地面数字电视传输技术在电视直播中的应用分析

殷征 左菁

【摘要】地面、有线、卫星是数字电视传输的三种类型。地面数字电视传输技术作为上述三种类型中最为常用的一种，主要通过发射台站播出数字电视信号进行电视节目覆盖。地面数字电视传输技术的应用推动了我国广播电视行业的发展，地面数字电视传输技术有覆盖效果好、信号压缩能力强、传输速率快、抗干扰能力强的优点，在电视直播中经常采用，本文对地面数字电视传输技术在电视直播场景中设备以及系统的应用进行了分析。

【关键词】地面数字电视；传输技术；电视直播；应用

中图分类号：TN929                     文献标识码：A                     DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2023.09.009

随着DTMB制式的实施，我国的广播电视行业正式开始了数字化变革。地面数字电视传输技术的信道容量较大、有着较强的抗干扰能力，是实现多套高清节目信号同时传输的重要技术。将地面数字电视传输技术应用于电视直播当中，大幅降低了直播设备的成本，提升了电视直播的抗干扰能力，对电视直播的发展有着重要的意义。

1. 地面数字电视传输技术概述

DTMB技術最早于2006年8月得到应用，随着DTMB制式的不断发展，已经成为了国际地面数字电视标准。DTMB技术利用了PN序列帧头，其具备快速同步、有效信道估量等功能；并在此基础上将低密度校验纠错码作为信道编码，这种信道编码信道优良，能够有效保障信号传输的质量；除此之外，DTMB技术还支持单载波运用模式、多载波运用模式，能够实现抗衰落系统信息保护等功能。地面数字电视标准的应用至今已经有了十余年历史，其也逐渐走向了成熟。在新时期，越来越多类别不同的地面数字电视传输配套设备得到了相应的研究与发展。现如今，我国的广播电视台中已经大量地应用了基于地面数字传输技术的电视直播设备。

2. 地面数字电视传输技术在电视直播设备中的应用

要想在电视直播中应用地面数字电视传输技术，离不开相关设备的支持。下文将围绕电视直播中地面数字电视传输技术的相关设备进行讨论。

2.1 摄像机挂接式发射机

应用于电视直播的摄像机挂接式发射机通常由多个模块构成，其包含了RF正交调制、D/A系带滤波器、DTMB调制、视频编码等多个模块。其中，视频编码模块通常建立在MPEG-2、H.264模块之上，支持HDMI、SDI等多种不同类型接口的视频输入。摄像机支持720p、1080i等类型的图像与视频的播放。其DTMB在单片ASIC调制后，输出功率通常在1～2W，工作频率通常在300MHz～1500MHz。输出功率的调整由30dB数控衰减来进行调整。在应用摄像机挂接式发射机时，需要提前测试直播现场的电频磁谱。在测试电频磁谱时，要重点对不同频点的信号强度进行比较，并在此基础上选择其中信号最强的频点作为工作传输信号频率。视频输出接口由天线标准结构实现，此接口能够与全向鞭状天线连接。

2.2 信号接收机

视频解码与高频头等模块构成了接收机。要想提升接收机的接收效果，可以将其设置于分集接收模式。信号接收机的DTMB解调与摄像挂接式发射机一致，都需要由单片ASIC来控制。信号接收机的视频输入接口与视频输出接口也保持一致，常见的类型包括SDI、HDMI、CVBS。信号接收机在运作的过程中，为了防止一次视频解编码出现图像质量问题，通常会采用未解码ASI码流输出功能，该功能能够提升视频转发的便捷性，保障了视频与图像传输的质量。

2.3 车载转发式发射机

车载转发式发射机的结构和摄像机挂接式发射机的结构基本一致。但车载转发式发射机在转发时不需要对视频进行解码。这是因为其自带ASI码流输入功能，因此可以实现地面数字电视传输技术的直接控制与调整，能够有效避免图片解码过多引发的失真问题。车载转发式发射机通常只需要12V直流供电模式的工作用电即可。其支持视频输入、ASI输入，能够在保留视频编码单元的同时，实现车载摄像机与发射机的互相接驳。其输出功率通常为10W～20W，线路通常为直接连接馈线，采用N型接头。需要注意的是：其在应用的过程中，必须与挂接式发射机保持一定的频距。除此之外，车载转发式发射机在应用时，还需要安装相应的信号滤波器，防止信号传输时受到干扰，从而达到提升信号传输质量的效果。

3. 地面数字电视传输技术在电视直播系统中的应用

地面数字电视传输技术在电视直播系统中的应用方式主要由车载转发、移动转发、卫星转发构成。

3.1 卫星转发应用模式

卫星转发应用指的是电视直播的过程中，摄像师利用与挂接式发射机相连的摄像机拍摄现场画面。再将现场画面的视频信号、音频信号上传至挂接式发射机中，再由发射机进行DTMB调制。发射机在将视频信号、音频信号转换为DTMB信号后，会通过射频频率，将其发射至卫星转播车。卫星转播车通常会设置在直播现场的附近，其装备了DTMB接收器。在接收到DTMB信号后，会将其转换为音频信号、视频信号、ASI码流，再经过信号传输渠道上传至卫星发射机，再通过卫星转发至电视台。电视台在接收到信号以后，会对其进行剪辑、制作，最终呈现到电视屏幕上。

在卫星转发应用时，应格外注意挂接式发射机传输距离，视距传输距离通常为2km；但如果中间有遮挡物，应该将传输距离设置为100m左右。在正式开始电视直播前，要调整挂接式发射机的传输链路，确保卫星转播车、直播现场距离都在传输距离以内。确保卫星转播车不会被高大建筑物遮挡。摄像师在直播现场移动拍摄时，应该确保拍摄画面都能够通过传输路径达到转播车，并保障画面的质量。如果在传输的过程中出现了图像中断问题，必须立即调整转播车位置，确保图像及时恢复正常。图像接收质量与编码输出质量保持一致是地面数字电视传输技术的一大优点。

3.2 车载转发应用模式

车载转发应用的原理与卫星转发的原理是一致的。二者都会将现场画面以视频、音频信号的形式通过挂接式发射机发出。但是卫星转发的接收转发对象为卫星发射机，车载转发的接收转发对象为车载发射机。为了隔离卫星发射机和车载发射机之间的信号，接收天线、DTMB接收机以及两种发射机之间应该设置相应的信号收发滤波器，从而达到错开频率，提升精准度的效果。

在应用车载转发时，视距传输距离通常不低于20km；在有遮挡物的情况下，传输距离通常为6km～10km。在车载转发应用前，同样要调试车載发射机信号转发线路，确保卫星转播车设置在合理的位置，避免卫星转播车和电视台之间存在高大建筑。如果反复调试卫星转播车，仍然无法获得较好地接受与传输效果，可以通过设置升降杆，提升发射天线的高度。为了确保信号传输的质量，发射信号时应该将车载发射机设置为最高功率，并且尽可能提升电视台接收天线的高度。要使电线台接收天线和发射天线错开，既要在距离上错开，也要在频率上错开。在调试完车载发射机的转发链路以后，要使发射机的功率逐渐降低，让信号转发传输线路逐渐靠近临界点，在此基础上，计算出信号转发线路的功率量度。据试验表明，6dB为保障车载发射机信号传输转发正常运作的最小功率。上述方法能够有效的调试挂接式发射机传输线路。要尽可能确保转播车的位置不会变动，以保障信号转发线路的稳定性。可以通过调整转播车收发天线高度，来解决挂接式发射机的信号转发效果。

3.3 移动转发应用模式

该模式更多地被应用于体育比赛的电视直播当中。因为在这一模式下，摄像师需要全程携带摄像机挂接式发射机进行拍摄。发射机在这一模式下时刻保持移动状态，转发式发射机则偶尔固定、偶尔移动。需要广播电视台利用DTMB系统的抗多径功能提升移动转发应用模式的应用效果。

4. 新闻移动直播车微波传输系统的应用

微波摄像机和数字微波传输也是十分重要的应用方面。新闻移动直播车的微波传输系统在各大广播电视台中得到了广泛的应用，其也是地面数字电视传输技术在电视直播中应用的重要体现之一。在新闻移动直播车的微波传输技术中，其所使用的标准通常存在着一定的差异，有的公司应用的是单载波调制技术，有的公司利用的是多载波调制技术。而数字微波具有移动接收速度快、抗干扰性能强等诸多优点，能够达到克服多径干扰的效果。

车载微波的频率范围通常为300MHz～10GHz。在低频率情况下虽然有着较强的绕射能力，但更加容易被干扰，很难找到可以使用的频率；在高频率情况下，虽然容易找到可用的频率，但电磁波的传输能力会受到影响，无法应用于有遮挡的环境当中。因此，在应用电视新闻移动直播车时，要提前做好可用频率范围的测试工作，并在其中选择可以使用的频率。在此基础上根据频率，选择相应的发射机。通常发射机的输出带宽设置为8MHz，频率可调范围设置为300MHz。随着的设备精度的提升，设备的调整单位也已经发展到1MHz甚至更小，能够帮助广播电视台更好地克服其他频率的干扰，有效的利用频率资源。

4.1 新闻移动直播车微波传输系统的应用场景

4.1.1 电视新闻的直播

随着信息传播速度的不断加快，我国受众对于热点社会新闻的关注度也变得越来越高。电视新闻直播是确保电视新闻节目收视份额的重要保障，能够提升广播电视台的品牌形象。工作人员可以将电视新闻移动直播车开到热点社会新闻的发生现场，并利用摄像机实时拍摄新闻现场的视频与音频，采取移动机位对新闻事件进行近距离抓拍。电视新闻，移动直播车的编辑人员利用微波发射器将一路信号发射至广播电视台内的接收机，再由广播电视台对信号进行解调，并将信号送往演播室进行直播。

4.1.2 长距离运动画面的现场直播

电视新闻移动直播车能够保障长距离运动画面现场直播的效果，其有着固定微波所无法比拟的动态优势。以马拉松比赛的直播为例，只需要摄像师坐在车辆上，利用微波摄像机进行跟踪拍摄，即可实现长距离运动画面的现场直播。微波摄像机的传输距离是相对较短的。所以可以利用电视新闻移动直播车与微波摄像车结合的形式，将微波摄像机采集到的画面即时传送到广播电视台。

4.1.3 大型直播活动分会场转播的应用

部分大型直播活动需要设置多个分会场，此时就需要对不同场地的信号进行传输。这时就需要利用多台转播车与信号直播传输设备进行处理。而大部分广播电视台的设备数量是有限的，因此可以利用新闻移动直播车替代转播车和信号传输设备。

4.1.4 与其他转播车配套使用

电视新闻移动直播车还可以作为微波传输车使用，其能够将转播车的输出信号实时发送到广播电视台。

4.2 新闻移动直播车微波传输系统的优势

（1）数字微波与卫星传输或模拟微波传输相比，其抗多普勒频移与抗多径干扰能力更强。能够实现非视距信号传输。即使有高大建筑物阻挡，也能够实现信号的正常传输。除此之外新闻移动直播车数字微波系统还支持高速移动接收与传输。只要在车辆移动的过程中，接收机始终处于范围之内，便不需要调整收发天线，即可实现信号的不间断接收。

（2）电视新闻移动直播车还有着架设速度快的优势，其在突发事件的现场直播中有着更好的应用效果。通常只需要30秒，即可完成车载微波天线的展开，接收端不需要任何调整便可完成信号的传输。而卫星天线的展开需要一定的时间，还需要对接收终端进行调整。模拟微波在架设时则需要更长的时间，还需要进行视距传输，无法适应于突发事件的现场直播。新闻移动直播车微波传输系统相较于卫星车运行成本更低，能够显著降低节目的制作成本。

4.3 新闻移动直播车微波传输系统的劣势

电视新闻移动直播车还存在着一定的缺点。当发射端发生故障时，很有可能出现信号功率不足或信号无法正常发出等问题。这时接收端无法接收到信号，工作人员也无法了解设备的工作状态，难以准确地判断故障点的位置，及时对调制系统、微波传输系统、接收系统进行维修。除此之外，空间传输信号还很容易受到外界因素的影响，出现发射功率下降、衰落增大等问题，导致接收的画面质量受到影响，这对现场直播的效果会产生较大的影响。

为了提升新闻移动直播车微波系统的应用效率，要尽可能推动其在当地的全面覆盖，确保直播车在稳定覆盖区域运作。并且提前保留一定的功率余量，防止信道衰落导致的电视节目直播传输中断现象。针对重大活动，要设置相应的卫星、地面以及有线立体传输覆盖网，才能确保复杂环境下电视直播工作的正常开展。

5. 结束语

地面数字电视传输技术在电视直播中的应用是体现在多个方面的，其不仅体现在设备方面上，还体现在内在系统上。本文首先介绍了地面数字电视传输技术，其次分别就其在电视直播设备的应用与电视直播系统的应用进行了讨论，并在此基础上就电视新闻移动直播车这一应用形式进行了深入分析。在新时期，广大广播电视台要重视地面数字电视传输技术的研发，推动其在电视直播中的进一步应用，才能提升电视直播的质量，推动广播电视行业的健康和持续发展。

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作者简介：殷征，河南南阳人，助理工程师，研究方向：广播电视覆盖.