数字化背景下广播电视无线发射技术的运用

饶儒军

【摘要】随着数字化浪潮的强势席卷，广播电视领域也迎来了无线发射技术的革新性应用，重塑了信息传播的格局，不仅赋予了画面前所未有的高清质感，更实现了信息传递的高度精准化，从而对传统广播电视传播技术中的诸多局限性进行了卓有成效的突破与改良。基于此，本文围绕数字化背景下广播电视无线发射技术的运用优势，对具体运用策略进行了剖析与探讨，旨在助力整个行业的现代化转型，使之在信息化社会中焕发出新的生机与活力。

【关键词】数字化；广播电视；无线发射技术

中图分类号：TN92                            文献标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.11.008

在数字化背景下，广播电视无线发射技术正朝着更高效率、更广覆盖、更优质量和更智能化的方向发展。随着5G、物联网和大数据等技术的融合，广播电视无线发射技术将实现更快速的数据传输和更稳定的信号覆盖，满足用户个性化、多样化的需求。同时，智能化技术的应用将使广播电视无线发射技术更加高效，实现自动化、智能化的运维管理，降低运营成本。在未来，广播电视无线发射技术将继续推动媒体融合的发展，为用户提供更加丰富、高质量的广播电视服务。基于此，本文聚焦数字化背景下广播电视无线发射技术的运用优势，进而深入分析了其运用要点。

1. 数字化背景下广播电视无线发射技术的运用优势

1.1 提升服务质量与用户体验

在数字化无线发射技术的支持下，能够显著提高广播电视信号的质量，实现了高清晰度、高保真度的音视频传输。从观众角度看，能够享受到细腻生动的画面、逼真的音效以及流畅无卡顿的播放体验，不仅满足了公众对高品质视听娱乐的需求，而且提升了广播电视作为主流媒体的吸引力和竞争力。此外，数字技术的抗干扰能力和纠错机制保证了信息传输的稳定性和准确性，减少了画面雪花、声音断续等传统模拟广播常见的问题，进一步优化了用户观看感受。

1.2 拓宽服务范围与增强覆盖能力

数字化无线发射技术具备更强的信号穿透力和更远的有效传输距离，能够在复杂地理环境和城市密集区提供稳定的广播覆盖。基于实际情况与需求，通过合理的频率规划和发射站点布局，能够显著扩大广播电视的覆盖范围，包括偏远地区和以往难以接收到稳定信号的区域，进而实现信息传播的公平性和普遍服务原则。值得注意的是，数字广播的单频网络技术允许在同一频率下进行大面积覆盖，既节约了宝贵的频谱资源，又确保了更大规模的无缝接收[1]。

1.3 促进内容多样性和业务创新

数字化平台为广播电视提供了无限的容量扩展可能性，使得同一频道内可以承载多个标准清晰度或高清节目，甚至支持超高清和三维立体声等高级格式。正是这种多节目、多服务的能力，能够促使广电机构能够提供更为丰富多样的内容选择，满足不同受众群体的个性化需求。同时，数字化无线发射技术还支持数据广播、交互式电视、电子节目指南、紧急警报系统等功能，意味着实现了从单向传播向双向互动的转变，开启了全新的增值服务空间，包括在线教育、远程医疗、电子商务等，进一步增强了广播电视的社会功能和经济价值。

2. 数字化背景下广播电视无线发射技术的运用要点

2.1 标准与规范遵循

在全球范围内，数字电视广播已逐步形成了若干主导性的技术标准，例如，DVB（Europe，欧洲）、ATSC（Advanced Television Systems Committee，北美）、ISDB（Integrated Services Digital Broadcasting，日本及部分拉美国家）。值得注意的是，这些标准经过长期实践验证，不仅技术成熟、性能稳定，而且在设备制造、系统集成、内容制作等方面形成了完整的产业链生态。因此，在构建数字化广播电视无线发射系统时，建议遵循、借鉴并采用国际公认的上述标准，确保设备与系统的高度兼容性和互操作性。通过这样的方式，不仅有利于跨国内容交流与合作，也有助于降低设备采购与维护成本，简化系统升级路径，为未来可能的国际技术融合做好准备。

此外，各国家和地区在频谱规划与管理方面有着具体的法律法规和技术规范，广播电视无线发射技术的运用必须严格遵循这些规定。首先，应按照我国和地方无线电管理部门发布的频谱规划与分配政策，申请并获得合法的无线频段使用权，确保发射活动的合法性。其次，应严格按照指定的技术参数（包括发射功率、带宽、频率偏移等）进行系统设计与调试，确保发射信号符合电波干扰保护、电磁环境兼容等要求。最后，还需要定期进行设备的检测与场地的检查，确保发射设施的运行状态符合相关法律法规及安全标准，比如，EMC标准、环保要求等[2]。

2.2 数字信号编码与压缩

视频是广播电视内容的主要载体，其编码效率直接影响到无线发射系统的整体性能。当前，业界广泛采用的高清视频编码标准主要包括H.264/AVC和H.265/HEVC。对于H.264/AVC而言，主要是凭借其优异的压缩效率、良好的网络适应性和广泛的硬件支持，已成为数字电视广播的主流视频编码标准。而H.265/HEVC在保持同等画质的前提下，相较于H.264/AVC可实现更高的压缩比，尤其适用于超高清电视和移动电视等对带宽要求较高的应用场景。所以，在选择编码标准时，需要综合考虑内容类型、目标受众、传输网络条件等因素，合理选用或组合使用这两种编码标准，以实现最佳的视频传输效果。

若要获得完整的视听体验，也要高度重视音频，常用的音频编码标准包括AAC、AC-3等。以AAC为例，主要是以其高压缩效率、优良音质、良好的网络适应性等特点，被广泛应用在数字电视广播、互联网流媒体等领域。对于AC-3而言，作为成熟的多声道环绕声编码标准，尤其适用于提供影院级音效的家庭电视环境。在实际应用中，依然需要根据节目内容特点、用户收视习惯、设备解码能力等因素，科学选用或混合使用这些音频编码标准。

值得注意的是，编码后的音视频数据需封装成适合无线信道传输的格式。MPEG-2 Transport Stream（TS）作为一种广泛应用的数字电视传输流格式，具有良好的错误恢复能力、灵活的节目安排能力以及广泛的设备支持。在无线发射系统中，应将编码后的音视频数据按照MPEG-2 TS规范进行封装，包括添加时间戳、节目特定信息（PSI）、业务信息（SI）等元数据，以便接收端正确解析、解码及显示。此外，针对特定的业务需求，如互动电视、数据广播等，还需要在TS流中嵌入相应的数据包，确保各类增值业务的顺利开展[3]。

2.3 发射系统设计与配置

2.3.1 发射机选型与技术特性

发射机性能直接影响到信号的质量、覆盖范围以及系统的整体能效。选择发射机时，应考虑这些因素：首先，优质的数字电视发射机应具备优秀的线性度，确保在大功率输出时仍能保持较低的失真水平，防止非线性失真导致的信号质量下降和带外辐射增加，从而符合严格的电磁兼容（EMC）标准。其次，现代发射机常采用先进的放大技术，主要有LDMOS（横向扩散金属氧化物半导体）晶体管，这类技术能够提供较高的功率转换效率，降低能耗，减少运行成本，同时减少热损耗，有利于设备的长期稳定运行。同时，高效的散热设计对于发射机的稳定工作是非常重要的，所以，一定要选用具有良好散热结构、配备智能温控系统的发射机，可以确保在高温环境下仍能维持正常工作温度，延长器件寿命，减少故障风险。最后，必须符合国际及当地环保法规的发射机应具备低噪声排放、节能设计以及易于回收处理的特性。还有在满足功率需求的同时，尽可能减少对环境的影响，如通过优化电源设计降低待机功耗，使用无铅焊料等环保材料。

2.3.2 天馈系统设计与优化

根据覆盖需求选择合适的天线类型，例如，全向天线用于提供全方位覆盖，定向天线则用于实现长距离、特定方向的精准覆盖。同时，考虑地形地貌、人口分布、建筑物阻挡等因素，合理布置天线位置，确保信号的有效传播。反馈系统还包括滤波器、合路器、功分器等辅助设备。例如，滤波器用于抑制带外噪声和防止相邻频道间的干扰；合路器用于将多个信号源合并到同一馈线上，功分器则用于将信号均匀分配至多根馈线或多个天线。此外，在大面积覆盖或消除同频干扰的需求下，SFN技术成为理想选择。通过在服务区内部署多个同步发射站点，使用相同的频率同时发送相同的信号，形成无缝覆盖，便能够有效扩大覆盖范围，提高频谱效率，减少用户接收设备的复杂性[4]。

2.3.3 同步与校准

在SFN环境中，所有发射站点必须严格保持时间同步，通常采用GPS（全球定位系统）或其他精密时钟源作为基准，通过专用的同步设备确保所有站点间的时延差在允许范围内。精确的时间同步可以防止因信号到达时间差引起的干扰和信号失真。同时，为了补偿地理环境、天线指向误差、设备特性差异等因素引起的相位不一致，可以采用预校正算法对发射站点的信号进行相位校正。这些算法基于实地测量数据或仿真模型计算出每个站点的校正值，并在系统运行中持续监控和调整，确保在重叠覆盖区域信号叠加效果最优。

2.4 信道编码与调制

一是前向纠错编码（FEC）。为了增强无线信道中传输信号的抗干扰和抗衰落能力，通常采用的是前向纠错编码技术，主要有RS码、LDPC码等。RS码因其强大的纠突发错误能力而在数字电视广播中得到广泛应用；而LDPC码则以其接近香农极限的性能和高效解码算法，在高清和超高清电视广播中逐渐成为主流。二是做好编码参数的选择，这就需要根据信道条件和业务需求，适配编码参数，例如，RS码的符号长度和冗余度，LDPC码的码率和码长，以达到最佳的纠错性能与传输效率平衡。三是数字调制技术，目前常用的包括QPSK、16QAM、64QAM等多电平调制方式。对QPS而言，K具有较好的抗干扰性能，适用于信噪比较低的环境；16QAM和64QAM则能提供更高的数据速率，但对信道条件要求较高。还要考虑的是，为适应信道条件的变化，现代数字电视发射系统支持根据接收端反馈或预估的信道状态信息（CSI），动态调整调制阶数（如从QPSK切换到16QAM或64QAM）、编码速率和星座图形状。这种自适应调制编码（AMC）技术能够在保证接收质量的前提下，最大限度地利用信道容量，提升传输效率[5]。

2.5 监测与质量控制

通过安装在发射站或远程监测点的设备，持续监测发射功率、频谱特性、MER（调制误差比）、BER（误码率）等重要参数。发射功率监控确保信号强度符合规定，避免过强或过弱导致的覆盖不足或干扰问题；频谱特性监测则确保信号在指定频带上正常分布，无杂散或泄露；MER反映调制信号的纯净度，是衡量信号质量的重要依据；BER则是评估数据传输可靠性的直接指标，低BER意味着接收端能正确解码大部分数据。当监测到关键参数超出阈值或发生突变时，系统应立即触发告警，通知运维人员进行干预。同时，通过数据分析和故障树模型，系统应能初步判断故障原因，辅助运维人员快速定位问题，缩短故障修复时间。

2.6 交互服务与数据广播支持

为实现付费电视服务，须配备条件接收系统。CAS负责对加密的电视节目进行授权管理，确保只有合法订阅用户才能解密观看，一般包含了前端加密设备、用户智能卡、用户端解密模块等组件，通过与计费系统、用户管理系统等后台系统配合，实现用户认证、权限管理、计费结算等功能。通过CAS支持的付费电视服务，运营商可提供多样化的内容套餐，如高清频道、独家体育赛事、电影点播等，满足用户差异化需求，增加收入来源。

电子节目指南提供直观的电视节目列表、节目详情、播出时间等信息，方便用户浏览和预约节目。在EPG系统的支持下，可以通过中间件与前端系统、内容管理系统等对接，实时获取并更新节目数据。同时，发挥中间件技术的作用，进而开发各类互动电视应用，包括投票、问卷调查、游戏、教育课程等，使电视成为用户参与、交流的互动平台，提升用户粘性。更为重要的是，中间件还支持与外部系统（主要有互联网服务、社交媒体、智能家居等）的接口开发，实现跨平台互动和服务融合[6]。

更为重要的是，为了能够为广大用户提供更加便捷、实时的信息服务，则需要在数字电视传输流中嵌入各类非视频数据，目前常见的是气象信息、股票行情、交通路况、新闻摘要、公共服务公告等。这些数据以图文、表格、滚动字幕等形式在电视屏幕上显示，为用户提供实时、便捷的信息服务。同时，构建数据广播服务平台，负责数据源接入、数据编排、数据编码、数据广播控制等功能以及具备灵活的数据源接口，支持多种数据格式转换，确保数据的准确、及时传输。

3. 结束语

数字化背景下广播电视无线发射技术的运用不仅提升了服务质量、扩大了覆盖范围、丰富了业务形态，还顺应了全球传媒业的变革潮流，实现了资源的高效利用与产业结构的优化升级，对社会信息化进程和文化繁荣起到了积极的推动作用。在运用的过程中，建议能够从标准遵循、信号处理、系统设计到服务集成、质量监控等多个层面入手，方可构建高效、稳定、安全、灵活的无线广播网络，提供高质量的数字电视服务。

参考文献：

[1]樊璐.数字时代的广播电视无线发射技术[J].电视技术，2023，47（12）：143-145.

[2]王彦雄.数字时代广播电视无线发射技术问题探讨[J].中国有线电视，2023（11）：118-120.

[3]李小兵.数字时代下广播电视无线发射技术的发展策略[J].电声技术，2023，47（07）：49-51.

[4]李小兵.数字时代广播电视无线发射技术应用研究[J].电声技术，2023，47（06）：100-102.

[5]蒋峥.数字时代广播电视无线发射技术研究[J].数字通信世界，2023（04）：44-46.

[6]李颖.数字时代广播电视无线发射技术发展研究[J].数字通信世界，2022（11）：168-170.