差轉技術在地面數字電視覆蓋建設中的實踐

周 波

（山東省滕州市融媒體中心，山東 滕州 277599）

0 引 言

為了提升公共文化服務質量，為人們提供更優質的廣播電視服務，廣播電視相關部門應當做好地面數字電視覆蓋建設工作。高山發射臺在廣播與電視節目的轉播中占據重要地位。只有構建科學有效的高山發射臺無線覆蓋技術網，才能實現無線數字化覆蓋。因此，本文將對差轉技術在地面數字電視覆蓋建設中的作用進行簡要分析。

1 差轉技術概述

簡單來說，差轉技術就是某個接收通道接收到信號后，自動將信號傳輸至另一個信道中，但是在工作過程中這兩個信道不會同時在同一個頻段上工作。在20世紀80年代，信號源的傳輸方式相對較少，很多技術人員將差轉技術應用在電視節目信號的傳輸中。差轉技術的應用范圍較為廣泛，不僅能夠應用在數字電視工程建設中，也可以應用在設備設計中，如電視差頻轉播機就應用了差轉技術。傳統的電視采用的都是超短波頻道，而電波是沿著直線進行傳播的，即使科學選擇發射機的安裝地點，也會有很多地區無法接收到廣播電視節目，如一些山區的受眾就無法接收到廣播電視節目。因此，需要在部分地區安裝電視轉播機，從而彌補信號傳輸的不足。電視差頻轉播機應用了差轉技術，可以將某一頻道的電視信號轉變為另一頻道的電視信號，并對電視信號進行線性放大處理，最后發射信號[1]。相比于其他技術，電視差頻轉播機具有經濟性強、結構簡單等優勢。同時，電視差頻轉播機也可以根據地形情況選擇合適的功率，從而提升工作效率。但是，電視差頻轉播機也具有一定的劣勢，即一臺設備只能進行一個電視臺信號的轉播。

2 差轉技術在地面數字電視覆蓋建設中的實踐項目分析

本文以中央廣播電視節目無線數字化覆蓋工程中的湖南省建設任務為例，分析差轉技術在地面數字電視覆蓋建設中的作用。在這一工程中，湖南省承擔著82個發射臺站的建設任務，其中每一個發射臺站都需要應用兩個頻道發射節目。其中一個頻道需要播放由CCTV-1等8套電視節目構成的節目包，而另外一個頻道需要播放由CCTV-7等10套電視節目構成的節目包[2]。中央廣播電視節目的前端系統可以生成兩路傳送碼流，并將這兩路傳送碼流傳輸至衛星傳輸鏈路中。其中一個頻道所播出的由10套節目構成的節目包包含5套湖南省臺電視節目，湖南廣播電視臺需要對電視節目進行AVS+編碼與統計，從而構成省臺節目流，并通過光纜或微波等方式將其傳輸至各個發射臺站中。

3 基于差轉技術的地面數字電視系統結構

3.1 基于差轉技術的主備信號傳輸鏈路

由于信號傳輸方式不同，數字電視節目信號的傳輸鏈路也有很多種，如衛星節傳、光纖節傳以及數字微波節傳等。國家廣播電視總局為湖南省設計了發射臺站技術方案。在技術方案中，所有的發射臺站都利用衛星接收的方式進行中央電視節目信號的傳輸，即將衛星接收當作主信號鏈路[3]，并將光纜或數字微波當作中央電視節目信號傳輸的備份鏈路與省臺電視節目信號傳輸的主鏈路。

3.2 基于差轉技術的無線覆蓋工程方案

中央無線覆蓋工程更注重通過固定室內外天線的方式進行用戶信號的接收。利用差轉技術建設地面數字電視覆蓋工程時，所發射的信道需要提供較大的凈碼率寬帶。萊斯信道環境當中的載噪比接收門限相對較低，在發射功率等級相同的情況下，其覆蓋區域更大一些。

3.3 基于差轉技術的微波傳輸鏈路

近年來，湖南省在無線覆蓋工程各個方面都進行了創新升級。例如，湖南省微波總站對傳統的數字微波設備進行了升級，提升了數字微波設備的性能。改造升級之后，數字微波設備可以為省內二十多個高山發射臺站傳輸電視信號。由于湖南省山地較多，因此相比于光纖，利用數字微波有利于增強信號傳輸的穩定性，充分發揮差轉技術的作用。湖南省微波總站可以接收由國干網傳輸的AVS+編碼節目流，即其中的12套中央臺節目流，也可以接收湖南省臺機房傳輸的節目流，即5套湖南省臺電視節目流[4]。

4 基于差轉技術的接收與解碼

在地面數字電視覆蓋技術網中，接收天線具有轉變信號的功能，可以將空中的無線電波轉變為電信號。但是，在應用差轉技術時，接收信號的質量會受到多種因素的影響，如信號傳播條件、接收天線的性能、接收天線的具體位置、電視發射臺的技術參數以及接收機的靈敏度等。在自由空間傳播的過程中，無線電信號可能會出現相互干擾的情況。為解決這一問題，技術人員需要在技術網中應用增益較高的多單元定向八木天線以及屏蔽性能較強的射頻電纜，從而進一步提升接收信號的質量。對于接收終端設備，技術人員可以選擇地面數字電視專業解碼器，從而直接輸出ASI節目碼流，并將其傳輸至ASI切換器中。

5 差轉技術在地面數字電視覆蓋建設中的實際測試分析

5.1 測試儀器

測試分析過程主要采用S7000電視信號分析儀，可以為AVS+DRA視音頻解碼與DTMB解調提供支持。S7000分析儀的操作界面較為清晰明了，如圖1和圖2所示，可以進行各種參數的測量，如可以進行載噪比、功率、電平等參數的測量，也可以進行實時解碼和分析[5]。

圖1 頻道測量界面

圖2 載噪比測量界面

5.2 測試數據分析

技術人員對達摩嶺、岳麓山等基站進行了信號收測，信號收測的最遠距離為90 km，在實地收測過程中積累了一些數據。技術人員對收測圖像進行了主觀評價與數據對比，發現在應用差轉技術后，所接收信號的載噪比以及星座圖等指標都符合要求，可以進行再次傳輸與覆蓋。骨干基站周邊的縣市臺站可以接收一個以上省級臺站的信號，且縣市臺可以根據所接收信號的質量選擇合適的接收臺站。

5.3 測試結果分析

在地面數字電視覆蓋建設過程中應用差轉技術時，首要考慮的問題就是信號干擾，如果存在嚴重的信號干擾，會降低信號接收的穩定性。從實際情況來看，各個地區在應用電視頻道進行功率發射時都存在違規情況，加大了電磁環境的復雜性。國家廣播電視總局十分注重這些問題，開始通過有效措施進行全面整頓。而中央無線覆蓋工程建設過程所采用的數字電視頻道都經過國家廣播電視總局規劃院的批準，可以在一定程度上減少同頻信號干擾與鄰頻信號干擾問題，有助于差轉技術的應用。從表1—表3的測試結果來看，在地面數字電視覆蓋建設過程中應用差轉技術具有較強的可行性，信號各項指標都符合信號源的質量要求。

表1的測試結果表明，在不同地點、相同電平情況下，MER值與接收高度以及極化方式有關； 表2的測試結果表明，在MER值相近的情況下，電平會受到接收地點與高度、極化方式等因素的影響；表3的測試結果表明，在MER值相近的情況下，接收電平相差較大。

表1 在不同地點、相同電平情況下的測試結果

表2 MER值相近情況下的測試結果

表3 MER值相近情況下的測試結果

6 結 語

無線覆蓋工程的建設具有復雜性、系統性等特點，而縣級發射臺的信號節傳方式較為單一，會影響到中央與省臺節目的信號源質量。利用差轉技術，可以降低地面數字電視覆蓋建設的難度，提高信號源質量。因此，需要在明確差轉技術應用原理的基礎上合理應用差轉技術，做好應用測試工作，提升差轉技術的應用效果。