广播电视的数字微波传输

广播电视的数字化包含数字终端设备（如电视机等）和数字信息传输设备（如光纤传输、卫星传输、地面微波传输等设备）。广播电视的数字化对改善图像清晰度、图像传输质量、增加节目套数起着非常重要的作用。更为重要的是，它能够很方便地构筑视频、音频、图像、文字、数据为一体的综合网络平台，达到多媒体综合信息服务的目的。数字化广播电视为有线电视的发展提供了无限广阔的前景。

一、广播电视数字化传输的优点

1.频道利用率高

数字压缩技术是将模拟信号经过抽样、量化，变成数字信号（即模拟/数字转换），再经取样压缩编码，驱除信号冗余度，以一定的压缩比将信号频带压窄，将其调制到载波上，这样就提高了频谱的利用率。接收则以相反的过程进行：接收、解调、解码、数字/模拟转换，视频处理后还原成视频信号。国际上目前主要有两种数字压缩传输标准比较流行，即MPEG-1和MPEG-2。广播电视数字化后可以成倍甚至成十倍地增加频道的利用率。

2.接收门限电平低、传输距离远

原广电部GY/T106-1999标准中提出了有线电视广播系统技术规范，下行模拟传输系统要求载噪比C/N≥43dB。欧广联（EBU）给出了图像信号的5级评分标准，若要达到4级以上的良好质量，则要求信噪比S/N≥36.6dB。在模拟信号的传输中，为防止信号的衰落，必须有6dB的衰落储备量，因此模拟调幅微波传输链路中系统设计的载噪比必须C/N≥49dB。在模拟调频微波传输链路中，由于S/N存在18dB调频改善系数，所以C/N≥31dB就够了。同样的模拟链路，如果采用数字压缩编码方式，中频调制器采用64QAM正交幅度调制，在留有6dB储备量之后，只需C/N≥28dB就能得到DVD的图像质量。

3.图像质量好，抗干扰能力强

由于采用了数字滤波、数字存储及再生中继技术，排除了噪声和失真积累的影响，改善了图像的信噪比，彻底消除了亮度干扰，接收机的载噪比C/N在门限值以上时，几乎可以得到无损伤的还原，虽经多级中继、转发也不会降低图像质量，因此数字电视传输的图像质量远远高于模拟电视传输的图像质量。

三、干线微波的数字改造

1.调频模拟微波和数字微波收发信设备的比较

工作原理相同。模拟和数字微波都采用70MHz中频调制器，进行上变频至微波频率，再进行微波传输，只是模拟微波设备在发信中频调制后有一级限幅中放，而数字微波没有限幅中放这一级，其他部分的工作原理是一样的。

传输带宽相同。现有模拟微波传输一套电视节目占有的带宽为±17MHz，而小容量数字微波传输34Mbit/s速率的信号，当中频采用QPSK调制和同步相干解调方式时，它所要求的微波通道传输带宽实际上也是±17MHz，因此两者的传输带宽要求是相同的。

模拟微波系统通道的部分传输性能指标，如幅频群时延指标等均高于数字微波传输系统通道性能要求，这无疑地减轻了模拟微波改数字微波的压力。现在的模拟微波器件都是全固态化的，FET场效应器件、线性放大器等代替了过去的行波管、高压盘，为模拟微波改数字微波铺平了道路。

2.需要解决的几个问题

频率稳定度的问题。模拟微波传输信号采用中频调频调制，变频用的本振采用微波介质稳频振荡器，其频率稳定度只能达到10—4数量级。数字微波传输系统传输电视信号采用中频数字调制，经过数字压缩后的多套电视数字信号复接后对中频进行QPSK调制，上变频到微波频率进行传输。它要求微波发信机线性指标高，微波本振源的频率稳定度较高，不能低于10—6数量级。一般采用介质稳频加锁相稳频双重技术进行稳频，以达到这一要求。

相位噪声问题。模拟微波采用调频方式传输，对系统相位噪声要求不高，而数字微波采用QPSK调制和相干解调方式，传输数字压缩电视信号。因此要求系统的相位噪声低于70dBc/Hz。在模拟微波系统中，即使各站本振源分别达到了这个要求，但由于各微波站中频转接，并且经过多次中继后相位噪声叠加，只有将传输设备的相位噪声降低到95dBc/Hz以下，整个系统才能满足这一要求。

以上分析证明，模拟微波设备进行数字化改造不仅在理论上是可行的，在实践上也是可行的。信号源前端采用压缩编码设备。目前国际上都采用MPEG-2国际标准来传输PAL-D数字电视信号，电视信号压缩到6Mbit/s，图像质量就能达到广播级的水平。因此确定信源按MPEG-2标准对PAL-D电视信号进行数字压缩编码，压缩的比特率为8、448Mbit/s，伴音信号按IEC268-15标准进行压缩编码处理。

在信道传输上采用数字化传输。为了保证信号经微波多站中继传输后无噪声积累、节目传输质量和传输距离无关，中频采用QPSK调制、同步相干解调方式，干线中继采用再生中继方式，在支线改造中为了节省投资，可采用中频中继。这样，虽然有点噪声积累，但不会对整个系统造成大的影响。（作者单位：内蒙古广播电视微波线路C120微波站）

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