数字电视信号发射及接收技术要点

2018-02-21郑德强

西部广播电视 2018年9期

郑德强

虽然数字电视的拓展应用，突破了以往信号传输中存在的局限性，但现阶段数字电视信号发射及接收技术仍旧有待进一步完善及强化。数字电视在实际应用阶段，由于受到相应因素的直接影响，信号在某些情况下会出现难以正常接收的不良现象，而导致该问题产生的主要原因是信号发射及接收阶段受到信号直接干扰，信号产出质量随之下降。因此，对数字电视信号发射及接收技术进行研究显得至关重要，无论是数字电视的发展，还是信号发射及接收质量的提升都将受到影响。

1 数字电视信号的发射

1.1 上行发射站

数字电视的结构与以往相比更加复杂，其功能也就更加多样并朝着完善化方向发展，其中，上行发射站是较重要的一部分。在数字电视信号发射阶段，以上行发射站为主体，应用频率最高的发射形式主要有两种：一种是单载波发射；一种是多载波发射。首先，在上行发射站中应用单载波形式对信号进行发射，首要条件是针对视频数据进行形式转化，为后续信号发射奠定基础。在具体操作过程中，视频数据并不具备发射功能，只有将其转换，通过复用器才能实现信号传递。

数字电视信号在发射之前需要经过层层转换，相对地，针对多路复用器中的数字进行解码处理也较为重要，通过对数字解码器进行应用，在处理后解码码流就能按照既定标准备份，需要注意的是，在这一过程中应确保解码码流的频率达到预设标准，并按照固定份数进行备份。在完成该项工作后，还要应用轴射频转换开关，将上部分完成处理及备份的内容进行再次转换，应用放大器根据需求标准将其调节到最佳范围内完成发射。在常规环境中，数字广播及电视节目的传送数量大多为三套，而期间需要应用的转换器载波量也呈现出多样化特点。此种方式在实践应用阶段仍旧存在相应局限性，发射的节目套数虽然总量不是特别大，但上星地点却需要保持一致，并在进行节目传送的过程中，需要针对节目经由地面传输设备进行转换，在达到地面站后才能依次上星。

其次，多载波发射器，其本身也依托上行发射站完成信号传递，在实际应用阶段，数字电视中的信号及视频首先要进入编码器中进行转换并压缩，完成后就可以进入复用设备中。在该流程化项目中，节目复用器具有重要作用，在应用时其作用的发挥能够实现对节目码流的复用。实际上，不同复用器的能效水准及复用方向也存在一定差异，节目复用器的核心是节目，其服务根本就是以节目码流为主体进行传输，促使其规格和标准更加统一，在到达卫星信号范畴中为其匹配与之对应的部分，经由适配处理依托于FEC就能对传输阶段是否存在误差进行衡量，一旦存在误差FEC也能将其调整到既定标准内，在经过该项处理后就能形成相应标准的基带。

实际上，单载波及多载波发射器都能为信号的高质量发射提供基础保障，只是二者在转换形式及流程上存在一定差异，而多载波发射器在完成基带转换后需要以四相移相键控进行调试，并通过利用变频器对信号频率进行调试，最后依托放大器促使信号被放大并上行至星载设备中。因此，不难发现，虽然依托于该类上行系统能完成对信号的高效转换与调试，频带利用率也能显著提高，但在实际应用阶段载波数量也较为单一，不同载波之间干扰属性也相对存在，这就需要在原有基础上对系统进行优化，确保不同节目的上行地址能够更加协调及标准一致。

1.2 星载转发

数字电视信号的星载转发系统是提高信号传输质量中较重要的一部分，其本身结构复杂，无论是收发天线还是转发器等，都属于其涵盖范畴，为进一步提高星载转发质量，需要从以下两方面对其进行优化：一方面，应对星载设备的质量及体积进行控制，一旦体积过大，设备重量会随之增加，这就需要以提升设备的适宜性为基准，确保其空间体积及质量达到最佳标准；另一方面，信号转发效率也应根据实际需求不断提升。

首先，星载收发天线在应用阶段所受限制较多，无论是空间还是重量都将影响信号收发质量，通常情况下，只需要应用一副星载收发天线就能充分发挥其能效作用，但其对性能却提出了较高要求，一旦控制不当，天线稳定性也会随空间环境状态而发生改变；其次，星载转发器，从性能方面细化来说，该设备本身性能优势较强大，不仅灵敏度高，功率更是较大，作为信号发射的空间中继站，它能够接收地球站传来的电视信号，后续再经过放大器及变频器等的变频处理，就能将完成处理的信号经由卫星天线辐射到地面区域；最后，星载转发设备的运行需要依托星载电源，虽然现阶段以太阳能居多，但应用缺陷也显著存在，接收的太阳光不同温度也会随之发生变化，这就导致运行阶段微利干扰强度会有所增加，输出功率的能效指标会随之弱化。

2 数字电视信号的接收系统及技术能效

2.1 接收天线与馈源

一般情况下，接收信号的天线设置具有一定标准的限制，以室外居多，在应用阶段主要形式有抛物面形和椭圆形，二者都属于偏馈型范畴，在抛物面形应用阶段，并不需要投入大量资金，但由于天线折损率高使其使用寿命普遍较短，是一种可用于卫星通信地球站的后馈性天线。以卫星接收系统为依托，抛物面天线的应用频率普遍较高，通过对抛物面天线的利用，能在载体范畴中实现对数字电视信号的接收，而后将其传递给馈源，从本质上来看，馈源也是接收器的一种，只是体积较小，可以作为单独的接收器使用，其主体优势是能够将电磁波信号以直接形态传递给变频器。

2.2 高频头

高频头主要是由低噪声微波放大器、下变频器以及镜像频率抑制的带通滤波器组成，其是用于将天线接收的卫星信号进行低噪声放大和一次变频处理的。首先在将其转换为950～2150MHz的第1中频信号后，经由射频电缆传送至室内卫星电视接收机，随后在卫星电视接收机内进一步实现放大和变频以及解调等处理。对于卫星接收系统来说，其较多采用的高频头主要有C波段以及Ku波段两种，其频率范围分别为3.7～4.2GHz、10.7 ～ 12.75GHz。

2.3 卫星接收机

数字卫星接收机中涵盖多个模块，在功能主导作用下，模块设置能满足转换及调试等多样化需求。首先，针对调谐器进行研究不难发现，在其对卫星电视频道的频率进行选择时一般以首个中频信号为主体，在完成中间操作后，其就能在实现信号转换的基础上将信号再次转出；其次，信号的调和解码，是建立在零中频模拟信号的基础上，对模数进行转换，再将其对应的载频及时钟进行复位，而后将转换阶段所产生的误差调整到正常标准内，获得更精准有效的抽样值，因此，不难发现，其更为显著的优势作用就是以针对误差进行处理为核心，提升信号传输的精准度及稳定性。