數(shù)字電視信號(hào)發(fā)射及接收技術(shù)要點(diǎn)

鄭德強(qiáng)

雖然數(shù)字電視的拓展應(yīng)用，突破了以往信號(hào)傳輸中存在的局限性，但現(xiàn)階段數(shù)字電視信號(hào)發(fā)射及接收技術(shù)仍舊有待進(jìn)一步完善及強(qiáng)化。數(shù)字電視在實(shí)際應(yīng)用階段，由于受到相應(yīng)因素的直接影響，信號(hào)在某些情況下會(huì)出現(xiàn)難以正常接收的不良現(xiàn)象，而導(dǎo)致該問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因是信號(hào)發(fā)射及接收階段受到信號(hào)直接干擾，信號(hào)產(chǎn)出質(zhì)量隨之下降。因此，對(duì)數(shù)字電視信號(hào)發(fā)射及接收技術(shù)進(jìn)行研究顯得至關(guān)重要，無(wú)論是數(shù)字電視的發(fā)展，還是信號(hào)發(fā)射及接收質(zhì)量的提升都將受到影響。

1 數(shù)字電視信號(hào)的發(fā)射

1.1 上行發(fā)射站

數(shù)字電視的結(jié)構(gòu)與以往相比更加復(fù)雜，其功能也就更加多樣并朝著完善化方向發(fā)展，其中，上行發(fā)射站是較重要的一部分。在數(shù)字電視信號(hào)發(fā)射階段，以上行發(fā)射站為主體，應(yīng)用頻率最高的發(fā)射形式主要有兩種：一種是單載波發(fā)射；一種是多載波發(fā)射。首先，在上行發(fā)射站中應(yīng)用單載波形式對(duì)信號(hào)進(jìn)行發(fā)射，首要條件是針對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行形式轉(zhuǎn)化，為后續(xù)信號(hào)發(fā)射奠定基礎(chǔ)。在具體操作過(guò)程中，視頻數(shù)據(jù)并不具備發(fā)射功能，只有將其轉(zhuǎn)換，通過(guò)復(fù)用器才能實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞。

數(shù)字電視信號(hào)在發(fā)射之前需要經(jīng)過(guò)層層轉(zhuǎn)換，相對(duì)地，針對(duì)多路復(fù)用器中的數(shù)字進(jìn)行解碼處理也較為重要，通過(guò)對(duì)數(shù)字解碼器進(jìn)行應(yīng)用，在處理后解碼碼流就能按照既定標(biāo)準(zhǔn)備份，需要注意的是，在這一過(guò)程中應(yīng)確保解碼碼流的頻率達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并按照固定份數(shù)進(jìn)行備份。在完成該項(xiàng)工作后，還要應(yīng)用軸射頻轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，將上部分完成處理及備份的內(nèi)容進(jìn)行再次轉(zhuǎn)換，應(yīng)用放大器根據(jù)需求標(biāo)準(zhǔn)將其調(diào)節(jié)到最佳范圍內(nèi)完成發(fā)射。在常規(guī)環(huán)境中，數(shù)字廣播及電視節(jié)目的傳送數(shù)量大多為三套，而期間需要應(yīng)用的轉(zhuǎn)換器載波量也呈現(xiàn)出多樣化特點(diǎn)。此種方式在實(shí)踐應(yīng)用階段仍舊存在相應(yīng)局限性，發(fā)射的節(jié)目套數(shù)雖然總量不是特別大，但上星地點(diǎn)卻需要保持一致，并在進(jìn)行節(jié)目傳送的過(guò)程中，需要針對(duì)節(jié)目經(jīng)由地面?zhèn)鬏斣O(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在達(dá)到地面站后才能依次上星。

其次，多載波發(fā)射器，其本身也依托上行發(fā)射站完成信號(hào)傳遞，在實(shí)際應(yīng)用階段，數(shù)字電視中的信號(hào)及視頻首先要進(jìn)入編碼器中進(jìn)行轉(zhuǎn)換并壓縮，完成后就可以進(jìn)入復(fù)用設(shè)備中。在該流程化項(xiàng)目中，節(jié)目復(fù)用器具有重要作用，在應(yīng)用時(shí)其作用的發(fā)揮能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)節(jié)目碼流的復(fù)用。實(shí)際上，不同復(fù)用器的能效水準(zhǔn)及復(fù)用方向也存在一定差異，節(jié)目復(fù)用器的核心是節(jié)目，其服務(wù)根本就是以節(jié)目碼流為主體進(jìn)行傳輸，促使其規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)更加統(tǒng)一，在到達(dá)衛(wèi)星信號(hào)范疇中為其匹配與之對(duì)應(yīng)的部分，經(jīng)由適配處理依托于FEC就能對(duì)傳輸階段是否存在誤差進(jìn)行衡量，一旦存在誤差FEC也能將其調(diào)整到既定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，在經(jīng)過(guò)該項(xiàng)處理后就能形成相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的基帶。

實(shí)際上，單載波及多載波發(fā)射器都能為信號(hào)的高質(zhì)量發(fā)射提供基礎(chǔ)保障，只是二者在轉(zhuǎn)換形式及流程上存在一定差異，而多載波發(fā)射器在完成基帶轉(zhuǎn)換后需要以四相移相鍵控進(jìn)行調(diào)試，并通過(guò)利用變頻器對(duì)信號(hào)頻率進(jìn)行調(diào)試，最后依托放大器促使信號(hào)被放大并上行至星載設(shè)備中。因此，不難發(fā)現(xiàn)，雖然依托于該類(lèi)上行系統(tǒng)能完成對(duì)信號(hào)的高效轉(zhuǎn)換與調(diào)試，頻帶利用率也能顯著提高，但在實(shí)際應(yīng)用階段載波數(shù)量也較為單一，不同載波之間干擾屬性也相對(duì)存在，這就需要在原有基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，確保不同節(jié)目的上行地址能夠更加協(xié)調(diào)及標(biāo)準(zhǔn)一致。

1.2 星載轉(zhuǎn)發(fā)

數(shù)字電視信號(hào)的星載轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)是提高信號(hào)傳輸質(zhì)量中較重要的一部分，其本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無(wú)論是收發(fā)天線還是轉(zhuǎn)發(fā)器等，都屬于其涵蓋范疇，為進(jìn)一步提高星載轉(zhuǎn)發(fā)質(zhì)量，需要從以下兩方面對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化：一方面，應(yīng)對(duì)星載設(shè)備的質(zhì)量及體積進(jìn)行控制，一旦體積過(guò)大，設(shè)備重量會(huì)隨之增加，這就需要以提升設(shè)備的適宜性為基準(zhǔn)，確保其空間體積及質(zhì)量達(dá)到最佳標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)效率也應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求不斷提升。

首先，星載收發(fā)天線在應(yīng)用階段所受限制較多，無(wú)論是空間還是重量都將影響信號(hào)收發(fā)質(zhì)量，通常情況下，只需要應(yīng)用一副星載收發(fā)天線就能充分發(fā)揮其能效作用，但其對(duì)性能卻提出了較高要求，一旦控制不當(dāng)，天線穩(wěn)定性也會(huì)隨空間環(huán)境狀態(tài)而發(fā)生改變；其次，星載轉(zhuǎn)發(fā)器，從性能方面細(xì)化來(lái)說(shuō)，該設(shè)備本身性能優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)大，不僅靈敏度高，功率更是較大，作為信號(hào)發(fā)射的空間中繼站，它能夠接收地球站傳來(lái)的電視信號(hào)，后續(xù)再經(jīng)過(guò)放大器及變頻器等的變頻處理，就能將完成處理的信號(hào)經(jīng)由衛(wèi)星天線輻射到地面區(qū)域；最后，星載轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的運(yùn)行需要依托星載電源，雖然現(xiàn)階段以太陽(yáng)能居多，但應(yīng)用缺陷也顯著存在，接收的太陽(yáng)光不同溫度也會(huì)隨之發(fā)生變化，這就導(dǎo)致運(yùn)行階段微利干擾強(qiáng)度會(huì)有所增加，輸出功率的能效指標(biāo)會(huì)隨之弱化。

2 數(shù)字電視信號(hào)的接收系統(tǒng)及技術(shù)能效

2.1 接收天線與饋源

一般情況下，接收信號(hào)的天線設(shè)置具有一定標(biāo)準(zhǔn)的限制，以室外居多，在應(yīng)用階段主要形式有拋物面形和橢圓形，二者都屬于偏饋型范疇，在拋物面形應(yīng)用階段，并不需要投入大量資金，但由于天線折損率高使其使用壽命普遍較短，是一種可用于衛(wèi)星通信地球站的后饋性天線。以衛(wèi)星接收系統(tǒng)為依托，拋物面天線的應(yīng)用頻率普遍較高，通過(guò)對(duì)拋物面天線的利用，能在載體范疇中實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字電視信號(hào)的接收，而后將其傳遞給饋源，從本質(zhì)上來(lái)看，饋源也是接收器的一種，只是體積較小，可以作為單獨(dú)的接收器使用，其主體優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)㈦姶挪ㄐ盘?hào)以直接形態(tài)傳遞給變頻器。

2.2 高頻頭

高頻頭主要是由低噪聲微波放大器、下變頻器以及鏡像頻率抑制的帶通濾波器組成，其是用于將天線接收的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大和一次變頻處理的。首先在將其轉(zhuǎn)換為950～2150MHz的第1中頻信號(hào)后，經(jīng)由射頻電纜傳送至室內(nèi)衛(wèi)星電視接收機(jī)，隨后在衛(wèi)星電視接收機(jī)內(nèi)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)放大和變頻以及解調(diào)等處理。對(duì)于衛(wèi)星接收系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其較多采用的高頻頭主要有C波段以及Ku波段兩種，其頻率范圍分別為3.7～4.2GHz、10.7 ～ 12.75GHz。

2.3 衛(wèi)星接收機(jī)

數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)中涵蓋多個(gè)模塊，在功能主導(dǎo)作用下，模塊設(shè)置能滿足轉(zhuǎn)換及調(diào)試等多樣化需求。首先，針對(duì)調(diào)諧器進(jìn)行研究不難發(fā)現(xiàn)，在其對(duì)衛(wèi)星電視頻道的頻率進(jìn)行選擇時(shí)一般以首個(gè)中頻信號(hào)為主體，在完成中間操作后，其就能在實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上將信號(hào)再次轉(zhuǎn)出；其次，信號(hào)的調(diào)和解碼，是建立在零中頻模擬信號(hào)的基礎(chǔ)上，對(duì)模數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再將其對(duì)應(yīng)的載頻及時(shí)鐘進(jìn)行復(fù)位，而后將轉(zhuǎn)換階段所產(chǎn)生的誤差調(diào)整到正常標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，獲得更精準(zhǔn)有效的抽樣值，因此，不難發(fā)現(xiàn)，其更為顯著的優(yōu)勢(shì)作用就是以針對(duì)誤差進(jìn)行處理為核心，提升信號(hào)傳輸?shù)木珳?zhǔn)度及穩(wěn)定性。

3 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字電視信號(hào)發(fā)射及接收技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠有效提高信號(hào)發(fā)射質(zhì)量，還能在一定程度上推動(dòng)數(shù)字電視技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展，因此，在實(shí)際應(yīng)用階段應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)發(fā)射及接收技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化利用，促使其能效作用充分發(fā)揮。

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