数字电视广播工程运行中关键技术存在的问题和解决办法

2022-12-27山东省单县融媒体中心单县广播电视台王玙瑾

卫星电视与宽带多媒体 2022年23期

山东省单县融媒体中心(单县广播电视台)：王玙瑾

相比于传统的广播电视模式而言，数字电视广播工程具有信号频率高、传输质量好等多种优点，不仅改变了传统广电媒体的运营模式，更是在我国实现了对数字电视这一概念的整体推广。因此，只有解决数字电视广播关键技术当中存在的问题，才能更快更好的实现我国数字电视广播工程的可持续发展。

1.数字电视广播工程简述

1.1 数字电视广播工程的定义

数字电视广播是一种将数字化处理后的视频信号、音频信号以及各种不同的数据信号在数字形态下进行编码、调制与传递的技术。相比于以往的广播电视技术，数字电视广播工程的信号由于其从演播室环节、发射环节、传输环节到接收环节都采用0和1组成的二进制数字流进行传播，因此其信号损失相比以往的广播电视技术更小，而信号接收效果与节目播放效果也更好。

1.2 数字电视广播工程的发展历程

在我国广播电视行业发展的过程当中，各种各样的媒体形式的出现逐渐成为了我国媒体行业信息化发展的象征，而数字电视广播工程的出现则为我国媒体行业的发展提供了全新的动力。早在1996年，我国就已经开始了对数字电视广播的研究工作，并且在完成了基础样机系统建立之后于2000年在经济发达地区正式建立了使用数字化电视的站点，而这也成为了我国后续推动数字电视广播发展的基础。2002年，我国数字电视发射器的研究成功代表了我国的数字电视广播工程的发展与运用正式走上了正轨。

2.数字电视广播的构成

在数字电视广播工程运行的过程当中，其信号广播与接收的基本结构由三个子系统构成，分别为信源编码与压缩子系统、服务复用与传递子系统和传输子系统。其中，信源编码与压缩子系统可以借助模数转换器对模拟视频与音频信号进行接收，并且将信号转换成为数字比特流，之后使用MPEG-2对数字比特流进行压缩，同时在压缩信号当中加入相应的控制数据与辅助数据；服务复用与传递子系统则能够将视频数据流、音频数据流与辅助数据流组合成联合分组，并且加上对应的标记使其一体化，也可以采用MPEG-2来传递系统语法对复用任务进行控制，并将分组构成单个数据流；而传输子系统则可以对复用数据流进行相应的信道编码与调制工作。

3.数字电视广播工程运行的关键技术

3.1 数字信号发射频率

在数字电视广播工程的运行过程当中，对数字信号发射频率的调整与控制是一项非常关键的技术，不仅可以有效保障数字信号的传播，更能使数字电视呈现出的画面更加清晰。但是，由于数字信号本身的特殊性，导致当前数字信号传输的频道选择范围相对较小，对于信号的发射频率也有着一定的要求。依据2020年1月1日广电总局颁布的《全国地面数字电视广播频率规划》要求，数字电视频道调整为DS-21和DS-29，两频道分别属于V波段（分米）和IV波段（分米），频率范围为524~532Hz、638~646Hz，图像载频为525.25Hz、639Hz，伴音载频为531.75Hz、645.75Hz。所以，以往的电视、广播设备要结合上述频段进行通讯、传输技术的升级，才能实现数字电视广播内容的清晰、安全和稳定传输。

3.2 数字信号发射天线

在数字电视广播工程运行的过程当中，数字信号发射天线有着非常重要的作用。在以往的媒体行业发展过程当中，天线的存在直接关系到关注电磁波的辐射范围，而在数字电视广播发展的过程中只需要完成对城镇地区的覆盖就可以了。但是，在人类社会的发展过程当中，电磁波也是一种非常重要的技术，但由于天线会对电磁波造成一定的影响，因此需要科学选择数字信号发射天线的建设位置，才能更好的实现对数字信号的传输效果，从而使人们的视听体验更加良好。

例如在图1所示的数字电视广播接收解码示意图中透过数字信号和发射天线接收到相关的频率，当射频信号传输后会有调节进行转化调解，然后通过的分析进行分组，将其分为音频组和视频组，而后就会分别进行视频输出和音频输出。

图1 ：数字电视广播接收解码示意图

3.3 GPS全球定位系统

GPS全球定位系统是一种以人造卫星技术为核心的高精确度无线电导航定位系统，可以为人们提供地球上任何地方甚至近地空间中特定单位的地理位置、时间信息与移动速度，因此在交通、运输、旅游等行业得到了极其广泛的运用。而在数字电视广播工程的发展过程当中，GPS全球定位系统能够使不同地区的数字信号实现同步发射与接收，这可以有效保证数字信号传输的覆盖面积与传输稳定性并且使数字信号在预期的范围内进行传播，从而使数字信号的发射与接收工作得以更加顺利的进行。

3.4 电磁波信号的传输

除了直接进行数字信号的传播之外，电磁波信号的传播也是数字电视广播工程当中的关键技术之一。一般来说，人们会选择使用天线进行电磁波的传输与接收，这样的传播方法有着覆盖范围广、场强分布良好、信号传播稳定与综合质量高等多种特点，可以为人们提供高质量的数字电视广播画面、图像与声音的服务。

4.维持数字电视广播运行的关键技术

4.1 数字电视广播设备冷却系统技术

在数字电视广播工程投入使用的过程当中，选择相应的冷却系统技术对于维持数字电视广播工程的运行有着非常重要的作用。一般来说，数字电视广播工程的冷却系统是按照设备运行环境采取不同的冷却系统。目前，国内数字电视广播的信号发射机支持风冷、液冷技术，并设有响应的制冷模块。但是，国外信号发射机主要采用冷却系统。所以，在数字电视广播的信号发射机安装中，要依据实际工程的需要，以及发射机的稳定性、散热量选择制冷系统。合理地选择数字电视广播设备的冷却系统，不仅能满足数字电视广播的信号发射需求，更能够促进数字电视广播信号系统的建设，保障数字电视广播工程的顺利运行。另外，依据广电总局的要求，国内数字电视广播信号发射机中要含有GPS模块，方便对数字电视广播信号的来源进行跟踪，以及对故障信号发射机的位置定位。

4.2 数字系统适应性校正技术

在数字电视广播工程运行的过程当中，数字系统适应性校正技术指的是一种可以在没有人为干预的情况下启动信号发射机，并且在几分钟之内将发射机的性能调整到最佳状态的技术。除了对发射机进行启动与调整之外，数字系统适应性校正技术还能够进一步对自身进行监测与矫正，进而使数字信号在发射的时候始终处于高标准的状态。随着科学技术的发展，数字系统适应性校正技术在欧洲许多国家与地区得到了相当广泛的运用，不仅实现了对数字信号传输质量的保障，还进一步简化了对数字信号系统的维护工作，从而使数字电视广播工程的运行质量得到了进一步提高。

4.3 无线连接方式的故障自我诊断与远程遥控

随着数字电视广播技术的发展，新型的数字电视发射设备也逐渐取代了旧有的设备，成为了当前数字电视广播工程运行过程当中的关键。在新型的数字电视发射机当中。其设计方式就是将原本的合成模式转变成为了现在常用的插拔式进行连接，这就可以使原本的数字电视辐射机的结构形成更加紧凑的有几个体，进而使对数字信号发射机的维护工作变得更加简便。另外，在数字电视发射机当中，微处理器的应用可以使人们更好地掌控发射机的当前状态，并且对机体设备当中的数据与有效信息进行详细观察，从而使用户的操作获得更大的便利。除此之外，新型数字电视发射机当中往往还会装载有故障自我诊断系统与远程遥控系统，从而帮助用户更快的查找数字电视传输过程当发生故障的部位，并且借助互联网技术对整个设备的运行进行有效的控制，从而进一步保障数字电视信号传输的稳定。

5.数字电视广播工程运行中关键技术存在的问题

如图2所示，通过分析后，围绕着数字电视广播工程运行过程中的关键技术问题进行研究，能够发现现阶段存在的问题主要集中在传输质量问题、发射质量问题、信号同步问题、信号塔建设问题这几个层面。

图2 ：数字电视广播工程运行中关键技术存在的问题

5.1 数字信号传输的质量问题

在数字信号进行传播的过程当中，保证数字信号的传输质量是一项非常重要的工作。在信号传输的过程当中，信号有相当的可能受到来自外界因素的干扰，这种干扰可能来源于外界的气候或环境，也有可能是由于其他信号的干涉导致信号的传播方式与传播速度发生相应的转变。此外，在数字信号传输的过程当中，数字信号高频发射与低频发射应用的芯片大多被运用在调节电视的线路过程当中，因此导致信号的适用范围受到了一定程度的限制，进而降低了数字信号的传输质量。

5.2 数字信号天线的发射质量问题

在数字电视广播工程运行的过程当中，数字信号发射天线的原理其实十分简单，通过发射塔悬挂信号发射天线进行信号传输，就能够在一定程度上保障数字信号不会在传输的过程当中受到来自外界环境的过多影响。但是，在数字信号天线的架设过程当中，发射天线因为需要随时对数字信号进行传递的因素，需要实时进行电磁波的辐射，但由于外界天气的原因，数字信号发射天线的信号发射质量往往难以稳定，如果情节严重的话还会导致发射信号失真与资源损耗问题的产生，进而严重影响到数字电视广播的播放质量。

5.3 GPS全球定位系统的信号同步问题

在数字电视广播工程借助GPS全球定位系统进行信号的全面发射与接收的过程当中，GPS全球定位系统的信号同步问题是一件非常重要的问题。由于GPS全球定位系统以卫星为基础，因此在进行信号传播的过程当中很容易因地表信号传输站点与卫星之间的距离差引发一定程度的信号不同步问题。对于观众而言，这种信号不同步将会导致数字信号的传输出现一定程度的延迟，甚至还可能影响到数字信号的覆盖范围，从而导致数字电视广播的视听质量受到一定的影响。

5.4 电磁波传输信号塔的建设问题

在数字电视广播工程运行的过程当中，电磁波传输信号塔的建设对于维持电磁波的传输有着十分重要的作用。电磁波是一种由互相垂直的电场与磁场发生的震荡粒子波，这种波在传播过程当中受到外界自然环境的影响非常严重，因此在电磁波传输信号塔的建设过程当中，控制信号塔的建设方式与建设距离是一项非常严重的问题，如果未能采用适当的建设方法，就会因信号在传播过程当中受到的干扰与影响导致收看收听数字电视广播的观众的视听体验的全面下降。只有加强对信号塔建设的保障工作，才能更好地避免自然环境对电磁波信号的影响，进而实现全面的无线数字信号覆盖。

6.数字电视广播工程关键技术问题的解决方法

6.1 对数字信号传输站点周边的环境选择

数字电视广播工程运行的过程当中，为了保障数字信号的传输稳定，工作人员就需要加强对数字信号传输站点周边环境的选择。首先，数字信号传输站点的建设最好避免在靠近水源或潮湿的区域进行，因为这会导致信号在传输过程当中根据波频的变化产生相应的质量问题；其次，工作人员需要对数字信号传输站点的周边的其他信号进行监控，确认没有过多的可能影响数字信号传输质量的其他信号的存在，才能选择进行数字信号传输站点的建设，进而保障数字信号的传输效果。

6.2 对数字信号发射天线的搭建改进

除了对数字信号传输站点的建设位置进行相应的选择之外，工作人员还应当对数字信号发射站点的天线的搭建进行相应的改进，以此进一步保障数字信号的稳定传输。首先，数字信号发射天线的悬挂区域要尽量选择海拔较高的地区，以此减少恶劣天气所产生的对信号质量的影响；另外，工作人员还应当选择合适的数字电视发射机，并且采用正确的方法对数字电视发射机进行操作，避免在数字信号传输过程当中因操作不当影响信号质量，才能更好的为数字电视广播节目的质量提供保障。

6.3 对GPS全球定位系统信号的同步

在数字电视广播工程的运行过程当中，确保GPS技术与卫星进行同步信号传输是一项非常关键的内容。首先，工作人员应当尝试在信号传递的过程当中采用多个发射台进行同步发射信号的操作，以此确保信号接收的稳定性，同时确保信号的正常传输范围；其次，研究人员应当加强对GPS技术的研究与改善，尝试使用卫星进行信号的转接，以此促进信号的高质量发射与传输，同时减少对地面大功率发射设备的使用。只有加强对GPS全球定位系统信号的同步，才能更好地保障数字电视广播工程的顺利运行。

6.4 对电磁波信号发射塔的安装方式选择

在我国对数字电视广播工程的电磁波信号发射塔进行安装的过程当中，为了保证电磁波信号的传输质量，工作人员首先就需要对电磁波的地理选址进行相应的考量，以此保障信号发射塔所发射的电磁波信号的覆盖范围；其次，工作人员还需要对信号发射塔的天线组件的安装与构建进行调整。目前，我国使用的天线组件的安装方式是安装水平化的发射天线，这样就可以使电磁波信号的场强辐射更加均匀，并且在同功率下获得更大的覆盖范围。但是，在一些环境相对潮湿或树木生长茂盛的地区，水平化的安装方式则会受到严重的干扰，此时最好选择使用垂直化的天线。