數字化背景下廣播電視無線發射技術的運用

饒儒軍

【摘要】隨著數字化浪潮的強勢席卷，廣播電視領域也迎來了無線發射技術的革新性應用，重塑了信息傳播的格局，不僅賦予了畫面前所未有的高清質感，更實現了信息傳遞的高度精準化，從而對傳統廣播電視傳播技術中的諸多局限性進行了卓有成效的突破與改良。基于此，本文圍繞數字化背景下廣播電視無線發射技術的運用優勢，對具體運用策略進行了剖析與探討，旨在助力整個行業的現代化轉型，使之在信息化社會中煥發出新的生機與活力。

【關鍵詞】數字化；廣播電視；無線發射技術

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.11.008

在數字化背景下，廣播電視無線發射技術正朝著更高效率、更廣覆蓋、更優質量和更智能化的方向發展。隨著5G、物聯網和大數據等技術的融合，廣播電視無線發射技術將實現更快速的數據傳輸和更穩定的信號覆蓋，滿足用戶個性化、多樣化的需求。同時，智能化技術的應用將使廣播電視無線發射技術更加高效，實現自動化、智能化的運維管理，降低運營成本。在未來，廣播電視無線發射技術將繼續推動媒體融合的發展，為用戶提供更加豐富、高質量的廣播電視服務。基于此，本文聚焦數字化背景下廣播電視無線發射技術的運用優勢，進而深入分析了其運用要點。

1. 數字化背景下廣播電視無線發射技術的運用優勢

1.1 提升服務質量與用戶體驗

在數字化無線發射技術的支持下，能夠顯著提高廣播電視信號的質量，實現了高清晰度、高保真度的音視頻傳輸。從觀眾角度看，能夠享受到細膩生動的畫面、逼真的音效以及流暢無卡頓的播放體驗，不僅滿足了公眾對高品質視聽娛樂的需求，而且提升了廣播電視作為主流媒體的吸引力和競爭力。此外，數字技術的抗干擾能力和糾錯機制保證了信息傳輸的穩定性和準確性，減少了畫面雪花、聲音斷續等傳統模擬廣播常見的問題，進一步優化了用戶觀看感受。

1.2 拓寬服務范圍與增強覆蓋能力

數字化無線發射技術具備更強的信號穿透力和更遠的有效傳輸距離，能夠在復雜地理環境和城市密集區提供穩定的廣播覆蓋。基于實際情況與需求，通過合理的頻率規劃和發射站點布局，能夠顯著擴大廣播電視的覆蓋范圍，包括偏遠地區和以往難以接收到穩定信號的區域，進而實現信息傳播的公平性和普遍服務原則。值得注意的是，數字廣播的單頻網絡技術允許在同一頻率下進行大面積覆蓋，既節約了寶貴的頻譜資源，又確保了更大規模的無縫接收[1]。

1.3 促進內容多樣性和業務創新

數字化平臺為廣播電視提供了無限的容量擴展可能性，使得同一頻道內可以承載多個標準清晰度或高清節目，甚至支持超高清和三維立體聲等高級格式。正是這種多節目、多服務的能力，能夠促使廣電機構能夠提供更為豐富多樣的內容選擇，滿足不同受眾群體的個性化需求。同時，數字化無線發射技術還支持數據廣播、交互式電視、電子節目指南、緊急警報系統等功能，意味著實現了從單向傳播向雙向互動的轉變，開啟了全新的增值服務空間，包括在線教育、遠程醫療、電子商務等，進一步增強了廣播電視的社會功能和經濟價值。

2. 數字化背景下廣播電視無線發射技術的運用要點

2.1 標準與規范遵循

在全球范圍內，數字電視廣播已逐步形成了若干主導性的技術標準，例如，DVB（Europe，歐洲）、ATSC（Advanced Television Systems Committee，北美）、ISDB（Integrated Services Digital Broadcasting，日本及部分拉美國家）。值得注意的是，這些標準經過長期實踐驗證，不僅技術成熟、性能穩定，而且在設備制造、系統集成、內容制作等方面形成了完整的產業鏈生態。因此，在構建數字化廣播電視無線發射系統時，建議遵循、借鑒并采用國際公認的上述標準，確保設備與系統的高度兼容性和互操作性。通過這樣的方式，不僅有利于跨國內容交流與合作，也有助于降低設備采購與維護成本，簡化系統升級路徑，為未來可能的國際技術融合做好準備。

此外，各國家和地區在頻譜規劃與管理方面有著具體的法律法規和技術規范，廣播電視無線發射技術的運用必須嚴格遵循這些規定。首先，應按照我國和地方無線電管理部門發布的頻譜規劃與分配政策，申請并獲得合法的無線頻段使用權，確保發射活動的合法性。其次，應嚴格按照指定的技術參數（包括發射功率、帶寬、頻率偏移等）進行系統設計與調試，確保發射信號符合電波干擾保護、電磁環境兼容等要求。最后，還需要定期進行設備的檢測與場地的檢查，確保發射設施的運行狀態符合相關法律法規及安全標準，比如，EMC標準、環保要求等[2]。

2.2 數字信號編碼與壓縮

視頻是廣播電視內容的主要載體，其編碼效率直接影響到無線發射系統的整體性能。當前，業界廣泛采用的高清視頻編碼標準主要包括H.264/AVC和H.265/HEVC。對于H.264/AVC而言，主要是憑借其優異的壓縮效率、良好的網絡適應性和廣泛的硬件支持，已成為數字電視廣播的主流視頻編碼標準。而H.265/HEVC在保持同等畫質的前提下，相較于H.264/AVC可實現更高的壓縮比，尤其適用于超高清電視和移動電視等對帶寬要求較高的應用場景。所以，在選擇編碼標準時，需要綜合考慮內容類型、目標受眾、傳輸網絡條件等因素，合理選用或組合使用這兩種編碼標準，以實現最佳的視頻傳輸效果。

若要獲得完整的視聽體驗，也要高度重視音頻，常用的音頻編碼標準包括AAC、AC-3等。以AAC為例，主要是以其高壓縮效率、優良音質、良好的網絡適應性等特點，被廣泛應用在數字電視廣播、互聯網流媒體等領域。對于AC-3而言，作為成熟的多聲道環繞聲編碼標準，尤其適用于提供影院級音效的家庭電視環境。在實際應用中，依然需要根據節目內容特點、用戶收視習慣、設備解碼能力等因素，科學選用或混合使用這些音頻編碼標準。

值得注意的是，編碼后的音視頻數據需封裝成適合無線信道傳輸的格式。MPEG-2 Transport Stream（TS）作為一種廣泛應用的數字電視傳輸流格式，具有良好的錯誤恢復能力、靈活的節目安排能力以及廣泛的設備支持。在無線發射系統中，應將編碼后的音視頻數據按照MPEG-2 TS規范進行封裝，包括添加時間戳、節目特定信息（PSI）、業務信息（SI）等元數據，以便接收端正確解析、解碼及顯示。此外，針對特定的業務需求，如互動電視、數據廣播等，還需要在TS流中嵌入相應的數據包，確保各類增值業務的順利開展[3]。

2.3 發射系統設計與配置

2.3.1 發射機選型與技術特性

發射機性能直接影響到信號的質量、覆蓋范圍以及系統的整體能效。選擇發射機時，應考慮這些因素：首先，優質的數字電視發射機應具備優秀的線性度，確保在大功率輸出時仍能保持較低的失真水平，防止非線性失真導致的信號質量下降和帶外輻射增加，從而符合嚴格的電磁兼容（EMC）標準。其次，現代發射機常采用先進的放大技術，主要有LDMOS（橫向擴散金屬氧化物半導體）晶體管，這類技術能夠提供較高的功率轉換效率，降低能耗，減少運行成本，同時減少熱損耗，有利于設備的長期穩定運行。同時，高效的散熱設計對于發射機的穩定工作是非常重要的，所以，一定要選用具有良好散熱結構、配備智能溫控系統的發射機，可以確保在高溫環境下仍能維持正常工作溫度，延長器件壽命，減少故障風險。最后，必須符合國際及當地環保法規的發射機應具備低噪聲排放、節能設計以及易于回收處理的特性。還有在滿足功率需求的同時，盡可能減少對環境的影響，如通過優化電源設計降低待機功耗，使用無鉛焊料等環保材料。

2.3.2 天饋系統設計與優化

根據覆蓋需求選擇合適的天線類型，例如，全向天線用于提供全方位覆蓋，定向天線則用于實現長距離、特定方向的精準覆蓋。同時，考慮地形地貌、人口分布、建筑物阻擋等因素，合理布置天線位置，確保信號的有效傳播。反饋系統還包括濾波器、合路器、功分器等輔助設備。例如，濾波器用于抑制帶外噪聲和防止相鄰頻道間的干擾；合路器用于將多個信號源合并到同一饋線上，功分器則用于將信號均勻分配至多根饋線或多個天線。此外，在大面積覆蓋或消除同頻干擾的需求下，SFN技術成為理想選擇。通過在服務區內部署多個同步發射站點，使用相同的頻率同時發送相同的信號，形成無縫覆蓋，便能夠有效擴大覆蓋范圍，提高頻譜效率，減少用戶接收設備的復雜性[4]。

2.3.3 同步與校準

在SFN環境中，所有發射站點必須嚴格保持時間同步，通常采用GPS（全球定位系統）或其他精密時鐘源作為基準，通過專用的同步設備確保所有站點間的時延差在允許范圍內。精確的時間同步可以防止因信號到達時間差引起的干擾和信號失真。同時，為了補償地理環境、天線指向誤差、設備特性差異等因素引起的相位不一致，可以采用預校正算法對發射站點的信號進行相位校正。這些算法基于實地測量數據或仿真模型計算出每個站點的校正值，并在系統運行中持續監控和調整，確保在重疊覆蓋區域信號疊加效果最優。

2.4 信道編碼與調制

一是前向糾錯編碼（FEC）。為了增強無線信道中傳輸信號的抗干擾和抗衰落能力，通常采用的是前向糾錯編碼技術，主要有RS碼、LDPC碼等。RS碼因其強大的糾突發錯誤能力而在數字電視廣播中得到廣泛應用；而LDPC碼則以其接近香農極限的性能和高效解碼算法，在高清和超高清電視廣播中逐漸成為主流。二是做好編碼參數的選擇，這就需要根據信道條件和業務需求，適配編碼參數，例如，RS碼的符號長度和冗余度，LDPC碼的碼率和碼長，以達到最佳的糾錯性能與傳輸效率平衡。三是數字調制技術，目前常用的包括QPSK、16QAM、64QAM等多電平調制方式。對QPS而言，K具有較好的抗干擾性能，適用于信噪比較低的環境；16QAM和64QAM則能提供更高的數據速率，但對信道條件要求較高。還要考慮的是，為適應信道條件的變化，現代數字電視發射系統支持根據接收端反饋或預估的信道狀態信息（CSI），動態調整調制階數（如從QPSK切換到16QAM或64QAM）、編碼速率和星座圖形狀。這種自適應調制編碼（AMC）技術能夠在保證接收質量的前提下，最大限度地利用信道容量，提升傳輸效率[5]。

2.5 監測與質量控制

通過安裝在發射站或遠程監測點的設備，持續監測發射功率、頻譜特性、MER（調制誤差比）、BER（誤碼率）等重要參數。發射功率監控確保信號強度符合規定，避免過強或過弱導致的覆蓋不足或干擾問題；頻譜特性監測則確保信號在指定頻帶上正常分布，無雜散或泄露；MER反映調制信號的純凈度，是衡量信號質量的重要依據；BER則是評估數據傳輸可靠性的直接指標，低BER意味著接收端能正確解碼大部分數據。當監測到關鍵參數超出閾值或發生突變時，系統應立即觸發告警，通知運維人員進行干預。同時，通過數據分析和故障樹模型，系統應能初步判斷故障原因，輔助運維人員快速定位問題，縮短故障修復時間。

2.6 交互服務與數據廣播支持

為實現付費電視服務，須配備條件接收系統。CAS負責對加密的電視節目進行授權管理，確保只有合法訂閱用戶才能解密觀看，一般包含了前端加密設備、用戶智能卡、用戶端解密模塊等組件，通過與計費系統、用戶管理系統等后臺系統配合，實現用戶認證、權限管理、計費結算等功能。通過CAS支持的付費電視服務，運營商可提供多樣化的內容套餐，如高清頻道、獨家體育賽事、電影點播等，滿足用戶差異化需求，增加收入來源。

電子節目指南提供直觀的電視節目列表、節目詳情、播出時間等信息，方便用戶瀏覽和預約節目。在EPG系統的支持下，可以通過中間件與前端系統、內容管理系統等對接，實時獲取并更新節目數據。同時，發揮中間件技術的作用，進而開發各類互動電視應用，包括投票、問卷調查、游戲、教育課程等，使電視成為用戶參與、交流的互動平臺，提升用戶粘性。更為重要的是，中間件還支持與外部系統（主要有互聯網服務、社交媒體、智能家居等）的接口開發，實現跨平臺互動和服務融合[6]。

更為重要的是，為了能夠為廣大用戶提供更加便捷、實時的信息服務，則需要在數字電視傳輸流中嵌入各類非視頻數據，目前常見的是氣象信息、股票行情、交通路況、新聞摘要、公共服務公告等。這些數據以圖文、表格、滾動字幕等形式在電視屏幕上顯示，為用戶提供實時、便捷的信息服務。同時，構建數據廣播服務平臺，負責數據源接入、數據編排、數據編碼、數據廣播控制等功能以及具備靈活的數據源接口，支持多種數據格式轉換，確保數據的準確、及時傳輸。

3. 結束語

數字化背景下廣播電視無線發射技術的運用不僅提升了服務質量、擴大了覆蓋范圍、豐富了業務形態，還順應了全球傳媒業的變革潮流，實現了資源的高效利用與產業結構的優化升級，對社會信息化進程和文化繁榮起到了積極的推動作用。在運用的過程中，建議能夠從標準遵循、信號處理、系統設計到服務集成、質量監控等多個層面入手，方可構建高效、穩定、安全、靈活的無線廣播網絡，提供高質量的數字電視服務。

參考文獻：

[1]樊璐.數字時代的廣播電視無線發射技術[J].電視技術，2023，47（12）：143-145.

[2]王彥雄.數字時代廣播電視無線發射技術問題探討[J].中國有線電視，2023（11）：118-120.

[3]李小兵.數字時代下廣播電視無線發射技術的發展策略[J].電聲技術，2023，47（07）：49-51.

[4]李小兵.數字時代廣播電視無線發射技術應用研究[J].電聲技術，2023，47（06）：100-102.

[5]蔣崢.數字時代廣播電視無線發射技術研究[J].數字通信世界，2023（04）：44-46.

[6]李穎.數字時代廣播電視無線發射技術發展研究[J].數字通信世界，2022（11）：168-170.