廣播電視傳輸中UPS電源的應用

雋玉霞

（山東省淄博市沂源縣南麻街道辦事處，山東 淄博 256100）

0 引 言

UPS電源也可稱為不間斷電源，以改善供電質量為目標，置于交流電網與用電負載之間，進而保證負載設備的正常運行[1]。目前，大型UPS集中供電的模式在各類數字信號傳播過程中運用較多，因此一旦UPS電源出現故障，將影響整個傳輸過程，不利于廣播電視的傳輸[2]。UPS電源由于自身的優勢在我國各行各業得到了迅猛發展，并在廣播電視傳輸領域中達到了良好的供電效果[3]。

1 UPS電源在廣播電視傳輸中的應用

1.1 設置廣播電視傳輸的組網方式

廣播電視傳輸過程中的組網方式一般分為3種。第一種組網方式為多個網絡的共同協作。為了實現對一個服務區數字信號的覆蓋，傳輸信號時多伴有同頻信號交疊區的產生，從而產生一定的信號重疊與成本浪費。第二種組網方式為多點網絡加補點的方法，使得廣播電視中數字信號的傳輸不再受限于復雜的地理地貌，解決了山區和地下車庫等信號盲區的傳輸問題[4]。第三種組網方式為大功率發射機轉小功率轉發器，由大功率發射機向整體服務區進行數字信號覆蓋，由小功率轉發器向面積較小的區域進行補充覆蓋。相對其他兩種方式來說，這種組網方式信號覆蓋范圍相對較小。在設計廣播電視傳輸方法時，采用第二種組網方式。

1.2 選擇UPS傳輸控制芯片

設計廣播電視傳輸總體結構后，人們需對UPS傳輸芯片進行選型。傳輸芯片是整個傳輸過程的核心器件，其性能對傳輸精度與穩定性有主要影響，所以選擇一款合適的傳輸控制芯片十分重要。在本次傳輸方法設計中，主要選用DSP作為傳輸控制芯片。這種芯片能夠以數字信號的方式控制整個傳輸過程，是一種專門的數字信號處理器。高速處理數字信號與圖像時，DSP中強大的指令系統和豐富的硬件資源能夠帶來其他芯片無法比擬的優勢，即高速的數據處理能力。當前，DSP芯片所占市場份額巨大。TI公司為當今最具影響力的DSP芯片生產企業，其中TMS320C2000系列芯片應用效果最佳，內含16位和32位定點DSP，功能模塊更多且控制效果更好，具備事件管理器、串行通信接口以及Flash存儲器等功能模塊。與其他系列芯片相比，它的優勢更大，不僅有效提高了通道位數，還將時鐘頻率提高到了180 MHz，具備嵌入式控制功能，適用于多種控制系統?；赥MS320C2000系列芯片的優勢，在本次廣播電視傳輸方法的設計中，UPS電源的傳輸控制芯片選擇TMS320C2018型號。

1.3 規劃UPS供電電源的傳輸站點

TMS320C2018芯片保障了整個傳輸過程的基礎控制效果，有利于進一步規劃廣播電視中的供電站點。在廣播電視的整個傳輸過程中，通常采取小功率多布點的方法設置傳輸站點，并以此覆蓋數字信號的傳輸網絡。在等同的發射功率下，存在等邊三角形與等邊六角形的同頻網絡。不同的同頻網絡對UPS供電電源傳輸站點的安放位置存在影響。等邊三角形同頻網絡數字信號覆蓋面積較小，等邊六角形同頻網絡用于大面積數字信號覆蓋的網絡建設。實際上，數字信號不存在固定形式，通常需要將上述網絡模型進行拼接，從而得到一個類似蜂窩狀的擴展型網絡。結合當地的地理環境、UPS供電電源站點的建設資源以及接收人群的分布情況，完成對UPS供電電源傳輸站點的選址。考慮廣播電視機房與數字信號發射塔等必備資源，需購置多個光纜資源。有些早期廣播電視發射臺站資源條件仍舊良好，可以選擇其作為起始站點，節省大量建設成本。在實際建設UPS供電電源的傳輸站點時，需要具備充足的設備安裝空間、空調通風系統以及電力供應系統。在合適的技術要求上，將中心站的節目碼流流暢地傳輸至該發射機房，根據選定的臺站地點資源統籌建設UPS供電電源的傳輸站點。

1.4 計算廣播電視中的傳輸網絡

采用UPS電源進行廣播電視傳輸方法設計時，傳輸網絡的計算環節至關重要。根據廣播電視傳輸的總體結構、UPS傳輸控制芯片以及UPS供電電源的傳輸站點間的距離，結合擬覆蓋區域的地形地貌，進行廣播電視中的傳輸網絡計算環節。針對實際應用中的數字信號，傳播模型可分為經驗模型、半經驗模型和確定性模型。依據數字信號頻段的不同，傳播模型可分為COST231-Hata模型、ITU-8.410模型和Okumura13-Hata模型等。先估算每個UPS供電電源傳輸站點的網絡信號覆蓋區域，初步確定各相鄰站點之間的網絡信號重疊區域，在滿足區域間供電要求時，減小相鄰UPS供電電源傳輸站點間的信號重疊區域。因為市區與郊區存在地理地貌的差異，所以分別計算這兩種環境下的傳輸路徑。在計算傳輸路徑時選用ITU-8.410模型，計算公式為：

式中，L1為市區中的傳輸路徑；L2為郊區中的傳輸路徑；n為兩個UPS供電電源傳輸站點間的距離；m為單個站點估算得出的網絡信號覆蓋區域；a為站點高度的修正因子；s為市區建筑物密度的修正因子。

2 實驗研究

2.1 實驗準備

實驗測試對象為數字電視信號傳輸，分別在傳統電源平臺與UPS電源實驗平臺的前提下選取兩組同樣的設備進行對比實驗。

在實際操作中，將移動電視接收天線分別安裝在測試機頂盒與場強儀上，使用電纜依次連接實驗中的各個設備。實驗使用PROMAX公司生產的型號為PROLINK-5C+的場強儀，實際操作時的測試靈敏度為30 dB。

首先采集用戶對節目的需求數據，將此類數據信息存儲在計算機中，根據地理環境的不同，設置地方廣播電視節目的GIS功能，后結合信息傳輸分析數據信息。采集用戶需求數據可以在測試機頂盒中完成，通過USB接口與場強儀連接，借助GIS模塊進一步分析數據信息。實驗應統計并顯示接收信號強度、存儲用戶數據信息與廣播電視信息，并將其保存到計算機的數據庫中。通過數據庫分析總體測試過程，將地理位置信息與測試時間相結合。通過GIS組件觀測整個地理環境，在特定的時間范圍內設定測試時間間隔。

2.2 廣播電視中傳輸速度測試

分別采用傳統方法與UPS電源傳輸方法進行測試，每秒鐘測試一次數字信號的傳輸數量，完成對廣播電視中傳輸速度的測試工作。為使實驗結果更加精確，在相同時間下應用上述設備，采用兩種方法進行3次實驗，可得如表1所示的實驗結果。

通過表1可知，兩種方法的傳輸速度均隨著測試時間的增加而增大，在90 s時達到傳輸速度最大值。相比之下，設計方法在廣播電視中的傳輸速度更快。

3 結 論

在目前廣播電視傳輸過程中，UPS電源的未來發展前景良好，具備較高的安全性與可靠性，對廣播電視行業的電源管理工作具有明顯的應用優勢?；赨PS電源設計廣播電視中的傳輸方法，能夠更快、更準確地傳輸廣播電視中的數字信號。今后還需要深入分析UPS電源，有針對性地提出優化措施，使UPS電源處于最佳工作狀態。

表1 傳輸速度對比結果