影响数字电视信号传输质量的因素分析及对策

摘　要：随着社会经济的迅速发展，目前我国广播电视事业已经向广播电视数字化推进。数字电视从无开始经历了卫星数字电视、有线数字电视，到现在的地面传输数字电视，使广播电视技术水平整体得到了很大的提高。笔者重点分析了卫星数字电视信号的干扰因素，并提出了应对措施。

关键词：数字电信号； 传输质量； 信号

    数字信号的传输方式通常可分为基带传输和载波传输两类。所谓基带传输就是将数字信号通过码型变换变为适于传输的码型，并经过发送低通滤波器滤除部分高频分量，经过光纤、电缆、双绞线或微波等进行传输。而载波传输则是用原始或基带数字信号改变载波的某一参数，如载波的幅度、频率或相位，实现频谱的搬移。这个过程称为调制，然后将携带数字信号的载波送人有线、卫星或地面无线(包括微波)信道去传输，这就是数字信号的载波传输。

1 数字电视概述

    地面数字电视是指使用地面广播传输方式传输电视信号的一种电视广播系统。它可以在日常为人们提供工作学习娱乐的各种资讯，在地质灾害期间可以紧急动员多方力量，在动荡时期可以充当政府喉舌统一媒体。

    自1936年英国首先开通了黑白电视广播以来，电视技术先后经历了黑白电视、彩色电视和数字电视的发展。与此同时电视的广播传输方式也得到了发展，现在电视广播具有了无线广播、有线广播、卫星广播、数据广播等多种传输方式。从上世纪起，经过多年的发展电视技术渐渐走向成熟，模拟彩色电视的三大制式分别是PAL、NTSC和SECAM，60年代起各国都加快了建设数字电视的步伐。

    数字电视是相对于模拟电视而言的，它是录制、采编、传输、接收等环节均采用数字化手段来实现的电视系统，也可以说是在信源、信道、信宿三方面全面实现数字化和数字处理的电视系统。其中电视信号的采集、加工和发射属于电视的信源；传输和储存属于电视的信道；接收端与显示元件属于信宿。数字电视采用了超大规模的集成电路、计算机、软件、数字图像压缩编解码、数字伴音压缩编解码、数字通信、数字多路复用、信道纠错码、调制解调及高清显示器等技术。

    数字电视按其传输视频的比特率大小可分为标准清晰度电视和高清晰度电视。标准清晰度电视的节目比特率为3-8 Mbit/s，显示清晰度为350-600线；高清晰度电视的节目比特率为18-20 Mbit/s，显示清晰度为800-1000线。

    数字电视按其传输方式可分为三类：有线数字电视、地面数字电视和卫星数字电视。

2 数字电视优缺点

    数字电视由于采用了数据压缩技术，传输信道宽度较模拟电视大为减少，利用现有传输一套模拟电视的带宽就可以传输8-10套标准清晰度的数字电视节目。数字信号需要的信噪比为26 dB，相较模拟信号的信噪比40 dB已大为减少，即在相同覆盖面积的条件下，数字电视信号大大节省了发射功率。

    在同步转移模式的通信网络中，数字电视可以实现多种业务的动态组合。数字电视可以依据频率的高低进行分级调制传输，便于在各类通信信道特别是异步转移模式的网络中传输，也便于与计算机网络联网。容易实现密码措施，即加密/解密，加扰/解扰技术，便于专业应用和数据广播业务的应用。

    但是数字电视也存在自身的缺点如：采样、量化误差、压缩编码带来的信号损伤、在节目制作和传输过程中的贯通延迟等。与数字电视带来的优点相比这些缺点是瑕不掩瑜，所以数字电视取代模拟电视是大势所趋。

    我国计划在2010年到2015年间逐渐用地面数字电视取代地面模拟电视，据统计，我国有线电视收看用户约为1.4亿户，而我国现有家庭3.78亿户，剩下的这部分家庭是以地面数字电视为主要方式来收看电视节目，同时加上日渐流行的各种移动电视终端接收设备，我国地面数字电视用户的群体将会更加强大。为了能实现地面模拟电视向地面数字电视转变的这一重大课题，地面数字电视网络规划的工作就显得尤其重要。

    2006年8月16日，我国国家标准化委员会发布了一个强制性标准GB20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》，现在它已经在全国进行推广应用。目前电视广播网络模式主要有单频网及多频网两种模式。单频网是指在同一网络中，同一区域的所有发射机在同一时间用同一频率发射传输数字电视节目的一种组网技术。多频网是指相邻发射机使用不同频道传输同一电视节目，每个发射机只覆盖它附近区域的一种组网技术。

    单频网相对于传统的多频网而言，由于在服务区域内传送一路信号只需要一个频率，因此大大节省了频率资源，针对我国频谱资源紧张的特点，这一优点显得尤为突出。同时，在高楼林立的城市中，无论一个数字电视发射机的发射功率多大都会有很多信号覆盖不到的地方，这些覆盖不到的区域被称作盲点，单频网则可通过多个发射机使用同一频率发射的办法来解决盲点问题，从而提高覆盖率，实现无缝覆盖。单频网配置规划灵活，可以用多个小功率的发射机来代替一个大功率的发射机，在降低设备成本的同时减少电磁污染，提高覆盖效果。

    但是单频网技术还未成熟，它也存在一些固有的缺点，为了实现无缝覆盖就要求发射机的密度要足够大，同时单频网对发射机之间的间距也有明确的要求；单频网对同步要求高，需要依赖精准的基准时钟和一些算法，这些对设备的要求也增加了单频网的建网成本。即便单频网在实际应用中会遇到一些阻力，但它任然是加快我国地面数字电视发展步伐的有力保障。未来我国的单频网至少都是以市为单位，逐渐建立省级乃至全国区域范围的大规模单频网，因此，单频网的网络规划方法显得尤其重要。

3 数字电视信号传输干扰因素分析

3.1 系统噪声   噪声即干扰信号，在信号传输的过程中，各部分都会产生噪声，并且逐步叠加，降低了信号的清晰度，同时致使系统载噪比C/N指标下降。系统噪声包括有源设备和无源设备产生的信号，同时也包括光和电在传输过程中的噪声。

3.2 传输损耗   所谓损耗，就是在传输过程中由于介质和设备引起的信号功率的降低，对于HFC网络来说，主要是光缆以及同轴电缆。

3.2.1   光传输损耗   光纤损耗就是功率降低，主要原因：1）吸收损耗。无论纤心是什么材料的，在光的传输过程中都会有吸收现象，光吸收的强弱程度与材料结构以及波长、杂质等因素有关。2）散射损耗。由于光纤的结构上会存在不均匀以及缺陷等原因，光信号在传输的过程中就会出现散射现象。包括：制作缺陷散射以及瑞利散射，还 有受激散射。3）弯曲损耗。由于外力造成的光纤弯曲，会破坏其全反射条件，引起辐射损耗，并且随着弯曲半径减小损耗急剧增大。

3.2.2   电传输损耗   同轴电缆作为传输系统的主要部分，但是其内外均有一定电阻和漏电流存在，高频信号传输过程中能量会转化成热量损失。

3.3 非线性失真   在系统传输过程中，非线性失真主要有以下方面：光纤色散引起的失真、光接收机和发射机引起的失真及其传输中的电放大器引起的非线性失真。

3.4 反射存在的影响   对于HFC传输系统，信号从前端机房到用户接收终端，中间要经过各类活动接头。但是传输线路长、设备及其接头多，在这些接头处容易产生反射，而且影响较大不易查找，因此必须重视安装工作。

3.5 数模混合传输的影响   由于数字化技术尚未成熟，正处于过度时期，因此，

在很长时期内还要采用这种传输方式。在传输过程中两种信号相互影响，导致更大程度的失真。

4 数字电视信号故障处理措施

4.1 模拟传输频道与有线数字频道相互干扰   在以前的模拟频道传输中，传输质量的评价指标是复合三次差拍比和组合二次差拍比，而有线数字传输系统中最重要的评价指标是误码率，即错误的比数和传输的总比数之间的比值。误码率能够真实反映数字传输系统的有效性，但在两个传输频道的传输过程中，会产生相互干扰，而且无法消除，只能通过调试把干扰降到最低，减少传输信息的失真率。

4.2 电视接收机改善收视效果   当有线数字电视系统安装以后，有的电视机画面质量与采用传统的模拟传输系统无太大改观，而有的电视机改观较明显。这是使用模拟传输系统时，电视的画面质量高的，换用数字电视系统画面质量改善就不明显，反之则明显。电视接收机可以对模拟的频道画面进行数字化处理，从而出现更好的画面结果，它是一种从模拟电视系统到数字系统转化的过渡性产品。但是现在使用的电视接收机只是普通的接收机，只能在一定程度上改善电视机的某些画面质量问题。如果想从根本上来提升数字电视系统的画面效果，就必须使用真正适用于数字电视系统的接收机。

4.3 用户端信号失配导致数字信号接收   在安装了有线数字电视系统以后，有的频道模拟电视系统能够正常收看，而数字电视却无法接收。这一现象的产生原因是数字信号的频率不在接收范围内，可以通过调整有线数字接收频率解决。如果经测量，接收频率在正常接收范围内，就很有可能是因为用户端信号失配导致的。有的用户为了省钱多接电视，将接头并接进行信号再分配，这样就会影响数字信号的接收。只要将用户端进行分配器改接，就可以恢复正常。

参考文献

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