广播电视信号传输中数字微波传输网的作用研究

褚丽蓉

（山西广播电视无线管理中心，山西 太原 030001）

数字微波传输技术是在数字微波通信技术发展基础上形成的新技术，该技术采用的波长为1 mm～1.0 m，频率为30 0 M H z～30 0 GH z，具有频率范围广、适用性广泛的优势。与传统技术相比，数字微波传输技术可以强化广播电视信号传输的能力，尤其是在地震、水灾等极端恶劣自然灾害下保持良好的信息通信。该技术的主要优势：一是有更强的穿透性。因为数字微波传输所使用的波长范围达到了1 mm～1.0 m，该波段的信号传输能力更强，可以消除传统技术因为墙壁阻挡的影响，避免信号大范围衰减。二是传输能力强。数字微波通信技术有更强的信号模拟能力，并且在技术应用中能够与数字压缩技术联用，所以在信号容量相同的情况下，该技术能够传输更多的信息，可以保证音频的清晰度。同时在信号传输中，通过数字微波传输技术可以采用多路传输的方式将视频资料发送至客户端，按照不同的载波频点提升信号传输效果。因此随着数字信号容量的增大，数字微波传输技术可以更好地适应当前广播电视4K节目的要求，例如，现阶段相关地区借助数字微波传输技术能够接收Ku波段与C波段的视频信号，并且视频信号传输质量有明显提升。

2.1 在广播电视信号传输中实现了前向纠错

从广播信号传输的角度来看，前向纠错技术的出现被认为具有跨时代的意义，该技术不仅可以提升广播电视网络中信号的传输质量，也能降低误码率，而在数字微波传输技术中也采用了该技术，通过在网络传输信号中添加冗余信息实现纠错。同时在网络信号传输前，通过发送端信号识别与编码处理的方法，将相关信息进行比较后，根据信息比较结果的差异实现信号纠错。

同时在广播电视信号传输中，数字微波传输技术所提供的前向纠错可以解决传统技术的弊端，例如，在长距离或者超长距离的广播信号传输中出现的信道噪声或者信号衰减等，通过前向纠错可显著延长传输距离，并保证信号可靠性。而相关研究发现，在数字微波传输网中利用前向纠错技术可以直接在传输码中进行冗余纠错，减少接收端OSNR容限，降低广播电视信号发送过程中的功率消耗[1]。以西门子公司生产的前向纠偏设备为例，在数字微波传输网中采用前向纠偏技术后，可以显著改善联通公司密集波分复用系统的光信噪比容限与Q值，提升光通信网络的运行性能和信号传输质量，不仅节省了设备更换所产生的巨额花销，也增强了设备的技术拓展功能。这一案例也进一步说明数字微波传输技术可满足广播电视信号传输的功能要求。

2.2 能够强化广播电视信号功能

在新型广播电视信号传输系统建设中通常会利用SDH技术提升网络传输频率，该技术的使用有助于提升系统稳定性，其中ATPC技术（自动发信功率控制技术）的出现则可以强化广播电视信号的网络建设质量，在数字微波传输网中运用该技术则可以根据微波发信机输出功率自动跟踪接收端接收电平，因此在正常的传输条件下，发信机输出功率固定在某个比较低的电平上，例如，比正常电平低10～15 dBm。在广播电视信号传输过程中电频下降情况较为常见；
当下降至低于系统限值情况下，数字微波传输网利用自动发信功率控制技术，借助微波段开销直接控制发信机来提升发信功率，最终使发信功率达到收信电平的功率要求，最终满足广播信号传输的功能要求。在数字微波传输网中，通过自动发信功率控制技术可以增强广播电视信号传输效果，并且该技术可以弥补传统信号传输中的不足。例如，在农村地区（尤其是山村地区），通过该技术可以将山区广播电视信号传输的衰落值控制在6 dB以内，满足山区居民观看电视的要求。

2.3 实现了干扰抵消

广播电视信号传输中一直面临信号干扰的问题，而采用数字微波传输技术可以实现干扰抵消，降低外界因素对信号传输效果的影响。例如，在数字微波传输网设计过程中采用64QAM调制，可以充分发挥双频极化频率复用的价值，保证单波道的传输速率；
或者针对广播电视信号传输中出现的多径衰落等问题，在数字微波传输网中增加抵消器则可以抵消其中的干扰。此外，工作人员也可以根据功能的要求来设定增加功能模块（如干扰到信号处理模块等），通过上述处理方法可以降低信号叠加产生的异常问题[2]。

从技术应用效果来看，在数字微波传输网中使用双极化频率复用技术可以确保单波道数据传输速率快速增长，并且自适应交叉极化干扰抵消技术的出现则能够增强数字微波传输网的功能，最终更好地满足广播通信信号传输的技术需求。该技术通过从所传输的信号正交干扰信道中提取部分信号信息，经过一系列处理后，通过抵消叠加的方法减少对正交极化信号的影响，一般干扰抑制能力可以达到15～16 dB，符合广播电视信号传输的要求。

2.4 能满足广播电视信号传输的个性化运用需求

随着广播电视信号传输技术水平的明显提升，对相关配套技术的灵活性与技术性提出了更高的要求，而数字微波传输技术则可以充分适应广播电视信号传输技术的发展要求，其优势主要表现在以下几方面。

（1）保证了通信信号的稳定性。当前观众对广播电视信号传输的稳定性提出了较高的要求，传统技术受天气或者太阳黑子活动等因素影响，使广播电视传输效果不令人满意，信号传输到终端后会出现卡顿或者画面质量下降等问题。而数字微波传输网技术则可以有效解决上述问题，该技术的通信频率超过100 MHz，可以降低气候因素干扰影响，并且在微波频段高频率特质使广播信号传输的稳定性会有明显提升，再加之数字微波通信中继站的运用可以减少逐站传输过程中线路噪声的负面影响，兼顾信号传输效果。

（2）可以保证线路安全。广播电视信号主要采用“接力”的方式进行传输，并达到远距离信号传输的效果，但是难以解决复杂地形条件对信号传输的影响。而相比之下，数字微波传输技术则可以在地面上设置多个中继站，采用放大电波的方法强化信号传输效果，尤其能够满足远距离信号传输的要求。

（3）拥有更高的灵活性。数字微波传输网不仅可以降低地形以及自然灾害等因素对广播电视信号传输的影响，而且其电路设置也不需要铺设光纤或者电缆等传输介质，只需要将各个中继站的通信起点与通信终端连接在一起，就可以满足正常信号传输的要求。

（4）组网方式简单。与传统技术相比，数字微波传输技术主要采用数字信号传输的方法，因此可以适应当前快速发展的数字化通信网模式，并且借助该技术可以实现高效信息交换，保证了各类数据传输质量[3]。

（5）安全性高。该技术采用数字信号传输方法，具有较高的保密性，借助数字加密技术，可以在收发设备中增设扰码电路，或者针对信息保密级别配置对应的保密电路等，因此安全性更高。

3.1 优化传输网络

在广播电视信号传输中，数字微波传输技术还需要对应的技术支持，这是因为数字微波传输网是在传统树形网络或者星形网络基础上发展而来的，通过优化传输网络，可以显著提升信号的传输效果。例如，在系统设置中可考虑增加跳线端口，这种设计可以保证数字微波传输网的功能拓展要求，确保每个微波站被有效地整合在一起。再如，信号源与节目专用微波站实现直连，则可以提升电视节目播放效果，提升信号传输质量，凸显信号传输优势。

3.2 重视传输网络与信号系统配置

在运用数字微波传输网过程中，可先在信号配置中采用上下联动的信号传输机制，采用信号直连的方法可以保证信号数据处理的通畅性；
或者根据系统控制要求增加手动操作控制装置以及报警功能，降低外部干扰因素对广播电视信号传输效果的影响。有研究指出，在广播电视信号传输中运用数字微波传输网技术时，应合理运用本地数据接口完成设备与信息管理，上述方法可以保障微波传输效果[4]。

3.3 加强调制系数管理

为满足广播电视微波传输网络建设要求，在数字微波传输网建设期间可运用调制系数的方法来强化系统功能，其主要目的是应对未来数字微波传输网建设中出现的无源站建设问题。其中在调频中，调频系数为频偏与信号最大带宽的比值，其计算方法如公式（1）所示。

式中，为调频系数；

为频偏；

为信号最大带宽。

通过控制调制系数，能够应对多个台采用同一个频率、同一时间发送同一套节目，对地区实现单频率广播覆盖，无论是在城市、农村，还是在汽车、火车上等，都可以收听节目，并且解决延时抖动等问题。

同时该技术的优势明显，可以采用调频同步广播发射系统，因此能够在技术上解决广播移动收听的问题，并降低信号交叠区干扰的影响，有助于节约广播电视信号频率资源，尤其是可以为公路、铁路等干线移动用户收听收看广播电视节目提供便利。

在广播电视信号传输中，数字微波传输技术的前景广阔，因此将该技术与广播电视节目制作环节的整合已经成为提升节目质量的新方向。在当前移动互联网技术快速发展的背景下，数字微波传输网技术的广泛运用，可以为移动数字传输提供必要的基础，并且在综合考虑农村地区或者山村地区广播电视信号传输要求的情况下，数字微波传输技术的应用范围会有明显拓展。随着大数据等现代化信息技术的发展，云计算、大数据技术与数字微波传输技术的整合则可以显著强化该技术的功能，针对广播电视信号传输功能设定的要求，通过技术集成的方法可以弥补单一技术存在的不足。从另一角度来看，未来人们对广播电视下载速率与画面画质的要求会更高，而利用大数据与云计算等技术可以提升信号的质量与节目效果，使相关技术的优势得到充分体现[5]。

安全性问题应该成为工作人员研究的新内容，考虑到各种风险因素对广播电视信号传输的影响，可考虑构建数字微波传输网闭环，通过信息网络结构的技术手段降低外界因素的影响，有助于实现安全目标。而且不容忽视的是，三网融合成为广播电视行业发展的新方向，通过对三大网络的技术改造，其技术功能趋于一致，且业务范围基本相同，这就需要相关人员能够通过网络互联互通以及资源共享等方法尽可能为广大用户提供高质量服务。数字微波传输网应主动适应三网融合的发展模式，在原有已建设广播电视网的基础上实现业务升级，例如，可通过数字微波传输网提供ATM、TDM以及以太网业务接入功能，降低移动网络终端资费，提升用户满意度。

在当前广播电视信号传输中，数字微波传输技术发挥着重要作用，其功能直接影响信号传输效果，因此，工作人员在未来应该深入调查研究数字微波技术的优势与技术内容，在深入了解该技术优势的基础上，把握技术未来发展方向，争取在日常工作中能够充分开发数字微波传输技术的功能，在不断优化技术操作与实施路径的基础上，实现数字微波传输技术创新化、多元化发展，最终成为支持广播电视行业发展的重要动力。■