DTMB應(yīng)用中常見的問題及建議

房海東，王 謙，康 寧，歐陽書平

（北京數(shù)字電視國家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100191）

DTMB應(yīng)用中常見的問題及建議

房海東，王 謙，康 寧，歐陽書平

（北京數(shù)字電視國家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100191）

通過對某地地面數(shù)字電視（DTMB）應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行系統(tǒng)的測試及分析，發(fā)現(xiàn)DTMB應(yīng)用過程中存在一些常見問題導(dǎo)致信號覆蓋降低。另外，通過對接收端的測試分析，也發(fā)現(xiàn)幾個常見的應(yīng)用問題會造成接收質(zhì)量的下降。針對上述問題，給出相應(yīng)的建議，以提高DTMB應(yīng)用過程中的接收質(zhì)量。

DTMB；接收機(jī)；信號覆蓋

1 DTMB介紹

具有自主知識產(chǎn)權(quán)的中國數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)——《數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制》（DTMB）于2006年8月30日由國家標(biāo)準(zhǔn)管理委員會發(fā)布，并于2007年8月1日起實(shí)施。此數(shù)字電視地面?zhèn)鬏攪覙?biāo)準(zhǔn)為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，是地面無線電視的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)。相繼于歐洲的DVB-T、美國的ATSC和日本的ISDB-T這3種國際地面數(shù)字電視廣播（DTTB）標(biāo)準(zhǔn)，DT?MB于2011年12月正式被國際電聯(lián)認(rèn)可，成為第4個國際DTTB標(biāo)準(zhǔn)。目前，DTMB以其系統(tǒng)容量大、傳輸能力強(qiáng)、覆蓋范圍廣等優(yōu)勢而迅速發(fā)展和普及。DTMB在頻譜利用率、接收門限、支持多業(yè)務(wù)、單頻網(wǎng)組網(wǎng)等方面，比DVB-T，ATSC和ISDB-T都有一定的技術(shù)優(yōu)勢[1-3]。

隨著DTMB運(yùn)營應(yīng)用的普及，一些地方運(yùn)營商經(jīng)常反映DTMB信號的覆蓋存在一些問題。為此本文對這些問題區(qū)域進(jìn)行了系統(tǒng)的測試分析。本文將結(jié)合并依據(jù)某地（后文簡稱A地）的實(shí)際測試情況，對DTMB應(yīng)用中存在的問題給出相應(yīng)的建議。

2 A地地面數(shù)字電視系統(tǒng)介紹

A地目前國標(biāo)地面數(shù)字電視共6個頻點(diǎn)（714 MHz，722 MHz，730 MHz，746 MHz，754 MHz，770 MHz），采用2臺1 000 W寬帶發(fā)射機(jī)發(fā)射，每臺發(fā)射機(jī)發(fā)射3個頻點(diǎn)。每個頻點(diǎn)的傳送流中包含8套MPEG-2節(jié)目。每個頻點(diǎn)的實(shí)際發(fā)射功率約為300W。據(jù)臺站技術(shù)人員反映電視信號覆蓋不好，導(dǎo)致用戶流失嚴(yán)重，影響運(yùn)營。2014年5月，北京數(shù)字電國家工程實(shí)驗(yàn)室派技術(shù)人員到A地進(jìn)行國標(biāo)地面數(shù)字電視無線覆蓋評估測試，并協(xié)助排查信號覆蓋不佳的原因并提出相應(yīng)建議。

A地DTMB系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。調(diào)制器輸出的射頻信號采用了阻抗為75Ω的電纜，合成器采用普通的有線電視分支器。且調(diào)制器機(jī)房與發(fā)射機(jī)機(jī)房位于兩個房間，兩地相隔約10 m，合成后的射頻信號仍通過阻抗為75Ω的電纜送至激勵器。

圖1 A地DTMB系統(tǒng)框圖

3 DTMB發(fā)送端常存在的問題及建議

對于調(diào)制器和發(fā)射機(jī)的測試，遵循國家廣播電影電視總局2008年2月28日發(fā)布的廣播電影電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地面數(shù)字電視廣播激勵器技術(shù)要求和測量方法》（GY/T 229.2—2008）。激勵器測試的框圖如圖2所示。

圖2 激勵器測試的框圖

測試系統(tǒng)由節(jié)目前端、被測激勵器、衰減器、頻譜分析儀和ETL組成。

節(jié)目前端采用的是機(jī)房內(nèi)經(jīng)過復(fù)用器出來的碼流。

調(diào)制器射頻信號經(jīng)過衰減后輸入頻譜分析儀或者ETL。MER和帶肩可由ETL直接測得，其他指標(biāo)由頻譜分析儀測試直接得到或者經(jīng)計算得到。測試過程中發(fā)現(xiàn)，線纜的阻抗不匹配會造成系統(tǒng)MER的下降。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GY/T 229.2—2008中接口的要求，射頻輸出阻抗為50Ω。而在A地的應(yīng)用方案中，卻采用了阻抗為75Ω的射頻電纜和功率合成器。這種應(yīng)用造成調(diào)制器送到激勵器的MER下降。表1為用不同阻抗的電纜連接被測調(diào)制器和ETL，測得的兩臺調(diào)制器的MER數(shù)據(jù)。

表1 不同調(diào)制器的MER

從測試數(shù)據(jù)看，電纜的阻抗不匹配會造成系統(tǒng)MER的下降，因此強(qiáng)烈建議必須按照標(biāo)準(zhǔn)GY/T 229.2—2008中接口的要求進(jìn)行操作；否則不同設(shè)備之間的連接就會造成部分的性能下降。

地面數(shù)字電視的機(jī)房一般位于發(fā)射塔下，大部分運(yùn)營者把發(fā)端設(shè)備都集中在一個機(jī)房內(nèi)，便于布線和管理。但也有運(yùn)營者局限于實(shí)際條件，不得不把調(diào)制器與發(fā)射機(jī)分放在兩個房間內(nèi)。發(fā)射塔下信號能量較強(qiáng)，而調(diào)制器機(jī)殼本身可作為天線能夠接收一定能量的信號。在A地的實(shí)際應(yīng)用中，檢測中心頻率722 MHz的調(diào)制器檢測口發(fā)現(xiàn)714 MHz和730 MHz的頻譜存在明顯頻譜信號。調(diào)制器機(jī)殼作為天線耦合到714 MHz的信號能量最大僅比722 MHz調(diào)制器的功率低30 dB左右；而耦合到的730 MHz的信號能量最大比722 MHz調(diào)制器的功率低40 dB左右。可見對于單頻點(diǎn)發(fā)射的722 MHz信號而言，其本身也會耦合到自身的發(fā)射功率，造成不必要的干擾。為減少這些干擾，建議調(diào)制器與激勵器和發(fā)射機(jī)之間做好電源共地，且射頻電纜需要采用屏蔽性能好的電纜，以降低這種干擾。

4 DTMB接收端常存在的問題及建議

地面數(shù)字電視的實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)接收信號強(qiáng)度較弱時，會存在各種各樣的接收問題，例如天線放置位置、高度不合理；接收端的接頭制作工藝差、接觸不良；接收機(jī)型號較老、性能差等。這些問題在工程中比較容易解決，本文不再描述，后文提出的兩個問題及建議均為易見但往往被忽略的。

在發(fā)射塔附近，信號強(qiáng)度較強(qiáng)的區(qū)域，對于某一些類型的接收機(jī)往往也會造成地面數(shù)字電視信號的無法接收。在A地的應(yīng)用中，在離發(fā)射塔大約1 km的地方，采用全向接收天線，存在部分接收機(jī)無法正常接收到714 MHz的數(shù)字電視信號。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，714 MHz，722 MHz，730 MHz，746 MHz，754 MHz，770 MHz本身的信號能量約為-60 dBm，其中714 MHz頻點(diǎn)的信號能量略比其他頻點(diǎn)低3 dB。而中心頻率為602 MHz，610 MHz，618 MHz，626 MHz，634 MHz的頻點(diǎn)上，存在另一運(yùn)營商在此地的發(fā)射信號，信號強(qiáng)度約為-50 dBm；同時在VHF段，還存在的較多頻點(diǎn)（5個頻點(diǎn)以上）的模擬信號，而這些模擬信號的強(qiáng)度約為-30～+40 dBm。另在此地?zé)o法正常接收的接收機(jī)均采用了某廠家的半導(dǎo)體調(diào)諧器。經(jīng)過筆者在實(shí)驗(yàn)室的大量測試發(fā)現(xiàn)，較多較強(qiáng)的射頻信號造成了調(diào)諧器放大器的飽和或者功率阻塞，因此其輸出的中頻信號質(zhì)量已嚴(yán)重下降，造成此類接收機(jī)的無法接收。對于此類情況，本文提出兩點(diǎn)建議：一是對于地面數(shù)字電視的布網(wǎng)規(guī)劃中，要充分考慮不同運(yùn)行商之間的干擾，盡量做到各發(fā)射頻率的功率均衡，以降低接收機(jī)的難度；二是對于接收機(jī)而言，調(diào)諧器盡量選擇魯棒性強(qiáng)的、符合標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)諧器，以減少出現(xiàn)這種調(diào)諧器的放大器飽和或者功率阻塞的情況。

在A地的地面數(shù)字電視應(yīng)用中，用戶反映在一制衣廠的集體宿舍中DTMB接收信號接收不良。經(jīng)過實(shí)地測試，此制衣廠離發(fā)射塔約11 km，集體宿舍4層樓高，樓頂天線的信號強(qiáng)度約為-72 dBm。經(jīng)過約10m距離的電纜傳輸送至室內(nèi)并通過分路器，之后分路器的1路接入放大器，如圖3所示。天線接收的信號經(jīng)過傳輸電纜和分路器的信號衰減，不但信號強(qiáng)度大大降低，信號質(zhì)量也嚴(yán)重降低。即使信號經(jīng)過放大，信號強(qiáng)度得到提高，但整個信號的質(zhì)量（MER）已經(jīng)嚴(yán)重下降，故各接收機(jī)的接收效果很差。

圖3 A地某接收端有問題連接圖

建議對于強(qiáng)度較弱的信號（低于-75 dBm）而言，接收天線接收的信號應(yīng)該直接接入低噪聲放大器。在實(shí)驗(yàn)室，本文測試了多種噪聲系數(shù)＜2的低噪聲放大器，可知低噪聲放大器基本不降低接收信號的信號質(zhì)量，可有效地提高信號強(qiáng)度。對于較強(qiáng)信號（大于-70 dBm）的放大，可采用市場上常用的有線電視干線放大器，可有效放大信號，防止放大器飽和。整個接收端需綜合考慮，可采用多級放大模式，使得每一個接收終端的信號輸入強(qiáng)度高于-75 dBm。

此外，在測試過程中，A地邊緣地區(qū)能夠較好地接收到其他地區(qū)的數(shù)字電視信號。其中在一用戶家里，使用定向天線接收，但朝向不同時，會接收到同一頻率下的不同電視節(jié)目，可見此地存在嚴(yán)重的同頻干擾。這屬于不同地區(qū)不同運(yùn)行商間的頻率規(guī)劃問題，本文不再詳述。

5 結(jié)論

通過本文的介紹，在發(fā)射端，需要嚴(yán)格按照相關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并參照設(shè)備說明，由專業(yè)的操作人員采用滿足規(guī)格的材料對設(shè)備進(jìn)行工程安裝，以避免阻抗不匹配、屏蔽等問題造成發(fā)射端的信號質(zhì)量的下降。同時，機(jī)頂盒的安裝人員也需要進(jìn)行必要的培訓(xùn)，以避免不必要的接收信號質(zhì)量的下降；機(jī)頂盒型號的選擇也盡量多元化，以避免某些型號的接收機(jī)存在某些特定的干擾問題，從而使得用戶取得良好的收視效果。

[1]魁斌，房海東，王謙，等.一種DTMB演進(jìn)系統(tǒng)及其場地測試[J].電視技術(shù)，2013，37（22）：33-36.

[2] 程楊，阮衛(wèi)泓.DTMB接收終端射頻性能測試問題解析[J].電視技術(shù)，2013，37（14）：90-92.

[3]敬奕艷，曹高翔.DTMB數(shù)字電視解調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].電視技術(shù)，2014，38（14）：29-33.

Problem s and Suggestions in DTMB

FANG Haidong，WANG Qian，KANG Ning，OUYANG Shuping
（National Engineering Lab.for Digital TV（Beijing），Beijing 100191，China）

Through testing the DTMB application，some problems are found which result in the reduce of signal coverage.And by testing the receiver，there are many problems reduce the reception quality.Many suggestions are provided in this paper to improve the reception quality in DTMB application.

DTMB；receiver；signal coverage

TN949

B

?? 雯

2014-08-06

【本文獻(xiàn)信息】房海東，王謙，康寧，等.DTMB應(yīng)用中常見的問題及建議[J].電視技術(shù)，2014，38（21）.