地面無線數字電視系統傳輸覆蓋技術與優化措施

張 明

（根河市融媒體中心阿龍山業務部，內蒙古 呼倫貝爾 022362）

0 引言

數字電視技術的發展使得地面無線數字電視系統廣泛應用。與有線數字電視相比，地面無線數字電視由于不依賴線路傳輸，建設成本低，施工和應用更加方便。特別是在農村地區，無線數字電視的應用提升了文化傳播覆蓋范圍。然而，地面無線數字電視系統傳輸過程中的信號可能受多種因素影響。建設時，應根據當地條件制定有效的改善方案，以提高地面無線數字電視系統的效能。

1 地面無線數字電視系統的優勢

地面無線數字電視系統因其便捷性、經濟性、功能性和靈活性，在當前數字電視領域獲得廣泛認可。隨著社會經濟發展，地面無線數字電視在城鄉文化建設中扮演了重要角色。

第一，便捷性。無線數字電視可利用無線信號傳輸節目，建設成本得到控制，移動性強，適應不同建設位置的需要。即使在惡劣自然環境下仍可保持信號傳輸，利用無線頻率資源提供優質畫面[1]。

第二，經濟性。地面無線數字電視系統的建設和運行成本低，信號傳輸快速；采用數字解碼壓縮模式，節約頻率資源，同時傳遞多套節目，包括高清數字電視節目。

第三，功能性。地面無線數字電視系統不僅能向用戶傳遞豐富和高清的電視節目，為廣大城鄉地區帶來各類優質的電視節目，豐富人們的精神文化世界，而且能夠將用戶分配網直接傳輸到數字機頂盒中，運用數字加密技術，使用戶通過電視系統即可完成付費。

第四，靈活性。地面無線數字電視采用全固態半導體技術，其線性特點為信號傳輸質量的提升奠定了基礎；日常信號傳輸的誤碼率低，信號覆蓋范圍廣，能夠結合不同地區的實際情況，形成主發射站、小功率發射站及光纖傳輸等相互結合的傳輸網絡，建設和應用較為靈活，技術應用的針對性強[2]。

2 地面無線數字電視系統傳輸的常用技術

2.1 多頻網

地面無線數字電視系統在傳輸中最常用的是多頻網。其原理是將發射機和其他相關設備組合起來，以覆蓋相鄰的區縣地區，達到無縫的信號傳輸。多頻網的優勢在于即使需要覆蓋的兩個區域相距較遠，也能夠通過多種頻率進行網絡傳輸，使頻點對接，不僅信號傳輸質量能夠得到保障，而且便于偏遠地區的信號覆蓋。但是隨著寬帶無線通信技術的發展，多頻網目前也會遇到一定的挑戰，其頻率相對短缺，高頻譜效率傳輸還應得到更廣泛的應用。

2.2 單頻網

單頻網也是一種常用的信號傳輸覆蓋技術，由發射機和相關輔助設備組成。單頻網具有開放和封閉的雙重性，在其覆蓋的范圍內能夠提供最低信號干擾。如果是開放的網絡環境，單頻網傳輸效率較高，也能有效維護信號邊界，因而對于信號傳輸范圍的覆蓋較為精確。如果是封閉的網絡環境，外界的輻射電波會在一定程度上干擾信號傳輸，所以需采用方向性天線來提高信號傳輸質量?？傮w來看，單頻網的優勢在于信號覆蓋的單一定向，通過將信號分散到點對點的發射站，信號傳輸相對均勻，對于抑制同頻干擾至關重要。單頻網在多媒體廣播系統中發揮著不可或缺的作用。由于網絡內的發射器能夠接收到相同頻率的信號，所以可應用單頻網傳輸完整的電視節目。點對點的單一定向發射也利于節省發射器功耗，實現對區域內的均勻信號覆蓋。單頻網在應用期間需注意電波多徑干擾的問題。

2.3 多頻組網

多頻網和單頻網各有優勢，但也有自身的局限性。地面無線數字電視系統的傳輸覆蓋與地形因素有著緊密的關聯，在我國不同地區會受到地形條件以及環境的影響。這種情況下，單純使用多頻網或者單頻網通常不能滿足信號覆蓋的需求，需要根據實際地形情況，采用多頻網和單頻網組合的方式，將兩者優勢相結合，從而提高信號傳輸質量[3]。例如，在一些偏遠地區，地形環境復雜，如果需要增強邊界控制能力，可使用大功率發射點均衡分布的方式，使傳輸性能得到保證；如果所需覆蓋區域有典型的細長條狀特征，則可以使用多點小功率方式，在節省功耗的同時，也能減少外界環境的干擾。

3 地面無線數字電視系統傳輸覆蓋技術的影響因素

地面無線數字電視系統傳輸覆蓋技術受多方面因素的影響，包括發射物理參數、接收物理參數、發射頻率、極化方式及信道調制器參數等，都會影響信號傳輸的質量和效率。

3.1 發射物理參數

地面無線數字電視系統在傳輸信號過程中，發射參數涉及多個不同的維度，其中天線高度的影響尤為突出。地面無線數字電視系統自身的天線高度對發射和接收范圍起到決定性的作用。為保證用戶服務質量，發射天線的高度應根據需覆蓋的范圍選擇對應的發射機功率，以保證信號傳輸質量。如果發射功率偏低，信號強度往往不能滿足所需的覆蓋范圍，較高的功率可產生更強的發射信號，并且隨著信號強度的增加，對外界影響因素的抵抗能力也更強，有助于避免信號傳輸過程中的損失。需要注意的是，除保證發射天線的高度和功率外，還應及時發現饋線損耗問題。饋線損耗會降低信號傳輸質量，隨著設備使用年限的增加，及時的更新改造才能確保設備的有效運行。

3.2 接收物理參數

地面無線數字電視系統的傳輸質量還與接收參數有著直接的關聯，比如接收天線的靈敏度，是影響信號質量尤為關鍵的因素。結構更為精細復雜的天線對于提高靈敏度十分重要，高靈敏的天線有助于減少外界因素對傳輸質量的干擾。接收天線的安裝高度也與傳輸質量有關，如果天線高度超出正常范圍，就會影響單頻網實際的覆蓋范圍。限制了覆蓋范圍，會導致信號質量下降，也會增加日常維護保養工作的阻礙。

3.3 發射頻率

合適的發射頻率可以實現更加優質的信號傳輸質量以及更廣泛的覆蓋范圍。發射頻率能夠明顯改變地面無線數字電視系統的運行狀態，其傳輸介質的光學特性關系信號傳輸的質量和范圍，所以技術人員應確保發射頻率處于有效的范圍，并通過頻率設定避免周圍噪聲對信號傳輸的干擾。采用科學的方法調整發射頻率，才能為信號的穩定傳輸奠定基礎。

3.4 極化方式

地面無線數字電視系統的傳輸會受到實際地形和環境的影響，在一些地形環境不佳的區域，采用不同的極化方式可以優化信號傳輸效果。電線主架之間的結構可使信號覆蓋受到極化的影響，如水平極化和垂直極化。在發射功率相對穩定的前提下，水平極化應用更多，其優勢在于可以拓展信號覆蓋范圍[4]。在信號分布相對較近的區域或是環境復雜的區域，垂直極化不但可以節約成本，還可以提高安裝效率。

3.5 信道調制器參數

近年來，地面無線數字電視系統技術不斷發展，呈現出多載波傳輸的趨勢，特別是單頻網，其建設規模受到載波數量的影響。載波數量多，將直接影響載波的接收質量。根據目前的實際狀況，信道調制參數會影響數字信號傳輸質量以及覆蓋范圍，這就需要調整信道調制參數來改善整個網絡的性能，從而增加載波容量，拓展網絡覆蓋范圍。

4 地面無線數字電視系統傳輸覆蓋技術的優化

受以上因素影響，地面無線數字電視系統在信號傳輸期間會遇到多方面的問題。為優化傳輸技術，工程建設應當注重從信號發射端和接收端方面加以改進。

4.1 從信號發射端進行技術優化

發射端是信號傳輸的基礎，傳輸功率對信號強度、質量都會產生影響。在我國復雜的地形地貌環境中，發射機的傳輸功率提升有助于避免信號衰減問題。除傳輸功率外，信號強度也關系著傳輸的質量。從信號的發射端到接收端之間跨越較長的距離，期間的自然空間較為復雜，有可能經過山谷、隧道等傳輸質量不佳的區域，由此造成信號強度的衰減。針對此類問題，技術人員可使用數字電視轉發器增強信號強度，用有限的建設成本擴大覆蓋范圍。另外在一些無線數字電視信號覆蓋較差甚至無法覆蓋的區域，采用漏纜方式也可增強信號強度，即使用同軸天線建立高頻能量輻射網，如在地鐵以及地下商場中，均可使用此方法改善信號傳輸覆蓋效果[5]。

4.2 從信號接收端進行技術優化

地面無線數字電視傳輸覆蓋會受機械設備性能的影響。接收系統中，機械設備的更新有一定的周期。對機械接收設備的技術升級，有助于淘汰舊有接收設備，提高信號接收能力。針對信號接收不佳的情況，工程建設中應注意提高信號接收水平，使用更加復雜的接收天線，并注意根據不同地區實際選擇適合的接收天線安裝位置，盡量減少信號干擾，消除信號盲區。

5 結語

與有線電視相比，地面無線數字電視傳輸的技術優勢主要體現在建設的便捷性和經濟性，而且功能豐富，能夠滿足不同地形環境的建設需求。地面無線數字電視在傳輸中可采用單頻網、多頻網和綜合組網的方式，但是傳輸期間由于外界建筑物、氣候條件及環境等因素的影響，傳輸覆蓋技術仍需進一步優化。為解決信號覆蓋與接收問題，工程建設可從發射端和接收端實現技術改進。