农村广播电视无线覆盖中数字技术的运用

2020-01-16刘庆芳

电子技术与软件工程 2019年22期

文/刘庆芳

随着社会主义新农村建设进程的不断加快，我国农村的生活水平较之以往大幅度提升。与此同时，为使广大农民群众能够接收到高质量的广播电视信号，有关部门加大了无线网络在农村的覆盖范围。可在广播电视无线覆盖工程中，对先进的数字技术进行合理运用，这对于信号质量的进一步增强具有重要的现实意义。借此，下面就农村广播电视无线覆盖中数字技术的运用展开分析探讨。

1 数字技术的应用优势分析

数字技术是一项较为先进的科学技术，自计算机问世以来，数字技术得到快速发展和完善，它改变了人们对信号及系统的认知，该技术的应用优势主要体现在如下几个方面：

1.1 有利于电路集成

数字技术最为突出的应用优势在于引入二值形成的数字信号，由于二值能够被计算机识别，所以可借助电路的两个稳态特征表示信息。因数字技术对电路中的元器件精度没有太高要求，从而使得实现过程比较容易，有助于电路集成化。

1.2 超强的数据处理能力

由于数字技术采用的二进制能够被计算机所识别，从而可以运用计算机的相关算法对数字信号进行处理，这样不但能够使过程控制变得更加容易，而且还能对信息进行实时显示。可以说数字技术与计算机之间具有密不可分的关联性，当数字产品嵌入计算机之后，其自身便具备可编程的特性和强大的数据处理能力。

1.3 能够获得较高的精度

数字化系统是以数字技术作为核心的应用系统，采用增加二进制位数的方法，能够使系统精度得到大幅度提升。由于模拟信号在传输时，会受到外界因素的干扰，从而导致信号质量下降，其系统精度不高。而数字信号基本不会受到干扰，因此，以该技术为核心的数字系统，能够达到较高的精度要求。

1.4 有助于资源利用率的提升

借助数字调制技术，能够使频带的利用率显著提升。同时，数字信息压缩技术还能在不失真的情况下，降低数据传输率，由此可减少信道宽度的占用。

2 农村广播电视无线覆盖中数字技术的运用

2.1 无线覆盖

在农村地区进行广播电视无线覆盖工程建设中，除了要对农村的实际情况进行充分考虑之外，还应对当地现有的资源进行优化，从而为数字技术的应用提供条件。

2.1.1 无线覆盖思路

图1：农村广播电视无线覆盖思路

在农村对广播电视进行无线覆盖时，应当本着成本低、稳定性高的原则进行工程建设。具体的覆盖思路如图1所示。

2.1.2 技术选择

在无线覆盖过程中，技术及相关设备的选择尤为重要，除了应当满足相关技术标准的规定要求之外，还应符合无线传输技术的特征，基于这一前提，并充分考虑农村地区的实际情况，在TS 实时传输中，选用DVB 及MPEG等设备，从而使TS 流与卫星接收相一致。同时采用QPSK 数字调试方式，之所以选择该方式，主要是因为它与无线传输要求相符，且频道资源充足，接收门槛低，技术成熟。

2.1.3 信号覆盖

在无线信号覆盖方面，可以采用HFC 网中的610-700MHz 的频段，实现数字信号的全面覆盖，也可通过MMDS 构建无线信号覆盖网络。如果农村地区已经覆盖HFC 网，则可将之作为信号覆盖的首选方式。

2.2 关键技术

2.2.1 单频网技术

单频网简称SFN，具体是指由若干个不同地点中处于同步状态的无线电发射台，在相同的时间段内，以同频发射同一信号，进而实现对某个特定服务区的全面覆盖。SFN 技术的优势体现在如下几个方面：

（1）对频率规划比较有利，能够大幅度提升频率资源的利用率；

（2）SFN 采用的是多点同频发射信号的方法，从而有效解决了覆盖盲区的问题，由此可获得较好的覆盖率；

（3）通过SFN 技术的合理运用，能够使发射机设备的成本显著降低，经优化调整后，可用多个功率小的发射机替代一个功率大的发射机，这样一来，既可以增强覆盖的均匀度，还可以降低信号辐射。

2.2.2 数字视频技术

广电无线覆盖中采用数字视频技术可对视频信号进行划分和数字化处理。在数字化处理中，主要基于数字转换器对视频信号进行取样、量化、离散处理和编码分析，在处理后进行传播。采用数字视频技术能够解决视频信号中的低频率分量问题，避免发生传输干扰现象，针对数据传输情况有效调节数字视频信号，通过适当增加视频信号的传输距离可进一步提升数字信号传输质量。同时，广电无线覆盖采用数字视频技术还可通过压缩无线带宽缩小与带宽频率的差距。

2.2.3 数字音频嵌入与调音技术

为保证农村广电节目的播出质量，要对音频进行数字化处理，通过采集、分析和编码转化音频，并应用数字音频嵌入技术对音频数据进行处理，以降低音频传输中的噪音干扰。数字音频嵌入技术可将不同声道的音频嵌入到画面各个阶段的节点，以保证音频与画面相同步。该技术既可以在信息数据设置阶段进行嵌入，也可以利用数字分量串行接口处进行嵌入，以保证音视频信号成功合并，并且同步输出。农村广电节目制作中已经广泛采用数字音频调音技术，该技术主要应用于调音台，可对音频信号进行集中处理，降低噪声和串音干扰，提高音频饱满度，增强音频立体感。

2.2.4 云技术

在传统的农村广电节目中，用户只能收看直播的节目，而不能对节目进行点播和回看。而将云技术应用到广电节目后，可将节目直接存储于互联网云数据库中，满足用户随时回看和点播节目的需求。云技术的应用是农村广电无线覆盖应用的创新发展，可充分利用云客户端提高节目数据资源的利用率，提升广大用户对农村广电服务的满意度。

2.2.5 数字化光纤技术

数字化光纤技术将光纤或光缆作为传输信号的媒介，利用光接收器、光发射器和调制解调器进行网络优化，以保证无线网络通信的稳定性。在农村广电无线覆盖中应用数字化光纤技术，通过识别0 与1 的电平数字化电路可有效控制节目信号质量，存储节目音频和视频信号，进一步提升广电网络性能。在应用数字化光纤技术时，工作人员要做好精密设备维护保养工作，对无线传输的分配网进行分段式维护，控制好机房的温湿度变化，采取防雷防电措施，以保证精密设备的可靠运行。

2.3 数字技术的运用要点

2.3.1 覆盖点信号测量

在农村广电无线覆盖中需根据不同的地形采取不同的信号覆盖措施，对以丘陵地带为主的农村地区，可设置无线数字网络以满足无线覆盖要求；对以群山等复杂地形为主的农村地区，应选择在合适的位置建设基站，已解决无线数组网络无法在群山间传送信号的问题。在基站选点时，应做好复杂地形的勘查工作，建立起地貌标高地图，对信号接收点进行估算，为基站选点提供依据。在确定基站选点之后，要对选点进行地形勘测，保证基站选点能够顺利接收信号。之后，根据基站选点位置对无线信号的大小进行测量，并预测无线信号接收质量，以准确估算农村广电无线覆盖范围。

2.3.2 选用移频站

地形、地质等因素会直接影响着无线直放站的建设，当数字信号发射后遇到高大山体阻碍时，会导致信号反射回接收端，呈现出程度不同的信号自激，严重影响农村广电节目信号传输质量。为解决这一问题，降低信号发射的负面影响，可通过建设移频站改变信号接收与发射频率，避免信号在接收与发射过程中出现相互干扰和信号反射问题，以确保发射机性能和接收信号载噪比达到广大节目信号传输质量要求。

2.3.3 合理选择使用频率

基站的选点直接关系到无线信号源的接收质量，所以要合理选择基站建设点和信号接收与发射的频率。当信号发射点在信号接收时存在着多种频率的无线信号源时，应避免所接收的信号源频率与其他无线信号源处于相同频率，以保证信号接收质量。在各基站选址规划中，要充分利用各区域的地形特点，合理借助高山阻挡电波传输，从而确保基站站址满足信号接收与发射要求，保证各站址的使用频率。

2.3.4 系统调试

农村地区的用户分布较为分散，为保证农村广电无线覆盖达到要求，应加强接收系统调试工作。在各项设施建成之后安装天线，保证天线安装位置没有障碍物遮挡，并将室外天线接收频率控制在45MHz-860MHz 之间，根据信号发射塔位置调整天线角度和位置。待天线安装完毕后，利用场强仪检测天线的信号接收效果，分析发射阴影、载噪比、信号强度等参数是否达到要求，如参数未到达要求，则要对天线继续调整，直到满足无线覆盖要求为止。