數字時代廣播電視無線發射技術問題分析

任國璽

（甘肅省廣播電視局會寧廣播轉播臺，甘肅 蘭州 730000）

0 引 言

數字時代的廣播電視無線發射技術伴隨著移動互聯網和數字化的技術傳播而逐漸興起，觀眾對廣播電視的技術要求越來越高。在這種情況下，如何更加全面地提高廣播電視信號清晰度，滿足移動端無線電視發射信號的更新升級及廣播電視無線發射信號加工處理能力提升，成為數字時代廣播電視無線發射技術需要全面考量的重要內容。

1 數字廣播電視無線發射技術簡介

廣播電視無線發射技術是無線電信號經過信號發射、傳播、接收、處理，從而實現廣播電視信號轉化的系統化過程，它使觀眾能接收到清晰的廣播電視畫面。隨著移動互聯網技術的迅速發展和信息化技術的廣泛升級，以數字化廣播電視技術為主要核心的新型廣播電視無線發射技術已經在全國范圍內覆蓋[1]。信息處理成像技術在廣播電視無線發射端的技術研發中占有更加突出的地位。經過廣播電視無線電信號頻度加密、信息密度提升和傳輸信號的擴容，廣播電視無線發射在數字化技術的推動下，接收到的信號更加清晰，移動端和無線信號發射端之間的信號傳輸穩健性顯著增強。在這一系列的廣播電視數字化改造中，數字廣播電視無線發射技術逐漸豐富擴展，成為當今我國廣播電視無線發射技術的主流。

2 數字廣播電視無線發射技術特點

2.1 自動化控制

數字廣播電視無線發射技術具有高度的自動化控制特性。在數字時代，由于廣播電視無線電發射技術自動接入了數字監測、數字預警、數字執行等編程語言，從而能夠通過實時的數據信號監測和模擬信號處理，達到對整個廣播電視無線發射技術的自動化控制。這就實現了從廣播電視無線發射信號模擬成型到信號傳輸，再到實現模擬機的自動交換與控制系統相互連接，都由智能化終端進行全自動控制的目的，全面完成了信息的自動調配和無線電信號播控機房的全信號鏈接[2]。最終，廣播電視無線電發射在數字化和信息化的監測與執行下，實現了遠程遙測、遠程控制和遠程操作。

2.2 故障自診斷

數字廣播電視無線發射技術還能夠實現故障的自診斷。一般而言，非數字型廣播電視無線發射技術的故障判定，主要依靠人工實驗數據積累來實現廣播電視信號故障的排除，而數字廣播電視無線發射技術的應用，能夠使信息形成記憶，對故障進行自動化的信息程序判定，通過故障設置、故障解決和故障記憶的循環反饋模式，實現數字故障自動記憶、自動診斷和自動修復，從而達到高度的自動化控制、自動化執行，使數字廣播電視發射成為操作端模擬自動化控制的自動運行平臺[3]。

2.3 安全保障能力強

數字廣播電視無線發射技術還具有強大的安全保障能力。一般而言，使用數字廣播電視信號系統的時候，臺站都建立了專門的大通量網絡信號交換處理系統，對相應的訪問機制、訪問權限和信號模擬檢測有嚴格的控制，只有內部系統安全人員才有權利進行登陸訪問。而且，數字廣播電視無線發射技術中也會嵌入自動化的身份識別系統，以此確保數字廣播電視信號交換機的安全穩健運行[4]。

3 數字時代廣播電視無線發射信號的組成

如今的廣播電視發射信號已經由傳統型的模擬廣播電視發射信號轉向數字廣播電視發射信號。這是因為數字廣播電視發射信號具有較強的信號抗干擾性。在傳輸信號的過程中，功率相對穩健，傳輸信號抗干擾能力強，信號畫質清晰，質損量較小。特別是在長距離、多通路廣播電視信號的傳輸過程中，為了實現遠距離傳輸數字廣播電視信號過程中信號的能量不過度衰減，同時又有較強的數字信號傳播力度，就需要對廣播電視發射信號進行數字化改造。這樣可以使數字廣播電視發射信號成為穩定的信號發射源。由于數字信號相對于模擬信號具有更多的帶寬，使用信號傳播頻率也相對較高，所以傳輸電視信號時在清晰度方面具有天然優勢。

一般數字廣播電視發射信號都是經過數字信號轉換、數字信號壓縮、數字信號合成、數字信號轉碼等流程，從而實現將不同廣播電視信號以大通量的流量集中在同一個信號集合中的目的，從而達到信號的遠距離穩健性傳播。在一個模擬信號通路中，如果同時有不同的廣播電視壓縮編碼，此時就需要對這些不同的廣播電視壓縮編碼進行不同的復用器分離，而不可以采用統一的編碼器進行信號的編碼轉換，即需要使用復用TTS流通編碼分流器的轉換來實現數字廣播電視發射信號的分流目標，從而最終完成廣播電視無線發射信號的遠距離傳輸。整體過程如圖1所示。

圖1 數字廣播電視發射信號遠距離傳輸的過程

4 編碼器的優化選擇

在廣播電視信號發射過程中，首先要考慮的是編碼器的選擇。一般在廣播電視信號傳輸中有模擬信號和數字信號。現在由于數字信號的廣泛應用，模擬信號基本上作為廣播電視信號存儲發射中的備份信號來使用。使用模擬信號實施信號傳輸時，需要首先將模擬信號進行轉制，轉制為數字信號，才可以發送數字信號，再進一步實現廣播電視信號的傳輸，過程如圖2所示。轉制通常由音頻轉制、視頻轉制等組成，這兩種轉制均需要編碼器的幫助才能實現編碼的轉換，因此編碼電路即編碼器的優化選擇，將對視頻和音頻信號的原始數據轉換和信號質量產生重要影響。一般轉制過程均是對音頻信號和視頻信號原始數據流進行綜合打包，并且得到二者的EPS數據。通常，音頻信號的大小按照64字節進行切分，而視頻信號都是按照188字節進行切分，這樣可以有效地確保音頻信號的原生質量，而視頻信號則可以確保高清晰度的幀數。

圖2 模擬信號向數字信號轉化

總之，編碼器對這些問題的最終確定起到了至關重要的作用。因此，如何選擇合適的編碼器，對于數字化廣播電視模擬信號的傳播質量具有關鍵影響。我國一些地區采用的編碼信息主要是廣播信號，所以對這一類信號需要單獨地采用音頻編碼器，以便對廣播信號進行高質量的信號轉化和接收，從而減少音質的損失。對于視頻信號的接收則需要充分考慮信號轉換器作為中間的轉接載體，通過信號轉換器將模擬信號編碼器中的視頻信號轉換成數字信號編碼器中的相關信息。這樣可以使原始的數據信息流、EPS流能夠都得到較強的信號傳輸反饋，以利于數字廣播電視無線發射信號的高質量傳輸。

5 數字電視廣播無線發射環節分析

5.1 數字信號源的運行

數字電視廣播無線發射環節中，數字信號源的安全穩健運行至關重要。數字信號源是發射數字廣播電視信號的根本起點，也是數字信息的傳輸核心。

5.2 數字電視發射機的作用

隨著信息技術的廣泛應用，在數字信號源的產生和使用中，廣播電視所發射的數字信號源不斷受到一些非正規的信號源信息干擾，從而使得信息接收端接收的數字廣播電視信號出現有干擾的雜質信號。目前，我國的數字信號源發射主要是通過衛星傳輸發射、有線接口發射和海底光纜發射等模式進行。為進一步增強數字信號源的信息能量，確保信號不被干擾，應當使數字信號源具有較為封閉的數字信號傳輸方式，完成高密度的數字信號加密過程，強化數字編碼的多連接性和轉制能力，提高數字信號源發射機接收的密碼頻率，以此確保數字信號源不斷地提高信息接收安全性。

數字電視發射機是廣播電視數字信號進行具體發射傳輸的中介。由于數字電視發射機所起的功能與其功率密切相關，因此，為了使數字廣播電視發射信號穩定、傳輸順利，就必須增強數字電視發射機的功率，以強化數字電視發射機承載數字信號的能力和抗干擾性，同時也可以擴大數字電視發射機發射信號的覆蓋范圍，從而使得數字信號能夠順利地到達信號接收端。

5.3 廣播電視無線發射天線的作用

在數字廣播電視無線發射環節，發射天線發揮著重要作用。一方面，發射天線能夠對電視傳輸信號進行一定的轉化，將不容易進行長途傳播的弱信號轉化為強功率信號，也可以在中途增強電磁波的信號強度。另一方面，廣播電視無線發射天線還可以作為信號監測工具，對廣播電視發射信號在傳輸過程和接收終端的信號接收及數據傳輸穩定性進行測度。通過電磁波信號的轉換和傳播，使得電視廣播無線信號能夠有被測的標度范圍。根據這一信號傳輸強弱，可以隨時調整數字電視廣播無線發射信號的功率，以達到最佳的廣播電視無線發射信號傳輸過程[5]。因此，需要做好廣播電視無線發射天線的選擇與接收工作，進行廣播電視無線發射天線的常備維護和信號監測。

6 數字廣播電視無線發射技術的發展趨勢

6.1 自動修正技術的的應用

當前，數字廣播電視發射技術呈現出越來越智能化、自動化和技術升級的趨勢。其中，自動修正技術的應用，使得數字廣播電視無線發射技術在發射的啟動端有了更加穩健的保障。自動修正技術指的是在數字廣播電視無線信號發射時，擺脫了完全人為的發射信號控制處理，而實現了程序控制下的全自動信號控制修正和校對。廣播電視信號在數字校正程序的判斷下，就數字信號的發射功率、發射強度、發射延續性的選擇進行精準的測量，并在所有的判定條件符合設定條件之后，才會自動實現信號的連接。這樣就大大避免了人工啟用數字信號傳播時，因傳播條件不完備可能給傳播機械和傳播信號造成的巨大損害。特別是它能夠消除傳統發射過程中人工控制時發射信號瞬時溫度過高現象，發射機的瞬時溫度會因為自動化信號的判斷與修正處理，而在很大程度上得到消化，避免了斷崖式的溫度上升與下降，降低了對整個數字廣播電視發射機造成的破壞性影響。

6.2 晶體管的更新

LDMOS晶體管是一直以來用在廣播電視模擬信號實時傳輸處理中的重要器件。它對于廣播電視信號起到了生成與傳輸的重要作用。隨著信息技術模塊的不斷開發應用和晶體管技術的延伸，LDMOS晶體管中存儲的信息容量成倍增長。晶體管在電容頻率和電波接收能力上都有顯著的提升。在未來，LCMOS晶體管的應用必然會越來越多地向低成本化、大規模使用方向發展，從而慢慢取代雙極型晶體管，成為整個數字廣播電視無線發射信號發射與接收端晶體管應用的主流。

6.3 多維備份系統的開發

多維備份系統的開發應用在未來的數字廣播電視無線發射技術中將會更進一步地得到廣泛的推廣。以往的傳統型發射機為了擴大發射容量，增強信號的密度，犧牲掉了信號傳輸的穩定性和距離，使得廣播電視發射機發射的整體信號相對不穩定。而放大器等相關器件的使用，盡管在一定程度上使得信號的密度得到了一定擴展，但也增加了模擬信號發射機的載荷，使得模擬信號發射機的運行能力變差。在未來，隨著信息技術的應用和開發，多備份、多系統發射機會逐步取代單備份、單系統廣播電視發射機。多備份、多系統的廣播電視發射機使用雙激勵器，提高了發射機的穩健性，同時由于雙激勵器的應用，也使得信號的傳播功率得到增強，而發射機的制造成本也在逐步下降。這樣就使得多維備份系統的開發成為未來數字廣播電視無線發射技術得以全面應用的基礎。

6.4 冷卻系統的換代

原來的傳統型廣播電視無線發射冷卻系統都是以固態冷卻的模式發揮功效，而廣播電視無線發射技術中，更多的液態冷卻傳輸系統、風冷冷卻系統的應用逐步出現，這會取代傳統的固態冷卻系統，不斷提高冷卻系統的效率，從而大幅度降低數字廣播電視無線發射機能量損耗。

7 結 語

當前，伴隨著技術的進步特別是信息技術的迭代發展，在廣播電視無線發射信號的創新研究方面，數字化信息的創新，為數字信息的開發應用奠定了基礎，同樣也為廣播電視的數字化信號傳輸過程打造了全新的技術系統。為了進一步有效地促進我國數字化廣播電視信號發射技術的創新發展，今后應當持續強化對數字廣播電視無線發射技術的研發投入，增強人員供給和技術迭代。只有綜合發力，才能使數字時代的廣播電視無線發射技術持續創新，不斷發展，為我國的廣播電視轉型發展提供強大的動力。