地面數(shù)字電視發(fā)射機范文

時間:2023-03-28 01:59:41

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地面數(shù)字電視發(fā)射機

篇1

關鍵詞:1kW地面數(shù)字電視發(fā)射機;特點;日常維護

隨著科學技術的不斷發(fā)展和進步,地面數(shù)字電視發(fā)射機技術的應用,標志著我國電視領域的一個重大突破,電視信號從模擬到數(shù)字,電視清晰度也從標清到高清。在此,筆者通過對1kW地面數(shù)字電視發(fā)射機技術特點進行分析,并提供一些相關的日常維護措施。

11kW地面數(shù)字電視發(fā)射機的組成及其技術特點

數(shù)字發(fā)射機和模擬發(fā)射機在組成結構上并沒有什么太大的區(qū)別,其內部組成構件都包括激勵器、分配器、功放、耦合器以及帶通濾波器,唯一區(qū)別就是傳輸信號上的不同,數(shù)字發(fā)射機傳輸?shù)男盘柌捎玫氖俏覈灾餮邪l(fā)的新品標準AVS+信號。

1.1數(shù)字電視激勵器

數(shù)字電視激勵器是發(fā)射機內部結構構件中的主要設備和中心處理系統(tǒng),其主要功能包括信號通道的編碼、信號頻道的調制、收放信號的放大和縮小等。數(shù)字電視激勵器的性能還是影響地面數(shù)字電視發(fā)射機質量的重要指標,數(shù)字電視激勵器在電視發(fā)射機運行期間所表現(xiàn)出來的技術指標主要包括對于誤差的調整、發(fā)射信號頻率的穩(wěn)定、相位噪聲的減小等,這都是能夠決定電視發(fā)射機信號覆蓋范圍的重要指標,對電視收到信號的穩(wěn)定性有著很大的影響。數(shù)字電視激勵器是我國研發(fā)的新一代技術性較強的信號處理設備,對于信號的處理工作有著極強的穩(wěn)定性和準確性,相對于較低的相位噪聲,能夠做到完美的融合并消除,進而保證信號在傳輸完成之后所展現(xiàn)出來的電視信號質量能夠更加穩(wěn)定,數(shù)字電視激勵器的優(yōu)良性能可以極大地改善電視機的收視質量。而1kW地面數(shù)字電視發(fā)射機采用的雙電視激勵器共同工作,互為主備,其信號來源采用的是ASI雙路備份輸入,激勵器還擁有自動識別、自動切換和人工切換等功能,并且能夠對傳輸效果較差的信號進行分析和處理,自動校正,其輸出的頻率在500MW。該數(shù)字電視激勵器在組成方面符合國家規(guī)定的300中參數(shù)組合,操作方式較為簡單,設備的運行狀態(tài)和處理情況在顯示器上可以一目了然,設備主要參數(shù)設置的較為靈活,能夠適應多頻率網絡和單頻率網絡的組網要求。

1.21kW功率分配器和合成器

在數(shù)字信號發(fā)射機中,功率分配器和合成器的結構和作用相差無幾,但是在發(fā)揮作用的過程中其所涉及的功能性和性能并無法實現(xiàn)相互滿足。在1kW地面數(shù)字電視發(fā)射機設備內部1kW功率分配器采用的是威爾金森方式,采用兩路輸出的方式,將來自于電視激勵器轉換的信號進行均勻分割。而1kW功率合成器采用的是吉賽爾型帶狀線,將均分分割的幅度相等、相位相同的兩路功率進行合并,在功率合成器進行設計的過程中考慮到其要進行的信號合并的問題,采用帶狀線形式擴大其信號填充量,能夠減少能量的損耗。

1.3600W功率放大裝置

發(fā)射機內部采用的功率放大裝置功率為600W,主要由前級推放、功率分配裝置、末級功放和功率合成器構成,功率放大裝置的主要功能是將不同傳輸功率的信號進行輸出大小的調整來保證發(fā)射機性能的高低和穩(wěn)定,和傳統(tǒng)的模擬電視發(fā)射機相比,數(shù)字電視發(fā)射機功率放大裝置能夠保證在動態(tài)情況下保持性能的穩(wěn)定性以及功放余量等各種技術指標都處于最佳狀態(tài)。功率放大裝置在功能方面包括對于前級信號和末級信號的放大,對工作電路實施監(jiān)控、對電路分配器和合成器進行主要信號的分析和采集,其內部各個單元都安裝了散熱基板,在三路合成裝置的輸出和配置端都設置有環(huán)形適配器,都能夠很好的起到對信號隔離的作用。在該裝置中,前級信號放大器采用的是雙管MRD6V3090模塊;末級放大裝置在技術設計方面采用的是并聯(lián)雙管BLF888模塊。該裝置在供電方面采用的是DC50V供電源,總增益為37dB,這在一定程度上極大的提高了發(fā)射機的性能和效率。其應用原理主要如圖1所示。

21kW地面數(shù)字電視發(fā)射機的日常維護

該數(shù)字電視發(fā)射機在功率放大裝置中采用了3個2000W的電源開關來對冗余備份電流供應電量,改電源在正常工作時由于生產廠家考慮到其可能會因為再長時間運行的基礎上產生大量的熱量和影響整個機器系統(tǒng)的正常運行,所以其具備著基本的保護功能。當發(fā)射機出現(xiàn)故障或者質量問題時整臺機器會自動的進入保護狀態(tài)。

2.1電視激勵器和功率放大裝置的保護和日常維護

功率放大裝置的每一個末級都具備著一定程度的對于電路的保護作用,尤其是針對高溫,當設備運行溫度超過安全溫度時,激勵器和功率放大裝置都會及時的對單元和控制系統(tǒng)進行負載的顯示和體型,自動發(fā)出警報并使機械自身進入保護狀態(tài),并通過自動控制裝置來關閉機械主電源。通常電視激勵器和功率放大裝置容易受到來自于空氣中濕度、溫度要和灰塵的影響,為了盡可能減少設備在運行工程中出現(xiàn)質量問題,在機房內部可以設置大功率空調來進行吹風,在日常使用過程中,機房室內溫度盡可能控制在18℃~22℃之間,同時還要保持機房內衛(wèi)生的潔凈度,電視激勵器和功率放大裝置的安裝最好設置有軸流風機和金屬防塵濾網,工作人員應該定期的對風機和濾網進行清灰處理,尤其是風機處的清潔工作十分重要,在運行期間,盡量減少設備工作處于過熱狀態(tài)而引起的報警。

2.2冷卻系統(tǒng)及其日常維護

風機的自動保護主要是根據霍爾傳感器對風機的工作狀態(tài)進行實施監(jiān)督,對風機工作情況進行信號處理和生成,當其處于危險狀態(tài)時,風機會通過信號傳輸?shù)姆绞絹硐蚣钇鬟M行反應,系統(tǒng)控制器如果收到來自于風機傳輸?shù)奈kU信號,則會對其進行判斷,將會使整臺機器進入保護狀態(tài)無法進行信號的輸出。在該情況下,設備會主動進行風扇的冷卻,主要負責整臺機器的散熱,如果風機風扇出現(xiàn)問題,那么機器工作溫度就會升高,最終會導致機器發(fā)生構建損壞。由于風機長時間是保持冷卻的狀態(tài),其發(fā)生故障的概率相對較高,一般引起風機發(fā)生故障的主要原因有以下幾點:1)長時間的工作導致風機內部機械軸承發(fā)生磨損;2)電源故障導致線圈短路或者短路;3)機房內部溫度過高,灰塵過大,導致風機風扇轉動受到影響,溫度無法進行有效的擴散。在此基礎上,一般每隔3年就要對主風機軸承進行一次更換,并要定期對風機濾塵網進行清灰和洗塵處理。

3結論

地面電視數(shù)字化,是地面廣播電視技術發(fā)展過程中重大歷史進程,地面數(shù)字電視發(fā)射機有著十分優(yōu)秀的抗干擾能力和高效的資源利用率,能夠提高電視節(jié)目的播出質量,保證電視傳輸信號的穩(wěn)定,極大地增強了電視傳播能力和影響力。

作者:韓道平 單位:新源縣文化體育廣播影視局電視臺

參考文獻

篇2

為了全面地對地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機進行研究,本文將從組織結構、硬件設計和軟件設計等方便闡述地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機集成監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應用,并對監(jiān)控系統(tǒng)中運行控制、遠程監(jiān)控和查詢功能進行介紹。

【關鍵詞】地面數(shù)字電視廣播 發(fā)射機 集成監(jiān)控系統(tǒng)

隨著數(shù)字技術在廣播電視領域的應用和普及,我國開始大量構建地面數(shù)字網絡,廣泛使用電視廣播發(fā)射機。地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機直接影響著這個電視廣播的平穩(wěn)運行,為此必須構建一套高效的集成監(jiān)控系統(tǒng),對數(shù)字電視廣播發(fā)射架進行有效的管控。

1 發(fā)射機集成監(jiān)控存在的問題

1.1 自動化程度低,不能滿足數(shù)字電視播放需要

我國絕大部分發(fā)射機監(jiān)控系統(tǒng)是根據模擬電視廣播發(fā)射機的運行狀況而研究設計,對數(shù)字電視廣播發(fā)射機的運行難以起到監(jiān)控效果,已有的監(jiān)控系統(tǒng)其自動化程度,難以滿足數(shù)字電視播放的需要。

1.2 難以兼容,可擴展性差

地面發(fā)射站臺擁有眾多數(shù)字電視發(fā)射機型號,不同型號發(fā)射機的監(jiān)控接口在硬件設計和軟件設計上有所不同雖然部分發(fā)射站臺已經實現(xiàn)發(fā)射機自動化監(jiān)控,但是這些監(jiān)控系統(tǒng)之間沒有較大關聯(lián),相互獨立,難以兼容,且可擴展性較差。隨著我國數(shù)字電視廣播的發(fā)展,地面數(shù)字電視發(fā)射機被廣泛地使用,傳統(tǒng)的數(shù)字電視發(fā)射機監(jiān)控系統(tǒng)難以適應整個廣播電視發(fā)展的需要,若不及時更新將影響發(fā)射機的工作效率。

2 發(fā)射機集成監(jiān)控系統(tǒng)方案設計

2.1 集成監(jiān)控系統(tǒng)基本架構

相關法律明確規(guī)定,地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機的遙控、采用RS232、RS485或RJ45監(jiān)控接口,但當前大部分地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機仍然采用的GPIB接口。監(jiān)控系統(tǒng)的硬件接口種類繁多,不同硬件接口采用不同的協(xié)議,這就給集成監(jiān)控系統(tǒng)的設計帶來了難度?;诖?,必須在統(tǒng)一數(shù)據傳輸協(xié)議的原則上設計一種集成監(jiān)控系統(tǒng)。當前,應用最廣泛的是TCP/IP協(xié)議,該協(xié)議能夠適用于眾多的應用平臺。

2.2 集成監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)硬件構成

TCP/IP協(xié)議地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機集成監(jiān)控系統(tǒng)硬件構成有:被監(jiān)控系統(tǒng)、接口協(xié)議轉換器、網絡交換機和監(jiān)控終端等。集成監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象為發(fā)射機,通常情況下,發(fā)射機通過監(jiān)控接口與監(jiān)控終端進行通信,向監(jiān)控終端提供實時監(jiān)控數(shù)據。由于監(jiān)控終端的通訊接口數(shù)量有限,難以與眾多發(fā)射機進行連接。因此,在發(fā)射機集成監(jiān)控系統(tǒng)的設計過程采用了接口協(xié)議轉換器,不同的硬件接口可以通過硬件協(xié)議統(tǒng)一轉換為支持TCP/IP協(xié)議的以太網接口,在網絡交換機的幫助下,監(jiān)控終端只需以一個以太網接口就能實現(xiàn)與所有被監(jiān)控的發(fā)射機連接,增強了集成監(jiān)控系統(tǒng)的可擴展性。監(jiān)控系統(tǒng)可以為工程技術人員提供直觀的監(jiān)控界面,為工程技術人員提供監(jiān)控數(shù)據分析并及時發(fā)送異常情況報告。為了方便操作和維護,工程技術人員通常將計算機或者服務器作為監(jiān)控終端。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計

監(jiān)控軟件的設計和開發(fā)是整個地面數(shù)字電視發(fā)射機集成監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)的核心。監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計分為兩類:軟件架構和協(xié)議包裝。根據功能進行劃分,可將監(jiān)控系統(tǒng)軟件分為:數(shù)據采集模塊、數(shù)據存儲模塊、數(shù)據分析模塊、控制模塊和數(shù)據顯示模塊。數(shù)據采集模塊主要是與嵌入式設備服務器進行通信,負責發(fā)送信息,接受檢測數(shù)據。數(shù)據存儲模塊將檢測數(shù)據保存到用戶指定的數(shù)據庫,用戶可以通過此模塊對檢測數(shù)據進行管理和操作。若發(fā)現(xiàn)檢測數(shù)據異常,數(shù)據分析模塊會想用戶提示警告,控制模塊則整個軟件系統(tǒng)進行控制。集成監(jiān)控軟件設計過程中會應用到眾多關鍵技術,例如:C#編程技術、TCP/IP通訊技術、C/C++編程技術串口通訊技術等,這些技術都與協(xié)議包裝有一定的聯(lián)系。協(xié)議包裝是整個監(jiān)控系統(tǒng)軟件的關鍵,它可以將不同通訊協(xié)議重修包裝在TCP/IP之上,讓型號不同的發(fā)射機監(jiān)控數(shù)據共同運用以太網進行傳輸。

3 發(fā)射機集成監(jiān)控系統(tǒng)的功能

3.1 監(jiān)控功能

地面數(shù)字數(shù)字電視發(fā)射機集成監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控功能主要包括三個方面:狀態(tài)數(shù)據采集、數(shù)值數(shù)據采集、運程監(jiān)控。狀態(tài)數(shù)據可以顯示出發(fā)射機的工作狀態(tài),監(jiān)控系統(tǒng)會實時采集發(fā)射機的狀態(tài)數(shù)據。集成監(jiān)控系統(tǒng)除了采集發(fā)射機的狀態(tài)數(shù)據,還能對發(fā)射機各部件的參數(shù)值進行采集,通過判斷參數(shù)值決定是否向用戶發(fā)出聲光形式的警報。遠程監(jiān)控功能需要用戶有相應的操作權限才能實現(xiàn),該功能可遠程控制發(fā)射機,通過干預發(fā)射機的運行,執(zhí)行發(fā)射機的開機與關機指令。

3.2 查詢功能和數(shù)據記錄

用戶可以通過訪問接口實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的查詢功能與數(shù)據記錄,監(jiān)控系統(tǒng)在第一時間將采集的狀態(tài)數(shù)值與各部件參數(shù)值,并將其發(fā)送給監(jiān)控服務器,服務器會以數(shù)據庫文件的形式進行儲存,便于用戶查詢和備份。

4 結束語

綜上所述,地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機集成監(jiān)控系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對不同型號的數(shù)字電視發(fā)射機進行統(tǒng)一管理。本文從集成監(jiān)控系統(tǒng)基本架構、集成監(jiān)控系統(tǒng)硬件構成和監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計三個方面闡述了集成監(jiān)控系統(tǒng)的方案設計,分析了集成監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控功能和查詢功能,為工程技術人員提供一種方便快捷、行之有效的管理手段,工程技術人員還需要根據地面數(shù)字電視廣播實際的運行狀況與需要,研究功能更為強大集成監(jiān)控系統(tǒng),以確保地面電視廣播系統(tǒng)的正常運行。

參考文獻

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[2]陳思平.中波廣播發(fā)射機自動化實時監(jiān)控系統(tǒng)中的下位機子系統(tǒng)設計[D].廈門大學,2012.

[3]郝東亮.單片機監(jiān)控廣播發(fā)射機的系統(tǒng)設計[J].廣播與電視技術,2009,36(12).

[4]董鑫,陽輝,胡曾千.DTMB地面數(shù)字電視技術在電視直播中的應用[J].電視技術,2012,36(12).

篇3

【關鍵詞】地面數(shù)字電視;單頻網;技術;優(yōu)勢;建設

1地面數(shù)字電視單頻網技術概述

單頻網(SFN)是由多個處于不同地點、頻率同步的發(fā)射器,可在同一時間、以同一頻率發(fā)射同一信號,從而組成的地面數(shù)字電視覆蓋網路。地面數(shù)字電視使用單頻網進行建設,不僅信號強度更高、更穩(wěn)定,用戶也不再需要頻繁的更換覆蓋頻率,數(shù)據傳輸?shù)馁|量極大提高。地面數(shù)字電視以較高的靈活性、較好的可行性以及較低的建設成本等,在國內各個省市逐漸開始普及,并在未來有著更加廣闊的發(fā)展前景。

2使用數(shù)字電視單頻網技術的優(yōu)勢

在數(shù)字電視系統(tǒng)中使用的數(shù)字處理技術,雖然可以有效地抵抗無線信道多徑干擾,極大的解決了模擬電視信號重影的問題。但為保障原信號的無失真恢復,往往要求有效控制信號延時。另外,在網絡、信號覆蓋方面,模擬電視廣播一般側重使用單點大功率的發(fā)射形式,導致覆蓋區(qū)域的信號能量難以保持均勻分布,在覆蓋區(qū)距離發(fā)射點較遠的情況下,信號接收的質量較差。為了解決以上類似問題,在地面數(shù)字電視系統(tǒng)中引入單頻網技術,既可以保障在同一時刻發(fā)射同一頻率的節(jié)目信號,且可以合理的設置發(fā)射點,以保障信號能夠均勻分布??偟膩碚f,數(shù)字單頻網主要包括有以下幾點優(yōu)勢:(1)信號穩(wěn)定,設備成本較低,解決了購置設備的經費問題。(2)頻譜利用率較高,一般模擬電視進行節(jié)目傳輸中,有極多頻道資源被占用,而單頻網應用下僅需一個頻道便可完成節(jié)目傳輸,可有效解決頻率資源緊缺問題。(3)電路結構較為簡單,便于市政規(guī)劃以及施工維修。(4)單頻網技術適用性較強,不管在城市還是山區(qū)都有著很高的可行性。(5)網絡覆蓋質量較高,也可有效解決城市環(huán)境中,由于建筑物阻擋而導致的信號盲區(qū)問題。

3單頻網的選擇及其相關技術

單頻網的選擇方法,一般要根據數(shù)字網絡覆蓋區(qū)域的實際情況,選擇合適的發(fā)射器位置,并且應首先考慮選擇在目標輸出信號的附近,目標地需要在地面發(fā)射器的有效范圍之內。地面數(shù)字電視單頻網的實現(xiàn),不僅包括發(fā)射機的選擇、單頻網頻率的選擇、傳輸網絡的選擇等,以下就這些環(huán)節(jié)的選擇及相關技術進行注意介紹。

3.1發(fā)射機的選擇

當前的數(shù)字移動電視發(fā)射機的選擇,主要有國產與國外購進兩種渠道。相對于國外發(fā)射機來說,我國針對發(fā)射機的研究起步較晚,在技術、性能方面還存在有一定的差距。但國產發(fā)射機的最大優(yōu)勢就是,具有本土化的接口支持,更加完善的售后服務等。不管采用哪種發(fā)射機,都需要考慮以下幾點注意事項:(1)對發(fā)射機最基本的要求,就是能夠保證可以在長時間內不間斷的工作,也就是要求發(fā)射機必須具備較高的可靠性。(2)發(fā)射機無論在什么惡劣的環(huán)境下。都要保證單頻網數(shù)據信號的正常傳送,也就是要求發(fā)射機需要具備較高的技術性。(3)發(fā)射機要保障即使在其他網絡或信號的干擾下,依然能夠準確的發(fā)送、接收信號,即發(fā)射機需具備較高的穩(wěn)定性。

3.2傳輸網絡的選擇

發(fā)射機的選擇是實施單頻網的第一步,接下來還要通過傳輸網絡,同步的將多路節(jié)目傳送到不同的發(fā)射臺站,最終傳遞到客戶端。一般傳輸網絡的選擇包括光纖傳送方式、衛(wèi)星傳送方式以及射頻傳送方式等。光纖方式的傳送需要一臺發(fā)射機,在發(fā)射機上有安裝好的調制器,發(fā)射機的前段可以接收光纖傳送過來的信號,經過調制器統(tǒng)一進行處理之后反饋給系統(tǒng)。衛(wèi)星傳送方式是利用衛(wèi)星的通信信道來傳輸數(shù)字電視信號。射頻傳送方式是利用一臺調制器發(fā)射射頻信號,利用多種微波頻道將射頻頻道傳送到發(fā)射機前端,之后再經過調制器轉換后進行發(fā)射、傳送。

3.3單頻網頻率的選擇

當前常用的廣播電視網絡是由模擬信號與數(shù)字信號結合使用的混合式網絡。需要對數(shù)字移動電視信號發(fā)射機裝置的位置及其周圍的無線電譜進行分析,盡量選擇電磁干擾性較小、電磁環(huán)境干凈、負擔低的數(shù)字頻道,來作為數(shù)字移動電視的信號工作頻道。①要對電視移動電視使用環(huán)境的網絡頻道進行分析,從多個符合條件的頻道中挑選合適的頻道,來作為使用頻道,并將指定的數(shù)字臺站當作參考臺站。②仔細篩選出受干擾相對嚴重的模擬臺站進行調整,并針對篩選后的模擬臺站,同樣進行數(shù)字臺站對其線路傳送的干擾分析。

4結語

在地面數(shù)字電視單頻網的建設期間,需要對組網過程中出現(xiàn)的故障及問題進行相應的調試及優(yōu)化,保證單頻網技術發(fā)揮最大的優(yōu)勢及作用。單頻網技術的使用,不僅進一步推動了我國地面數(shù)字電視的建設與覆蓋,也豐富了人們的生活,促進了我國公共文化建設的發(fā)展。

參考文獻

[1]王彤光.數(shù)字電視單頻網覆蓋技術[J].黑龍江科技信息,2012(27).

[2]肖展.地面數(shù)字電視單頻網組網技術[J].黑龍江科技信息,2016(20).

篇4

【 關鍵詞 】 無線網絡;數(shù)字電視

Wireless Network Digital Television System Technical Application and Practice

Zhao Jia-wen Ye De-fei Zhang Xue-wen

(Inner Mongolia microwave station Inner Mongolia Azuoqi 750306)

【 Abstract 】 Wireless network digital television is the use of digital television technology, through the wireless transmitting, receiving method of ground for the spread of television programs, the current mobile digital TV is the wireless network digital television system, installed in any receiving device bus, rail and other mobile carriers will be able to watch the clear television pictures.

【 Keywords 】 wireless network; digital television

1 引言

隨著通訊技術的迅猛發(fā)展,無線網絡技術應用也越來越普遍了,實現(xiàn)了不受線路限制隨時隨地都能無線上網的目標。無線網絡不僅僅應用在計算機上網,其技術也開始步入數(shù)字電視行業(yè),形成無線網絡數(shù)字電視系統(tǒng)。從行業(yè)走勢看在全球及我國廣電數(shù)字化、網絡化、產業(yè)化發(fā)展進程中,無線地面數(shù)字電視將成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。目前國內正在積極推進、穩(wěn)步啟動地面無線數(shù)字電視市場。

2 無線數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)特點

為了適應數(shù)字電視無線發(fā)射的市場發(fā)展,電視發(fā)射技術的發(fā)展也越來越重要。隨著各國數(shù)字電視業(yè)務的開播和全球掀起的數(shù)字電視熱潮,電視發(fā)射技術也取得了較大的進步。數(shù)字MMDS發(fā)射系統(tǒng)由數(shù)字發(fā)射機、頻率基準源、頻率合成器、饋線與天線構成。早期的數(shù)字電視發(fā)射機是用外接的COFDM或8-VSB激勵器簡單取代模擬Vision/Sound激勵器,用射頻波段濾波器取代射頻輸出濾波器和Vision/Sound雙工器。目前,已有新的數(shù)字電視發(fā)射機產生,新的發(fā)射機有幾個特點。

(1)數(shù)字自適應預校正技術(DAP或TRAC) 是指在不須人工干預的情況下在剛剛啟動發(fā)射機的幾分鐘內將發(fā)射機調整到最佳狀態(tài)。

(2)大功率LDMOS晶體管應用于功放中 LDMOS管的增益可達14dB以上,采用LDMOS管的PA模塊的增益可達60dB左右,增大功放的可靠性。LDMOS晶體管具有較好的溫度特性溫度系數(shù)是負數(shù),因此可以防止熱耗散的影響。

(3)采用N+1系統(tǒng) 用1部發(fā)射機給多部(N部)做備份,使得擁有多部發(fā)射機的臺站更經濟

3 數(shù)字電視系統(tǒng)

數(shù)字電視系統(tǒng)是指數(shù)字電視在拍攝、編輯、制作、傳輸、播出、接收電視信號全過程均采用數(shù)字技術的電視系統(tǒng)。電視數(shù)字化后增加了節(jié)目容量,提供更多專業(yè)化、多樣化、對象化節(jié)目以及更加清晰的圖像質量和優(yōu)美的音質。同時用戶在享受廣播電視服務的同時,還可以享受到如股票、生活服務、市政公告、天氣預報、交通信息等各種資訊信息服務。

一個數(shù)字電視系統(tǒng)的基本組成框圖。數(shù)字電視系統(tǒng)可分為三大部分:電視信號的數(shù)字化及處理、數(shù)字電視信號的傳送與交換、數(shù)字電視信號的接受和記錄。三大部分即對應圖示中的信源部分、信道部分及信宿部分。其中信源編碼部分包括信源音頻編碼器、視頻編碼器和復用器。信源編碼對視頻/音頻信號進行壓縮編碼,在一定壓縮率前提下可得到最高解碼圖像質量。

信道傳輸將傳輸媒體和完成各種形式的信號變換功能的設備包含在內的信道,包括信道編碼與調制、發(fā)射機、傳輸媒質、接收機和信道解調與解碼,其中傳輸方式可以是地表傳播、對流層傳播、電離層傳播、視線傳播及空間傳播等。根據媒質的不同在信道傳輸部分中將會采取不同的信道編碼和調制方式,信道傳輸部分對應不同的標準。受地面廣播信道影響及其他干擾和雜波使信號的差錯率增加、業(yè)務質量下降,地面廣播要采用其他更復雜的技術來避免信號差問題并且支持移動接收。

4 無線數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)

無線數(shù)字電視是一種新型接收信號方式,其傳輸原理是前端的各路數(shù)字電視信號源分別經QAM調制器調制后,送入混合器混合后再通過MUDS寬帶微波發(fā)射機進行功率放大,送至天線以無限發(fā)射的方式傳輸覆蓋。在接受段,數(shù)字機頂盒對從接受天線收下的數(shù)字電視包信號進行解碼,并經IC卡智能管理系統(tǒng)識別授權,還原成音、視頻信號,供用戶收看。

在無線數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)中OFDM(正交頻分復用技術)被廣為采用,它是寬帶無線傳輸技術的發(fā)展方向,并已成為第四代移動通信(4G)和寬帶無線局域網的主流技術。實現(xiàn)數(shù)字電視移動接收的關鍵就是要解決動態(tài)多徑與多普勒頻移問題、從而減少符號問干擾。而OFDM的基本原理就是將高碼率的串行數(shù)據流變換成N個低碼率的并行數(shù)據流,并對N個彼此相互正交的載波分別進行調制,符號率降低即符號周期增大,從而減小因動態(tài)多徑和多普勒頻移引起的碼問干擾,又因設置了保護間隔,從而減少了多徑反射對多載波正交特性的影響,使碼間干擾進一步減小,經過這些處理便能很好地支持移動接收。

在進行廣闊區(qū)域的無線數(shù)字電視覆蓋時會存在山體中的隧道,人煙稀少地域的重要交通線,地形起伏大且地表環(huán)境復雜的地域等各種需要特殊方式進行覆蓋的地區(qū),在城市的交通道路上行駛的車載終端;大型場館,超市的固定終端;客戶攜帶的手持終端等對無線數(shù)字電視信號的覆蓋都存在著大量的需求。針對這些區(qū)域分析,最良好的方式就是使用無線電視功率增強轉發(fā)器來解決,將無限通訊中對于補充放大類設備的本地控制、遠程網管經驗借鑒到無限數(shù)字電視產品中,大大提高無線數(shù)字電視覆蓋產品的后期維護方便性。

無線數(shù)字電視功率增強轉發(fā)器包括施主天線、功率增強轉發(fā)器主機、重發(fā)天線等;功率增強轉發(fā)器主機由UHF濾波器、低噪聲放大器、中頻處理單元、功率放大單元、監(jiān)控單元以及電源所組成;施主天線接收進來的數(shù)字電視信號通過轉發(fā)器的UHF濾波器進行濾波,

然后送入低噪聲放大器進行放大,改善數(shù)字電視信號的信噪比,再到中頻處理后輸出送往功率放大器單元進行功率放大,達到所需要的功率再通過UHF濾波最后經過到重發(fā)天線發(fā)射出去。

5 總結

無線數(shù)字電視目前在我國正處于該行業(yè)的高速發(fā)展期,從技術發(fā)展趨勢和國家政策的大環(huán)境來說,模擬電視數(shù)字化已經是大勢所趨,無線數(shù)字電視是其不可或缺的一種實現(xiàn)方式。

參考文獻

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作者簡介:

趙家文(1962-),男,漢族,甘肅民勤人,本科,工程師;研究方向:無線電、計算機。

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1數(shù)字電視的概述

(1)傳送容量大:模擬電視信號一般占帶寬8MHz,而利用數(shù)字壓縮技術后,同樣的帶寬數(shù)能同時發(fā)射八套數(shù)字電視節(jié)目。(2)畫面清晰度更好:由于數(shù)字電視信號具有良好的抗干擾性,因此,在無線發(fā)射過程中不會受到太大影響,接收端接收到的電視信號準確度好,電視節(jié)目更清晰。(3)與計算機連接:將數(shù)字電視與計算機連接后,可獲得有關技術支持,從而提高電視機的整體性能。(4)便攜式接收:這主要應用于CMMB(手機電視)領域,能夠獲得更精準的無線信號。1.2應用范圍。(1)過去數(shù)字電視一部發(fā)射機(模擬)發(fā)射一套電視節(jié)目。隨著數(shù)字電視技術的完善,目前一部發(fā)射機能同時發(fā)射8套節(jié)目。同時,電視節(jié)目的播放質量還得到提升,畫面清晰度更好。(2)增值業(yè)務:通過CMMB手機電視發(fā)展一些拓展業(yè)務,常見的有應急廣播、點播節(jié)目等。目前,中國數(shù)字電視發(fā)射機技術仍處于起步階段,難免出現(xiàn)一些問題,主要表現(xiàn)在信號接收時存在語音與圖像不同步、閃斷錯誤、解碼誤碼等問題。

2無線覆蓋技術

2.1MMDS方式。這屬于無線多路微波分配系統(tǒng),其典型特征包括重量輕、占用面積少、系統(tǒng)體積小等。因此,一般用于農村地區(qū)與城郊地區(qū)。它是在視距傳輸?shù)幕A上進行的圖像的分配傳輸。不同于普通方式傳輸?shù)膱D像,圖像質量有了極大的提升。MMDS的工作頻段略低于AML、FM等其它微波傳輸方式。MMDS系統(tǒng)采用的是不變壓縮傳輸,因此,各地區(qū)不用自行解決壓縮設備。按照國際通信標準,MMDS頻段一般在2503-2687MHz之間[2]。為了讓頻道配置滿足國際標準,每個頻道均是按照8MHz帶寬鄰頻道間隔排列23個電視通道。采用解擾技術與數(shù)字壓縮技術對6-8路電視節(jié)目進行壓縮處理后,再統(tǒng)一放入一個通道內傳輸,通道大小為8MHz。這一技術與有線電視的光纖網非常相似。該系統(tǒng)利用數(shù)字壓縮發(fā)射機傳輸?shù)墓?jié)目質量與光纜質量不相上下,并且可大幅減少模擬發(fā)射機數(shù)量,節(jié)約成本。2.2MUDS。這屬于多路分米波系統(tǒng),主要采用的是低廉的數(shù)字無線多路電視覆蓋手段。該技術能夠獲得與有線多路電視效果差不多的節(jié)目質量。不同于當前的模擬發(fā)射機,MUDS是一種小功率的發(fā)射機,通常只需5-8W,覆蓋范圍為周邊10-15km。該系統(tǒng)所占帶寬僅為模擬傳輸?shù)?/8,但節(jié)目傳輸數(shù)量會明顯增加,一般會增加5-8倍。

3數(shù)字電視的技術分析

3.1ATSC技術。ATSC技術主要與不同層面組成與層級清晰度有較大的關聯(lián)。第一層是定向層,用于對圖像形式進行確定;第二層通過MPEG模式對圖像進行壓縮;第三層是經傳輸層對數(shù)據信號傳輸后調制而成的[3]。SDTV、HDTV等圖像均能通過該技術進行接收與傳輸。3.2DVB技術。DVB技術是歐洲應用的一種數(shù)字視頻廣播,在地面、衛(wèi)星、數(shù)字電視之間交換傳輸中形成。不僅能傳輸、接收視頻、音頻類文件信號,還能接受傳輸IRD節(jié)目。不過,有的DVB業(yè)務需要付費使用。3.3DMB-T技術。DMB-T能在一定程度上調節(jié)數(shù)字電視的接收信號,是符合當前中國國情的一種地面電視傳輸方案。其中,F(xiàn)JL項是該技術的主要技術手段,讓整個網絡領域轉向多載波技術方向。由于帶寬選擇范圍越來越窄,這成為地面網絡急需解決的一個問題。正交頻分復用技術(OFDM)雖能解決這一問題,但容易產生亂碼,干擾信號傳輸與接收。DMB-T在PN序列擴頻技術的基礎上采用高飽和同步傳輸技術,同時,對OFDM保護間隔進行填充。這在很大程度上提高了數(shù)字電視傳輸?shù)恼w利用率。

作者:李躍軍 單位:新疆哈密地區(qū)無線數(shù)字電視服務中心

參考文獻:

[1]王彤光.關于數(shù)字電視發(fā)射機無線覆蓋技術分析[J].黑龍江科技信息,2012,15(26):73.

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關鍵詞:電視發(fā)射機;功率放大器;組成及設計

中圖分類號:TP1

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2009)13-0286-02

1 引言

我國的各大電視臺發(fā)射機至今仍基本處于模擬階段,數(shù)字發(fā)射機的研制工作也剛剛起步。在數(shù)字發(fā)射機中,通常情況下,數(shù)字電視信號經COFDM方式調制后輸出中頻模擬信號,通過上變頻送入放大部分。該調制方式包括IF-FT(8K)和IFFT(2K)兩種模式,分別由6817和1705個載波組成,每個載波之間頻率間隔非常近,所以交調信號很容易落在帶內,引起交調失真,線性較差的放大器將會嚴重影響數(shù)字發(fā)射機的關鍵指標MER(調制誤差率)和Shoulder(帶肩)。因此,要求放大部分應工作于線性狀態(tài),以免影響信號質量。本文的內容是根據問題產生,研究電視發(fā)射機中功率放大器的基本模塊以及設計的相應方案。

2 電視發(fā)射機的功率放大器概述

2.1 電視發(fā)射機功率放大器的基本要求

電視廣播對發(fā)射機的最基本要求是功率放大器應有足夠高的功率增益。功率放大器是寬帶放大器,能覆蓋整個UHF波段,在發(fā)射的頻道改變時無須進行逐個頻道的調整,各級功率放大器模塊采用最先進的進口全固態(tài)放大管。基本的要求是:放大器具有高線性、寬動態(tài)范圍,即數(shù)字調制信號在動態(tài)峰值范圍內時發(fā)射機仍有良好的線性;即使在有模塊缺損的狀態(tài)下,發(fā)射機仍舊能播出;發(fā)射機應有足夠高的頻率精度和頻率穩(wěn)定度、低的相位噪聲,以保證被傳輸信號具有盡可能低的誤碼率和信雜比。

2.2 電視發(fā)射機功率放大器的技術指標

DVB_T地面數(shù)字電視發(fā)射機中功率放大器的具體常規(guī)指標主要如下:

頻率范圍:470MHz到860MHz;放大方式:甲乙類線性放大;輸入阻抗:50Ω;輸出阻抗:50Ω;反射損耗:≥15dB;輸入功率:1W(額定);輸出功率:1000W(最大);電源輸入:120VDC±15%;功率消耗:1800W(最大);射頻輸入接口:N頭(陰頭);射頻輸出接口:DIN7/16頭;保護:射頻反射功率過大(≥50W)、過流、過熱;冷卻方式:強迫風冷;環(huán)境溫度:-5℃到45℃;海拔高度:最高3000m;重量:大約15kg。

2.3 電視發(fā)射機功率放大器的構成

DVB_T地面數(shù)字電視發(fā)射機中主要有500(W)和1000(W),其中500(W)有兩個功放模塊,1000(w)有4個功放模塊。功放單元大體包括以下九個功能模塊:射頻控制模塊;100W功放模塊(射頻驅動級);四路功率分配器;270W功放模塊(射頻放大級);四路功率合成器;電源軟啟動;3.5kw DC/DC開關電源;控制和顯示模塊;冷卻系統(tǒng)。

3 電視發(fā)射機功率放大器的設計方案

3.1 射頻控制模塊

輸入功放的射頻信號先送到本模塊,經過處理后,再放大,然后送到100W功放模塊(射頻驅動級)。具體處理過程,按先后排列如下:

(1)增益控制電路。調節(jié)功放前面面板上的增益調整電位器,通過功放的控制模塊,產生增益控制命令。該命令送到本模塊。調節(jié)射頻信號的增益。調節(jié)范圍:+1-3 dB。

(2)相位調整電路。調節(jié)功放前面面板上的相位調整電位器,通過功放的控制模塊,產生相位調整命令。該命令送到本模塊,通過MB藕合器來調節(jié)射頻信號的相位。調節(jié)范圍:+35-35度。

(3)放大電路。射頻信號經3dB耦合器后,分為2路,由MRF6522-10放大,再經3dB耦合器合成。其中包括:輸入射頻信號功率測量,射頻預驅信號功率測量以及偏置控制等。

3.2 270W(末級)功放模塊

由于數(shù)字發(fā)射機的信號是寬帶信號,所以要求功放模塊具有很好的線性度和內均勻的增益。功放模塊由兩塊AB類BLF861 LDMOS、偏置電路和匹配網等構成,使用3dB定向耦合器作為二等分功率分配器和功率合成器。270W功能模塊電路框圖如圖1所示:

3.3 控制模塊

控制模塊的作用:采集來自射頻模塊的采樣信號,進行處理,產生控制功放源模塊的命令;將功放的狀態(tài)通過顯示板,顯示在功放單元的前面板上;接受來自控制器的命令,同時將功放的工作狀態(tài)送到控制去。

3.4 四路分配器和四路合成器

四路分配器和四路合成器都利用微帶線實現(xiàn)功率分配或功率合成。四路分配器將100W功放模塊放大后輸出的射頻信號,分配到四個270W功放模塊的輸入端,作為功放模塊的激勵信號。由于考慮到各個端日之間的隔離度以及反射功率的吸收,安裝了平衡電阻。為了減小的反射功率,設計了多段1/4的阻抗變換電路。

四路合成器將4個270W功放模塊放大后輸出的射頻信號,進行合成。為了減小的反射功率,同樣設計了阻抗變換電路。四路合成器的輸入通過L29接頭,送往功率合成器。

3.5 開關電源系統(tǒng)

開關電源系統(tǒng),將來自電源的+140VDC,通過開關變換的方法,轉變?yōu)楣Ψ拍K所需的+32VDC。同時,把電流和輸入輸出電壓的采樣信號送給控制板,根據控制板的命令,提供過流保護和過壓保護。開關電源系統(tǒng)框圖如圖2所示:

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關鍵詞:數(shù)字電視廣播;模擬電視;單頻網

1數(shù)字化

1.1數(shù)字化的基本特征

數(shù)字化基本特征主要有兩點:第一,在對數(shù)據實施傳輸、拷貝及存儲操作時,不易受外界干擾;可與其他數(shù)字化數(shù)據進行疊加使用;數(shù)據易于處理和管理。第二,可對所使用信號數(shù)據進行壓縮并糾正數(shù)據錯誤;整理和管理信息內容;在對數(shù)字信號進行過載時若數(shù)據丟失則無法恢復;若誤碼率過高且超出系統(tǒng)糾錯能力范圍時,數(shù)據信息也會丟失;加密數(shù)字信號會出現(xiàn)一定延時[1]。

1.2地面數(shù)字電視的優(yōu)勢

相比于傳統(tǒng)的模擬電視,地面數(shù)字電視有著諸多優(yōu)勢:第一,具強抗干擾能力。傳統(tǒng)的模擬電視因受外界干擾較大,不可避免地會出現(xiàn)重影問題,而地面數(shù)字電視可通過利用信道編碼、正交頻分復用等方式來增強抗干擾能力,從而彌補模擬電視的這一缺陷。第二,單頻網。單頻網是數(shù)字電視廣播的特殊產物,是指在同一個網絡當中,具相同頻率的多臺發(fā)射機可同時發(fā)射相同的節(jié)目。單頻網的使用一方面大大節(jié)省了頻率資源,另一方面可降低發(fā)射機的發(fā)射功率,有效減少電磁污染。第三,接收方式多元化。地面數(shù)字電視不僅支持固定接收,而且還可依照不同的業(yè)務需求提供便攜式接收和車載移動接收,相比于傳統(tǒng)的有線電視或是衛(wèi)星廣播,地面數(shù)字電視的接收方式更加多樣。第四,高頻譜利用率。數(shù)據壓縮技術的不斷成熟使得地面數(shù)字電視的頻譜利用率也逐漸提高?,F(xiàn)同一電視頻道可傳輸4~6套標清電視節(jié)目。第五,具不同信號損傷表現(xiàn)。因信道的復雜多變,無線廣播電視信號在進行傳輸時會出現(xiàn)各程度的損傷。相比于傳統(tǒng)模擬電視因信號損傷而表現(xiàn)出來的圖像質量下降,數(shù)字電視的表現(xiàn)更加明顯,其可能會突然從接收良好直接轉至無法接收。第六,明確的覆蓋區(qū)域定義。因傳統(tǒng)模擬電視的覆蓋邊緣變化相對較慢,所以其對覆蓋區(qū)域定義相對模糊。但是數(shù)字電視的質量變化則比較快,在這種情況下,地面數(shù)字電視就需有明確的覆蓋區(qū)域定義。

1.3地面數(shù)字電視的標準及技術要求

地面數(shù)字電視在進行運行時所使用的技術主要有采樣和量化。其中采樣是指系統(tǒng)在進行運行的過程當中每隔一段時間便會對音頻信號的幅度進行自動讀??;而量化是指系統(tǒng)會將采樣過程當中所獲取的音頻信號的幅度轉變?yōu)榫唧w的數(shù)字值。從根本上來說,采樣就是信號在時間方面的數(shù)字化,而量化則是信號在幅度方面的數(shù)字化。采樣頻率是采樣的重要指標之一,是指在對模擬聲波實施數(shù)字化處理時,系統(tǒng)每秒采集聲波幅度樣本的次數(shù)。采樣頻率對經數(shù)字化處理后的模擬信號的頻帶寬度及瞬時特性起決定性作用。

2地面數(shù)字電視廣播覆蓋

2.1地面數(shù)字電視廣播覆蓋的業(yè)務

無線覆蓋是地面數(shù)字電視廣播的主要信號接收方式。據統(tǒng)計,我國利用模擬無線方式進行電視信號接收的用戶約占全國地面數(shù)字電視廣播用戶的2/3。全國3.5億戶家庭當中有1.26億戶是利用有線進行電視信號接收,而利用無線進行電視信號接收的則高于2億戶,且其多為城郊及農村家庭,這些用戶急需更為穩(wěn)定的電視信號[2],以接收更多、更優(yōu)質的電視節(jié)目,而提供這些服務便也成了地面數(shù)字電視廣播的主要業(yè)務。

2.2地面數(shù)字電視廣播覆蓋的特征

在數(shù)字化技術的基礎上,地面電視廣播覆蓋呈現(xiàn)出以下特征:第一,投資成本低、見效快,通常無需架設大批線路。第二,具強移動性,可打破時間、空間的局限性,這是有線電視無法實現(xiàn)的。第三,具強抗災害能力,一般來說,地面數(shù)字電視廣播覆蓋很少受各種外界因素影響,包括建筑施工或是自然災害等。第四,有效提高頻譜利用率,使無線頻率資源得到充分使用。第五,覆蓋范圍廣且接收便攜,可有效擴大用戶量。

2.3地面數(shù)字電視廣播覆蓋的需求

2.3.1地面數(shù)字電視廣播覆蓋的基本需求

地面數(shù)字電視廣播的基本需求主要有五點:第一,功率大,面積大且可實現(xiàn)一點到多點和連續(xù)播出的需求;第二,充分考慮同頻道和鄰頻道,存在模擬或數(shù)字干擾時的需求;第三,數(shù)字電視是在當前模擬電視的基礎上進行數(shù)字化轉變,為此還要充分考慮模擬電視發(fā)射需求,包括發(fā)射位置、設備及條件等;第四,頻譜規(guī)劃,其中最重要的是覆蓋范圍及效果;第五,支持單頻網且移動接收速度超過250km/h。

2.3.2地面數(shù)字電視廣播覆蓋的技術需求

在數(shù)字電視的協(xié)助下,地面電視的節(jié)目傳輸容量將會更大,頻譜的利用率也會更高,如在數(shù)字電視的幫助下,利用數(shù)字化信號,地面電視的每個信道可以傳送2套高清電視節(jié)目或是10套標清電視節(jié)目,同時服務模式也會變得更加靈活,不僅可為用戶提供標清電視節(jié)目,而且還可為用戶提供高清電視節(jié)目,同時借助相關科技設備還可為用戶提供高速移動及手持接收等地面電視服務。另在數(shù)字電視的協(xié)助下,地面電視廣播還可能實現(xiàn)大區(qū)域范圍內的單頻組網,如利用移動設備實現(xiàn)移動電視、填縫發(fā)射、利用小功率發(fā)射機進行組網等,從而改變地面電視廣播的運作方式。此外,依照地面數(shù)字當前的運行狀況,利用數(shù)字電視還可有效提高城居民的文化素質。通過觀看各類具文化意義的電視節(jié)目,居民的文化素質得到了明顯提高[3]。

3影響地面數(shù)字電視廣播覆蓋的因素

影響地面數(shù)字電視廣播覆蓋的因素有很多。在此,重點討論具選擇能力的因素。第一,發(fā)射參數(shù),包括發(fā)射機的輸出功率、發(fā)射天線的高度和增益、饋線損耗。通常來說,發(fā)射機的輸出功率、發(fā)射天線的高度和增益越大,地面數(shù)字電視廣播的覆蓋范圍也越大;而饋線損耗則與覆蓋范圍成反比。第二,發(fā)射頻率。因發(fā)射頻率越大,電磁波的穿透能力及繞身能力就越弱,這就會使得覆蓋陰影衰落加大,進而導致接收效果差;高發(fā)射頻率還會使得多數(shù)無線數(shù)字信號被水、濕地或是樹林等吸收,最終傳送至用戶處的無線數(shù)字信號就越弱;再者,越高的發(fā)射頻率就地產生越大的多普勒頻移,不利于高速移動接收,為此,地面數(shù)字電視廣播覆蓋的發(fā)射頻率應保持較低,一般保持在550~700MHz即可。第三,極化方式。地面數(shù)字電視廣播覆蓋的極化方式主要有水平極化和垂直極化。水平極化的遠區(qū)場強分布較好,覆蓋范圍更廣,因此發(fā)射天線多選擇水平極化天線。而垂直極化具強環(huán)繞效應,且易于實現(xiàn),另垂直極化天線還可有效抵抗雨雪天氣信號接收能力差的缺陷,且車載安裝方便,為此在移動接收當中多選擇垂直級化天線。第四,接收參數(shù)。通常來說,接收靈敏度、接收天線的高度及增益與接收效果之間成正比,接收效果越好,地面數(shù)字電視廣播覆蓋的面積就越大。第五,信道調制參數(shù)。基于多載波傳輸?shù)牡孛鏀?shù)字電視廣播覆蓋系統(tǒng)當中,載波的數(shù)目會對單頻網的組建大小及接收速度產生影響。調制方式及編碼率會對接收效果及節(jié)目數(shù)量產生影響,一般節(jié)目數(shù)量越大,接收效果就會越差。此外,單頻網的規(guī)模會受載波模式及保護間隔的影響,因此在實施單頻網的同步傳輸時務必要充分考慮這一點。

4地面數(shù)字電視廣播覆蓋的關鍵技術

4.1發(fā)射系統(tǒng)

地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)主要由3部分構成:地面數(shù)字電視信源前段、傳輸網絡和地面數(shù)字電視發(fā)射前段。其中傳輸網絡的主要工作是負責ASI碼流的傳輸,包括其內容和格式;地面數(shù)字電視信源前段主要的工作是負責給碼流配備相應的單頻網;而地面數(shù)字電視發(fā)射前段的主要工作是負責調配碼流分路及節(jié)目碼流。

4.2組網方式

地面數(shù)字電視廣播的組網方式及傳輸方式包括單頻網和多頻網兩種。以單頻網為組網方式的地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中的各發(fā)射點是利用同一頻率將相同的數(shù)據碼流進行同時發(fā)射。節(jié)目的分配則是利用各種先進科學技術實現(xiàn)的,如直連光纖、SDH、微波等,并利用調制器將其進行同步處理之后轉變?yōu)樯漕l信號進行傳輸[4]?;谏鲜鰡晤l網的工作流程,以單頻網為組網方式的地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)在對信號頻率進行調整時務必要盡量減少運行范圍內各發(fā)射點的相互干擾或是信號覆蓋。在此,信號覆蓋區(qū)域主要是指兩個或超過兩個發(fā)射點的信號或是頻率能同時達到的區(qū)域,這樣就會形成信號覆蓋。簡單來說,要想盡量避免信號的相互干擾或是覆蓋就要盡量縮小信號覆蓋區(qū)域的面積,為此可以采取縮短延時長度和降低信道存在強度的方法。

5結語

地面數(shù)字電視廣播是數(shù)字化技術應用的表現(xiàn)之一,也是現(xiàn)數(shù)字電視廣播覆蓋的主要方式。但因經濟基礎及相關設備有限,現(xiàn)地面數(shù)字電視廣播覆蓋仍存在部分問題。本文就這些問題進行了詳細的研究分析,望能給相關工作人員以借鑒。

作者:張保同 郭麗麗 王亞飛 單位:河南省新聞出版廣電局 河南大象融媒體集團有限公司 河南省廣播電視監(jiān)測中心

參考文獻:

[1]王黎明.對地面數(shù)字電視廣播覆蓋的探討[J].電子世界,2014(24):196-197.

[2]波.地面數(shù)字電視廣播覆蓋的思路構建[J].無線互聯(lián)科技,2014(6):165.

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關鍵詞:計算機技術;廣播電視;發(fā)射監(jiān)控

隨著科技的發(fā)展使用計算機網絡對發(fā)射機進行智能化管理日益成熟。利用計算機技術進行廣播電視發(fā)射的自動化監(jiān)測、控制在廣播電視信號傳輸系統(tǒng)中有著十分重要的作用。

一、廣播電視的發(fā)射原理

1.數(shù)字電視地面廣播中,通信傳輸渠道主要是光纖、衛(wèi)星、數(shù)字微波、地面無線電視廣播電視發(fā)射構成信息主體。目前在我國數(shù)字電視按信號傳輸方式有三類:地面無線傳輸數(shù)字電視、衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視和有線傳輸數(shù)字電視。而移動電視是數(shù)字電視地面廣播的重要應用,數(shù)字電視地面廣播在應用需求上要求實現(xiàn)移動和便攜接收的功能,使整個技術系統(tǒng)的要求最高。它具備無線數(shù)字系統(tǒng)所共有的優(yōu)點,較之衛(wèi)星接收,有實現(xiàn)容易、價格低廉的特點;較之有線接收不易受城市施工建設、自然災害戰(zhàn)爭等因素造成的斷網影響;數(shù)字電視地面廣播通過電視臺制高點天線發(fā)射無線電波,覆蓋電視用戶,用戶通過接收天線和電視機收看電視節(jié)目,主要的受眾也是針對本地區(qū)的。完善的數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)所具備的蜂窩單頻網功能,不僅提高了頻譜的利用率,而且可應用與寬帶無線接入市場;而移動和便攜的獨特優(yōu)勢使該系統(tǒng)能滿足現(xiàn)代信息社會的要求,也就是無論何人何時在何地均能任意獲取他想得到的信息。

2.廣播發(fā)射天線技術采取的是垂直結構的振子單桅桿拉線天線鐵塔,底面部分為絕緣體材料制成,天線并不是與鐵塔底部直接相連,而是需要經過兩種裝置,即饋線以及天調網絡。地網主要為以鐵塔底面部分為圓心,以1m為半徑,且深度為0.8m左右的土壤中呈現(xiàn)輻射狀進行敷設的一種銅質網線。這主要是用來減少大地電流的損耗量,能夠確保天線輻射率保持在一個較高的水平。上述幾種裝置,即饋線、天線以及地網、天調網絡等各項指標的優(yōu)劣均將在很大程度上影響到整個天線系統(tǒng)的工作效率。中波發(fā)射天線要求發(fā)射的垂直極化波,主要由兩個方面的因素制約:一是中波廣播天線本身的結構及性質所決定的;二是天線垂直發(fā)射的極化波要比其他方向發(fā)生的極化波的水平要小。

二、計算機監(jiān)控系統(tǒng)的主要作用

利用計算機技術對廣播電視進行發(fā)射監(jiān)控,大體上有以下幾種功能:

1.發(fā)射機工作狀態(tài)的監(jiān)測。實時檢測各參數(shù)值,對異常情況和量值超限進行記錄、報警,記錄各種設備開關機的時間以及運行累計的時間。

2.報警。采用聲、光報警方式報警。系統(tǒng)對發(fā)射機進行全天候的監(jiān)視,一旦發(fā)射機出現(xiàn)故障,系統(tǒng)馬上識別并記錄下當時狀態(tài)以備事后查詢,同時發(fā)出聲、光等報警信號,提醒工作人員處理。

3.故障診斷作用。當檢測到的參數(shù)值超過上、下限值時能及時報警并診斷故障的大概位置,記錄故障時的參數(shù)值及出現(xiàn)故障的時間等,以便進行故障追憶。

4.按時開關機。按照事先設定的時間,定時開、關機,完成播出任務。計算機執(zhí)行自動控制任務是按照“周”循環(huán)的,因此設定一次,長年有效,如果要臨時更改播出任務也非常靈活。

5.自動處理。在發(fā)射機發(fā)生問題時,系統(tǒng)不但能立即報警,并能根據故障程度進行停機、倒換備機等操作,避免發(fā)射機發(fā)生更嚴重的問題。

6.打印功能。根據需要定時或隨機打印各類報表及實時數(shù)據。

7.手動操作與自動隔離。一個系統(tǒng)同時具備手動、自動兩套系統(tǒng),兩者之間相互隔離,互不影響。

8.報表生成功能。根據要求生成各類報表(如停播統(tǒng)計、停播時間、播出時間、故障記錄等),只要這些數(shù)據不從計算機中刪除就會永遠保留。

9.遠程監(jiān)控。利用數(shù)據通信技術,遠程計算機可以訪問計算機監(jiān)控系統(tǒng),遙測、遙信、遙控廣播設備。

三、監(jiān)控系統(tǒng)的設計方案

1.監(jiān)控系統(tǒng)的總體設計。根據廣播設備微機監(jiān)控系統(tǒng)的作用要求,廣播設備微機監(jiān)控系統(tǒng)可以采用基于PLC、局域網結構的分布式微機監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)運用先進的計算機技術、數(shù)據庫技術、現(xiàn)代化測試技術、多媒體技術,對調頻、電視、微波設備進行遙測、遙信和遙控;遠程管理局域網由山下基地的遠程計算機組成,用于實現(xiàn)對山上監(jiān)控系統(tǒng)的訪問與控制,廣播電視發(fā)射設備微機監(jiān)控系統(tǒng)采用分層式結構,共4層:數(shù)據采集層、前置處理層、應用層和集成通信層。

2.數(shù)據采集層。該層由分散的現(xiàn)場控制機和現(xiàn)場設備組成,現(xiàn)場控制機負責對現(xiàn)場設備完成實時數(shù)據的采集。并且,可進行本地發(fā)射機的開、關和倒機等操作

3.前置處理層。該層由前置機的數(shù)據處理、上下通信、系統(tǒng)對時、菜單等模塊組成。前置處理層的主要功能,是對各現(xiàn)場控制機進行巡檢,匯集實時數(shù)據,進行預處理,再送到應用層各功能模塊。

4.應用層。該層由系統(tǒng)的各應用功能模塊組成,包括值班員工作站、數(shù)據庫(服務器)、管理與打印工作站等。

5.集成通信層。該層由服務器和遠程管理局域網組成。遠地計算機通過服務器和電話網(或數(shù)字微波),采用WEB服務器和瀏覽器方式遠程訪問微機監(jiān)控系統(tǒng)。

四、微機監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾技術

1.掌握正確的接地原則

在低頻電路中,布線和元件間的寄生電感影響不大,因而常采用一點接地,以減少地線造成的地環(huán)路。高頻電路中,布線和元件間的寄生電感及分布電容將造成各接地線間的禍合,影響比較突出,故一般采用多點入地。

2.采用平衡方式傳送信號

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隨著地面數(shù)字電視廣播的發(fā)展,城市軌道交通作為流動人口眾多、受眾面最大的空間區(qū)域,將數(shù)字電視引入地鐵,建設地鐵數(shù)字電視系統(tǒng)將成為必然;地鐵數(shù)字電視也是實現(xiàn)以人為本、進一步提高地鐵為乘客服務質量、加快各種信息傳遞的重要手段。

二、覆蓋要求

地鐵數(shù)字電視建成后要達到以下要求:1、射頻信號評價支持列車運行速度不大于100公里/小時的視頻信息實時傳輸。以1.5米高度,增益不高于2dB接收天線,在移動速度不超過100公里/小里情況下對覆蓋信號進行測試,要求覆蓋區(qū)域內95%區(qū)域內信號場強不低于35dBuV;90%區(qū)域不低于32dBuV。覆蓋區(qū)域內載噪比(C/N)≥14dB;覆蓋區(qū)域信號不對原有效覆蓋區(qū)形成多徑干擾。2、碼流信號評價要求覆蓋區(qū)域90%區(qū)域內誤碼率小于≤2x10-4。要求覆蓋區(qū)域90%區(qū)域內每分鐘丟包率率為≤5。3、圖像主觀評價。標準GY/T134-1998《數(shù)字電視圖像主觀評價方法》。在工程中可分為以下幾個等級:工程要求在目標覆蓋后達到:覆蓋區(qū)域內實際接收測試效果要求圖像流暢,無馬賽克現(xiàn)象;達到主觀圖像評價4級以上。視頻顯示不能出現(xiàn)明顯斷點、失幀、抖動、馬賽克等,音頻播放不能出現(xiàn)明顯噪音、滑碼等,確保乘客可享受平滑連續(xù)穩(wěn)定的視覺聽覺感受。

三、系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由地鐵播控中心、傳輸子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)、監(jiān)測子系統(tǒng)、車載子系統(tǒng)構成。(圖1)3.1地鐵播控中心 負責地鐵電視節(jié)目的播出、控制 負責地鐵電視信號的網絡同步控制; 負責地鐵電視系統(tǒng)設備的監(jiān)測、控制; 負責地鐵電視節(jié)目信號的傳輸和監(jiān)測;3.2傳輸子系統(tǒng) 地鐵移動電視碼流信號(TS流)的傳輸;通過專門的光纖傳輸通道將控制中心的TS流信號傳送到有發(fā)射機的相關車站。 其它車站的地鐵電視信號由有發(fā)射機的車站通過光纖直放站和專門的光纖傳送。 為了滿足監(jiān)控信號的上傳,監(jiān)控信號需要1個10M以太網通道。以太網通道利用地鐵既有系統(tǒng)以太網通道。3.3車站子系統(tǒng)(發(fā)射機站) 通過ASI光端機接收地鐵控制中心的ASI信號,利用GPS進行單頻網同步;將ASI信號送入到數(shù)字電視發(fā)射機,經發(fā)射機調制、功率放大后的RF信號輸入民用通信系統(tǒng)POI的數(shù)字電視接口,通過地鐵民用通信系統(tǒng)在隧道內敷設得泄漏電纜完成地鐵隧道區(qū)間和站廳、站臺的信號覆蓋。 發(fā)射機輸出耦合出一路射頻信號輸入到數(shù)字電視光纖近端機,將地鐵電視射頻信號通過光分路器傳輸?shù)桨l(fā)射機站控制的各光纖遠端機站。 每站設一網絡監(jiān)控單元,監(jiān)控ASI光端機、GPS、數(shù)字電視發(fā)射機、光纖近端機等設備的狀態(tài),通過10M以太網與中心機房進行信息傳輸,使中心機房可以監(jiān)控、設置發(fā)射機站各種設備,以便集中管理;3.4車站子系統(tǒng)(光纖直放站站) 通過光纖直放站遠端機接收發(fā)射機站光纖近端機發(fā)送的地鐵電視射頻信號,通過光電轉換后將射頻信號送入數(shù)字電視功放單元進入推送放大,然后輸入民用通信系統(tǒng)POI的數(shù)字電視接口,通過地鐵民用通信系統(tǒng)在隧道內敷設得泄漏電纜完成地鐵隧道區(qū)間和站廳、站臺的信號覆蓋。 每站設一網絡監(jiān)控單元,監(jiān)控光纖遠端機等設備的狀態(tài),通過10M以太網與中心機房進行信息傳輸,使中心機房可以監(jiān)控、設置光纖遠端機站各種設備,以便集中管理。3.5監(jiān)控子系統(tǒng) 對播控中心、發(fā)射系統(tǒng)和車站子系統(tǒng)相關設備進行設備狀態(tài)信息的收集和報表顯示,提供系統(tǒng)安全機制,確保系統(tǒng)正常運營;系統(tǒng)監(jiān)控終端將生成的系統(tǒng)日志存儲在中心服務器,管理/控制系統(tǒng)設備。 通過設備監(jiān)控軟件實時監(jiān)控系統(tǒng)、設備的運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)設備故障,并及時排除故障。3.6車載子系統(tǒng) 通過車載天線,接收隧道區(qū)間內漏纜發(fā)射的地鐵電視信號,通過機頂盒將視頻信號傳輸?shù)礁鬈噹@示終端; 接收PIS系統(tǒng)信息,將導乘信號通過分布系統(tǒng)傳輸?shù)礁鬈噹@示終端。3.7車載子系統(tǒng) 通過車載天線,接收隧道區(qū)間內漏纜發(fā)射的地鐵電視信號,通過機頂盒將視頻信號傳輸?shù)礁鬈噹@示終端; 接收PIS系統(tǒng)信息,將導乘信號通過分布系統(tǒng)傳輸?shù)礁鬈噹@示終端。

四、覆蓋計算

由各車站發(fā)射機或直放站遠端機輸出的地鐵電視RF信號,輸入到民用通信無線系統(tǒng)的各車站下行POI對應端口,通過民用通信無線系統(tǒng)的下行鏈路(下行漏泄電纜、下行天線分布系統(tǒng)等),完成對地鐵站臺層、上下行隧道區(qū)間、站廳層及出入口通道的信號覆蓋。漏泄電纜采,滿足700MHz~2500MHz工作頻段;在較長隧道區(qū)間,設置光纖直放站遠端機以延伸覆蓋。能量覆蓋距離確定對于地鐵數(shù)字電視系統(tǒng):地鐵電視信號覆蓋場強電平需大于-72dBm(35dBv),由于數(shù)字電視接收天線可置于機車內,系統(tǒng)附加損耗及余量取15dB;95%漏泄電纜耦合損耗73dB;漏泄電纜末端所需最小功率為X:則有:X-(73+15)>-72dBm;X>16dBm。1、各車站光纖直放站遠端機(發(fā)射機)覆蓋距離:若置于各站數(shù)字電視發(fā)射機和光纖直放站遠端機輸出至POI對應端口功率為20W(43dBm);POI插入損耗8.5dB;POI輸出口至漏纜間的路由損耗=7/8"饋線損耗+連接跳線損耗=2dB;隧道內分合路器損耗:1dB;漏泄電纜百米傳輸損耗1.9dB;在漏泄電纜中傳輸距離為D:則有:(43-8.5-2-1)-(D×1.9)=16dBm;D≈800m兩邊覆蓋,隧道長度可為2×800=1600m,即長度為1600m以下的隧道區(qū)間,地鐵數(shù)字電視信號可滿足覆蓋要求;大于1600m的隧道區(qū)間,需設置光纖直放站以延伸覆蓋。2、隧道光纖直放站(10W)最大延伸距離:隧道光纖直放站輸出功率40dBm,多頻分合路器插損為1.5dB,二功分器插損為3.5dB,滿足覆蓋場強大于-72dBm時,漏泄電纜末端所需最小功率為16dBm。則有:40-(1.5+3.5)-(D×1.9)=16dBm;D≈1000m;則最大延伸距離1000*2=2000m。

五、總結

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MMDS的中文名稱是“無線多路微波分配系統(tǒng)”。MMDS是一種無線通信技術,這種系統(tǒng)的體積較小,所占用的面積少而且重量相對較輕,大部分應用在城市邊緣或者是農村,它利用微波傳輸,點對點的直線傳輸即視距傳輸為基礎,進行圖像的分配傳輸,因為傳輸?shù)膱D像質量比普通方式傳輸?shù)膱D像要好很多。MMDS具有以下特點:(1)MMDS相比其他微波傳輸方式的工作頻段而言略低于其他,例如AML(多路調幅微波傳輸系統(tǒng))、FM(調頻)等。針對繞射能力來說MMDS相對地面廣播要弱。例如,“VHF(甚高頻)和UHF(高頻無線電波)等頻段。而樓層建筑物對其吸收大,反射波不強,不會對其產生影響。(2)MMDS使用不變壓縮傳輸,就不需要對壓縮設備進行解決,參照國際標準MMDS的頻段應該達到2503-2687兆赫之間,8兆赫帶寬排列23個電視通道,這樣的配置才能與國際標準相吻合。(3)MMDS和光纖網相類似,MMDS的無線傳輸網絡為了增強系統(tǒng)的運營管理也可以采用解憂技術,憑借數(shù)字壓縮技術對6—8個電視節(jié)目進行壓縮,將其在8兆赫的的帶寬通道上進行播出。(4)因為MMDS采用了數(shù)字濾波和數(shù)字存儲方式,電視觀眾能夠快速方便對其消除噪聲,能夠有利于適應二維、三維覆蓋大片地區(qū)的實現(xiàn)。所以一個發(fā)射塔可以服務一個中型的城市,在反射天線周圍50km內可以搜索到100多個電視節(jié)目的型號。(5)MMDS使用的是數(shù)字壓縮式發(fā)射機,有效地降低了經濟成本,減少了原來模擬信號發(fā)射機的數(shù)量,實際的造價和光纜比較相對投資要少很多,但是質量上不分高低。(6)如果一些地區(qū)采用了MPGE-2(基于數(shù)字存儲媒體運動圖像和語音的壓縮標準)數(shù)字頻,因為它具有小型化、集成化、可以大批量生產等優(yōu)點,價格優(yōu)勢和使用性能上的優(yōu)勢,就更加明顯突出。

2、MUDS

MUDS(多路分米波系統(tǒng))是采取以低成本數(shù)字無線多路電視覆蓋方式,來達到或超過有線多路電視的效果。是由數(shù)字無線發(fā)射基站、中繼站、室內分布系統(tǒng)、室外無線接收天線、數(shù)字機頂盒以及數(shù)字電視機組成。(1)隨著數(shù)字視頻廣播技術的發(fā)展(DVB-C),MUDS不是單純的電視頻道的數(shù)字化模式,而是與分米波相鄰頻道的數(shù)字比,從而實現(xiàn)了多路覆蓋,這也就是和我們常見的無線地面數(shù)字電視機的不同之處。(2)MUDS是小型功率發(fā)射機,并不需要較大的功率作為支持,實際功率只需要5-8W其覆蓋半徑在10-15km之間,就可以直接傳送給用戶。所以和現(xiàn)階段的模擬發(fā)射機不一樣。(3)模擬發(fā)射機是按照峰值計算功率,而發(fā)射機是依照平均值計算的,相對模擬功率降低了近千倍,而噪聲則相對模擬發(fā)射機則減輕了10倍,這也就說明了數(shù)字化電視發(fā)設機實際需要的功率很小,就可以正常的工作。(4)MUDS占用帶寬是1兆赫,那么模擬傳輸占用帶寬就是MUDS的8倍,而實際的節(jié)目數(shù)量MUDS也比模擬傳輸增加5-8倍左右。

3、數(shù)字電視的技術分析

3.1、ATSC技術分析

ATSC是美國的數(shù)字電視國家標準,而ATSC的技術標準,是由層面的組成和層級的清晰度所組成的,層面主要由三層組成,第一層面叫做定向層用來確定圖像的具體形式,第二層叫做整體圖像壓縮層,利用MPEG模式來進行壓縮標準的,第三層也就是最后一層用來確定傳輸層數(shù)據的傳輸后調制成的。最高兩層的數(shù)據有數(shù)字電視的傳輸網絡來進行實際的運行配置。例如,高清晰度電視、標注清晰度電視格式的具體圖像,都完全可以被接收和進行播放。

3.2、DVB技術分析

DVB是一種數(shù)字視頻廣播,是由DVB項目維護的一系列國際承認的數(shù)字電視公開標準。DVB項目由300多個成員組成的工業(yè)組織,它是由歐洲電信標準化組織(ETSI),歐洲電子標準化組織(CENELEC)和歐洲廣播聯(lián)盟(EBU)聯(lián)合組成的聯(lián)合專家組(JTC)發(fā)起的。在衛(wèi)星、數(shù)字電視和地面交換傳輸中所形成的一種數(shù)字視頻廣播,DVB具有相當強大的功能,例如,視頻、音頻的接收、傳送文件信號、接收傳送綜合解碼衛(wèi)星接收機(IRD)所發(fā)射的節(jié)目,還可以接收發(fā)送圖像、字幕、和圖標等多種信息。但是DVB在發(fā)展過程中也受到一些因素的影響,例如IRD的使用是收取一定費用的,如果想要接收IRD節(jié)目就要支付相關的費用。

3.3、ISDB技術分析

隨著全球經濟的回暖和不斷的發(fā)展,日本的數(shù)字電視傳輸技術正在像英國和美國等西方發(fā)達國家靠近。ISDB是日本的一套關于數(shù)字廣播體統(tǒng)的標準規(guī)范,其原理是利用一種標準化的復用方案在普通的傳輸通道上發(fā)總不同類別的信號,ISDB具有很好的靈活性和實際的共用性等多種優(yōu)點,可以對電視節(jié)目以及其他數(shù)據進行集成發(fā)送,在網絡條件的配合下ISDB不僅在熟悉電視傳輸上有了新的起點,在3G和4G移動業(yè)務中也能顯示出其優(yōu)越的性能,使移動通信結合無線局域網走向市場領導位置。

3.4、DMB-T的技術優(yōu)勢