差轉(zhuǎn)技術(shù)在地面數(shù)字電視覆蓋建設(shè)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(zhì)量，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的廣播電視服務，廣播電視相關(guān)部門應當做好地面數(shù)字電視覆蓋建設(shè)工作。高山發(fā)射臺在廣播與電視節(jié)目的轉(zhuǎn)播中占據(jù)重要地位。只有構(gòu)建科學有效的高山發(fā)射臺無線覆蓋技術(shù)網(wǎng)，才能實現(xiàn)無線數(shù)字化覆蓋。因此，本文將對差轉(zhuǎn)技術(shù)在地面數(shù)字電視覆蓋建設(shè)中的作用進行簡要分析。

1 差轉(zhuǎn)技術(shù)概述

簡單來說，差轉(zhuǎn)技術(shù)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(shù)人員將差轉(zhuǎn)技術(shù)應用在電視節(jié)目信號的傳輸中。差轉(zhuǎn)技術(shù)的應用范圍較為廣泛，不僅能夠應用在數(shù)字電視工程建設(shè)中，也可以應用在設(shè)備設(shè)計中，如電視差頻轉(zhuǎn)播機就應用了差轉(zhuǎn)技術(shù)。傳統(tǒng)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(fā)射機的安裝地點，也會有很多地區(qū)無法接收到廣播電視節(jié)目，如一些山區(qū)的受眾就無法接收到廣播電視節(jié)目。因此，需要在部分地區(qū)安裝電視轉(zhuǎn)播機，從而彌補信號傳輸?shù)牟蛔?。電視差頻轉(zhuǎn)播機應用了差轉(zhuǎn)技術(shù)，可以將某一頻道的電視信號轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪活l道的電視信號，并對電視信號進行線性放大處理，最后發(fā)射信號[1]。相比于其他技術(shù)，電視差頻轉(zhuǎn)播機具有經(jīng)濟性強、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢。同時，電視差頻轉(zhuǎn)播機也可以根據(jù)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(zhuǎn)播機也具有一定的劣勢，即一臺設(shè)備只能進行一個電視臺信號的轉(zhuǎn)播。

2 差轉(zhuǎn)技術(shù)在地面數(shù)字電視覆蓋建設(shè)中的實踐項目分析

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

3 基于差轉(zhuǎn)技術(shù)的地面數(shù)字電視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.1 基于差轉(zhuǎn)技術(shù)的主備信號傳輸鏈路

由于信號傳輸方式不同，數(shù)字電視節(jié)目信號的傳輸鏈路也有很多種，如衛(wèi)星節(jié)傳、光纖節(jié)傳以及數(shù)字微波節(jié)傳等。國家廣播電視總局為湖南省設(shè)計了發(fā)射臺站技術(shù)方案。在技術(shù)方案中，所有的發(fā)射臺站都利用衛(wèi)星接收的方式進行中央電視節(jié)目信號的傳輸，即將衛(wèi)星接收當作主信號鏈路[3]，并將光纜或數(shù)字微波當作中央電視節(jié)目信號傳輸?shù)膫浞萱溌放c省臺電視節(jié)目信號傳輸?shù)闹麈溌贰?/p>

3.2 基于差轉(zhuǎn)技術(shù)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(nèi)外天線的方式進行用戶信號的接收。利用差轉(zhuǎn)技術(shù)建設(shè)地面數(shù)字電視覆蓋工程時，所發(fā)射的信道需要提供較大的凈碼率寬帶。萊斯信道環(huán)境當中的載噪比接收門限相對較低，在發(fā)射功率等級相同的情況下，其覆蓋區(qū)域更大一些。

3.3 基于差轉(zhuǎn)技術(shù)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(chuàng)新升級。例如，湖南省微波總站對傳統(tǒng)的數(shù)字微波設(shè)備進行了升級，提升了數(shù)字微波設(shè)備的性能。改造升級之后，數(shù)字微波設(shè)備可以為省內(nèi)二十多個高山發(fā)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(shù)字微波有利于增強信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，充分發(fā)揮差轉(zhuǎn)技術(shù)的作用。湖南省微波總站可以接收由國干網(wǎng)傳輸?shù)腁VS+編碼節(jié)目流，即其中的12套中央臺節(jié)目流，也可以接收湖南省臺機房傳輸?shù)墓?jié)目流，即5套湖南省臺電視節(jié)目流[4]。

4 基于差轉(zhuǎn)技術(shù)的接收與解碼

在地面數(shù)字電視覆蓋技術(shù)網(wǎng)中，接收天線具有轉(zhuǎn)變信號的功能，可以將空中的無線電波轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。但是，在應用差轉(zhuǎn)技術(shù)時，接收信號的質(zhì)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(fā)射臺的技術(shù)參數(shù)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(xiàn)相互干擾的情況。為解決這一問題，技術(shù)人員需要在技術(shù)網(wǎng)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(zhì)量。對于接收終端設(shè)備，技術(shù)人員可以選擇地面數(shù)字電視專業(yè)解碼器，從而直接輸出ASI節(jié)目碼流，并將其傳輸至ASI切換器中。

5 差轉(zhuǎn)技術(shù)在地面數(shù)字電視覆蓋建設(shè)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(diào)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(shù)的測量，如可以進行載噪比、功率、電平等參數(shù)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(shù)據(jù)分析

技術(shù)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(shù)據(jù)。技術(shù)人員對收測圖像進行了主觀評價與數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)在應用差轉(zhuǎn)技術(shù)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(jù)所接收信號的質(zhì)量選擇合適的接收臺站。

5.3 測試結(jié)果分析

在地面數(shù)字電視覆蓋建設(shè)過程中應用差轉(zhuǎn)技術(shù)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(wěn)定性。從實際情況來看，各個地區(qū)在應用電視頻道進行功率發(fā)射時都存在違規(guī)情況，加大了電磁環(huán)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(shè)過程所采用的數(shù)字電視頻道都經(jīng)過國家廣播電視總局規(guī)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(zhuǎn)技術(shù)的應用。從表1—表3的測試結(jié)果來看，在地面數(shù)字電視覆蓋建設(shè)過程中應用差轉(zhuǎn)技術(shù)具有較強的可行性，信號各項指標都符合信號源的質(zhì)量要求。

表1的測試結(jié)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(guān)； 表2的測試結(jié)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(jié)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(jié)果

表2 MER值相近情況下的測試結(jié)果

表3 MER值相近情況下的測試結(jié)果

6 結(jié) 語

無線覆蓋工程的建設(shè)具有復雜性、系統(tǒng)性等特點，而縣級發(fā)射臺的信號節(jié)傳方式較為單一，會影響到中央與省臺節(jié)目的信號源質(zhì)量。利用差轉(zhuǎn)技術(shù)，可以降低地面數(shù)字電視覆蓋建設(shè)的難度，提高信號源質(zhì)量。因此，需要在明確差轉(zhuǎn)技術(shù)應用原理的基礎(chǔ)上合理應用差轉(zhuǎn)技術(shù)，做好應用測試工作，提升差轉(zhuǎn)技術(shù)的應用效果。