芻議廣播電視數(shù)字化傳輸技術(shù)

龔淑艷　孫長祥

【摘 要】本文對廣播電視數(shù)字化傳輸進行進行了簡單的探討和研究，對其需要解決的問題進行了闡述。

【關(guān)鍵詞】廣播電視；數(shù)字化；傳輸技術(shù)

廣播電視節(jié)目傳輸質(zhì)量提升，是希望讓觀眾可以獲得更加好的視覺享受和服務(wù)，所以廣播電視節(jié)目的技術(shù)質(zhì)量就是廣播電視臺的競爭力體現(xiàn)，也是其競爭和生存的基本，制作出高質(zhì)量的電視節(jié)目并非易事，要是其傳輸質(zhì)量不好，就算是節(jié)目質(zhì)量再高也不能夠給觀眾獲得良好的視覺體驗。

1.廣播電視數(shù)字化傳輸?shù)膬?yōu)點

1.1頻道利用率高

數(shù)字壓縮技術(shù)是將模擬信號經(jīng)過抽樣、量化，變成數(shù)字信號（即模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換），再經(jīng)取樣祥壓縮編碼，驅(qū)除信號冗余度，以一定的壓縮比將信號頻帶壓窄，將其調(diào)制到載波上，這樣就提高了頻譜的利用率。接收則以相反的過程進行：接收、解調(diào)、解碼、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換，視頻處理后還原成視頻信號。國際上目前主要有兩種gc=iz壓縮傳輸標(biāo)準(zhǔn)比較流行，即MPEG-1和 MPEG-2。廣播電視系統(tǒng)一般采用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，它可以將速率為200Mbit/s的數(shù)字視頻信號壓縮到1.5-15Mbit/s。在這種標(biāo)準(zhǔn)下，如果對壓縮信號采用64QAM調(diào)制方式，則CATV在每個8MHz帶寬的模擬電視頻道內(nèi)能傳送的碼率為37Mbit/s，扣除FEC等因素占用的碼率，凈速率>32Mbit/so如果每千頻道平均速率為 4.2Mbit/s，則一個8MHz模擬電視頻道就可同時傳輸8-16套電視節(jié)目，10個模擬頻道就能傳輸80-160套電視節(jié)目。省干線上的模擬微波均屬于調(diào)頻（FM）模擬微波，每套電視節(jié)目占有的帶寬為f0±10MHz。實際系統(tǒng)設(shè)備帶寬為 34MHz，如果壓縮編碼信號采用QPSK調(diào)制和相干解調(diào)方式，則中容量480路數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)速率為34.368Mbit/s，它所要求的微波通道傳輪帶寬為f0±8.5MHz。實際系統(tǒng)設(shè)備帶寬也為34MHz，如果每個電視頻道平均速率為8Mbit/s，則省干線上—個模擬頻道就至少可以同時傳輸4套高質(zhì)量的節(jié)目。由此可知，廣播電視數(shù)字化后可以成倍甚至成十倍地增加頻道的利用率。

1.2接收門限電子低、傳輸距離遠

原廣電部GY/F106-1999標(biāo)準(zhǔn)中提出了有線電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范，下行模擬傳輸系統(tǒng)要求載噪比C/N≥43dB。歐廣聯(lián)（EBU）給出了圖像信號的5級評分標(biāo)準(zhǔn)，若要達到4級以上的良好質(zhì)量，則要求信噪比SAN≥36.6dB。在模擬信號的傳輸中，為防止信號的衰落，必須有6dB的衰落儲備量，因此模擬調(diào)幅微波傳輸鏈路中系統(tǒng)設(shè)計的載噪比必須口N≥49dB。在模擬調(diào)頻微波傳輸鏈路中，由于S/N存在 18dB調(diào)頻改善系數(shù)，所以C/N≥31dB就夠了。

若采用OPSK相移鍵控調(diào)制，則只需（CYN） 18dB就可以得到高質(zhì)量的圖像質(zhì)量。模擬調(diào)幅 （AM）微波與64QAM調(diào)制數(shù)字微波相比，門限下降了約20dB；模擬調(diào)頻（FM）微波與QPSK：調(diào)制數(shù)字微波相比，也相差約l0dB。從上述分析不難得出數(shù)字微波比模擬微波傳輸距離遠的結(jié)論。如果原設(shè)計模擬MMDS微波傳輸距離為 40km，在同樣的有效發(fā)射功率、同樣的天饋、同樣的路由前提下，采用數(shù)字MMDS微波傳輸后，就能輕易地覆蓋100km以上的距離。

1.3圖像質(zhì)量好，抗干擾能力強

數(shù)字濾波、數(shù)字存儲和再生中繼這幾項技術(shù)的應(yīng)用，讓信號傳遞過程的噪聲和失真影響得到了解決，排除了圖像亮度的擾動，可以最大限度的將畫面還原，即便是多級中繼也不會對圖像產(chǎn)生質(zhì)量影響，所以數(shù)字電視傳輸?shù)膱D像質(zhì)量是非常高的。

1.4數(shù)字載波調(diào)制方式的比較

QPSK和64QAM是數(shù)字信號傳輸?shù)妮d波調(diào)制方式，其中QPSK是相移鍵控，64QAM是振幅相位聯(lián)合鍵控。有相關(guān)的研究顯示，相位鍵控的抗噪性是最好的。

2.干線微波的數(shù)字改造

對模擬微波和數(shù)字微波進行信號收發(fā)設(shè)備對比。

兩者具有同樣的工作原理。70MHz中頻調(diào)制器是這兩種傳輸方式使用的調(diào)制器，兩者的工作原理幾乎相同，唯一不同的地方就是，模擬微波在進行調(diào)頻器調(diào)制后會有一級限幅中放，而這個是數(shù)字微波調(diào)制所不具備的。

一樣的傳輸帶寬。模擬微波和數(shù)字微波傳輸進行一套電視節(jié)目傳輸都是使用17MHz的帶寬。

模擬微波系統(tǒng)對比數(shù)字微波系統(tǒng)來說，其對一些傳輸指標(biāo)的要求要高一些，這樣就給模擬傳輸線路改造為數(shù)字傳輸線路提供了基礎(chǔ)。

現(xiàn)在的模擬微波器件都是全固態(tài)化的， FET場效應(yīng)器件、線性放大器等代替了過去的行波管、高壓盤，為模擬微波改數(shù)字微波鋪平了道路。

3.需要解決的幾個問題

頻率穩(wěn)定度的問題。模擬微波傳輸信號只要求其頻率穩(wěn)定度在4個數(shù)量級以下就可以了。但是數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)，在數(shù)字壓縮后產(chǎn)生的多套電視數(shù)字信號復(fù)接后使用QPSK調(diào)制，這樣就會要求微波發(fā)信機線的指標(biāo)有所提升，并且對于頻率穩(wěn)定度的要求也要高于模擬微波傳輸信號，通常都是10-6個數(shù)量級，為了解決這一問題，可以使用介質(zhì)穩(wěn)頻和鎖相穩(wěn)頻聯(lián)合使用。

相位噪聲問題。模擬微波使用調(diào)頻來進行傳輸，所以不會有過高的相位噪聲要求，但是數(shù)字微波則不同，QPSK調(diào)制及相干解調(diào)是它的傳輸方式，那么對于相位噪聲的要求就有一定的標(biāo)準(zhǔn)，一般都是要求低于-70dBc/Hz。將模擬微波系統(tǒng)的傳輸設(shè)備相位噪聲控制在-95dBdHz以下，才能夠符合數(shù)字微波傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)需求。

微波功放問題。調(diào)頻模擬微波的功放工作在非線陛區(qū)，在早期發(fā)射機變頻器的前端還要增加—4，限幅放大器。數(shù)字凋相（QPSIQ微波要求三階交調(diào)抑制）20dB，因此要求功放必須是線由放大器。所以微波功放的線性度問題、微波頻率穩(wěn)定度問題及系統(tǒng)的相位噪聲問題一解決，數(shù)字化改造就基本成功了。

在信道傳輸上采用數(shù)字化傳輸。使用QPSK調(diào)制來進行中頻調(diào)制，同步相干解調(diào)，干線中繼用再生中繼，這樣能夠為線路改造節(jié)約資金，雖然會有一些噪聲積累，但是并不會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生影響，也能夠保證信號經(jīng)過中轉(zhuǎn)和傳輸后不會有質(zhì)量問題。

4.傳輸系統(tǒng)的日常維護措施

每周都要開展安全傳輸例會，通過對前一周的傳輸情況進行總結(jié)和分析，尋找故障處理方式，不斷的改進傳輸質(zhì)量。

定期和不定期檢修維護聯(lián)合使用，確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

若是檢修過程中需要進行調(diào)整設(shè)備或線路，應(yīng)該要詳細記錄好。

機房維護檢修工作實行日巡檢、周檢、月檢、季檢+年檢制度。

檢修配電機柜等電源時.一定要至少兩個人配合進行。確保人身設(shè)備安全。

機房的日檢、周檢、月檢、季檢、年檢都要安排好，定期的進行檢修，制定好檢修計劃。維護檢修過程要依據(jù)規(guī)章制度來進行，對設(shè)備的系統(tǒng)指標(biāo)進行測試，了解設(shè)備的通信情況，確保設(shè)備的最佳運行，為觀眾提供穩(wěn)定高質(zhì)量的傳輸畫面。對檢修工作進行總結(jié)，以改進檢修工作質(zhì)量。 [科]