广播电视中的数字微波传输技术研究.pdf

2023 年 7 月广播电视中的数字微波传输技术研究刘宏力（赤峰广电发射台南山台，内蒙古 赤峰 024000）【摘要】广播电视是现代广大民众了解时政尧文化艺术的主要媒介之一袁而数字微波传输技术是目前广播电视领域信号传输的重要手段之一遥 在新媒体时代袁要实现数字化图像尧高清画质和高保真音频以及互动式交互体验袁就必须加强数字微波传输技术建设遥但目前由于资金尧技术水平的限制袁在信号传输方面还没有完全达到要求遥以微波传输信号稳定性为切入点袁通过对数字微波传输技术的基本原理和在广播电视领域的应用进行研究袁探讨了数字微波传输技术在广播电视领域中的优势和未来发展趋势遥【关键词】数字微波传输曰广播电视曰技术研究【中图分类号】TN943.2【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2023）07-0145-030 引言随着新时代的到来，数字化技术在广播电视中得到了广泛的应用。数字微波传输技术已经成为电视中继、广播中继以及卫星通信等领域无法替代的重要手段之一。数字微波传输技术使用微波频段传输数字信号，与传统的语音、模拟电视信号传输方式不同，数字微波传输技术可以实现多格式信号的传输。数字微波传输技术具有高速率、高可靠性、安全、稳定等优点，可以有效避免模拟信号传输中存在的信号干扰、失真等问题。本文将从数字微波传输技术的基本原理、在广播电视领域的应用、数字微波传输技术在广播电视领域中的优势以及未来发展趋势等方面进行阐述1。1 数字微波传输技术的基本原理数字微波传输技术是使用微波频段传输数字信号的一种传输技术，其基本原理是将数字信号通过频率分解、调制、发射、传输、接收、解调和重构等过程，使信号在传输中不受干扰，达到稳定、可靠、高速传输的目的。数字微波传输技术与模拟微波传输技术最大的区别在于，前者采用数字信号，后者采用模拟信号进行传输。数字微波传输技术通过从模拟信号中提取基带，进行采样、量化、编码等操作，将模拟信号转换为数字信号，再对数字信号进行压缩，以节省带宽，最后经过数字微波传输媒介进行传输。数字微波传输技术的主要特点是使用轻量级、小型化的设备实现高品质的信号传输，同时具有频带利用率高、传输距离远、传输速率快等优势。数字微波传输技术的应用十分广泛，主要用于广播中断、电视中继和卫星通信等领域，完成广播电视信号的覆盖和传递任务2。1.1 数字微波传输技术指标在电磁频谱中，频率在 300 MHz300 GHz，波长覆盖米波到毫米波的宽泛频带都被称为微波。数字微波传输技术则是在该频谱中，采用数字信号调制技术进行信号调制解调的传输方式。随着时代的发展，对于数字微波传输要求越来越高，为了实现数字化音视频信号的传输，必须充分利用带宽资源，确保整体传输效率的不断提升。目前常用的频段有2 GHz、6 GHz、7 GHz、13 GHz、18 GHz 等，传输带宽可以根据需要进行调整，通常为 10 MHz、20 MHz、40 MHz 等。为了增强信号传输过程中的抗干扰能力，数字信号调制方式包括正交相移键控（QPSK）、16 正交幅度调制（QAM）、64QAM、128QAM、正效频分复用（OFDM）等。传输距离可以根据天线高度、传输功率和地形等因素进行调整，通常可达数十公里至数百公里。为了保证广播电视的收视效果，要求数字微波传输技术的误码率较低，一般在 10-610-9。数字微波传输技术本质就是对传输基带信号进行加密及加扰，并在宽频带上进行数字化调制，以此达到宽带宽、低误码、长距离无线接力传输的目的，在不便于进行光纤或电缆铺设的地区利用该技术进行广播电视信号覆盖具有很好的应用效果3。1.2 数字微波传输技术应用的必要性相较于传统的广播电视有线或无线传输方式，数字微波传输技术有其独到之处，由于采用了较高的射频频率，因此其传输更加稳定可靠。通过中继传专题综述1452023 年 7 月输的形式，可以有效地克服各种地域、楼宇、地形地貌的不利影响，降低光纤、电缆架设的成本，有利于发展现代广播电视。特别是现阶段我国大力推动乡村振兴建设，广播电视对于现代乡村的文化发展和人文素养提升有着积极的作用，只有通过更加广泛的传播，才能更大范围地宣传社会主义现代化建设成就和党的各项方针政策，提升乡村的现代化发展水平。采用数字微波传输技术，通过频分多址等技术，有利于形成多通道、多方式的传播能力，多载频的形式可以有效应对城市中不同类型的临道干扰，满足当前数字微波传输技术对信号传输的低误码要求。在广播电视中应用数字微波传输技术需考虑到抗干扰性，以防止受到其他无线电设备的干扰。利用信道编码和信元加密等形式，可以在数字微波传输过程中确保数据的安全性，防止数据被黑客攻击或窃取。数字微波传输技术具有较高的可靠性和稳定性，可保证音视频信号的准确传输4。2 数字微波传输技术在广播电视领域的应用数字微波传输技术在广播电视领域的应用主要包括电视中继、广播中继和卫星通信等方面。数字微波传输技术在广播电视信号传输中具有广泛的应用场景。可以用于传送卫星信号，通过天线将卫星信号转换为微波信号进行传输，从而实现广播电视信号的全球覆盖。用于传送地面信号，例如，在城市间或者山区之间传输广播电视信号，需要在两个传输点之间建立一个数字微波传输系统，将信号通过天线进行传输。应用于数字电视信号的传输，数字微波传输技术可以提高数字电视信号传输的质量和稳定性，从而提高用户的观看体验。还可以用于传送高清视频信号。高清视频信号传输对带宽要求较高，传统的模拟信号传输无法满足其需求，而数字微波传输技术可以有效地解决这个问题5。2.1 电视中继通过数字微波传输技术实现电视信号中继，可以扩大信号覆盖区域，而且传输质量高、稳定性好，传输距离较远。当电台或电视台的传输距离较远，或者为扩大信号覆盖范围而引入了接力站和转播站，传统的模拟电视信号传输就会出现信号叠加、失真、干扰等问题。而数字微波传输技术的运用，能够有效避免这些问题。当前数字电视的覆盖范围越来越广，数字化应用需求不断增长，也对电视中继提出了更高的要求。应用数字微波传输技术，引入较为多元的调制解调及基带传输技术，确保信号的大动态、高信噪比，适应更多的广播电视数字化应用场景，聚焦高清电视、高保真音频的发展，促进我国广播电视的长远发展。2.2 广播中继广播中继是电视中继的一个子集，可以保障数字微波的有效传输，解决了微波传输过程中无法避免地球曲率影响的问题，为广播电视信号宽覆盖创造了积极条件。数字化广播的覆盖面更加广泛，其对全时全域的要求也更加具体，因此必须通过数字微波传输技术，形成更为稳定的传输通道，在电离层受到干扰或其他干扰出现的情况下，确保传输的有效性和可靠性。数字微波传输技术对于信道的保护更为完善，能够利用时分多址、频分多址等技术加以扩展。在广播中继领域，数字微波技术的应用可以扩大广播信号覆盖范围、提高传输质量、提高转播效率。传统的模拟信号传输存在信号大幅衰减的问题，利用数字微波传输技术高速率、稳定可靠等特点，可以实现广播信号的稳定传递，提高信号的传输质量。2.3 卫星通信数字微波传输技术在卫星通信中具有重要的应用价值。卫星通信作为全球广域的通信方式，其覆盖面宽泛，同时也增加了更多不确定性因素，在整体通信过程中可能会形成通信盲区，造成通信的短时中断或间歇性故障。为了弥补卫星通信的不足，同时增强其通信的延展性，以适应现代广播电视发展的方向，可以利用数字微波传输技术，在卫星通信覆盖不到的地域或空域，进行“查漏补缺”，形成稳定可靠的中继补充，同时也能形成互为冗余备份的传输路径保障。通过数字微波传输技术实现地球站和卫星之间的通信，可以提高远距离通信能力、传输速率和传输质量，保证了卫星通信的稳定性和可靠性。数字微波传输技术的应用为卫星通信提供了更高效、更高速的传输方式，为卫星通信的进一步发展提供了有力的支持。3 数字微波传输技术在广播电视领域中的优势数字微波传输技术在广播电视领域中的应用，能够很好地扩展广播电视信号的传播面。数字微波传输相较于传统微波传输，其信号传输质量更好，其传输的图像清晰、音质优秀，不会受到天气、地形等因素的干扰。由于采用了数字采样及调制技术，使其带宽利用率提升，因此可以在有限的频谱资源中实现更高的传输效率，降低传输成本，提高资源利用效专题综述1462023 年 7 月率。通过更为科学的传输网络构型，可以适应不同的网络拓扑结构和业务需求，具有很高的灵活性，可应用于多种广播电视场景。采用数字加密技术，能够有效保护广播电视行业的知识产权和商业机密，提高传输安全性。各种设备设施的集成度高，功耗降低，维护成本较低，可降低整体运营成本，提高运营效益。3.1 提高传输质量采用数字微波传输技术，可以有效避免模拟信号传输中存在的信号干扰、失真等问题，使得信号传输质量更稳定，有效减少了信号损耗，保证了广播电视信号的通畅传输。传统模拟信号传输主要采用频率调制（FM）方式，在传输过程中容易受到外部干扰。例如，当有用信号频率为 2 440 MHz，对于互调系数N 值（由接收机特性决定）为 5 时，在互调性能测试中分别施加两组干扰信号，第一组干扰信号频率低于有用信号频率：f1=2 435 MHz，f2=2 430 MHz；第二组干扰信号频率高于有用信号频率：f1=2 445 MHz，f2=2 450 MHz。而数字微波传输技术则可以通过相位调制及随机序列加扰基带等技术，有效解决这一类的干扰影响，确保信号传输质量。3.2 提高频谱利用率数字微波传输技术具有高速率和高稳定性等特点，因此每个传输链路可以传输更多的信号，同时可实现大量传输数据压缩，降低传输成本，大大提高了广播电视频谱利用率，实现资源的优化利用。使用多址接入技术，如码分多址（code division multipleaccess,CDMA）或正交频分多址（orthogonal frequencydivision multiple access,OFDMA），可以将频谱划分为多个小的频段，每个频段用于传输不同的数据流，提高频谱利用率，同时减少不同数据流之间的干扰，根据需求动态分配可用的频谱资源。通过使用智能频谱感知和动态频谱管理技术，可以根据不同的时空条件，优化频谱资源的利用效率，使多个用户可以同时共享同一频段。使用自适应调制和编码技术，根据信道条件和需求动态地调整传输速率和编码方式，可以最大限度地利用可用的频谱资源，保证广播电视信号传输质量。3.3 提高通信速度数字微波传输技术的传输速度非常快，传输效果稳定可靠，可实现数据高效传输，能够满足多种数据传输的需求，为广播电视提供了高效、可靠、快速的信号传输方式。当前通过载波聚合进行数字微波传输，可以大大提升通信速度。带内连续载波聚合实现相对简单，但也是一种对频带资源要求相对苛刻的载波聚合方式，要求进行聚合的载波频带之间相邻，并且依据国际电联标准要求，这一类型的载波聚合使用的成分载波中心频率间隔必须是 300 kHz 的整数倍，以此实现更加高速的通信传输。4 数字微波传输技术发展展望随着科技的不断发展和数字微波传输技术的应用，数字微波传输技术在广播电视领域的发展前景十分广阔。数字微波传输技术的应用可以让广播电视信号的覆盖范围更为广泛，传输质量更稳定、更可靠，具有更快的传输速度，大大提高了广播电视信号的传输效率和质量。未来数字微波传输技术的应用将更加广泛，可实现互联网信息、无线通信、网络化传输等领域的应用。在数字微波传输技术的应用中，应尽可能利用新技术，努力探索更高效、更优质、更环保和可持续的数字微波传输技术方案。在数字微波传输技术发展中，还需要注重优化中继站建设、维护以及相关设施的管理，加强技术创新，确保中继传输的安全可靠。5 结语数字微波传输技术对广播电视领域的发展具有重要作用，数字微波传输技术优化了广播电视信号的传输方式和质量，提高了广播电视信号传输效率，扩大了广播电视信号覆盖范围，推动了广播电视领域的快速发展。未来数字微波传输技术在广播电视领域将继续发挥着重要的作用，服务于广大民众的学习、生活和娱乐。参考文献1 张勇.SDH 数字微波传输系统的关键技术及优点研究J.电子世界，2019（16）：173-174.2 范跃.数字微波传输在广播电视中的应用分析J.电子测试，2017（24）：114-115.3 尹善林.论广播电视数字微波传输设备及其维护技术探析J.西部广播电视，2016（19）：245.4 李淑艳.数字微波技术在广播电视信号传输中的应用分析J.中国新通信，2019（18）：115.5 王雪梅.数字微波技术在广播电视信号传输中的应用J.通讯世界，2015（7）：16.作者简介院刘宏力（1971），男，汉族，内蒙古赤峰人，本科，高级工程师，主要从事广播电视微波通信行业的工作。专题综述147