摘要：現(xiàn)行方法改造廣播電視信號(hào)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)后網(wǎng)絡(luò)性能仍舊較差，在實(shí)踐中網(wǎng)絡(luò)誤碼率較高，而且廣播電視信號(hào)模擬傳輸差錯(cuò)秒較長(zhǎng)，無法達(dá)到預(yù)期改造效果。為此，文章提出基于同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierachy， SDH）數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號(hào)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)改造方法。利用智能無線Mesh自組網(wǎng)技術(shù)對(duì)廣播電視信號(hào)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改造為由固定節(jié)點(diǎn)、分布節(jié)點(diǎn)以及終端用戶節(jié)點(diǎn)組成，對(duì)網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行優(yōu)化，利用SDH數(shù)字微波技術(shù)對(duì)廣播電視信號(hào)模擬傳輸信道均衡處理，實(shí)現(xiàn)基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號(hào)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)改造。實(shí)驗(yàn)證明，改造后廣播電視信號(hào)模擬傳輸誤碼率顯著降低，信號(hào)傳輸差錯(cuò)秒有效縮短，網(wǎng)絡(luò)傳輸性能得到優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)改造效果良好。

關(guān)鍵詞：SDH數(shù)字微波技術(shù)；廣播電視信號(hào)；模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)；智能無線Mesh自組網(wǎng)技術(shù)；改造

中圖分類號(hào)：TN943.2" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)廣播電視傳輸網(wǎng)絡(luò)以模擬微波傳輸為主，這種傳輸方式存在諸多弊端。模擬信號(hào)在傳輸過程中易受干擾，導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量下降，影響用戶的收視體驗(yàn)。而且，模擬信號(hào)的傳輸帶寬有限，難以滿足高清晰度電視等新型數(shù)字化廣播電視節(jié)目的傳輸需求。同時(shí)，模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)成本較高，且難以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的靈活配置和高效利用。因此，對(duì)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)字化改造，已成為廣播電視行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，同時(shí)也受到研究領(lǐng)域的重視與關(guān)注，相關(guān)學(xué)者與專家展開了一系列研究，取得了一定的研究成果。

黃科強(qiáng)^［1］提出了基于ASON和SDH的改造方法，利用ASON技術(shù)的智能特性，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)路由選擇、光通道管理和故障恢復(fù)，提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可靠性。同時(shí)，結(jié)合SDH傳輸網(wǎng)的高速、大容量特點(diǎn)，通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和資源配置，提升網(wǎng)絡(luò)資源利用率。翟娟薈等^［2］提出了基于OTN技術(shù)的改造方法，通過OTN的靈活調(diào)度和交叉連接功能，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提升業(yè)務(wù)路由的靈活性和效率。雖然現(xiàn)行方法在一定程度上提升了網(wǎng)絡(luò)性能，但是仍然沒有達(dá)到預(yù)期的改造效果，在實(shí)際中模擬傳輸信號(hào)誤碼率較高，并且傳輸距離比較短，無法滿足實(shí)際需求，為此提出基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號(hào)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)改造方法。

1 廣播電視信號(hào)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及配置改造

利用智能無線Mesh自組網(wǎng)技術(shù)對(duì)廣播電視信號(hào)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，以智能無線Mesh自組網(wǎng)為核心框架搭建分布式寬帶微波通信網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改造由固定節(jié)點(diǎn)、分布節(jié)點(diǎn)以及終端用戶節(jié)點(diǎn)組成，具體如圖1所示。

如圖1所示，固定節(jié)點(diǎn)、分布節(jié)點(diǎn)以及終端用戶節(jié)點(diǎn)共同組成一張覆蓋廣泛、高效互聯(lián)的信號(hào)模擬傳 輸網(wǎng)，采用嵌入式的方式在網(wǎng)絡(luò)中生成節(jié)點(diǎn)，共享一套標(biāo)準(zhǔn)化的硬件架構(gòu)，通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)廣播電視信號(hào)接入、核心信號(hào)模擬傳輸及網(wǎng)關(guān)等功能。通過Wi-Fi無線連接方式將節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)通信終端連接，實(shí)現(xiàn)終端信息網(wǎng)絡(luò)接入^［3］。改造后的分布式寬帶微波通信網(wǎng)絡(luò)干線鏈路采用5.8 GHz頻段，支持150/300 Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率的室外型大功率無線網(wǎng)橋，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無線連接^［4］。為了最大化傳輸效率與信號(hào)覆蓋范圍，選用高增益板狀天線作為信號(hào)發(fā)射與接收的媒介，能夠在保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的同時(shí)，減少信號(hào)衰減和干擾，確保信息準(zhǔn)確無誤地傳遞至目標(biāo)接收端。

基于5.8 GHz頻段的特性與網(wǎng)橋設(shè)備的性能考量，廣播電視信號(hào)模擬傳輸距離限定在10 km以內(nèi)，以確保信號(hào)強(qiáng)度的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性^［4］。此外，網(wǎng)橋的安裝高度設(shè)定在30～45 m，以此減少地面障礙物對(duì)信號(hào)的阻擋，同時(shí)也有利于提升通信鏈路的抗干擾能力。在實(shí)際部署過程中，須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的實(shí)際情況，選擇地勢(shì)較高的制高點(diǎn)作為網(wǎng)橋的安裝位置^［6］。5.8 GHz遠(yuǎn)端站的以太網(wǎng)接口接入基礎(chǔ)交換機(jī)，從而構(gòu)建起與2.4 GHz大功率無線接入點(diǎn)基站之間的連接橋梁，通過機(jī)房進(jìn)行廣播電視信號(hào)模擬傳輸，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的全面覆蓋和高效利用，以此完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與配置的改造。

2 基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的傳輸信道改造

利用SDH數(shù)字微波技術(shù)對(duì)廣播電視信號(hào)模擬傳輸信道進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建信道均衡模型，對(duì)廣播電視信號(hào)模擬傳輸鏈路重構(gòu)，將復(fù)雜的信號(hào)傳遞過程拆解并重新組織，以優(yōu)化信號(hào)質(zhì)量。采用SDH微波算法對(duì)構(gòu)建的信道模型實(shí)施自相關(guān)匹配濾波，確保信號(hào)在傳輸過程中能夠有效濾除干擾，保持信號(hào)的純凈度與完整性^［7］?？紤]到廣播電視信道通常處于動(dòng)態(tài)變化的寬時(shí)域環(huán)境中，接收到的脈沖信號(hào)在多條上升信道中穿梭，其特性（如加權(quán)位數(shù)的頻率）與信道的上升幅度緊密相關(guān)，這種關(guān)系為理解和優(yōu)化信道傳輸性能提供了重要依據(jù)^［8］。為了更直觀地反映信號(hào)在信道中的傳輸特性，引入中電模擬信號(hào)碼元的增益趨勢(shì)描述以及信號(hào)波特間隔延時(shí)曲線的概念。通過波特間隔采樣技術(shù)，對(duì)傳輸序列進(jìn)行采樣，從而構(gòu)建出廣播電視信道輸出的中電模擬信號(hào)模型。在此情境下，信道傳輸?shù)钠椒叫?yīng)可以表示為：

c2=S［x2（t）］（1）

其中，c2為廣播電視信號(hào)模擬信道上升幅度；S為增益系數(shù)；x2（t）為信號(hào)源獲取的中電實(shí)時(shí)信號(hào)。通過均衡濾波，針對(duì)廣播電視信號(hào)特有的碼間干擾強(qiáng)度進(jìn)行有效抑制^［9］。由于實(shí)際信道路徑與理論模擬存在差異，分集濾波器的設(shè)計(jì)須依據(jù)最小模擬序列來精確調(diào)整其路長(zhǎng)，以確保對(duì)多徑傳播增益的準(zhǔn)確估算。這一過程中，接收碼元的計(jì)算量與多元信道路徑值之間呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，同時(shí)，信號(hào)的傳遞速度與測(cè)量延時(shí)差也被量化，以支持后續(xù)的信號(hào)處理與優(yōu)化，公式表示為：

H=c2+enu［i（t-T）］

J=c2+3S2［x2（t）］n（2）

其中，H為廣播電視信號(hào)傳遞速度；e為廣播電視信號(hào)的信道碼間干擾強(qiáng)度；n為廣播電視信號(hào)波特間隔延時(shí)系數(shù)；u為廣播電視信號(hào)發(fā)射功率；i為廣播電視信號(hào)發(fā)射頻率；T為廣播電視信號(hào)模擬傳輸周期；J為廣播電視信號(hào)模擬傳輸延時(shí)差^［10］。在廣播電視信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中，中電模擬信號(hào)的脈沖狀態(tài)受到多條信道路徑的延時(shí)和頻率降低的共同影響，同時(shí)，信號(hào)的輸入調(diào)頻也是不可忽視的因素，中電模擬信號(hào)的脈沖狀態(tài)表示為：

K（t）=a∑i=1HJ（w-m）2（3）

其中，K（t）為中電模擬信號(hào)的脈沖狀態(tài)；a為廣播電視信號(hào)模擬傳輸延時(shí)；i為信道數(shù)量；w為廣播電視信號(hào)模擬傳輸頻率降低系數(shù)；m為中電模擬信號(hào)的輸入調(diào)頻。在此基礎(chǔ)上，定義廣播電信通信的節(jié)點(diǎn)、信道的上升傳送脈沖頻率、輸送時(shí)間誤差以及脈沖寬度等關(guān)鍵參數(shù)，以全面描述信號(hào)在信道中的傳輸行為，對(duì)廣播電視信號(hào)傳輸信道寬度優(yōu)化為：

G=ent（K（t）/PE）（4）

其中，G為廣播電視信號(hào)模擬傳輸信道頻寬；P為單經(jīng)傳輸時(shí)間延遲；E為廣播電視信號(hào)模擬傳輸信道中模擬信號(hào)數(shù)量。按照以上公式計(jì)算，合理分配信道路徑資源并引入相位偏移技術(shù)，將廣播電視信號(hào)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)終端接收的信號(hào)產(chǎn)生相位偏移，減少了信號(hào)間的相互干擾，增強(qiáng)了信號(hào)的抗干擾能力和傳輸穩(wěn)定性，以此提升廣播電視中電模擬信號(hào)的傳輸性能，實(shí)現(xiàn)基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號(hào)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)改造。

3 實(shí)驗(yàn)論證

3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備與設(shè)計(jì)

通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)本文提出的基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號(hào)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)改造方法的性能，將本文設(shè)計(jì)方法與黃科強(qiáng)^［1］和翟娟薈等^［2］方法對(duì)比，以某廣播電視臺(tái)為實(shí)驗(yàn)環(huán)境。按照以上提出的方案對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，利用改造后的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣播電視信號(hào)模擬傳輸，傳輸速率設(shè)置為10 Mb/s，總傳輸量為8000 Byte。對(duì)改造后的網(wǎng)絡(luò)接收信號(hào)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇誤碼率和信號(hào)傳輸差錯(cuò)秒，誤碼率=錯(cuò)誤傳輸比特碼數(shù)/總傳輸比特碼，誤碼率可以表征出廣播電視信號(hào)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量性能，誤碼率越高，則表示傳輸信號(hào)質(zhì)量越差。信號(hào)傳輸差錯(cuò)秒是指在數(shù)字傳輸過程中，產(chǎn)生的差錯(cuò)量超過網(wǎng)絡(luò)設(shè)定的門限值的間隔時(shí)間，直接反映傳輸網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性，差錯(cuò)秒越長(zhǎng)，則表示廣播電視信號(hào)模擬傳輸信道質(zhì)量越差，傳輸過程中出現(xiàn)的差錯(cuò)越頻繁，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性越差。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

以傳輸信號(hào)量為變量，對(duì)改造后的廣播電視信號(hào)模擬傳輸誤碼率進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)廣播電視信號(hào)模擬傳輸差錯(cuò)秒進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)共設(shè)計(jì)10組，如表1—2所示記錄了以上2個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試的結(jié)果。

從表1、表2中數(shù)據(jù)可以看出，采用本設(shè)計(jì)方法廣播電視信號(hào)模擬傳輸誤碼率不超過1%，信號(hào)傳輸差錯(cuò)秒不超過3 s，無論是在誤碼率方面還是在信號(hào)傳輸差錯(cuò)秒方面，設(shè)計(jì)方法均優(yōu)于黃科強(qiáng)^［1］方法和翟娟薈等^［2］方法。由此可以看出，用本設(shè)計(jì)方法改造后的網(wǎng)絡(luò)傳輸性能最優(yōu)，廣播電視信號(hào)模擬傳輸質(zhì)量最好，這是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)采用了SDH數(shù)字微波技術(shù)，SDH數(shù)字微波傳輸技術(shù)具有傳輸頻帶寬、容量大、損耗低等優(yōu)點(diǎn)，能夠顯著提升廣播電視信號(hào)的傳輸質(zhì)量。并且采用同步復(fù)用方式和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸資源的高效利用和靈活配置。以此實(shí)驗(yàn)證明了，本設(shè)計(jì)方法更適用于廣播電視信號(hào)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)改造。

4 結(jié)語

在深入探討基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號(hào)模擬傳輸網(wǎng)絡(luò)改造方法后，可以清晰地看到這一轉(zhuǎn)型對(duì)于廣播電視行業(yè)發(fā)展的深遠(yuǎn)影響。通過實(shí)施這一改造，不僅極大地提升了信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量、穩(wěn)定性和可靠性，還顯著擴(kuò)大了傳輸覆蓋范圍，滿足了廣大用戶對(duì)高質(zhì)量廣播電視節(jié)目的需求。同時(shí)，SDH數(shù)字微波技術(shù)的應(yīng)用也為廣播電視傳輸網(wǎng)絡(luò)的智能化、自動(dòng)化管理提供了有力支持，降低了運(yùn)維成本，提高了運(yùn)營(yíng)效率。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用不斷的深入，基于SDH數(shù)字微波技術(shù)的廣播電視信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)將發(fā)揮更加重要的作用，推動(dòng)廣播電視行業(yè)向更高水平、更深層次發(fā)展。

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（編輯 沈 強(qiáng)編輯）

Transformation method of broadcasting TV signal analog transmission network

based on SDH digital microwave technology

QING" Ya

（Chifeng Integrated Media Center， Chifeng 024000， China）

Abstract：" The current method of broadcasting and television signal simulation transmission network network performance is still poor. The practice network error rate is high， and radio and television signal simulation transmission error second is long. It cannot achieve the desired effect. Therefor， the article proposes a method for thansforming the analog transmission network of broadcasting and television signals based on Synchronous Digital Hierachy （SDH） digital microwave technology. Using intelligent wireless Mesh ad hoc network technology of broadcast and television signal simulation transmission network structure transformation， the network structure is reformed into a fixed node， distribution node and end user node. The network configuration is optimized， using SDH digital microwave technology of broadcast television signal simulation transmission channel equilibrium， which realizes the broadcast and television signal simulation transmission network based on SDH digital microwave technology. The experiment has proved that the error rate of the broadcast TV signal analog transmission is effectively reduced， the signal transmission error second is effectively shortened， the network transmission performance is effectively optimized， and the network transformation effect is good.

Key words： SDH digital microwave technology; broadcast and television signals; analog transmission network; intelligent wireless Mesh ad hoc network technology; transformation