地面数字电视发射系统关键技术研究

2016-03-01赵俊华

西部广播电视 2016年2期

关键词：信道编码适配器发射机

李　华赵俊华

（作者单位：内蒙古新闻出版广电局706台）

地面数字电视发射系统关键技术研究

李华赵俊华

（作者单位：内蒙古新闻出版广电局706台）

摘要：随着国内信息技术的不断发展，数字电视技术越来越普及，在广播娱乐、科研研究及文化教育等诸多工作领域都能看到电视技术的身影。目前，中央广播电视节目无线数字化覆盖工程的建设正在不断推进，这使得地面无线数字电视发射系统成为广播电视体系最常用的发射系统。本文结合笔者的相关工作经验，主要对地面数字电视发射系统的组成及其关键技术展开探讨。

关键词：地面数字电视；数字发射机；关键技术

数字技术在广播电视信号处理中的科学应用，使电视设备具有了比原来模拟设备更高的技术性能，从而让电视技术进入了数字化时代。数字电视技术具体指的是通过采用抽样、量化及编码等方式方法将传统模拟信号转换为二进制表示的数字信号，然后通过数字处理技术实现信号的输入和发射。由于数字信号具有良好的可恢复性和抗干扰性，因此其能有效提高电视节目质量。

1 地面数字电视发射系统的组成

地面数字电视发射系统的工作原理主要是通过发射站、信号发射塔等设施设备发射无线电波，而广播电视用户则通过安装天线来接收无线电波的电视信号，最终得以收看电视节目。地面数字电视发射系统主要由前端系统、传输系统以及发射系统、电源配置、接地设置等组成。

2 地面数字电视发射系统的关键技术

2.1 数字电视单频网

在数字电视系统中，数字电视最主要的一个特征就是单频网（Single Frequency Network，SFN），与传统模拟电视系统的多频网（Multiple Frequency Network，MFN）相比，单频网无论是技术还是应用质量上都有了质的飞跃。单频网的优势在于一个RF频道能够播送一套及以上的电视节目，这有利于节约频率资源；与此同时，单频网所提供的场强可以轻松贯彻整个覆盖区，这有利于保障数字电视信号的传输质量。

电频网系统主要包括1个主站及若干个分站，主站最主要的功能是将输入进来的节目流传送到SFN适配器，然后通过在适配器中插入MIP包，并经发送网络适配器转入网络，经网络再进入从站的接收适配器，从站接到电视节目后进行同步处理以形成码流同步，最终经过COFDM编码调制将信号调制到发射频并完成发送。实现单频网的主要要求是网中所有发射器必须保持同步工作，即时间、频率及比特都必须保持同步。

2.2 数字电视激励器

数字电视激励器是数字电视又一主要特征，其能够处理所输入的数字电视节目TS码流，并确保数字电视信号在信号编码调制上实现变频。数字电视激励器能够支持SPI和ASI两种接口，同时其还能够支持多层信号输出。当数字电视发射系统运行时，激励器可以更好地实现输出射频信号的高效传输，并确保其符合相关的国际标准。

在系统中，信道编码具体负责处理信道编码电路，然后输出数字I/Q基带信号，这一信号能够被直接接收；数字预校正单元负责对I/Q基带信号进行数字基带非线性预校正，以确保信号的真实性；同时，可以有效克服大功率放所产生的非线性失真，这对射频信号性能的提高具有极为重要的作用。此外，放大调整射频信号也能够实现信号射频输出，整个过程只需经过激励器便可以实现；宽带本振主要负责为平衡调制器提供载波信号；而单片机控制的主要作用是通过IZC有效实现信道编码调制器、宽带本振以及前面板控制指示等单元间的通信。前面板控制指示单元会通过LED显示激励输出功率、工作频率等，通常用黄灯显示SFN工作模式，用绿色等指示激励输出，用3个不同的红灯显示无码流输出、锁相环故障以及参考故障，红灯全熄灭时则表示无故障。

2.3 数字电视发射机

数字电视发射机主要由激励器、功率放大器、切换驱动装置以及电源等组成。发射机内有2个激励器，一个工作，另一个则待机。当工作中的激励器发生故障时，系统会自动切换到另一激励器上，激励器的主要作用是外侧信道编码、上变频和预失真。切换驱动装置最主要的作用是检测激励器故障、切换射频和天线、放大功率以及相位调整等。发射机中的功分器主要作用是分配功率，而功合器则专职负责功率合成，功率放大器则是保证输出功率的放大效果。发射机中所有装置皆采用并联的方式，所以功放环形器的作用非常重要。发射机电源采用的是高功率因数开关电源，其和功放采用的是一对一供电方式。