數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)分析

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【摘要】在數(shù)字信息技術(shù)的推動(dòng)下，地面數(shù)字電視得到了有效推廣，全國(guó)范圍內(nèi)地面數(shù)字電視迅速擴(kuò)展，在這一過(guò)程中頻譜資源緊張等問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)，目前，單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)是提高頻譜利用率的最佳解決方案。鑒于此，本文對(duì)地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行深入研究，并探討組網(wǎng)過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電視；單頻網(wǎng)；組網(wǎng)技術(shù)

1.單頻網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)

數(shù)字化是廣播電視未來(lái)發(fā)展的主要趨勢(shì)，隨著地面數(shù)字電視技術(shù)的不斷推廣和普及，在一定程度上增加了頻譜資源的使用效率。而地面數(shù)字電視單頻組網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)同一時(shí)間以同一頻率發(fā)射相同內(nèi)容的射頻調(diào)制信號(hào)，節(jié)省頻譜資源的同時(shí)還可以增加覆蓋面積，本文從以下幾點(diǎn)分析單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)。1.1節(jié)省頻譜資源地面數(shù)字電視使用單頻網(wǎng)組網(wǎng)模式，可以有效抵抗無(wú)線信道的多徑干擾，可以通過(guò)相鄰頻道發(fā)射節(jié)目信號(hào)，提高頻譜資源利用率。通過(guò)選擇不同保護(hù)間隔的工作模式可以形成16公里和36公里覆蓋范圍的單頻網(wǎng)組網(wǎng)。1.2提高功率效率地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)不僅可以提高網(wǎng)絡(luò)頻率效率，還可以提高網(wǎng)絡(luò)功率效率。單頻網(wǎng)通過(guò)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)射數(shù)字信號(hào)，降低了對(duì)發(fā)射機(jī)功率的要求，一個(gè)接收機(jī)可以接收來(lái)自不同發(fā)射機(jī)的信號(hào)，而且可以接收多個(gè)較小功率發(fā)射機(jī)的信號(hào)，接收多路折射及反射信號(hào)，這些多路徑信號(hào)的平均效應(yīng)可以降低某一接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)變化范圍，可以降低大功率發(fā)射機(jī)所帶來(lái)的輻射和電磁波污染，也可以有效解決盲區(qū)覆蓋問(wèn)題。1.3覆蓋范圍更廣地面數(shù)字電視采用單頻組網(wǎng)技術(shù)可以在初步規(guī)劃和覆蓋的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，有效擴(kuò)大地面數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積。通過(guò)針對(duì)性的增加單頻網(wǎng)發(fā)射站點(diǎn)或者同頻直放站可以根據(jù)實(shí)際覆蓋需要靈活調(diào)整或者增加覆蓋區(qū)域。地面數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，如圖1所示：

2.單頻網(wǎng)組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給電視廣播領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的變革。電視數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)日趨成熟，對(duì)電視品質(zhì)也有了更高的要求，這也加速了數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)主要包括：?jiǎn)晤l網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、組網(wǎng)模式選擇、覆蓋重疊區(qū)域接收性能調(diào)試以及單頻網(wǎng)節(jié)目分配網(wǎng)絡(luò)等。2.1單頻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。地面數(shù)字電視進(jìn)行單頻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要求所有發(fā)射機(jī)采用同一頻率發(fā)射，并且在不同的應(yīng)用環(huán)境中可以組建結(jié)構(gòu)不同的單頻網(wǎng)絡(luò)。地面數(shù)字電視節(jié)目信號(hào)覆蓋需求具有地域性差異。對(duì)單頻網(wǎng)組網(wǎng)模式組網(wǎng)規(guī)劃的研究將有利于各地區(qū)根據(jù)實(shí)際情況和業(yè)務(wù)需求選擇最佳網(wǎng)絡(luò)模式，促進(jìn)地面數(shù)字電視單頻組網(wǎng)技術(shù)的有效應(yīng)用。2.2單頻網(wǎng)組網(wǎng)模式。地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)主要由前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)組成。前端系統(tǒng)由編碼器、復(fù)用器、加擾器組成，不同路徑傳輸?shù)墓?jié)目源經(jīng)過(guò)編碼器轉(zhuǎn)換成適用于地面數(shù)字電視的碼流，然后通過(guò)復(fù)用器合成一路信號(hào)，按照DVB標(biāo)準(zhǔn)加擾算法對(duì)該信號(hào)進(jìn)行加擾，輸出TS碼流；傳輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)將TS碼流傳輸?shù)降孛鏀?shù)字電視的各個(gè)發(fā)射系統(tǒng)當(dāng)中；發(fā)射系統(tǒng)則是將TS碼流經(jīng)過(guò)調(diào)制、變頻、濾波、放大等處理后進(jìn)行地面發(fā)射；接收系統(tǒng)主要任務(wù)是通過(guò)接收天線將高頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行變頻、解調(diào)后得到數(shù)字電視碼流，經(jīng)過(guò)復(fù)用、解碼等操作完成用戶端數(shù)字電視節(jié)目信號(hào)的接收。2.3單頻網(wǎng)重疊區(qū)域接收性能。地面數(shù)字電視信號(hào)覆蓋區(qū)域會(huì)存在重疊現(xiàn)象。在單頻網(wǎng)發(fā)射機(jī)的重疊覆蓋區(qū)域，接收信號(hào)呈現(xiàn)多徑衰落，重疊區(qū)域理論上不會(huì)產(chǎn)生同頻干擾，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，一些覆蓋區(qū)域仍然會(huì)出現(xiàn)接收信號(hào)不理想的現(xiàn)象。地面數(shù)字電視信號(hào)接收效果與無(wú)線電發(fā)射臺(tái)的位置、設(shè)備功率大小以及接收機(jī)性能有關(guān)。因此，改善單頻網(wǎng)的覆蓋效果，對(duì)提高地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的推廣和應(yīng)用至關(guān)重要。2.4同步措施。節(jié)目分配網(wǎng)絡(luò)存在光纖、數(shù)字微波等多重實(shí)現(xiàn)手段，如果地面數(shù)字電視節(jié)目分配網(wǎng)絡(luò)達(dá)不到單頻網(wǎng)絡(luò)要求將無(wú)法起到頻率同步、時(shí)間同步以及比特同步的作用。現(xiàn)階段，地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)中，滿足頻率同步、時(shí)間同步以及比特同步的要求，關(guān)鍵在于數(shù)字電視節(jié)目信號(hào)傳輸端的單頻網(wǎng)適配器和接收端的同步系統(tǒng)，適配器會(huì)在碼流中插入同步信息，接收端將該同步信息取出并且進(jìn)行調(diào)制，兩部分通過(guò)協(xié)調(diào)配合確保信號(hào)頻率、時(shí)間以及比特同步。碼流傳輸過(guò)程中必須嚴(yán)格保證控制包與地面數(shù)字電視節(jié)目信號(hào)的時(shí)間關(guān)系，不能隨意更改，以免影響同步措施。

3.總結(jié)

在現(xiàn)代數(shù)字信息技術(shù)的推動(dòng)下，我國(guó)地面數(shù)字電視信號(hào)開(kāi)播城市逐漸增加，信號(hào)覆蓋強(qiáng)度以及覆蓋效果不斷完善，地面數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展。單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)由于節(jié)省頻譜資源、提高網(wǎng)絡(luò)功率效率以及信號(hào)覆蓋范圍廣等優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)地面數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用。地面數(shù)字電視單頻組網(wǎng)方案主要用于設(shè)備及頻率資源受限的地區(qū)，通過(guò)網(wǎng)狀分布結(jié)構(gòu)在同一個(gè)頻率發(fā)射數(shù)字電視節(jié)目信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)區(qū)域內(nèi)的有效覆蓋。單頻網(wǎng)應(yīng)用過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、組網(wǎng)模式選擇、覆蓋重疊區(qū)域接收性能調(diào)試以及單頻網(wǎng)節(jié)目分配網(wǎng)絡(luò)是單頻組網(wǎng)的核心技術(shù)，通過(guò)對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行同步儲(chǔ)存沖擊、降低重疊區(qū)域內(nèi)信號(hào)同頻保護(hù)以及干擾。

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作者:趙海英 單位:肥城市廣播電視臺(tái)