广播电视信号传输及检测技术

广播电视信号传输及检测技术

李婷

新疆广播电视台   新疆乌鲁木齐市    830091

摘要：随着科技的不断进步和社会的不断发展，广播电视作为人们获取信息、娱乐休闲的重要手段，已经成为现代生活不可或缺的一部分。对广播电视信号传输及检测技术的研究，对于提高广播电视的传输质量和观看体验具有重要意义。在广播电视信号传输技术方面，传统的模拟信号传输以及数字信号传输方式都得到了广泛应用。

关键词：信号传输；检测技术；广播电视

中图分类号：TN948文献标识码：A

引言

电磁波是由同相振荡且相互垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波，它的频率一般在 300 GHz 以下。无线电波属于电磁波。按照管理部门的调配，无线电波被划分为不同的频段使用。电磁波中的无线电波包括长波、中波、短波、微波等，都可用来作为广播电视信号的传输媒介。这些信号和充斥在空气等介质中的电磁波信号相互作用，共同决定接收端的信号质量。

1 广播电视信号传输技术

1.1 AM调制技术

AM调制（幅度调制）技术是模拟信号传输常用的一种方法。在AM调制技术中，音频信号被叠加到载波信号上，通过改变载波的幅度来携带音频信息。具体而言，音频信号的振幅被用来调制载波信号的幅度，而载波频率则不发生变化。AM调制技术有着简单的原理和较低的复杂性，使其在广播电视领域得到了广泛应用。然而，AM调制技术也存在一些问题，如抗干扰性能差、信噪比低以及带宽受限等。

1.2 代码调制技术

当前，PSK(phase shift keying，相移键控)和QAM(quadrature amplitude modulation，正交振幅调制)被广泛使用，在传输数字基带信号之前，通过采用数字调制技术，可以有效地将原始的低频信号转换为高频信号，从而实现对网络的有效传输。在调制过程中，PSK可以有效抵御外界干扰。随着技术的发展，OPSK(偏移正交相移键控)和MLCM(多级编码调制)已经成为中小型数字微波通信系统和广电行业信号传输的重要组成部分，前者采用载波加密的方式，而后者则需要在SDH(synchronous digital hierar-chy，同步数字体系)中插入额外比特数，以实现数字业务信息的传输。

1.3 移动广播

移动广播是广播电视工程中的一种数字传输方法，利用移动通信网络，将音视频内容传输到用户的移动设备上进行播放。移动广播具有覆盖范围广、内容丰富、交互性强等特点，适合移动用户在旅途中进行高质量音视频内容的获取和观看。移动广播的传输方式通常采用数字化的信号传输技术，利用各种编码和压缩技术，将音视频信号转换为适合在移动通信网络上传输的数据流。移动广播传输方法的应用范围广泛，包括移动电视、移动视频、移动音乐等，为广播电视工程中数字传输技术的发展提供了更加广阔的空间和市场前景。

1.4 基带信号与载波调制技术

基带信号与载波调制技术是数字信号传输的核心内容之一。在这种技术中，声音和图像信号以数字形式从源端生成，然后通过数字调制器将其转换为调制信号，最后与载波合并进行传输。基带信号表示声音和图像信息的原始数字形式，经过采样和量化处理，得到一系列离散的数字值。为了将基带信号传输到接收端，需要将其与特定的载波波形相乘，得到调制信号。通常使用正弦波作为载波信号，通过改变频率、相位或幅度来携带基带信号。基带信号与载波调制技术具有多样的应用，如调频调制、相位调制和振幅移动键控等。这些技术能够有效地传输数字信号，并在接收端解调还原出原始的声音和图像信息。

2 影响信号传输的因素

广播电视传输的信号本质上来说也是一种电磁波信号，如通过卫星传输的C波段、Ku波段信号等，就是属于微波波段的电磁波信号。广播电视常用的电磁波波段有短波、长波、微波等，分别对应不同的使用场合。例如，中波发射台站使用的调制频带就是中波波段，使用基带信号的特征对待调试中波信号的振幅、频率、相位等进行改变，形成适合该高频信号传输的负载信号，并使用特定的技术参数进行接收和解码。马拉松或综艺节目中常用的微波摄像机，就是利用微波波段进行信号的调制和发射，可以实现无线手段的远距离传输，通常较卫星传输和有线传输更加灵活，更具性价比。广播电视制作域的信号使用的是基带信号，属于信号频谱在零频附近的低通信号，可以算作无压缩的原始电信号。基带信号在近距离传输时信号衰减不大，如高清基带信号在百米范围内的信号衰减幅度能够被接受，但是远距离传输时的传输质量则会产生断崖式下滑。这与模拟信号传输表现的雪花噪点逐渐增加的情形不太一样，只有利用示波器，才能通过眼图等通道特性直观地看到图像传输质量的好坏。

3 广播电视信号检测技术

3.1 信号强度检测

信号强度检测可以通过多种方法实现。一种常见的方法是使用天线接收到的信号的功率作为信号强度的指标。这需要在接收设备中增加功率检测电路，来测量接收到的信号的功率水平。另一种方法是基于信号的电压或电流进行测量。在接收设备内部，可以通过采样和放大接收到的信号，然后使用模拟或数字电路来测量信号的电压或电流，从而获得信号的强度信息。信号强度检测对于广播电视信号传输非常重要。它可以用于评估信号的传输距离和覆盖范围，发现可能导致传输质量下降的问题。例如，在广播电视传输过程中，信号强度的变化可能导致传输中断、图像模糊或声音失真等问题。通过监测信号强度并及时调整接收设备的参数，可以提高信号的传输稳定性和质量。随着技术的不断进步，信号强度检测技术也在不断演进。传统的信号强度检测主要关注信号的功率水平，而现代的数字信号处理技术允许更加精确地测量信号的强度和质量。这些技术包括动态范围扩展、自适应滤波器和多通道接收等。

3.2 信号干扰检测

从电磁信号的传导来分，屏蔽干扰的手段有静电屏蔽、电磁屏蔽、磁屏蔽等，目的都是通过材料的特性来防止电磁场的干扰。也可以提前配置低通滤波器等元器件，通过抑制频率的原理，实现对低频、中频电磁信号的有效抑制。在干扰来源可控的情况下，尽可能通过行政手段或物理手段排除干扰源，在不可抗力情况下，需要尽可能备份多种传输手段，必要时启用低性价比方案，以保证节目制作分发的顺利进行。

3.3 降噪技术

降噪技术可以通过消除信号中的噪声，从而提高信号的质量和清晰度。降噪技术主要包括滤波、谱减和自适应降噪等多种处理方式。例如，采用低通滤波器可滤除高频噪声；采用谱减技术可分析信号的频谱分布，进而减少噪声的干扰。除了传统的信噪比评估方法外，还有一些新兴的技术被用于信号噪声检测。例如，机器学习算法可以通过对大量数据的训练来识别、区分信号和噪声，从而提高信号噪声检测的准确性和效率。此外，深度学习算法也可以用于对复杂信号的噪声进行建模和修复，从而提高信号质量。

结束语

广播电视安全播出的重要性不言而喻。传输过程中的信号失真、衰减和丢失是影响结果的重要因素。传输信号的电信号属于电磁波中的一种，因此，对于传输干扰，可以从电磁干扰入手，根据监测到的频谱分布查明干扰源，之后采取相应的应对手段，找到最适合实际环境的广电信号传输路径和频率，最大限度地实施抗干扰手段和备份方案，保证信号传输的可靠性和稳定性，保障信号完整、安全播出。

参考文献

[1] 梁志友 . 广播电视发射机故障检测技术 [J]. 科学技术创新，2020（7）：82-83.

[2] 陈敬华，李冰.5G基站干扰C波段广电卫星接收站的原因与解决方案研究[J].中国无线电，2020（12）：55-57.