地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)建設(shè)面臨的問題及對策

【摘要】隨著新時(shí)期社會(huì)發(fā)展水平的不斷提升，數(shù)字電視已經(jīng)成為電視媒體升級(jí)和發(fā)展的核心成果，本文從提升地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量出發(fā)，從理論分析和文獻(xiàn)研究的角度入手，對數(shù)字電視的普及率和具體的覆蓋影響因素展開分析，結(jié)合實(shí)際案例探討了覆蓋網(wǎng)建設(shè)期間面臨的問題以及優(yōu)化對策，提出了綜合發(fā)射塔位置設(shè)置信號(hào)干擾因素調(diào)控、信號(hào)傳送以及分配網(wǎng)絡(luò)等細(xì)節(jié)為主的設(shè)計(jì)方案，確保能夠?yàn)閿?shù)字電視覆蓋網(wǎng)建設(shè)的質(zhì)量提升奠定基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】地面數(shù)字電視；覆蓋網(wǎng)建設(shè)；內(nèi)存優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.10.011

地面數(shù)字電視技術(shù)水平的升級(jí)為當(dāng)前電視覆蓋率的提升提供了顯著的促進(jìn)作用，尤其在部分經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較為落后的地區(qū)，能夠?yàn)槿藗兲峁┩晟频碾娨暶襟w服務(wù)，成為多方關(guān)注的重點(diǎn)。但結(jié)合實(shí)際情況來看，部分地區(qū)的地面數(shù)字電視，推廣和建設(shè)的過程中，覆蓋網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域存在部分矛盾問題，直接影響了數(shù)字電視技術(shù)體系的普及和推廣。基于此，本文從理論分析和文獻(xiàn)研究的角度入手，結(jié)合當(dāng)前存在的主要問題展開分析，并制定了針對性的優(yōu)化對策。這不僅是本文論述的重點(diǎn)內(nèi)容，也是全面落實(shí)地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化升級(jí)必須解決的實(shí)際問題。

1. 數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)理論分析

1.1 建設(shè)背景

電視節(jié)目是人民群眾獲取外界信息的核心載體，而隨著新時(shí)期技術(shù)發(fā)展水平的不斷提升，地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)也逐步完善，不僅提升了節(jié)目的質(zhì)量和豐富程度，也為人們提供了多元化的選擇空間[1]。從技術(shù)應(yīng)用的層面來看，地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)的建設(shè)質(zhì)量將直接影響信號(hào)的傳輸質(zhì)量，也會(huì)影響人們的日常節(jié)目觀看體驗(yàn)，現(xiàn)階段在全面落實(shí)三網(wǎng)融合以及數(shù)字化升級(jí)的大環(huán)境下，全面落實(shí)地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)建設(shè)工作的升級(jí)和轉(zhuǎn)型，對于提升數(shù)字電視服務(wù)質(zhì)量有一定的促進(jìn)作用，也可以推動(dòng)技術(shù)體系的優(yōu)化和發(fā)展。

1.2 地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)的具體規(guī)劃形態(tài)

數(shù)字信號(hào)是地面數(shù)字電視得以穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)條件，能夠提供多元化的電視節(jié)目內(nèi)容，同時(shí)在電視節(jié)目制作以及編輯傳輸方面也會(huì)通過數(shù)字技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。目前地面數(shù)字電視系統(tǒng)作為覆蓋范圍最廣的電視廣播系統(tǒng)，已經(jīng)達(dá)成了戶戶通、雙模用戶收聽等多元化的模式，為了提升電視服務(wù)質(zhì)量，當(dāng)前的地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)形成了較為完善的結(jié)構(gòu)，詳細(xì)見圖1所示。

其中的每一個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，落實(shí)好細(xì)節(jié)上的管控和創(chuàng)新，是維持地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)建設(shè)效果的主要方向。

2. 地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)建設(shè)期間的常見問題

從目前地面數(shù)字電視建設(shè)的優(yōu)勢來看，不僅能夠提供高質(zhì)量的清晰圖像和音頻，還支持不同的高分辨率格式調(diào)整，另外在數(shù)字信號(hào)傳輸方面有著更強(qiáng)的穩(wěn)定性，具備多路傳輸以及節(jié)目導(dǎo)航等豐富的個(gè)性化體驗(yàn)功能[2]。正因如此，功能越多受到外界因素影響后產(chǎn)生的后果越為嚴(yán)重。結(jié)合當(dāng)前的常規(guī)案例統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前絕大部分地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)建設(shè)過程中，受到外界因素影響產(chǎn)生的主要問題集中在以下幾個(gè)方面。

2.1 信號(hào)受干擾概率高

在地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)建設(shè)期間，往往會(huì)受到信號(hào)干擾，例如，發(fā)射機(jī)之間的距離過近，在同步運(yùn)行的過程中，若頻率范圍相近，極有可能導(dǎo)致信號(hào)的相互干擾，會(huì)直接降低信號(hào)傳輸質(zhì)量，嚴(yán)重的則會(huì)影響用戶接收設(shè)備的運(yùn)行性能，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)丟失、圖像噪聲以及其他的體驗(yàn)質(zhì)量問題。單頻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的自干擾主要存在于信號(hào)傳輸期間，一旦出現(xiàn)了多徑傳播或者多普勒效應(yīng)，便會(huì)出現(xiàn)自干擾。覆蓋盲區(qū)問題與周邊的地理環(huán)境及自然因素有著直接的關(guān)系，比如城市區(qū)域受到高樓大廈的影響，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)覆蓋盲區(qū)，山區(qū)產(chǎn)生的影響主要由于坡度較陡或者起伏較大的地形結(jié)構(gòu)。

2.2 頻譜資源類型多樣性不足

地面數(shù)字電視的運(yùn)行需要依托頻譜資源進(jìn)行信號(hào)傳輸，但是目前用戶數(shù)量在逐漸增加，電視節(jié)目的內(nèi)容也在不斷更新，豐富的信息會(huì)加大原有頻譜資源的運(yùn)行壓力，因此在短時(shí)間內(nèi)，很容易出現(xiàn)可用頻譜資源有限的現(xiàn)象。這種供給方面不平衡的問題是覆蓋網(wǎng)建設(shè)期間最常見的問題，頻譜資源之間出現(xiàn)了競爭關(guān)系，會(huì)直接影響信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，也會(huì)導(dǎo)致覆蓋范圍相互交叉重疊。尤其無線通信以及廣播服務(wù)也在同步升級(jí)和創(chuàng)新導(dǎo)致頻譜資源的分配面臨著更大的矛盾問題。

3. 地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)建設(shè)的優(yōu)化對策

3.1 合理調(diào)整基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)細(xì)節(jié)

首先，在選擇發(fā)射塔位置的過程中，要了解當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境因素以及外界影響因素，若地勢起伏較大，要合理設(shè)置不同發(fā)射塔的位置，確定信號(hào)傳輸流暢。避免在有大型河流湖泊或者水體的區(qū)域設(shè)置發(fā)射塔，減少自然要素對信號(hào)傳輸造成的干擾。

在發(fā)射塔位置設(shè)置的過程中，要落實(shí)好當(dāng)?shù)厝丝诜植记闆r和人口密度情況的調(diào)查，以滿足人們的日常收聽需求為依托設(shè)置發(fā)射塔。若人口分布較為稀疏，則可以綜合具體的人口分布面積，適當(dāng)增加發(fā)射塔的數(shù)量，達(dá)到信號(hào)傳輸全覆蓋[3]；詳細(xì)統(tǒng)計(jì)不同地區(qū)的人口密度和數(shù)量，作為發(fā)射塔設(shè)計(jì)距離調(diào)整和數(shù)量調(diào)整的主要依據(jù)，比如一部分旅游景點(diǎn)地區(qū)以及居民區(qū)人口密度較高，對于電視的觀看需求較大，要確保信號(hào)覆蓋具備連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)無縫切換。

除此之外，在調(diào)整好發(fā)射塔位置的基礎(chǔ)上，還需要針對無線發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)節(jié)上的調(diào)控。無線發(fā)射系統(tǒng)是用戶接收數(shù)字信號(hào)的重要設(shè)施，在覆蓋網(wǎng)建設(shè)期間，要綜合當(dāng)?shù)氐牡匦翁攸c(diǎn)進(jìn)行參數(shù)微調(diào)，實(shí)時(shí)檢測傳輸流（Transport Stream，TS）碼流信號(hào)數(shù)據(jù)信息中包含的時(shí)間信息，判斷信號(hào)傳輸過程中的時(shí)間間隔長短，由此來調(diào)整發(fā)射器的發(fā)射時(shí)間時(shí)延[4]。在這個(gè)過程中可以增加自動(dòng)識(shí)別和持續(xù)性檢測的技術(shù)體系，例如同步信號(hào)處理系統(tǒng)，能夠?qū)π盘?hào)傳輸期間的各項(xiàng)問題進(jìn)行精準(zhǔn)捕捉，有助于結(jié)合實(shí)際情況判定當(dāng)?shù)氐男盘?hào)傳輸穩(wěn)定性和完整性，其實(shí)際應(yīng)用結(jié)構(gòu)見圖2所示。

3.2 建立信號(hào)干擾因素消除體系

對于信號(hào)產(chǎn)生干擾的因素較為復(fù)雜，因此制定防干擾系統(tǒng)必然要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行針對性的創(chuàng)新。

3.2.1 發(fā)射機(jī)信號(hào)干擾問題調(diào)整

在發(fā)射機(jī)設(shè)置的過程中，便需要提前規(guī)劃好頻率和頻譜，避免相鄰發(fā)射機(jī)之間的頻率相近導(dǎo)致的干擾。結(jié)合發(fā)射機(jī)的設(shè)置位置和密度情況，考慮頻率間隔、頻段選擇，并且做好頻率隔離，能夠顯著降低發(fā)射機(jī)之間產(chǎn)生的干擾問題。采用指向性的天線，可以降低信號(hào)的干擾影響，根據(jù)目標(biāo)覆蓋區(qū)域的需求和地形特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)奶炀€類型和方向性，提高信號(hào)的定向性。

3.2.2 單頻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)自干擾問題調(diào)整

在一部分繁華的城市或者地形環(huán)境較為復(fù)雜的區(qū)域，地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)建設(shè)期間，會(huì)選擇多徑傳播的方式進(jìn)行信號(hào)傳輸，經(jīng)歷了多個(gè)路徑之后，會(huì)出現(xiàn)信號(hào)衰減以及時(shí)延擴(kuò)展的問題，這是直接影響通信質(zhì)量的主要因素。為了改變這樣的現(xiàn)象，可以在信號(hào)接收端設(shè)置等化器，有助于修復(fù)出現(xiàn)了失真的數(shù)字信號(hào)。例如自適應(yīng)濾波器作為一種新型式的等化器，可以結(jié)合信號(hào)的特性進(jìn)行濾波器參數(shù)的動(dòng)態(tài)化調(diào)整，在絕大部分多徑傳輸系統(tǒng)中有著較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，改變了由于不抗力因素導(dǎo)致的信號(hào)失真問題。

頻域分離也是一種新型的防干擾對策。在接收端通過頻域分析和處理對不同發(fā)射機(jī)的信號(hào)進(jìn)行分離，進(jìn)一步降低來自其他發(fā)射機(jī)或者設(shè)備產(chǎn)生的干擾因素，也可以識(shí)別出發(fā)射機(jī)的信號(hào)，利用相應(yīng)的補(bǔ)償機(jī)制或者抑制技術(shù)，提升系統(tǒng)自身的抗干擾能力。比如可以在接收端使用信號(hào)處理算法以及干擾消除技術(shù)，常見的有多輸入多輸出技術(shù)和最小均方誤差技術(shù)[5]。

3.2.3 解決覆蓋盲區(qū)問題

結(jié)合上文論述可知，在調(diào)整發(fā)射塔的過程中，要考慮當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件、人口分布情況和人口密度，這對于解決信號(hào)覆蓋盲區(qū)問題也有一定的促進(jìn)作用。通過調(diào)整發(fā)射設(shè)備的密度，在地形起伏較大或者存在部分影響因素的區(qū)域內(nèi)，密度的增加能夠提升覆蓋范圍，同時(shí)在部分地區(qū)可以設(shè)置信號(hào)放大器和轉(zhuǎn)發(fā)器，這又可以彌補(bǔ)長距離或者復(fù)雜地形結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的信號(hào)覆蓋盲區(qū)。

另外可以通過天線的位置設(shè)置改善覆蓋盲區(qū)，原理在于信號(hào)的輻射方向以及覆蓋范圍由天線的位置決定，合理地結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整天線的位置，能夠最大限度地消除覆蓋盲區(qū)，調(diào)整的參數(shù)往往以天線類型、高度和方向性為主。

除此之外，還可以在系統(tǒng)中利用更加先進(jìn)的信號(hào)傳播技術(shù)，比如MIMO技術(shù)和波束成形技術(shù)等，有助于提升信號(hào)傳輸效率和質(zhì)量，進(jìn)一步增加覆蓋范圍。

3.3 科學(xué)設(shè)計(jì)節(jié)目信號(hào)傳輸分配網(wǎng)絡(luò)

3.3.1 微波傳輸鏈路

首先，微波傳輸鏈路是當(dāng)前應(yīng)用較廣的信息傳送分配網(wǎng)絡(luò)，主要依托微波無線電進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的傳輸，在使用該種方式進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化的過程中，要考慮以下幾方面的影響因素，保持信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和綜合質(zhì)量。首先，要進(jìn)行頻段的調(diào)整，可以綜合不同區(qū)域的信號(hào)傳輸頻段進(jìn)行調(diào)整，避免與其他的無線通信或者廣播重合，導(dǎo)致系統(tǒng)干擾。

其次，在天線布局以及選擇的過程中要做好參數(shù)以及性能方面的分析。比如依托地理環(huán)境以及不同區(qū)域的傳輸需求，合理地設(shè)置天線的布局位置，達(dá)到最佳的傳輸效果，進(jìn)一步提升信號(hào)覆蓋范圍。

除此之外，要考慮鏈路設(shè)計(jì)的前期預(yù)算和規(guī)劃的整體容量，比如從傳輸距離、天線增益效果、傳輸功率等層面出發(fā)進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，充分滿足當(dāng)?shù)氐男盘?hào)傳輸可靠性和傳輸容量需求[6]。

3.3.2 光纖傳輸鏈路

首先，光纖的型號(hào)和規(guī)格選擇要結(jié)合具體的覆蓋網(wǎng)建設(shè)規(guī)模以及需求進(jìn)行分析，考慮到傳輸距離以及傳輸容量，以此來調(diào)整光纖的特性和性能，可以保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

其次，要結(jié)合覆蓋網(wǎng)建設(shè)的需求，調(diào)整光纖連接及布線的位置，連接主要選擇高質(zhì)量和高性能的連接件、配件，做好連接技術(shù)體系和人員綜合能力的管理；在布線的過程中也要做好整體環(huán)境的規(guī)劃，以此提升信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

另外，考慮到網(wǎng)絡(luò)的整體架構(gòu)和拓?fù)湓O(shè)計(jì)，比如當(dāng)前較為常見的結(jié)構(gòu)以點(diǎn)對點(diǎn)、星形以及環(huán)形為主，可以將傳輸效率最大化，也能夠滿足信號(hào)傳輸和后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)管理運(yùn)維需求。

3.4 制定科學(xué)的覆蓋網(wǎng)運(yùn)維管理體系

首先，做好日常的信號(hào)維護(hù)工作，能夠有效發(fā)現(xiàn)對于信號(hào)傳輸產(chǎn)生影響的主要因素，在影響尚未擴(kuò)散時(shí)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，可以避免大規(guī)模信號(hào)傳輸事故的發(fā)生。例如在發(fā)射主站、輔站以及補(bǔ)點(diǎn)站建設(shè)結(jié)束之后，及時(shí)下派專門的維護(hù)人員進(jìn)行點(diǎn)位測試，了解信號(hào)的發(fā)射質(zhì)量和傳輸效果，尤其要模擬在不同環(huán)境下或者不同影響因素下的抗干擾能力。另外要結(jié)合環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行重點(diǎn)維護(hù)，比如一部分發(fā)射機(jī)房海拔較高，很容易受到雷暴天氣的影響，此時(shí)要重點(diǎn)檢查天饋線系統(tǒng)是否性能良好，針對存在破碎或者變形的設(shè)備，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和更換。

另外，落實(shí)好系統(tǒng)檢查作業(yè)。維護(hù)人員是要通過現(xiàn)代化手段全程了解系統(tǒng)和各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，在系統(tǒng)檢測的問題時(shí)會(huì)發(fā)出警報(bào)，此時(shí)技術(shù)人員可以通過遠(yuǎn)程操作的方式，判斷問題的實(shí)際成因，若無法通過遠(yuǎn)程操作解決，要及時(shí)派遣當(dāng)?shù)丶夹g(shù)人員進(jìn)行協(xié)同處理。監(jiān)測系統(tǒng)能夠判斷出覆蓋網(wǎng)中的信號(hào)傳輸情況，還可以對分布變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及云計(jì)算技術(shù)，可以形成監(jiān)測信息數(shù)據(jù)庫，便于開展日常精細(xì)化的覆蓋網(wǎng)管理工作。

4. 結(jié)束語

地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)建設(shè)的質(zhì)量和效果將直接影響人們的日常節(jié)目觀看體驗(yàn)，因此將其作為維持民生穩(wěn)定的重要一環(huán)，加大力度落實(shí)好技術(shù)以及管理體系方面的創(chuàng)新，針對覆蓋網(wǎng)建設(shè)期間的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃情況、技術(shù)體系升級(jí)、細(xì)節(jié)管理、精細(xì)化檢測等方面制定多元化的管理方案，不僅能夠維持覆蓋網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，也可以為我國地面數(shù)字電視的升級(jí)和運(yùn)維發(fā)展提供更多的可參考信息，進(jìn)而推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的持續(xù)化改革和創(chuàng)新。

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作者簡介：賈蘭杰（1980—），男，河北武邑人，工程師，研究方向：廣播電視技術(shù)。