無線數(shù)字化覆蓋工程技術(shù)方案與實現(xiàn)

廖光源

摘要：在中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程的實施中，實現(xiàn)了數(shù)字電視和數(shù)字廣播節(jié)目信號的播出，為廣播電視的模數(shù)轉(zhuǎn)換工作打下了堅實的基礎(chǔ)。文章對無線數(shù)字化覆蓋工程技術(shù)方案與實現(xiàn)進行了研究。

關(guān)鍵詞：無線數(shù)字化覆蓋；數(shù)字電視；數(shù)字廣播；單頻網(wǎng)；多頻網(wǎng)

1 播出任務(wù)背景與主要內(nèi)容

在中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程的實施中，為推進無線廣播電視數(shù)字化轉(zhuǎn)換工作，利用全國無線廣播電視骨干發(fā)射臺進行規(guī)劃，各新增配2部大中功率數(shù)字電視發(fā)射機和1部調(diào)頻頻段數(shù)字音頻廣播發(fā)射機，并對節(jié)目源、天饋線、塔桅、防雷接地、空調(diào)、供配電等進行了配套更新改造，轉(zhuǎn)播中央電視臺12套電視節(jié)目、1套中央模擬廣播節(jié)目和3套中央數(shù)字廣播節(jié)目。工程規(guī)劃的單頻網(wǎng)發(fā)射8套中央電視節(jié)目，多頻網(wǎng)發(fā)射4套中央電視節(jié)目，其中多頻網(wǎng)許可插播部分地方節(jié)目，啟動3套中央廣播節(jié)目的無線數(shù)字化覆蓋試點。

2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

地面數(shù)字電視采用DS13-DS48，規(guī)劃2個地面數(shù)字電視頻道、安裝兩套地面數(shù)字電視廣播發(fā)射系統(tǒng)，以單頻網(wǎng)或多頻網(wǎng)的形式覆蓋。761，764， 794臺與相鄰臺站轉(zhuǎn)播CCTV-1等八套節(jié)目的頻道采用單頻組網(wǎng)，調(diào)頻頻段數(shù)字音頻廣播利用原中央一套頻率進行改造。

系統(tǒng)采用DTMB標(biāo)準(zhǔn)體系，視音頻壓縮分別采用GY/T 257.1-2012（簡稱 “AVS+”）和GB/T 22726-2008（簡稱“DRA”）標(biāo)準(zhǔn)。

3 系統(tǒng)構(gòu)成

如圖1所示，地面數(shù)字電視系統(tǒng)的構(gòu)成主要由前端系統(tǒng)、節(jié)目傳送鏈路和地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)3部分組成。

中央電視臺前端系統(tǒng)實現(xiàn)12套電視節(jié)目的編碼、復(fù)用，加擾加密生成1路傳送碼流，經(jīng)單頻網(wǎng)適配器后通過中星6A衛(wèi)星傳輸，同時不加擾加密生成1路傳送碼流，經(jīng)地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)（光纜或數(shù)字微波等）進行備份傳輸。

3.1 地面數(shù)字電視前端系統(tǒng)

12套中央電視節(jié)目進行AVS+標(biāo)清編碼后，復(fù)用加擾為2個頻點，一路為CCTV-1等8套節(jié)目，另一路為CCTV-7等4套節(jié)目，對通過衛(wèi)星傳送的碼流進行加密/加擾，上傳到中星6A。

視頻編碼采用AVS+標(biāo)準(zhǔn)，每套節(jié)目平均碼率為2.2 Mbps，音頻編碼采用DRA標(biāo)準(zhǔn)（立體聲），每套節(jié)目碼率為128 kbps，復(fù)用后生成的兩路傳送流碼率分別為18.624 Mbps和9.3 12 Mbps。

3.2 地面數(shù)字電視節(jié)傳系統(tǒng)

如圖2所示，主用節(jié)傳系統(tǒng)由單頻網(wǎng)適配、衛(wèi)星調(diào)制器及衛(wèi)星通道、專用衛(wèi)星接收機和專用激勵器中構(gòu)成。采用中星6A作為節(jié)目傳輸主鏈路，2個載波加密傳送；中央節(jié)目備份傳輸鏈路通過在各任務(wù)臺站接收中星6B上MPEG-2編碼方式的節(jié)目，在本地進行AVS+轉(zhuǎn)碼、統(tǒng)計復(fù)用的方式實現(xiàn)。

各發(fā)射臺使用AVS+專用衛(wèi)星接收機進行解調(diào)解擾接收后，給到發(fā)射系統(tǒng)。

主用衛(wèi)星傳送鏈路技術(shù)參數(shù)：中星6A轉(zhuǎn)發(fā)器12 B（C波段），軌位東經(jīng)125°，調(diào)制方式DVB-S。第一路碼流下行頻率4 131 MHz，垂直極化，QPSK 3/4符號率14.8 MSps滾降系數(shù)0.2；第二路碼流下行頻率4 145 MHz，垂直極化，QPSK 3/4符號率8.33 MSps滾降系數(shù)0.2。

3.3 地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)

地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)如圖3所示，規(guī)劃2個頻道發(fā)射，不加密播出，采用單頻網(wǎng)或多頻網(wǎng)進行傳輸覆蓋。其中一個頻點含8套央視節(jié)目，以單頻網(wǎng)方式進行發(fā)射；另一個頻點含4套央視節(jié)目，以多頻網(wǎng)方式進行發(fā)射。在節(jié)目、頻點規(guī)劃方面，考慮到有效利用頻點帶寬，貴州省計劃在第二個頻點內(nèi)插入4套本地節(jié)目，與央視節(jié)目復(fù)用到一起以多頻網(wǎng)方式進行發(fā)射。

兩個頻道發(fā)射CCTV-1等8套電視節(jié)目，C=3 780 16QAM0.8 PN945 720， 19.2 51 Mbps； CCTV-7等4套電視節(jié)目，C=14QAM 0.8 PN595 720， 10.3 96Mbps。

4 實施與實現(xiàn)

在中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程的實施中，根據(jù)總局和財政部的建設(shè)原則，由省局負責(zé)組織完成相關(guān)設(shè)施的建設(shè)或者更新改造。工程項目主要包括衛(wèi)星接收系統(tǒng)、信號合成處理系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)和天饋線及多工系統(tǒng)等項目。

4.1 供配電系統(tǒng)

貴州省新聞出版廣電局七九四臺在供配電系統(tǒng)的實施中，根據(jù)貴州省新聞出版廣電局七九四臺電力供給配置的實際需求，適應(yīng)貴州省雷電災(zāi)害多發(fā)特點，要求電源抗雷擊性能好，在發(fā)電機利舊的情況下，在配電房新增了一臺300 kVA穩(wěn)壓電源，解決了因市電的不穩(wěn)定給設(shè)備帶來的傷害；同時，在機房內(nèi)新增了一臺120 kVA UPS電源，解決了因市電的中斷帶來的停播。

4.2 信號合成處理系統(tǒng)

安裝了中星6A和中星6B衛(wèi)星接收天線，配置1臺衛(wèi)星接收機以及1臺專用衛(wèi)星接收機，接收中星6B上12套央視節(jié)目，配置1臺EMR設(shè)備對從衛(wèi)星上接收下來的12套節(jié)目進行AVS+轉(zhuǎn)碼（單臺完成12路AVS+標(biāo)清節(jié)目轉(zhuǎn)碼），同時，配置2臺（1+1備份）EMR設(shè)備完成4套本地自辦節(jié)目的AVS+標(biāo)清編轉(zhuǎn)碼（單臺完成4路AVS+標(biāo)清節(jié)目編碼或轉(zhuǎn)碼），然后將央視節(jié)目和本地節(jié)目進行統(tǒng)計復(fù)用及復(fù)用、碼流切換后，通過發(fā)射系統(tǒng)進行無線覆蓋。數(shù)碼視訊配置2臺EMR設(shè)備，完成12套央視節(jié)目和4套本地節(jié)目的統(tǒng)計復(fù)用和復(fù)用。配置1臺碼流切換器對處理好之后的節(jié)目流進行切換，并傳輸給激勵器。

4.3 天饋線及多工系統(tǒng)

本次覆蓋工程使用的2個頻點原則上共用天線發(fā)射，結(jié)合貴州省新聞出版廣電局七九四臺鐵塔、天饋線實際情況采取利舊或改造措施。

天饋線及多工系統(tǒng)包括調(diào)頻和電視兩種。其中，調(diào)頻天饋線利舊，調(diào)頻雙工器根據(jù)CDR數(shù)字廣播指標(biāo)的要求進行了更新；電視天饋線由于帶寬的要求，發(fā)射天線進行了更新，饋線利舊，新增三工器一套。

4.4 發(fā)射機系統(tǒng)

發(fā)射機包括數(shù)字電視和CDR數(shù)字廣播兩種。數(shù)字電視新增了1個單頻網(wǎng)頻點和1個多頻網(wǎng)頻點，接收中星6 B上央視12套節(jié)目作為備份信源，并插入4套本地節(jié)目（做1+1備份），所有節(jié)目進行AVS+標(biāo)清編轉(zhuǎn)碼、統(tǒng)計復(fù)用及復(fù)用處理后與主路央視節(jié)目進行主備碼流切換，最后傳輸給發(fā)射系統(tǒng)進行無線覆蓋。同時新增了CDR數(shù)字廣播，完成衛(wèi)星上的1套中央模擬廣播節(jié)目和3套中央數(shù)字廣播節(jié)目接收，并通過CDR發(fā)射系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)出去。

4.5 監(jiān)測設(shè)備

配備用于地面數(shù)字電視節(jié)目，及調(diào)頻數(shù)字廣播節(jié)目播出效果監(jiān)看監(jiān)聽的自臺監(jiān)測設(shè)備，為了保證節(jié)目傳輸安全，每個數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)（Digital TelevisionTerrestrial Multimedia Broadcasting，DTMB）臺站建設(shè) 1 套DTMB監(jiān)看系統(tǒng)，同時，在每個CDR發(fā)射臺站建設(shè)1套CDR監(jiān)聽系統(tǒng)完成對CDR信號無線覆蓋的監(jiān)測。

5 結(jié)語

通過中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程項目的實施，在省局、設(shè)備廠家和貴州省新聞出版廣電局七九四臺的共同努力和配合下，嚴(yán)格按照方案要求進行施工，在確保施工質(zhì)量、施工進度和滿足安全播出相關(guān)要求的同時，順利地完成了該項目的全部工作任務(wù)，使數(shù)字電視和數(shù)字廣播信號與模擬電視和模擬廣播信號共存同播，為廣播電視的模數(shù)轉(zhuǎn)換工作打下了堅實的基礎(chǔ)。

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