数字发射机的指标调整与无线覆盖的发展探究

朱运宏

(霍邱县广播电视台，安徽 六安 237400)

0 引言

现下群众更加关注自身的精神文化需求，促进了广播电视数字化技术的发展与创新，广播电视数字化技术在传输覆盖方面更是得到了广泛应用，数字化技术的普及改变了以往的节目制作与传输模式，也使得数字电视收视效果更加符合人们的需求。电视发射机历经时代与行业的改变，种类越来越丰富，从原来的电子管发射机，历经了速调管发射机和全固态模拟电视发射机，一直到现在的全固态数字电视发射机，始终受到从业者的关注。数字发射机标准在实践中有几种，如CMMB手机电视标准和T-DMB移动数字标准，数字压缩编码所参考的标准近年来也有了很大改变，例如，早期参考国外的H.264，MPEG-2和MPEG-4，现在开始广泛应用的我国自主知识产权的标准，即AVS+第二代移动数字标准。按照现行规划要求，未来在AVS+标准压缩方法基础上，还需向其他的AVS+转型。因此，专业领域的技术人员应该重点加强模拟发射机再利用的研发，改制数字发射机制式，提高发射机使用率，提高设备在广播电视领域的服务水平。数字发射机的实践应用需要进行指标调整，在无线覆盖作用下，技术人员必须了解指标调整的要点，同时，在数字发射机不断进步与创新的基础上推动无线覆盖发展，这是目前行业发展的核心方向。

1 数字发射机和无线覆盖

数字发射机通常称为数字调频发射机，是调频广播的关键设备之一，检验调频广播发射机的数字化程度，关键在于电路原理[1]。数字电视广播目前已经全面实现了无线覆盖，其显著特征便是容量大，具有兼容性、安全性和稳定性，满足高清、标清等不同等级的电视标准要求，可以同时采用室内外接收、移动接收与便携接收方式，在运行时更是支持单频网、多频网的组网模式以及多业务混合模式，未来AVS+压缩标准对比以往沿用标准，其压缩效率高，且有利于节约频道资源、提高抗误码效率[2]。

现如今，数字发射机以全固态数字电视发射机为主，采用单通道模式，在模拟发射机基础上，对信息源处理、功放、冷却和控制等进行了调整与优化。不仅稳定性更强，还具有良好的覆盖效益和传送质量，单套节目传播耗能不高。参考压缩标准可以决定其最终的覆盖效果，即发射机技术指标，数字发射机技术指标以功率等级、调制误差率、频谱特性、频率稳定度等为主，常用的测试设备包括场强仪、功率计和频谱仪等。为了进一步实现数字发射机无线覆盖的目标，技术人员必须做好技术指标的调整。

2 数字发射机指标调整内容

数字发射机由信号源、激励器、功率放大器、发射天线等组成，信号源又包括音视频和信号、码流等，无论是H264，MPEG-4还是AVS+，其信源编码、压缩方法不同，但信号源均为码流，这是其主要的共同点，功率放大通道在调整之后便可以得到使用。通过该特征可以对数字发射机进行改进，达到节约资源的效果，按照相应的发射频率，功率放大器还可以调整至对应的发射频率，带宽在8 MHz以上，输入码流通过复用器、放大器、天线进行发射，即可结束数字信号无线发射。经过改进的发射机必须提前测试，确定满足技术标准后方可投入使用[3]。

3 无线覆盖系统在数字发射机中的应用

3.1 构建无线多路微波分配系统

无线覆盖技术工作频段低，特别是对比普通微波传输形式，无线多路微波分配系统还体现出绕射能力弱的特点。但由于建筑物吸收作用的存在，反而不会表现出较强的反射波，系统本身频段并不会受到直接的影响[4]。此系统符合国际标准频段，因其采用的是不变压缩传输法，所以无需压缩设备，频段范围在2 503～2 687 MHz，满足国际标准频段范围。在数字发射机中的应用，增加了传送节目的是数量，这是因为该系统采用混合无线接入技术，优化了系统运营管理效率，同时采用数字压缩技术，对多个电视节目进行压缩，支持8 MHz带宽通道的节目传输。

数字发射机的无线覆盖不仅范围较广，节目数量也更多。应用数字滤波技术和数字存储技术，能够有效消除噪声，特别是在二、三维覆盖区。构建发射塔可以满足一般规模城市在节目输出方面的要求，发射天线范围为5 km，发射电视节目信号也有数百个。

3.2 多路分米波系统

多路分米波系统采用的是数字无线多路电视覆盖，电视节目效果甚至优于有线电视，还可以节约成本。此系统内部包括数字无线发射基站、室内分布系统，在室外环境需要安装无线接收天线、数字机顶盒，连接了数字电视机后便可以接收电视节目。例如，某项目采用无线覆盖系统，工作人员在准备阶段对比了数字视频广播技术和常规电视频道数字化模式发现，多路分米波系统具有多路覆盖的功能。系统发射机功率为5～8 W，根据测量数据分析发现，在10～15 km范围内所有信号覆盖均保证了精准性，且不需要消耗过多的功率，实现了电视节目信号的高效传输。计算功率时，工作人员按照模拟发射机的峰值，将数字发射机计算标准作为平均值[5]。分析最终结果发现，多路分米波系统的带宽为1 MHz，和模拟发射机带宽相比仅为12%，但实际发射效果却可超出模拟发射机8倍左右。

4 数字发射机指标调整

4.1 发射功率

地面数字电视发射系统的发射机发射功率是地面数字电视信号场强的决定性因素，该指标更是与无线覆盖范围、覆盖区域、服务质量等有关，但发射功率的关键性因素则是功率放大器增益，技术人员对功放增益进行调整，其本质也是地面数字电视发射系统输出功率的调整，使其与设计规范相符，达到预期覆盖成效，能够得出测量发射系统发射功率。

4.2 频谱特性

频谱特性指标主要包括带肩比、邻频抑制、带内不平坦度3项。

(1)带肩比。发射机放大器可以将数字电视信号功率放大，从而在所有频道之间生成互调产物，此产物即频道带肩。例如，某项目根据规定设定了电视频道带宽是8 MHz，由此可确定中心频点、偏离中心点在±4.2 MHz位置功率之比便是带肩比。项目中，工作人员利用频谱分析仪测量带肩比，此项指标和模拟信号通道载噪比近似，随之获取了发射机输出信号信噪比，即为信号输出的实际质量[6]。功放为非线性器件，而增益、线性则属于一对矛盾，若将功放增益提升，通道非线性也会随之增加，此时非线性增大可能会产生信号畸变，使得输出信号频谱改变，对发射指标造成消极影响。因此，对于发射机的调试，建议技术人员将测试指标数值作为功放通道在非线性区的判断依据，若指标不符合规范，可利用校正非线性技术指标进行调节。

(2)邻频抑制。一般的发射频道都会有相邻频道，分别是上邻频道与下邻频道。发射功率的差异会直接干扰到相邻频道信号，必须进行抑制。对邻频抑制指标的测试，建议采用频谱仪、功率计，这种组合的方式也增加了调整便捷性。

(3)带内不平坦度。所谓带内不平坦度，即有效带宽中对发射机频率响应特性的测量，这一指标代表的是工作频段中最大电平和最小电平差值。数字电视发射产生的码流信号，在有效频带中经过均匀放大处理，可以获得满足预期的效果。若想达到均匀放大的效果，平坦频响曲线非常必要，所有线性失真、非线性失真均会干扰通频带频谱的不平坦度、数字信号接收，最终导致误码。

4.3 调制误差率

调制误差率的作用是对数字发射机输出信号质量进行衡量，该指标可以反映出数字电视信号在传输之后受到的损伤，而作为指标衡量数字电视系统时的表征形式为星座图。电视发射机压缩标准转型为数字AVS+期间，发射设备需要改进，同时提高频率资源再利用效率。当前电视发射频率的频率资源十分重要，一个频道中模拟发射机频道仅能够发射1套节目，而数字电视发射机的一个频道可以同时发射约6个节目，其中包括高清节目，且保证信号无损伤[7]。例如，实践环节调试误差率时，采用了AVS+压缩方法，各个频道在信号无损伤基础上可以发射的标清电视节目数量为12套，高清节目的数量为3套，整体来说节约了频率资源。若根据此模式长期发展，群众能够接收到的公益性质数字电视节目数量将越来越多。

按照现行规划，数字电视广播网络建设已经进行到了关键阶段，技术实施方案中地面电视发射网络多是应用频点省级单频网、1个频点多频网，在所有发射台站中实现了无线覆盖，各台站中均有数字电视发射机，发射节目数量也逐渐增多。发射机采用单频网形式发射节目。另外一套发射机则主要通过多频网形式发射节目。按照所在地区的地理地貌条件，需要在行业发展过程中不断完善传输网络，在地面卫星站基础上深入建设数字微波传输，从而形成互补的形式。

5 数字发射机无线覆盖的发展趋势

一直以来，数字电视在实际应用过程中，其本身存在的优势与特征逐渐得到了广大用户的认可，更是促进了我国广电行业持续性发展。目前，很多用户在行业技术的作用下，接收到的数字电视节目数量不断增多，画质也越来越清晰，在节目制作、传输等方面的技术水平均得到了提升，但因为我国无线数字技术依然处于发展阶段，技术相关研究还不是非常深入，很多电视媒体在发展初期多会选择引进国外的数字发射机技术。基于广播电视模拟平台相继关闭的状况下，我国对于无线数字电视给予了关注，也提供了资金与政策方面的支持，为无线数字发射机创造了发展前景[8]。各个生产企业也应该借鉴成功的技术经验，通过产业融合研发与我国数字发射机无线覆盖要求相符的无线数字电视发射装置。

数字调频发射机和以往采用了模拟调频广播发射机对比，其优势主要表现在以下几个方面：第一，音质得到提升。数字调频发射机运用的是全过程数字化处理，调频广播音质与CD的音质更为接近。第二，发射机稳定性得到提升。这主要是因为数字调频发射机关键软件采用了大规模集成电路，代替分量软件和小规模集成电路，有效提升了发射机的稳定性。第三，数字调频发射机功能柔性增加。改用软件无线电技术，在确保发射机硬件条件的基础上安装了相应的软件，便可生产具有多元化功能的调频发射机，也为后续发射机升级创造了便捷条件。第四，远程监控与故障诊断准确性更高。发射机内部安装的硬件功能均得到软件化处理，发射机LCD显示屏可以了解到更多内部状态信息，利用通信接口便可实现发射机远程监控以及故障诊断。根据上述优势，数字电视在广电行业的发展中逐渐开辟了新的业务增长点，高清电视也在人们的生活中逐渐普及，很多新型数字发射机应用范围越来越广[9]。但实际上，我国产业一直以来的发展始终是基于挑战并存的局面，今后数字化手机无线覆盖的发展建议重点提高数字发射机技术，以此来提高在行业中的综合竞争力，面临不断增加的无线数字电视设备要求，数字发射机整体需求也呈提高的态势。因此，广电企业和数字发射机生产企业应该紧密合作，将生产标准加以统一，通过现行先进技术手段，提高无线发射机技术水平，研发出功能更佳、先进质量更高的无线数字发射机，进一步拓宽无线数字传输覆盖的范围。

6 结语

综上所述，在信息化时代下，数字发射机与无线覆盖技术逐步实现了融合，为了拓宽无线覆盖范围，技术人员应结合当前行业发展规划进行数字发射机的指标调整，根据无线覆盖发展方向，不断提高技术水平，使行业在发展过程中能够更加满足广大用户的需求，提高数字发射机技术水平，并且实现无线覆盖。