地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)傳輸覆蓋工程初探

汪凱農(nóng)

【摘? 要】下文立足于我國地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)傳輸覆蓋工程建設(shè)實際情況，以某地區(qū)的電視廣播覆蓋建設(shè)為例，詳盡闡述了地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)傳輸覆蓋工程建設(shè)方案以及工程中的技術(shù)要點。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電視;單頻網(wǎng);網(wǎng)絡(luò)覆蓋工程

地面數(shù)字電視發(fā)展和社會發(fā)展息息相關(guān)，自上世紀八十年代起，我國就開始推進地面數(shù)字電視建設(shè)發(fā)展。地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)傳輸?shù)闹饕獌?yōu)勢在于其特殊的信號調(diào)劑方式以及信道編碼方式。目前，我國所施行的《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》標準，為地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)建設(shè)指出了發(fā)展方向，采用單多載波調(diào)劑方式、TDS-OFDM復用，表現(xiàn)出高傳輸效率、高抗干擾性能等多個優(yōu)勢，且支持移動接收以及高效率固定接收。時至今日，我國各地地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)傳輸覆蓋工程建設(shè)都取得了一定成效，在實踐中，地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)傳輸覆蓋工程有效解決了我國部分山區(qū)、農(nóng)村電視覆蓋率低，電視覆蓋工程建設(shè)難的問題。為促進地面數(shù)字電視的進一步發(fā)展，就需要立足當前的傳輸網(wǎng)覆蓋工程建設(shè)經(jīng)驗，加強對相關(guān)技術(shù)原理以及理論知識的探究。

一、地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)傳輸覆蓋工程建設(shè)基本情況

這里以某山地、丘陵地貌地區(qū)為例，地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)傳輸覆蓋工程建設(shè)，需充分利用原有的有線網(wǎng)絡(luò)，在有效改造的基礎(chǔ)上實現(xiàn)數(shù)字化改進。一方面，需要對有線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域進行改造，采用模數(shù)轉(zhuǎn)換的方式，將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。另一方面，需要針對網(wǎng)絡(luò)尚未涉及到的區(qū)域，通過建立基站的方式來拓展信號的覆蓋面積，通過有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)運作，完成信號全覆蓋。

二、數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)傳輸覆蓋工程建設(shè)方案

該工程以原網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況、擬建地地形地貌為基礎(chǔ)，為實現(xiàn)全覆蓋，根據(jù)用戶數(shù)量以及環(huán)境參數(shù)，通過優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)來提高系統(tǒng)性能。部署方案為：前期部署以“大功率發(fā)射模式”為主，共規(guī)劃44套左右有線、無線共用前端，傳輸數(shù)十套符合國家當前標準的節(jié)目，在有線網(wǎng)擴建的基礎(chǔ)上，能夠傳輸百余套節(jié)目信號。方案以“單頻網(wǎng)”規(guī)劃為基礎(chǔ)，實現(xiàn)復雜地形條件下的信號全覆蓋，為解決部分信號傳輸不暢的問題，采取小功率寬帶發(fā)射機進行彌補。該工程需滿足央視、省衛(wèi)視、部分境外節(jié)目、電子節(jié)目等業(yè)務(wù)的傳輸要求，保證該地區(qū)能夠享受到可改進、先進、適用的電視業(yè)務(wù)。為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)發(fā)展要求，通過增加互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP、復用器、編碼器，同時為準視頻、視頻、交互節(jié)目、互聯(lián)網(wǎng)接入等服務(wù)提供基礎(chǔ)條件，設(shè)備在安裝、調(diào)試完畢后，進行模擬測試，檢查覆蓋率是否符合標準。具體而言，該數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)傳輸覆蓋工程可分為三個部分：數(shù)字電視前端系統(tǒng)、數(shù)字電視接收系統(tǒng)、單頻網(wǎng)國標數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)。

（一）數(shù)字電視前端系統(tǒng)

數(shù)字電視前端系統(tǒng)涵蓋節(jié)目編碼、節(jié)目拾取設(shè)備、多路復用設(shè)備、轉(zhuǎn)碼設(shè)備、計算機認證權(quán)限、儲存管理服務(wù)設(shè)備、網(wǎng)管系統(tǒng)、廣告字幕插播系統(tǒng)等。數(shù)字電視前端系統(tǒng)建設(shè)基于已有的設(shè)備機房設(shè)施，集成需要增加的傳輸系統(tǒng)。數(shù)字電視前端系統(tǒng)基于MPEG-2標準，根據(jù)國內(nèi)成熟的數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)傳輸覆蓋工程建設(shè)經(jīng)驗。如圖1所示，該工程采取典型的數(shù)字電視前端系統(tǒng)方案，滿足業(yè)務(wù)營銷、服務(wù)、管理等要求。

（二）單頻網(wǎng)國標數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)

一般情況下，地面數(shù)字電視組網(wǎng)均采用單頻組網(wǎng)的方式，為滿足數(shù)字電視信息化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展需要，適應(yīng)復雜的地形地貌特征，擴大信號覆蓋范圍，保證信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性，應(yīng)根據(jù)我國現(xiàn)行的《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》標準，采用單頻網(wǎng)同步技術(shù)，保證覆蓋區(qū)域的所有發(fā)射機都能夠發(fā)射相同的數(shù)字信號，同時采取相同的調(diào)劑方式、信道編碼方式等，進而達到全面提高覆蓋率的效果。并且，相同的調(diào)劑方式、頻率等，能夠進一步提高頻譜利用率，節(jié)省頻率資源。在此基礎(chǔ)上，通過合理優(yōu)化發(fā)射參數(shù)，以多個小的功率發(fā)射機替代大功率發(fā)射機，進一步降低工程建設(shè)成本，減少電磁污染，確保信號覆蓋均勻性，同時也能夠根據(jù)當?shù)財?shù)字電視業(yè)務(wù)發(fā)展情況對覆蓋狀況進行有效調(diào)整。

該工程單頻網(wǎng)同步依靠GPS技術(shù)實現(xiàn)，根據(jù)GPS提供的時間參考信號以及位置參考信號，可避免信號校對出現(xiàn)差錯，GPS接收機的主要作用是為單頻網(wǎng)適配器提供精準的脈沖數(shù)以及穩(wěn)定性較高的頻率信號，經(jīng)過測試，單頻網(wǎng)和高頻率信號的結(jié)合，頻率穩(wěn)定度量級符合國家標準，時間精準度為“±45ns”。工程采用典型單頻網(wǎng)地面發(fā)射站，除基本設(shè)備外，根據(jù)工程需求，配套安裝信號光端機、GPS同步接收設(shè)備、GPS同步時鐘接收設(shè)備、地面數(shù)字電視發(fā)射設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)適配器等等。為確保設(shè)備之間的兼容性符合要求，所有激勵器均采用統(tǒng)一生產(chǎn)廠家提供的同一型號設(shè)備。根據(jù)現(xiàn)行《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》標準，采取標準中的模式5，具體為：LDPC 0.8;載波數(shù)3780;子載波調(diào)制16QAM;交織參數(shù)720;傳輸最大數(shù)據(jù)率21.658Mbps;C/N 12.7dB。

就當?shù)貙嶋H情況而言，發(fā)射站點選擇需考慮到信號覆蓋面積，為降低數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)傳輸覆蓋工程建設(shè)成本，考慮全面分析地形地貌，建設(shè)主站進行全方位覆蓋，針對主站沒能覆蓋，同時又有一定覆蓋需求的區(qū)域，采用小功率分站進行補足，后期若是需要調(diào)整，直接通過安裝ASI分配器，保證信號能夠傳輸至相應(yīng)的輔助站點即可。在發(fā)射塔以及天線饋線方面，根據(jù)運營商要求，在各個通信運營商鐵塔的基礎(chǔ)上進行拓展，饋線直接安裝在發(fā)射塔上，同時根據(jù)各個地區(qū)的實際經(jīng)驗，在各個方向進行靈活配置，以適應(yīng)現(xiàn)場復雜地形;在天線極化方面，綜合采用垂直極化、水平極化兩種模式;在高頻接地方面，根據(jù)國家現(xiàn)行標準進行接地，同時在天線以及鐵塔頂端安裝避雷針并進行有效接地處理;在電源穩(wěn)壓方面，為提高信號覆蓋聯(lián)系性以及穩(wěn)定性，綜合利用UPS電源以及直接供電。

（三）數(shù)字電視接收系統(tǒng)

數(shù)字電視接收系統(tǒng)由天線、接收機、儲存設(shè)備、數(shù)據(jù)設(shè)備、電視構(gòu)成，接收天線搜索地區(qū)信號，然后將信號傳輸至調(diào)諧器，調(diào)諧器調(diào)整信號下一步進行信號解碼，然后信號傳輸至碼流復用器TS，最后進行音頻、視頻解析以及數(shù)據(jù)輸出，用戶通過數(shù)據(jù)設(shè)備直接觀看節(jié)目。

結(jié)束語

綜上所述，頻率資源目前日益緊張，想要大范圍使用同一個頻率實現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋難度較大，同時各個信道的編碼標準也有了較大的改變，各地所使用的ACS2視頻編碼標準要求更高，廣大從業(yè)者應(yīng)認識到，需充分分析既往經(jīng)驗、成熟案例，并結(jié)合當?shù)貙嶋H情況建設(shè)地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)傳輸覆蓋工程，以充分發(fā)揮工程效益。

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（作者單位：安徽廣播電視臺黃山發(fā)射臺）