数字电视信号传输技术研究

杨显江

【摘要】纵观近些年我国广播电视行业发展现状，不难发现数字技术作为数据电视技术的重要构成部分，伴随时代发展过程已经成为信息传播领域中的主流技术类型，该项技术应用过程中能更好地满足当代人们对信息传播过程中的主观需求。近些年，人们对广播电视的节目传播效果有更全面的认识，提出的要求也表现出多元化特征，这在很大程度上提升了数字技术在广播电视领域中的地位，该项技术逐渐成为电视行业运作发展的重要支点，故而有必要对其进行深入探究，为广播电视行业发展进步提供更可靠的技术支撑。

【关键词】数字电视;信号传输;技术

中图分类号：TN929                    文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.24.011

在媒体技术的不断发展过程当中，数字电视已逐渐融入了人们的生活。相对于模拟电视信号来说，它的传播稳定性更强，范围更广，效果更好，具备十分广泛的发展前景。对于数字电视技术来说，接收调试工作和维护保养是较为重要的一项工作。下面对数字电视信号的接收方法及应注意问题进行详细表述。

1. 数据分析

1.1 模拟测试

有线电视数字信号在传输过程中，要通过光收、光发、放大器等多个传输环节。为了保证数字信号优化的可行性，首先在实验室通过信号的模拟测试，在不影响传输指标的情况下，找到可调整电平的范围。

实验中测试了几组不同厂商的光发机、光站和放大器，用来观察增加和提高输入QAM信号后所产生的传输后的信号质量。实验模拟测试中，111M～855M下行通道满频段使用10个模拟频道、83个数字频道，所用的QAM信号的频道功率和模拟信号的载波功率相同，以中心机房光收发机、分前端放大器和用户端光站进行模拟测试数据作为此次数字电视信号优化的依据。

1.2 数据分析

通过实验室模拟数据分析，前端发机输入电平为78dBμV～82dBμV，MER和C/N变化在1dB以内，在82dBμV以上则MER和C/N劣化较大。所以，78dBμV～82dBμV为可调整范围。分前端放大器输入电平为79dBμV～86dBμV，MER和C/N变化在1dB以内。在78dBμV以上，MER和C/N劣化较大，所以79dBμV～86dBμV为可调整范围。分前端到用户光站输入电平为74dBμV～80dBμV，MER和C/N值逐步提高。在81dBμV以上MER和C/N劣化较大，所以74dBμV～80dBμV为可调整范围。

前端現网发机模拟输入电平为87dBμV～88dBμV，QAM输入则为77dBμV～78dBμV。参考中心机房、分中心机房的光发机和光收机以及用户小区的光站和放大器的调试参数，合理选择各设备的输入信号值，可在仅调整机房设备的情况下，使前端发机数字信号输入电平范围为78dBμV～82dBμV及分中心机房放大器输入电平范围为79dBμV～83dBμV时，可提高整个整转区内的用户端QAM信号和MER，达到数字电视接收质量优化的效果。

2. 数字电视信号高效率传输技术

2.1 设计数字电视信号高效率传输信道

数字电视信号的传输是一个复杂的过程。为了保证信号的有效传输，有必要设计一种高效的数字电视信号传输通道。在信号传输过程中，它们大多表现为层次结构，其中所有独立的信号都由无数基本帧组成。因此，信号传输过程可视为基本帧的传输过程。例如，数字电视信号由帧头和帧体组成。“P→信号中的n“序列可用作帧头，连接该序列的多个小程序和数据字节可用作帧体。根据两者的组成，变速箱可以同步控制。为了满足数字电视信号的高效传输，需要将传统的帧头转换为超帧头，并根据数据块的顺序传输方式选择相应长度的信道。它可用于定位传输终端和接收终端。框体是承载数字电视信息和数据的关键载体。当帧体中的数据块表示为时域信号时，可以直接使用单载波信道作为传输信道来实现信号的高效传输。当帧体中的数据块表示为频带信号时，仅通过这种传输方法难以满足直接信号传输的要求。为了满足这种数字电视信号的传输要求，有必要在传输前对信号进行转换。转换原则是：

F（k）=X（k）      k=1，2，3，……，N    （1）

式中：F（k）表示时域信号;X（k）为频带信号;k表示数字电视信号中的帧体;N表示信号帧头数量。当转换过程满足式（1）时，可以认为此时多载波模式的数字电视信号可以被转换，但需要全面考虑帧体的数量。假定数据块的总数为m，此时，与数据块对应的载波体数量也可以表示为m，因此，每个相邻子载波之间的频带间隔为1mkHz。

在确定数字电视信号的组成及其传输特性时，需要将其特性与传输通道参数相结合，并在此基础上调整传输通道的频率，以限制信号的传输，从而实现数字电视信号传输的实时调节。根据相关要求，对信号传输通道的参数进行了设计和规划。

根据上述方法，设计了数字电视信号传输通道的参数，以保证符合标准的电视信号能在通道中高效传输。

2.2 基于数字微波技术的信号噪声处理

数字电视信号传输通道选择完成后，考虑到并非所有传输通道都处于独立状态，需要在终端接收到数字电视信号后去除杂质和噪声。在去除冗余信号的过程中，一旦噪声处理不足，会影响终端的接收效果，但当噪声处理过度时，可能会丢失一些有用的信号。为了更好地实现数字电视信号的噪声处理，引入数字微波技术，通过划分信号层数来降低信号噪声，并以此确定噪声的最佳分解程度。假设终端接收到的数字电视信号由实信号和噪声信号组成，实信号表示为y（T），噪声信号表示为η（T），终端观察到的数字电视信号x（T）可以表示为：

（2）

使用数字微波技术，对噪声信号进行小波转换，并在接收端设备上对瞬时信号进行离散处理。假定小波分解的尺度为j，则在其位置n处，存在一个近似系数，可使用系数对接收的信号进行重构。重构后，可以认为此时大部分真实信号被集成一个小波团。重构后的数字电视信号可以表示为：

（3）

式中：x-（n）表示重构后的数字电视信号;aj表示在第j尺度下的分解系数;dj表示在第j尺度下的細节系数。其中j的取值范围为0～+∞。

完成上述计算后，可得出此时信号中噪声的剩余量为：

（4）

按照式（4）对数字电视信号中的近似噪声进行分解。分解过程中，需要根据信号的层级结构与小波转换系数进行处理，以此得到一个噪声去除最优解。将最优解代入式（4），得到r的具体值，r值越小，代表信道中传输的数字电视信号噪声越少，去噪效果越佳。反之，r值越大，代表信道中传输的数字电视信号噪声越多，去噪效果越差。此时需要重新按照上文提出的步骤进行信号噪声处理，以此可以实现对信号噪声的有效处理。

2.3 基于基带调控的传输信号实时追踪

在完成上述相关设计后，需要通过实时调整基带传输频率来跟踪传输的数字电视信号。考虑到电视信号是从前端信号源发射的，经过多个环节的调试和频谱转换，可以在发射通道上形成数字信号。在这种情况下，频谱函数在信道中呈现空间规律，这与直流电流的低频传输规律一致。信号传输的频率总是受到外部因素的限制。一旦这种限制不适应频谱特性，频谱传输的信号能量将逐渐减弱，信号的信噪比将继续降低。此时，信号的误码率也会上升，甚至对相邻信道信号造成强烈干扰。因此，有必要改变编码码类型，进行基带调节，将传统的信号表达式“0”和“1”转换成不同的传输码类型，以确保频谱在信号传输过程中呈现中频集中的趋势。这样初步实现了信号的实时表达。

为了保证基带信号调节的有效性和同步性，可以采用宽带双向码来表示数字电视信号的半周期。在保证数字电视信号的传输具有一定的效率之后，我们需要考虑网络中信号传输的安全性。为了实现信号传输的安全性，可以采用两种方法。首先，在网络传输前端安装一个能够实现信号自动监测的集成系统。数字电视信号在传输过程中包含大量的信息。仅仅依靠后端人员，不可能实现对所有信号的实时监控和管理。通过集成系统，可以对终端在信号传输过程中的所有参数和运行数据进行预测，从而实现对传输过程的有效预测。第二，将安全预警系统与传输系统连接起来。当后端检测到发送信号异常时，终端触发预警功能。此时，前端可以发送跟踪信号以截获发送的数字电视信号。这样不仅可以实现数字电视信号的高效传输，而且在很大程度上保证了信号在传输过程中的安全。

3. 结论

通过试点机房的优化，用户数字电视接收质量得到优化。在后续的工作中继续考虑全网的优化方案，通过进一步的优化使全网的数字信号都得到提升。同时，目前有线电视整转区域已关闭模拟信号，这样释放出更多模拟信号占用的输入功率，将来我们也可以通过进一步的测试分析和研究，来寻求更好的优化解决方案以改善用户体验质量。

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