浅谈无线转播台地面数字电视发射系统

宋俊岩

摘要：为全面推动广播电视无线传输覆盖网的数字化转型升级，促进广播电视高质量发展，无线转播台地面电视数字化是我国广播电视技术发展的必然结果也是一次历史性飞跃。本文主要对无线转播台地面数字电视发展、基本知识及发射系统的组成进行简单的分析探讨。

关键词：无线转播台；地面数字发射系统；数字化

引言：随着数字化技术快速发展，2020年8月31日中央模拟电视节目发射的关停，无线转播台地面数字电视发射基本实现广播电视节目数字化、高清化全覆盖，地面数字电视发射将替代模拟电视发射，给收视群众更高的视觉体验。与此同时，网络化、智能化产品以及各种融媒体平台迅速发展，让传统地面数字电视面临新的挑战。但是地面数字电视以数字化、传输快捷、覆盖广泛的优势，又很难被其他的传输方式所取代，依然对国家构建无线数字广播电视公共服务体系起到战略性意义。

1 无线转播台地面数字电视发展

我国的无线转播台已经经历了50多年的发展历程，原来的大部分转播台都选在边远、高山地区，地理条件复杂，其作用是及时地向人民群众宣传党的路线、方针和政策，丰富人民群众的文化和娱乐生活。由起初的无线转播台站采用单一的信号传输方式接力组网来实现信号的无线覆盖，到采用无线、有线、卫星等多种传输方式共同组网实现无线信号覆盖的模式。地面电视发射机也由之前的模拟电视发射机转变为数字电视发射机。

2 无线转播台地面数字电视基本知识

2.1地面数字电视的概述

数字电视是在节目采集、处理、制作、播出、存储、传输覆盖过程中都采用数字方式处理信号的电视系统。数字电视主要有地面、有线和卫星三种数字电视节目传输方式。地面数字电视是数字电视技术的一种，地面传输技术要求最高，它是无线转播台站通过发射机发射无线电波实现数字电视节目覆盖，电视机通过接受设备来实现节目的收看。目前国际电联已经批准了欧洲标准是 DVB-T，美国标准是 ATSC、日本标准是 ISDB-T,我国于2006年推出 DTMB标准，并于2007年8月开始实施。 

2.2地面数字电视的传输标准

地面数字电视的传输需要按照它特有标准进行信号的传递和接收，主要通过三个步骤来完成：第一，利用具有数字压缩和数字调节功能的电子设备，将视频、图片和声音转化为信号波。第二，通过无线、有线、卫星等方式进行传递信号。第三，接受设备利用数字接收信号，将其还原成声音和画面。

DTMB是我国地面数字电视传输标准，它是采用我国自主知识产权的帧结构和时域同步正交频分复用（TDS-OFDM）体制，支持多种调制方式：64-QAM、32-QAM、16-QAM、4-QAM、4-QAMNR。可以在8MHz带宽内可以支持4.813～32.486Mbit/s的净载荷数据传输率，地面数字电视可以通过一个模拟电视频道传送几套甚至十几套电视节目。

2.3 地面数字电视的优点

（1）抗干扰能力强，信息传播安全、可靠。地面数字电视和地面模拟电视相比，没有地面模拟电视中常见的“雪花”和“残影”等现象。

（2）频谱利用率高，提高传输效率。在同样8MHz带宽下可以传输多套广播电视节目，能提供较高质量的电视信号。

（3）建设、维护成本低，可支持移动接收等。

3 无线转播台地面数字电视发射系统组成

无线转播台站地面数字电视发射系统主要包括：发射机系统、信号源系统、供配电系统、天馈线系统和自台监测系统等5部分构成。

3.1发射机系统

以吉兆GME11D13型 1KW UHF 地面数字电视广播发射机为例，地面数字电视发射机有7个部分组成，这7个部分分别是激励器、放大控制单元、功放单元、配电单元、开关电源、无源部件（分配器、合成器、滤波器、定向耦合器等）、机柜等。

主要工作原理是来自前端的码流信号首先进入两台激励器进行信道编码、调制，然后进入到控制放大单元内部进行主备激励器的切换控制及预放大，之后进入二分配，将信号分成两个幅度、相位相同的信号，分别进入两个功放，进行信号放大，放大之后的信号通过同相二合成进行合成。功率合成之后的信号通过滤波器进行滤波，最后通过定向耦合器输出。其中开关电源主要给功放进行供电，GPS/BDS双模单频网授时器给激励器提供1PPS、10M的参考源。

图1 发射机原理图

3.2信号源系统

我国数字电视信号源采用自主知识产权的信源编解码技术即（AVS+），以蒙山转播台为例，地面数字电视信号源由两路传输流组成，一路编码复用了 8 套数字标清电视节目（CCTV1/2/4/10/12/13/14/15），另一路编码复用了 4 套数字标清电视节目（CCTV9/11/17/CGTN）和4套地方台电视节目（山东卫视、山东齐鲁、山东农科、山东生活）。两路地面数字电视节目码流通过卫星、光缆、微波传送至蒙山转播台通过适配器后传送到发射机采用 DTMB 标准进行无线数字化覆盖。

蒙山转播台配备了数码视讯和博汇两部信号切换器，当值班过程中发现播出、传输、发射、接收电视节目信号受到侵扰或者发现异信号，可以切换正常信号，选择优质信号播出。

3.3供配电系统

根据省直属转播台的覆盖范围和影响程度，安全播出保障等级应达到二级保障要求，必须接入两路外电，其中一路为专线。蒙山转播台配有蒙山线和龙潭线两路外电，及120KW和300KW两部柴油发电机为电视系统方面的发射机、数字电视联络柜、同轴开关等3个部分供电。当外电有故障时，可立即开启发电机送电。同时配备了不间断电源UPS，可实现各频道在市电和发电机供电失常时30分钟内不间断供电，保障了电视节目的正常播出，降低了停播率。

3.4天馈线系统

广播电视天馈线也称之为天线的“馈线”，是连接信号传输天线与收、发信机之间的电磁传输线，它具有方向性、阻抗性、匹配性等特点。馈线系统由主馈线、分馈线、阻抗变换器、功分器等设备组成，主馈线是关键的能量载体，可以根据实际情况选取单或双馈线方式馈电电路，满足实际的损耗要求和功率要求，确保输出的信号能量顺利馈送至天线振子上。

蒙山转播台在700兆改频升级改造中，利用原有天馈系统组件，将17CH、20CH发射机的输出经双工器合成后，通过开关板切换输出到1号塔和2号塔的天线发射，两个频道均为水平极化，两副天线可通过开关板选择互为备份。同时拆除1号塔原11频道电视天线，安装一套电视备用播出系统发射天线，在保持原43CH R&S发射机性能的基础上，甩开滤波器，改为17CH/20CH双频发射，构建备用播出系统。数字电视发射机主备机之间都配备了同轴开关，可以实现手动和自动倒机。当发射机出现异常时，可及时倒机，以确保节目安全播出。

3.5自台监测系统

蒙山转播台的自台监测系统可同时监测微波、光纤、卫星、切换器及发射的信号状况，并在故障时发出报警提示，为安全播出提供了很好的保障。

经过五年多的发展，蒙山转播台的自台地面数字电视广播监测系统从信号源监测、发射信号监测、发射机监测和切换器等四个环节入手，形成了电视墙监测、伴音幅度监测、信号源维护保障监测、远程监测、基于云平台的发射机监测和定时抄表数据监测等多个模块的“立体”监测网络，为数字电视的安全优质播出提供了有力保障。

4 结束语

综合本文所述，无线转播台地面数字电视在数字化技术飞速发展下，被迫面临着很大挑战。但根据现阶段的发展状况，以它的优势特点还是无法被其他传输的方式所取代，地面数字电视还会具有一个比较广阔的应用前景。

参考文献

[1]  肖红路. 浅谈地面数字电视技术的应用及发展前景[J]. 科技传播,2020,12(3):64-65.

[2] 王勇. 浅谈地面数字电视[J]. 西部广播电视,2021,42(3):236-237.

[3]周忠. 浅谈地面数字电视发射系统[J]. 电子世界,2021(8):204-205.

作者简介 ：

宋俊岩1990年10月男汉族  籍贯：山东省临沭县最高学历：本科

职称：助理工程师研究方向：广播电视覆盖工程 邮编： 273300