广播电视传输中UPS电源的应用

隽玉霞

（山东省淄博市沂源县南麻街道办事处，山东 淄博 256100）

0 引 言

UPS电源也可称为不间断电源，以改善供电质量为目标，置于交流电网与用电负载之间，进而保证负载设备的正常运行[1]。目前，大型UPS集中供电的模式在各类数字信号传播过程中运用较多，因此一旦UPS电源出现故障，将影响整个传输过程，不利于广播电视的传输[2]。UPS电源由于自身的优势在我国各行各业得到了迅猛发展，并在广播电视传输领域中达到了良好的供电效果[3]。

1 UPS电源在广播电视传输中的应用

1.1 设置广播电视传输的组网方式

广播电视传输过程中的组网方式一般分为3种。第一种组网方式为多个网络的共同协作。为了实现对一个服务区数字信号的覆盖，传输信号时多伴有同频信号交叠区的产生，从而产生一定的信号重叠与成本浪费。第二种组网方式为多点网络加补点的方法，使得广播电视中数字信号的传输不再受限于复杂的地理地貌，解决了山区和地下车库等信号盲区的传输问题[4]。第三种组网方式为大功率发射机转小功率转发器，由大功率发射机向整体服务区进行数字信号覆盖，由小功率转发器向面积较小的区域进行补充覆盖。相对其他两种方式来说，这种组网方式信号覆盖范围相对较小。在设计广播电视传输方法时，采用第二种组网方式。

1.2 选择UPS传输控制芯片

设计广播电视传输总体结构后，人们需对UPS传输芯片进行选型。传输芯片是整个传输过程的核心器件，其性能对传输精度与稳定性有主要影响，所以选择一款合适的传输控制芯片十分重要。在本次传输方法设计中，主要选用DSP作为传输控制芯片。这种芯片能够以数字信号的方式控制整个传输过程，是一种专门的数字信号处理器。高速处理数字信号与图像时，DSP中强大的指令系统和丰富的硬件资源能够带来其他芯片无法比拟的优势，即高速的数据处理能力。当前，DSP芯片所占市场份额巨大。TI公司为当今最具影响力的DSP芯片生产企业，其中TMS320C2000系列芯片应用效果最佳，内含16位和32位定点DSP，功能模块更多且控制效果更好，具备事件管理器、串行通信接口以及Flash存储器等功能模块。与其他系列芯片相比，它的优势更大，不仅有效提高了通道位数，还将时钟频率提高到了180 MHz，具备嵌入式控制功能，适用于多种控制系统。基于TMS320C2000系列芯片的优势，在本次广播电视传输方法的设计中，UPS电源的传输控制芯片选择TMS320C2018型号。

1.3 规划UPS供电电源的传输站点

TMS320C2018芯片保障了整个传输过程的基础控制效果，有利于进一步规划广播电视中的供电站点。在广播电视的整个传输过程中，通常采取小功率多布点的方法设置传输站点，并以此覆盖数字信号的传输网络。在等同的发射功率下，存在等边三角形与等边六角形的同频网络。不同的同频网络对UPS供电电源传输站点的安放位置存在影响。等边三角形同频网络数字信号覆盖面积较小，等边六角形同频网络用于大面积数字信号覆盖的网络建设。实际上，数字信号不存在固定形式，通常需要将上述网络模型进行拼接，从而得到一个类似蜂窝状的扩展型网络。结合当地的地理环境、UPS供电电源站点的建设资源以及接收人群的分布情况，完成对UPS供电电源传输站点的选址。考虑广播电视机房与数字信号发射塔等必备资源，需购置多个光缆资源。有些早期广播电视发射台站资源条件仍旧良好，可以选择其作为起始站点，节省大量建设成本。在实际建设UPS供电电源的传输站点时，需要具备充足的设备安装空间、空调通风系统以及电力供应系统。在合适的技术要求上，将中心站的节目码流流畅地传输至该发射机房，根据选定的台站地点资源统筹建设UPS供电电源的传输站点。

1.4 计算广播电视中的传输网络

采用UPS电源进行广播电视传输方法设计时，传输网络的计算环节至关重要。根据广播电视传输的总体结构、UPS传输控制芯片以及UPS供电电源的传输站点间的距离，结合拟覆盖区域的地形地貌，进行广播电视中的传输网络计算环节。针对实际应用中的数字信号，传播模型可分为经验模型、半经验模型和确定性模型。依据数字信号频段的不同，传播模型可分为COST231-Hata模型、ITU-8.410模型和Okumura13-Hata模型等。先估算每个UPS供电电源传输站点的网络信号覆盖区域，初步确定各相邻站点之间的网络信号重叠区域，在满足区域间供电要求时，减小相邻UPS供电电源传输站点间的信号重叠区域。因为市区与郊区存在地理地貌的差异，所以分别计算这两种环境下的传输路径。在计算传输路径时选用ITU-8.410模型，计算公式为：

式中，L1为市区中的传输路径；L2为郊区中的传输路径；n为两个UPS供电电源传输站点间的距离；m为单个站点估算得出的网络信号覆盖区域；a为站点高度的修正因子；s为市区建筑物密度的修正因子。

2 实验研究

2.1 实验准备

实验测试对象为数字电视信号传输，分别在传统电源平台与UPS电源实验平台的前提下选取两组同样的设备进行对比实验。

在实际操作中，将移动电视接收天线分别安装在测试机顶盒与场强仪上，使用电缆依次连接实验中的各个设备。实验使用PROMAX公司生产的型号为PROLINK-5C+的场强仪，实际操作时的测试灵敏度为30 dB。

首先采集用户对节目的需求数据，将此类数据信息存储在计算机中，根据地理环境的不同，设置地方广播电视节目的GIS功能，后结合信息传输分析数据信息。采集用户需求数据可以在测试机顶盒中完成，通过USB接口与场强仪连接，借助GIS模块进一步分析数据信息。实验应统计并显示接收信号强度、存储用户数据信息与广播电视信息，并将其保存到计算机的数据库中。通过数据库分析总体测试过程，将地理位置信息与测试时间相结合。通过GIS组件观测整个地理环境，在特定的时间范围内设定测试时间间隔。

2.2 广播电视中传输速度测试

分别采用传统方法与UPS电源传输方法进行测试，每秒钟测试一次数字信号的传输数量，完成对广播电视中传输速度的测试工作。为使实验结果更加精确，在相同时间下应用上述设备，采用两种方法进行3次实验，可得如表1所示的实验结果。

通过表1可知，两种方法的传输速度均随着测试时间的增加而增大，在90 s时达到传输速度最大值。相比之下，设计方法在广播电视中的传输速度更快。

3 结 论

在目前广播电视传输过程中，UPS电源的未来发展前景良好，具备较高的安全性与可靠性，对广播电视行业的电源管理工作具有明显的应用优势。基于UPS电源设计广播电视中的传输方法，能够更快、更准确地传输广播电视中的数字信号。今后还需要深入分析UPS电源，有针对性地提出优化措施，使UPS电源处于最佳工作状态。

表1 传输速度对比结果