對數(shù)字電視地面施工過程的簡要探討

劉濟斌

摘要：數(shù)字電視是消費類電子視聽產(chǎn)品制造業(yè)和廣播電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要趨勢。與我們目前收看的模擬電視相比，數(shù)字電視圖像分辨率更高，音質(zhì)更好，高清節(jié)目具有很強的臨場感、逼真性和感染力，而且數(shù)字電視技術(shù)極大地提高了頻譜效率。現(xiàn)在很多國家已經(jīng)開始從模擬電視轉(zhuǎn)向數(shù)字電視廣播，并將逐步停止播出模擬電視節(jié)目。由于數(shù)字電視的廣泛應(yīng)用，研究地面施工過程顯得尤為重要，本文就針對這個問題進行論述。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電視天線工程系統(tǒng)施工

0引言

數(shù)字電視正在用活生生的事實，將諸多的不可能變成可能，并最終將讓所有的人都理解數(shù)字電視的真實。數(shù)字電視不僅僅是一種新發(fā)明，不僅僅創(chuàng)造了一個新市場、提供了一種新工具，而且還會對傳統(tǒng)的各個領(lǐng)域產(chǎn)生沖擊。也就是說，數(shù)字電視不僅僅是你是否使用的問題，而是它將改變?nèi)撕推髽I(yè)的命運。

1發(fā)射天線

發(fā)射天線的作用是向空間輻射電磁波，電磁波由交變的電場和磁場構(gòu)成。為了方便分析，工程上規(guī)定：用電場的方向表示天線極化方向。一般使用的天線都是單極化的。在傳統(tǒng)的模擬電視無線覆蓋中，考慮無線電波的視距(無遮擋)傳播方式，天線采用高塔(高山)懸掛。由于水平極化天線具有良好的遠區(qū)場強分布，在同樣的發(fā)射功率下可以覆蓋更大的范圍，所以發(fā)射天線基本上都是水平極化天線。但是，水平極化天線的近區(qū)場強分布劣于垂直極化，特別是在潮濕、多水、多樹林等環(huán)境條件下，由于水平極化天線極化偏轉(zhuǎn)的原因，垂直極化天線的近地接收效果優(yōu)勢明顯；另外，由于垂直極化接收天線很容易實現(xiàn)水平面內(nèi)360°接收，因此在移動接收時垂直極化的天線更合適。

2天線選址

目前，大部分電視發(fā)射天線的位置的選址有兩種情況：高山低發(fā)射塔和平地(樓房)高發(fā)射塔。對于UHF頻段內(nèi)的無線傳輸，雨衰不是傳輸損耗中最重要的部分，當(dāng)發(fā)射天線采用水平極化時，在春夏暴雨季節(jié)，部分離發(fā)射塔很近、平常接收效果很好的地點其接收效果顯著變壞，而場強較天晴時還略有增加。通過對接收到的無線信號進行測試分析，可以看到在雨天多徑情況明顯惡化。造成這種情況的原因，我們認為與發(fā)射天線的位置有關(guān)。

由于傳統(tǒng)模擬電視考慮的是大范圍覆蓋，而移動電視現(xiàn)階段主要考慮的是城域覆蓋，所以在移動電視發(fā)射天線的選擇上，重點要根據(jù)具體服務(wù)區(qū)的地形地貌特點，以均勻覆蓋為目的。天線位置不一定要求非常高，天線的高增益也不是重點追求的目標(biāo)。一般以選擇不超過4層左右的偶極板天線為宜。

3發(fā)射頻率

目前各地開展地面數(shù)字電視實驗，一般在工作頻率上選擇范圍不大。但就地面數(shù)字電視這項技術(shù)而言，對工作頻率還是有一定要求的。①現(xiàn)在地面數(shù)字電視發(fā)射機一般都采用LDMOS功放模塊，為了獲得較大的線性動態(tài)范圍，基本都選擇其工作頻率在UHF頻段內(nèi)。②目前數(shù)字電視信道解調(diào)的FFT都依賴速度有限的芯片完成，它的處理能力是有限的，對多徑信號的時延越短，處理愈快：而對于速度相同的移動接收而言，頻率愈低，多普勒頻移越小，因此工作頻率相對低一些對高速移動接收是有利的。③水、濕地、樹林等對無線數(shù)字信號的吸收，隨著頻率的增高而增大。④目前UHF頻段的低端，電磁干擾嚴重。根據(jù)國外有關(guān)專家的意見，開展以移動接收為主要業(yè)務(wù)的地面數(shù)字電視廣播，其工作頻率一般選擇在550～700MHz之間較為適宜。特別是在水、濕地、樹林偏多的地區(qū)，開展數(shù)字移動電視廣播以工作頻率偏低端為宜。

4單頻網(wǎng)與多頻網(wǎng)

單頻網(wǎng)(SFN)是指同一區(qū)域內(nèi)的若干個發(fā)射臺同時在同一個頻段上發(fā)射同樣的無線信號，以實現(xiàn)對一定服務(wù)區(qū)域的可靠覆蓋。在傳統(tǒng)的模擬電視中，相鄰發(fā)射臺需要使用不同的頻率播放節(jié)目以避免相互干擾(差轉(zhuǎn))，在一定距離以外才能進行頻率重用，即多頻網(wǎng)(MFN)方式。在MFN方式下，一套模擬電視電視節(jié)目要覆蓋較大區(qū)域，就必須占用幾個頻道的帶寬，消耗了大量的頻譜資源。在電視廣播中引入單頻網(wǎng)的概念，是電視技術(shù)數(shù)字化帶來的結(jié)果，采用數(shù)字調(diào)制和數(shù)字信號處理技術(shù)，使單頻網(wǎng)的應(yīng)用成為可能。

相對于傳統(tǒng)的多頻網(wǎng)，單頻網(wǎng)帶來的最直接的一個好處是頻譜效率提高。由于同頻率使用，在同一服務(wù)區(qū)一個頻道上采用數(shù)字電視技術(shù)可傳送多套電視節(jié)目，可以節(jié)省大量的頻率資源，多個發(fā)射臺同時工作所帶來的分集效果，也使得接收的可靠性大大增強，從而獲得更好的節(jié)目覆蓋率。此外，通過對發(fā)射網(wǎng)絡(luò)(如發(fā)射機的數(shù)量、分布、單個發(fā)射機的天線高度、發(fā)射功率等)的調(diào)整和優(yōu)化，還可以降低總的功耗，減輕對附近其它網(wǎng)絡(luò)的干擾，甚至可以根據(jù)需要方便靈活地改變覆蓋區(qū)域的分布。

5GPS

GPS是單頻網(wǎng)建設(shè)中非常有效也是非常必需的一個設(shè)備。GPS的作用就是方便地提供一個在任何地點都同步的系統(tǒng)時鐘10MHz和參考時間信息1PPS。雖然這些也可以通過SDH網(wǎng)絡(luò)等而得到，但通過GPS是最快也是性能較好的一種選擇。通過與天上GPS衛(wèi)星同步，可以獲得高達1E－11的高穩(wěn)定信號。在選擇GPS接收機的時候，有以下注意事項：①目前很多GPS接收機都宣稱擁有自動切換功能，一旦當(dāng)GPS接收機不能同步接收到天上GPS衛(wèi)星信號時，GPS接收機可以自動切換到內(nèi)部振蕩器。需要注意的是，一些型號的GPS接收機在切換時，采取的是一種類似硬切換的方式，會導(dǎo)致系統(tǒng)重新同步。②GPS內(nèi)部配置的晶體的型號與價格密切相關(guān)，為了獲得更好的系統(tǒng)性能，建議在選購GPS接收機時，在允許的情況下盡可能選擇性能好的內(nèi)置雙重恒溫晶體。⑨GPS天線的安裝位置也是十分重要。首先，GPS天線四周應(yīng)該有良好的凈空(沒有什么阻擋)，GPS天線能接收到的衛(wèi)星數(shù)目越多，GPS接收機輸出信號的性能就越好。

6能量與載噪比

在傳統(tǒng)的模擬電視覆蓋時，考核覆蓋性能的一個很重要的指標(biāo)就是場強。場強高就意味著覆蓋好。在進行數(shù)字電視覆蓋時，我們在考慮場強的同時，更要考慮另一個非常重要的指標(biāo)——載噪比(C／N)。測試數(shù)據(jù)表明，在一定條件下C／N是可以與能量互換的。從ITU文獻中可以看到，地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的實驗室閉路測試系統(tǒng)的性能都非常優(yōu)異，其靈敏度很高。

7接收系統(tǒng)的安裝

7.1地面數(shù)字電視的移動接收終端，目前一般以車載為主。根據(jù)新加坡、上海等地的運營模式，首先應(yīng)該考慮城市公交平臺。但全國城市公交目前都面臨一個共同的問題，即所有公交車基本上都在虧電狀態(tài)下運行，特別是中小省會城市和以汽油為主要能源的公交系統(tǒng)更為明顯。因為城市公交一般都處在短途低速運行之中，汽油車的轉(zhuǎn)速都不高，發(fā)電量不大。如果安裝移動電視終端接收設(shè)備，隨著用電量的增大，造成公交車正常運行困難。因此，有條件的城市，應(yīng)該選擇在電車或以柴油為能源的公交車上安裝移動電視終端接收設(shè)備，以避免將來開機率受到影響。

7.2公交車是一種大眾交通工具，乘客對乘車環(huán)境的要求千差萬別，如何處理好終端接收系統(tǒng)的音量是一個復(fù)雜的問題。既要考慮乘客的心情，又要保護廣告客戶的利益；既要考慮不同時段、乘客量及周圍環(huán)境的影響，又要考慮公交報站系統(tǒng)的影響，等等。根據(jù)多年的經(jīng)驗，除在節(jié)目上盡量避免音量的大幅度起伏外，盡可能在車廂內(nèi)多安裝喇叭，使音量小而均勻。并盡可能使音量能根據(jù)周圍環(huán)境的變化自動調(diào)節(jié)。