靜電，影響設備、系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。為了對地面數(shù)字單頻網(wǎng)進行建設的過程中做好對設備接地，并且嚴格按照相關(guān)規(guī)范要求來落實地面數(shù)字單頻網(wǎng)建設，做好設備間的等電位連接，實現(xiàn)對安全事故發(fā)生率的有效控制。另外，要按照防雷規(guī)范做好防雷準備，尤其需要做好地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)中重要設備的防雷措施，保證在惡劣天氣下地面數(shù)字單頻網(wǎng)依舊能為大眾提供穩(wěn)定的廣播電視公共服務。

4 結(jié)語

在世界范圍內(nèi)頻譜資源都是有限的，頻譜資源更是國家重要的戰(zhàn)略性資源，使用地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)來對我國廣播電視公共服務進行調(diào)整，能有效降低在該方面所占用的頻譜資源，并且通過地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)傳輸?shù)膹V播電視信號會更加優(yōu)質(zhì)，更能滿足人民群眾的廣播電視公共服務需求。在后續(xù)發(fā)展過程中，還需要提升對地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)建設和應用的重視程度，實現(xiàn)我國地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)技術(shù)的進一步發(fā)展。