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数字电视信号的发射与接收技术探析

2021-12-10张盛忠

卫星电视与宽带多媒体 2021年22期
关键词:传输

张盛忠

【摘要】现如今,信息技术的不断发展,人们的日常生活更加丰富,人们参与休闲娱乐的方式愈发多种多样。其中,数字电视的出现为传统性的电视节目注入了鲜活的生命力,人们可以在进行电视节目视听的同时获得更为丰富多元的内容,其视听质量也可以显著提升,从而提升电视媒体表现形式在广播传媒行业的整体竞争力。但随着数字电视的推广,在进行实际应用的过程中出现了一些问题,最主要的问题出现在数字电视信号在进行发射、传输以及接受的过程当中,这使得数字电视的信号时有波动,整体而言不够稳定,降低了观众的观看体验。立足于此背景之下,本文从数字电视信号的发射与接收三个方面入手进行讨论,以期能够促进数字电视信号的增强。

【关键词】数字电视信号;发射;传输;接收

中图分类号:TN929                    文献标识码:A                    DOI:10.12246/j.issn.1673-0348.2021.22.016

近年以来,我国的国民经济以及科学技术持续发展,人们的生活水平较之以前大幅提升,与此同时,人们在物质以及精神生活方面提出了更高的要求。电视作为人们一大重要的休闲娱乐活动,近些年不断经历技术变革,更新迭代之后,数字电视应运而生。随着数字电视的推广与应用,人们获得了更为丰富的节目内容观看形式,对于节目的视听效果也不断提升,但在实际观看数字电视的过程当中,出现了一些问题亟待解决,其中最为突出的一大问题便是在收视过程当中突然发生信号中断。信号中断现象出现的原因在于缺乏较为成熟先进的数字电视信号发射以及接收技术,为确保人们的观看体验不断提升,电视行业的长足发展,行业有关管理部门应当对于信号中断的出现原因给予重视,及时采取有效的措施解决这一问题。

1. 数字电视信号的发射技术分析

1.1 上射站

上射站,即上行发射站,在进行信号发射的过程当中主要应用的两种发射方法进行发射,即单载波发射以及多载波防渗。

单载波发射即是在单载波的上行站之中的數字系统之中进行的发射,其一,应用视频AD以及音频AD技术进行视频数据转换,之后多路复用器便会接收到相对应的信号;其二,对于相应的数据信号展开解码处理,并将其转变为解码码流(频率为6GHz),在此之后展开相应的备份处理,带备份完成以后再开始进行转换处理。在这一过程当中所需应用到的是同轴射频转换开关,待上述处理工作全部完成之后,再利用大功率放大器对于信号进行发射。现如今的技术水平一般情况下可以对于3套数字电视节目以及广播进行传送,与此同时转发器需要同时应用多个载波。需要注意的是,单载波进行发射的缺点整体较多且较为明显,即需要在同一个地点之上对于多套节目进行上星,并且在进行不同节目传送之时,上星整体来讲较为麻烦,需要先后经过地面上的传输设备以及地面站。

多载波发射既是指在发射多载波信号之时,视频以及音频编码器预先会接收到差异性的视频以及立体声信号,在此之后,复用设备便会接收到经过编码进行压缩的信号。在这一过程之中,对于节目码流作出复用转换应用到的设备是节目复用器,对于节目码流进行统一传输则应用的是传输复用器,卫星信号通过相应的适配部分之后,对于所接收到的相应传输复用器的信号以后再进行适配处理,通过FEC对于传输过程之中存在的误差进行处理,便会形成相对应的基带(24MHz),再对于基带进行调制,促使其可以在进入变频器以前转化成为70MHz的信号,在此之后变频器会再次运作,将其转换成为14MHz的信号,最后再应用放大器使得相应的星载设备对于相应信号进行接收。虽然这样的上行系统可以充分地利用频带,还可以使得不同的载波实现对于多个电视信号进行发送,但因为其转发器仅拥有一个载波,所以不同的载波之间可能会彼此干扰。

1.2 星载转发

构成数字电视信号的星载转发系统之中主要包括了如下几个部分,分别为星载电源、转发器和星载收发天线。除此之外,所选用的星载设备需要具备如下两个方面的特征:其一,星载设备应当尽量选择体积较小的,以确保空间体积以及设备重量可以最大程度地有所节约;其二,星载设备应当具备良好的信号发射作业效率。

星载电源的主要作用是为卫星传输系统供应电能,然而硅太阳能电池便是电能的最为主要的来源,现如今这一电能供应方式已然被广泛应用在数字电视卫星传输过程之中。不过,现如今应用硅太阳能电池板进行电能供给的方式存在一些问题,例如,在电池板面向与背向太阳之时,温度差别相对较大,最大温差可超过两千摄氏度;在此之外,在太空之中进行应用的硅太阳能电池,非常容易受到来自于各类微颗粒的干扰与影响,使得应用寿命缩短,输出功率有所降低,这种情况一般出现在投入使用7年以后。

星载转发器其实际上是一个具备较大功率的空间中转站,其具备较宽的频带和较高的灵敏性,其主要是对于各个地球站点上所传输过来的电视信号进行接收,并做出相应的处理与互动,在此之后,卫星收发天线便会朝向指定地区发射特定的信号。

星载收发天线通常情况下是一幅,这是由于在实际的使用过程当中,会受到来自空间以及重量等诸多方面的限制,且对于其性能的要求也相对较高,具体来讲便是需要在复杂的空间环境的变化过程之中始终保持相对稳定性。

2. 数字电视信号的接收技术分析

2.1 室外部分

室外部分主要包括接收天线以及馈源,数字电视其室外接收天线主要是分为抛物面型以及椭圆偏馈型两种,其中抛物面型的接收天线在现实生活当中应用最为广泛。在现如今,抛物面型的接收天线主要包括的是前馈型接收天线以及后馈型接收天线,其中前馈型的接收所消耗的成本较少,但其折损率却相对较高。为促使前馈型天线的数字电视信号其接收质量有效提升,可以通过在天线装置之上投入使用HEMT这类器件,这是因为这类器件能够有效地降低前馈型天线的接收信号所遭受的噪音干扰以及设备高温,从而有效减少信号其折损率。后馈型天线其馈源部分一般位于接收天线其中央略偏的位置,一般来讲,后馈型天线其普遍应用的是冲压型工艺进行制造,因此天线相应的制造成本整体较低。

馈源是进行天线接收的重要部分,其形状相对较多,例如角锥状、波纹状以及圆锥喇叭状。馈源普遍安装在天线的聚焦指出,为确保馈源免受损害,通常情况之下会在馈源的外层包裹一些塑料保护层。因为数字电视信号整体类型较为多样,所以其对于馈源的外形也会做出不同的要求。例如,正馈馈源其波纹主要是呈现水平状,但偏溃馈源其波纹则主要是呈现漏斗状。除此之外,数字电视信号其接收效率和馈源其摆放角度之间存在相应的联系。当馈源的整体投放角度正确之时,尤其是在摆放的角度是零度或者是接近零度之时,天线其接收数字的电视信号整体效率才最高。

高频头装置在数字电视信号的接收系统当中主要负责的是接收高频信号以及解调视频信息。现如今所应用的高频头主要包括数字高频头以及模拟高频头这两种。高频头其主要的工作原理整体不复杂,其主要具备信号调谐功能以及放大高频信号的功能。一旦接收到了微弱的數字电视信号之后,高频头便可以将数字视频的信号放大;一旦遇到由于信号传输相对不稳所以造成的视频图像进行变形之时,高频头便能够有效的处理干扰问题,确保电视影像能够保持稳定。需要注意的是,由于电磁波较为容易给高频头装置带来干扰,因此可以考虑将高频头严密包裹在金属层当中,从而确保能够对于电磁干扰信号进行评比。除此之外,在选择应用高频头装置之时,需要考虑到的是该装置主要是要暴露在室外环境当中进行工作的,因此应当尽量选择整体振动频率较小、噪音以及可适应温度较低的高频头,且高频头应用频率应当和星载信号其转发器的整体频率相同。

2.2 室内部分

室内接收装置主要是包括数字卫星接收机,此装置其主要功能是对于接收到的数字电视信号展开转换以及调试,现如今的卫星接收机主要涵盖了如下几大模块。

其一是调谐器模块。数字电视之中应用的调谐器一般涵盖如下三种结构,包括单变频结构、双变频结构以及低中频结构。各个结构之间虽然有所差异,但数字电视的调谐器相应功能均是经由两种功能性电路共同完成的,这两种功能性电路为前端调谐电路和后端调节电路。

其二是信道解调解码模块。简单来讲,信道解调解码便是对于接收信号之中的错误代码做出纠正,其既能够利用好载波频率,对于模拟转换过程中暴露出的错误做出校正,确保采样值其正确度,又能够在信号的传输过程之中对于错误代码作出校正,从而减少误差,确保用户观看到良好的音频。

其三是视频编码以及音频数模转换模块。传统型模拟电视现如今的受众人群仍然基数较大,为确保这些用户能够享受到更加良好的数字电视服务,可以应用视频编码器对于数字电视信号展开编码,并且对于亮度信号以及色差信号作出分析,之后传输出相应的视频信号。之后再利用好转换器对于数字音频信号进行解码,使得其能够以模拟信号之形式传送到模拟电视之上,应用模拟电视观看数字电视。

其四是信源解码模块,其主要包括了音频解压缩以及视频解压缩这两大部分。通过发挥信源解码这一功能,能够完成数字电视信号向模拟电视信号的转化,使得模拟电视信号和信源编码之间一一对应。

综上所述,在今后的数字电视行业发展过程之中,行业有关管理部门以及工作人员仍要持续性的投入充分的人力、物力以及财力,打好行业的发展基础,加大对于数字电视信号的发射、传输以及接收技术的研究力度,从而逐渐攻克信号不稳和星载电源等诸多难题,从而促使广大的电视媒体受众持续接收到更为稳定且高质量的数字电视信号,获得更加良好的电视节目观看体验。由于数字电视在近些年以来研发出了多项新技术,因此其整体而言凸显出了多元化的应用优势,因此在未来的传播领域当中势必能够获得更为广泛的应用。

参考文献:

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