地面数字电视发射系统关键技术研究.pdf

科技论坛 在数字技术快速发展的过程中， 电视设备相比以往也具有了更 为可靠的技术性能，并且在模拟设备上也表现出了更大的优势， 由 此电视技术也全面的进入到了数字化的时代。 数字电视的主要内容 是在原有电视工作原理的基础上， 利用抽样、 量化、 编码等方式来对 传统的模拟电视信号进行转换， 电视信号可以转换为二进制的数字 信号， 这种数字信号通过数字信号的传输和应用能够实现信号的编 码、 信道编码等处理工作， 从而更为准确有效的加以应用。 数字信号 在应用过程中不仅有着非常好的抗干扰效果， 同时其回复能力也非 常强， 对于提高电视收视的质量和效率都有着非常好的效果。因此 数字电视的发展也被人们所广泛认可， 并且也成为了电视技术发展 的必然趋势。 1 数字电视的单频网简介 数字电视单频网的英文名称为 SFN， Single Frequency Network， 在数字电视系统中， 单频网也是数字电视的主要特征。而传统的模 拟电视多是多频网， 多频网也是模拟电视的主要特征， 多频网又可 以称为 MFN， Multiple Frequency Network， 相比数字电视的单频网， 多频网无论是在技术上还是应用质量上都相对较为落后， 单频网的 主要优势在于一个 RF 频道在播送一套或者以上的电视节目时， 能 够有效的节约频率的资源， 并且单频网所提供的场能也能够贯彻整 个核心覆盖区， 这样就能够更好的保证电视数字信号传输的质量。 单频网系统是由多个不同的站点组成的， 其中有一个主站和若 干从站， 主站的主要功能是将输入的节目流入到 SFN 适配器中， 同 时在适配器中插入 MIP 包，通过网络适配器的传输来进入网络系 统， 而后再输送到从站的接收适配器中， 从站需要对接受到的电视 节目进行同步处理进而形成码流同步， 而后经过 COFDM 编码调制 后把电视信号调制到发射频中发送出去。 实现单频网的要求是要保 证单品网中所有的发射器必须要同步进行，保证发射器的频率同 步、 时间同步以及比特同步， 这样才能够保证单频网的顺利运行。 2 数字电视激励器 数字电视激励器的可以对数字电视节目进行处理输入， 其中支 持 ASI 以及 SPI 两种接口， 在支持多层信号输出的同时， 又可以保 证电视数字信号的在信号编码调制上的变频， 数字电视激励器也是 数字电视的主要特征之一， 在数字电视运行时， 激励器能够更好的 实现输出射频信号的传输， 从而保证与国际上的标准相统一。其中 激励器在不同的工作环境下都可以应用， 利用计算机也可以把系统 的参数来进行修改和设置， 这样就保证了数字电视信号传输的准确 性。 数字电视中信道编码的主要功能是为信道编码电路进行处理， 在处理完成后， 数字电视信道编码会输出数字 I/Q 基带信号， 这种 信号是可以被直接接受的， 并且数字预校正单元可以对这种信号进 行数字基带非线性预校正， 从而保证信号传输的真实性， 同时也可 以克服大功率放的非线性失真， 对于提高射频信号的性能也有着非 常重要的作用。 另外， 在对射频信号进行放大调整后， 也可以实现信 号的射频输出， 而整个过程也只需要通过数字电视激励器就可以加 以实现。其中宽带本振的作用是给平衡调制器提供载波信号;单片 机控制则主要是通过 IZC 实现信道编码调制器、前面板控制指示、 宽带本振等单元之间的通信。面板中会通过 LED 对工作频率、 激励 输出功率等进行显示， SFN 或 MFN 工作模式使用黄色灯指示， 激励 输出用绿色灯指示， 而无码流输出、 参考故障与锁相环故障则用三 个不同的红色灯来指示， 无故障时三个红色灯熄灭。 3 数字电视发射机 由于数字信号的峰均比比较高， 数字广播电视对发射器有以下 几方面的要求： 第一， 功率放大器的线性动态范围要足够好、 功率增 益要足够高;第二， 数字调制信号在动态峰值范围内时， 发射机要保 证良好的线性;第三， 发射机的频率精度与稳定性要足够高， 相位噪 声要足够低， 确保传输信号误码率与信杂比的最小化。当前国外主 要采用的数字电视发射器机型为采用感应输出管的发射机、 采用四 极管包括双向四极管的单电子管发射机、 全固态发射机三种， 而国 内则主要为全固态发射机。 数字电视发射机中包括激励器、 切换驱动装置、 功率放大器、 电 源等组成，数字电视发射机中激励器的主要作用为外侧信道编码、 预失真与上变频， 在发射机中包括两个激励器， 一个处于工作状态、 而另一个则处于待机状态， 工作状态中的激励器发生故障之后会自 动进行切换， 确保发射机正常工作， 提高系统的可靠性。 切换驱动装 置则主要负责完成激励器故障检测及射频切换、 天线切换和相位调 整功能、 小功率放大等方面的职责。 功分器主要负责功率的分配， 而 功合器则负责功率的合成。 功率放大器中包含了多个高增益功放单 元， 确保输出功率放大效果。 在整个发射机中采用的是并联的方式， 因此功放环形器就非常必要。电源采用高功率因数开关电源， 与功 放为一对一方式供电。 数字电视发射机的特点包括： 第一， 功率放大器中采用了 LDMOS 管放大技术； 第二， 功放模 块能够覆盖整个 UHF IV/V 波段； 第三， 频率改变比较灵活， 提高了 系统的可靠性； 第四， 结构紧致， 体积较小， 最大输出功率较大； 第 五，实现了计算机技术，遥控接口非常丰富，包括并行 I/O 端口、 RS232 串口、 RS485 串口、 TCP/IP 网络接口等。 地面数字电视发射系统中数字电视单频网、 数字电视激励器以 及数字电视发射机都是数字电视系统中不可缺少的重要部分， 通过 对这三点内容的深入分析和了解， 我们也可以看出数字电视相比模 拟电视之间存在的差距， 并且在数字电视发展的过程中， 也能够找 到提高数字电视应用质量的途径， 而对数字电视发射系统关键技术 的研究也是我们一直要坚持的重要工作。 特别是在数字技术不断发展的过程中， 数字电视技术也要不断 的加以完善和改进，电视设备不仅要在性能上表现出更大的优势， 同时也要在数字电视技术上更好的体现出数字化的优势， 从而将我 国数字电视的发展带到一个崭新的时期。 4 结论 信息技术与数字技术的发展促进了数字电视革命。数字电视技 术是当前数字化信息技术领域中非常重要的组成部分。 本文通过对 地面数字电视发射系统关键技术数字电视单频网、数字电视激励 器、 数字电视发射机等进行研究， 有利于数字电视的研究开发与实 际推广运用。 参考文献 1杨延冬， 呼和， 黄艳萍， 吕倩.地面数字电视广播单频网 （SFN） 组网 关键技术与测试方法J.中国有线电视， 2014， S1： 374-377. 2何剑辉， 冯景锋， 刘骏， 李雷雷， 代明， 高力.地面数字电视广播单 频网组网工程实施研究 J. 广播与电视技术， 2011， S1： 153- 154， 156-161. 3黄浚， 何苏叶， 梁俊波.地面数字电视广播单频网组网调制器实现 的关键技术J.电子技术与软件工程， 2013， 24 （48） ： 264-268. 地面数字电视发射系统关键技术研究 于成功 （国家新闻出版广电总局 2021 台， 黑龙江 齐齐哈尔 161000） 摘要： 电视技术在多个生活领域中都有着广泛的应用， 随着数字信息化的发展， 数字电视已经成了电视技术发展的必然趋势。地面 数字电视发射系统是数字电视中的一项关键技术， 其中包括了数字电视单频网、 数字电视激励器以及数字电视发射机等部分内容。针对 地面数字电视发射系统关键技术进行了深入的论述说明。 关键词： 数字电视发射系统； 数字电视单频网； 数字电视激励器； 数字电视发射器 48