數字電視無線發射系統技術方案分析

摘 要：作為數字電視中的重要組成部分，無線發射系統不僅關系著數字電視產業本身的發展，同時，對于滿足人們日益增長的精神文化需求也具有重要作用。本文通過對不同國家數字電視無線發射系統的技術方案進行分析，并結合我國數字電視地面廣播技術標準的現狀，對數字電視無線發射系統的技術方案展開了深入研究。

關鍵詞：數字電視；無線發射系統；傳輸網絡

中圖分類號：TN949.197 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 16-0000-01

我國大中型城市的有線電視主要是以同軸電纜與光纖為主要媒介來進行電視信號傳輸的，但對于偏遠的山村地區來說，要大規模地進行電纜和光纖的鋪設是不現實的，而數字電視無線發射系統則恰好可以解決上述問題。因此，本文通過對我國現階段數字電視地面廣播技術標準的方案進行研究，并綜合不同國家的數字電視無線發射系統技術方案，對數字電視無線發射系統技術方案進行了具體分析。

一、不同國家數字電視無線發射系統技術方案

目前，國際上對于數字電視的無線發射系統具有三大標準，即美國的ATSC8-VSB標準、歐洲的DVB-T標準以及日本的ISDB-T標準，下文就上述技術標準的特點與原理進行了深入探討。

美國的ARSC8-VSB標準的主要特點為：系統的功率峰均比較低、而頻譜效率較高、不支持移動接收和傳輸波的性質為單載波等。將該標準應用于地面數字無線發射系統時，可以在頻率為6MHZ的情況下，實現較高質量的音頻與視頻的傳播。另外，該標準對數字同步信號的引用還可以對時鐘信道的編碼進行糾錯和保護，從而保證相關音頻與視頻傳入的實時性[1]。

歐洲的DVB-T標準的主要特點為：抗多徑干擾能力較強、可以進行移動接收并組成單頻網、系統可以分層。由于基于該標準下的無線發射系統內含有大量的導頻信號，且導頻信號被有序穿插到系統數據當中，因此，該標準不僅可以完成系統同步與信道估計。同時，還可以對時鐘信道進行調整并恢復相關載波信號，進而提高信號的傳輸效率。另一方面，基于該標準下的無線傳輸系統通常與保護間隔技術共同使用，所以應用該系統在進行數字電視無線傳輸時可以較好地實現抗多徑干擾的功能，并提高系統移動接收的實測性[2]。

日本的ISDB-T標準不僅具有強化系統移動接收信號的特點，而且還具有頻譜分段傳輸的相關功能，該標準可以根據窄帶接受與分層同時實現系統的移動接收、固定接收與便攜接收，提高了數字電視無線發射系統的工作效率。ISDB-T標準與其他標準的不同之處就在于系統運用分層傳輸與部分傳輸進行交織深度的引用，從而增加了頻道轉換對雙向業務的延時影響[3]。

二、我國數字電視地面廣播技術標準現狀

就現階段而言，我國數字電視廣播技術標準主要分為三部分，即清華大學所設計的DMB-T方案、中國廣播科學研究院設計的CDTB-T方案以及上海交通大學設計的ADTB-T方案。在上述的三種無線發射系統的技術方案中，尤以清華大學的DMB-T方案效果最為突出，此方案通過采用時域同步正交頻分復用技術，將無線發射系統的數據檢測與信道估計工作分隔開來，并使二者分別進行信號的檢測工作，從而使數字信號達到最佳的發射和接收效果。另一方面，由于DMB-T所采用的OFDT的調制方式具有頻譜效率較高且抗多徑干擾能力較強的特點，所以，與現有的數字電視無線發射系統技術方案相比，DMB-T對數字信號的處理更具優勢，且可以較好地滿足我國農村等偏遠地區數字電視無線發射系統的技術要求[4]。

三、數字電視無線發射系統技術方案的具體分析

（一）無線發射系統的前端部分

對無線發射系統前端部分的技術要求主要是為了使系統可以順利完成對節目的制作、編輯、碼流復用以及音頻視頻的編碼工作等。系統的前端部分主要采用的設備主要有數據協議處理與打包機、數字音視頻碼流服務器、碼流發生器、非線性編輯系統以及單頻網適配器和音視頻播出控制軟件等。數據協議處理和打包機通過對衛星傳輸信道所發射的數字信號進行分析與整理，將其送入數字音視頻碼流服務器中，通過碼流服務器對其進行解碼轉換，再將其送入單品網適配器中，通過單頻網適配器對符合播放要求的音視頻進行分析和判斷，進而將相關視頻和音頻通過播出控制軟件送入系統傳輸網絡。

（二）傳輸網絡

無線發射系統傳輸網絡的技術要求是：通過傳輸信道使系統前端部分的數字電視碼流分布到各個數字基站的數字電視發射系統中，并完成對電視碼流的同步與恢復。傳輸網絡中單頻網同步系統上的單頻網適配器是完成上述工作的核心設備，主要由接收網絡適配器、總網絡適配器和網絡分配器共同組成。其具體的設計原理為：音視頻信號經前端傳入后，進入系統傳輸網絡，經過單品網適配器為其提供標準的播放時間和傳輸頻率，使相關音視頻信號進入系統的發射系統。

（三）發射系統的設計方案

發射系統的技術要求為：將傳輸網絡所輸入的碼流進行同步傳輸和變頻，并通過將信號進行合成、調制和放大等工作，將信號濾波傳輸到衛星天線上，從而使數字電視無線發射系統可以以地面為基礎進行數字信號的無線發射。發射系統中所涉及到的設備包括了同步鐘源全球定位接收機、數字電視發射機以及縫隙發射天線等。其方案的具體設計原理為：分布在不同地點的數字電視發射機將傳輸網絡中的碼流進行干擾處理和調制，并將碼流的傳輸功率進行放大后，利用衛星天線將相關數字信號向空中發射，從而增加數字電視無線發射系統發射信號的覆蓋面積。

四、結束語

本文通過對目前國際上主要的數字電視無線發射系統的標準進行分析，并結合現階段我國數字電視地面廣播技術的相關標準，從系統前端、傳輸網絡以及發射和接收系統的設計方面，對我國數字電視無線發射系統的技術方案展開了具體研究。可見，未來加強對我國數字電視無線發射系統技術方案的研究力度，對于促進我國數字電視產業的發展、滿足人們的精神文化需求具有重要的歷史作用和現實意義。

參考文獻：

[1]袁軍.廣播電視發射塔周圍電磁環境預測與測量[D].鄭州大學，2013.

[2]劉向陽.廣播電視無線覆蓋場強預測系統設計與實現[D].鄭州大學，2013.

[3]任飛.智能電視軟件平臺關鍵技術研究[D].電子科技大學，2013.

[4]冷繼南.數字電視國標核心模塊優化與下一代演進標準的相關技術研究[D].浙江大學，2013.

[作者簡介]李凌云（1973.05-），男，山西昔陽人，副臺長，工程師，本科，研究方向：廣播電視信號的無線覆蓋和微波傳輸。