縣級市地面數(shù)字電視無線覆蓋工程分析與實踐探索

徐芳芳

【摘要】在數(shù)字電視快速發(fā)展的形勢下，對縣級市地面數(shù)字的無線覆蓋改造已經成為各地區(qū)工作的重點內容，本文將采用實例分析法，結合慈溪市廣播電視臺中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋第二期工程的具體情況，對本次工程項目的工程建設以及信號測試結果進行分析，希望能對相關工程項目施工提供參考支持。

【關鍵詞】縣級市;數(shù)字電視;無線覆蓋;工程建設

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1673-0348（2020）019-075-03

Analysis and practical exploration of terrestrial digital TV wireless coverage engineering in county-level cities

Xu Fangfang

（Financial Media Center， Cixi City， Zhejiang Province 315300）

Abstract： Under the situation of rapid development of digital TV， the transformation of terrestrial digital wireless coverage in county-level cities has become the focus of work in various regions. This article will use case analysis and combine the wireless digital coverage of central radio and television programs of Cixi Radio and Television Station. For the specific situation of the second phase of the project， the project construction and signal test results of this project will be analyzed， and we hope to provide reference support for the construction of related projects.

Keywords： county-level cities; digital television; wireless coverage; engineering construction

隨著網絡通信技術的發(fā)展，數(shù)字電視已經走進千家萬戶，成為提高居民生活質量的重要組成部分。然而一期無線覆蓋工程實際收測和用戶反應：在有些偏遠地區(qū)無線數(shù)字電視接收效果不好，存在圖像馬賽克多或者接收不到信號的情況。其原因主要在于在目前的發(fā)射的條件下，有些地區(qū)由于山體和高大建筑物的阻擋或者距離發(fā)射臺遠造成信號接收不良。在這種大背景下，我國各地區(qū)積極開展數(shù)字電視無線覆蓋二期工程，依托目前快速發(fā)展的通信網絡技術，通過制定完整的工程施工流程，最大程度上保證了數(shù)字化建設進程。其中慈溪市廣播電視臺的無線數(shù)字化覆蓋第二期工程取得了滿意成績，值得其他地區(qū)借鑒、學習。

1. 工程背景和工程建設概況

慈溪市廣播電視臺中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋第二期工程是根據(jù)國家廣電總局的統(tǒng)一部署，結合慈溪實際情況，新批設的二個廣播電視無線數(shù)字化覆蓋補點發(fā)射站。在省和寧波市文廣新局的指導下，《慈溪市中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋二期工程實施方案》于2016年9月27日下午在慈溪通過了寧波市文化廣播新聞出版局組織的專家論證，工程總預算投入140萬元。整體實施工作從此正式展開。

本工程實施工程涉及我市東部龍山鎮(zhèn)的二個站點，分別在石塘山和老鷹山。石塘山站點位于龍山鎮(zhèn)東部，海拔高度39米，北緯30.06度，東經121.56度;老鷹山站點位于龍山鎮(zhèn)北部，海拔高度72米，北緯30.08度，東經121.48度;兩個站點的發(fā)射頻率都是26頻道（618MHz）和31頻道（658MHz），發(fā)射功率均為50W，天線安裝高度石塘山為12米、老鷹山為15米。建成后，播出節(jié)目包括中央12套電視節(jié)目以及省、市、縣3套電視節(jié)目的無線數(shù)字化覆蓋。

2. 工程建設

2.1 鐵塔基礎部分

石塘山位于慈溪東部重鎮(zhèn)龍山的東部，海拔高度約39米，可覆蓋達蓬山以東及慈東開發(fā)區(qū)大部地區(qū)。此站點在建設中因整體資金有限，我們暫對原有的鐵塔進行除銹上漆后繼續(xù)利用。老鷹山位于慈溪東部龍山鎮(zhèn)的西部，海拔高度約72米，可覆蓋達蓬山以西的龍山鎮(zhèn)、掌起鎮(zhèn)等部分用戶。該站點我們新建了12米的單管鐵塔。

2.2 天饋系統(tǒng)

該項目在天饋系統(tǒng)施工中，設置兩個頻道，分別為618MHZ和658MHZ，每兩臺發(fā)射機由二功分器合成經22饋管至縫隙天線組成。

慈溪二期覆蓋工程使用的縫隙天線是中天數(shù)字廣播電視設備有限公司生產的高增益縫隙天線，是在原有的縫隙天線基礎上的改進型。高增益縫隙天線的饋電系統(tǒng)全部密封在天線罩內，饋電接頭少，饋電緊湊，小型化，饋電損耗低，因此，該天線具有緊湊，密封性強，穩(wěn)定性高等特點，且采用多路傳輸技術，具有更高的增益以及更均勻的水平面輻射場型，作用距離遠，場強覆蓋均勻，駐波比小，適用于數(shù)字電視廣播。

2.3 供電和防雷系統(tǒng)

在供電與防雷系統(tǒng)設計中，需要結合現(xiàn)場的具體情況，確定防雷與供電方案。在該項目中，從老鷹山山下架設輸電線路將電能引入到機房中。同時在機房內分別設置防雷型UPS。防止雷電危害還應防雷擊引起的電磁脈沖，計算機房的配電箱應設置SPD（防電磁浪涌）保護裝置，防止機房供電電源由于雷擊電磁脈沖而造成斷電。另外，對于重要的系統(tǒng)主機，其通訊電纜也應設置SPD保護裝置。在做好發(fā)射鐵塔（單管塔）防雷接地的同時，機房周圍也新設防雷接地網，工作地線、保護地線和建筑物防雷地線接在一起，確保設備的安全有效運行。

2.4 監(jiān)測系統(tǒng)

該項目中的監(jiān)控系統(tǒng)主要分為信號監(jiān)測、設備監(jiān)測和遠程視頻監(jiān)控等，該系統(tǒng)在設計中與涼帽山主發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)進行有機結合，為實現(xiàn)一體化管理奠定基礎。

信號監(jiān)測主要實現(xiàn)對兩套調頻信號節(jié)目的發(fā)射前、發(fā)射后信號監(jiān)測;對15套地面數(shù)字電視信號（2個頻點）的發(fā)射前、發(fā)射后信號監(jiān)測，對發(fā)生前后信號通過畫面比對的手段迅速識別播出異態(tài)。能夠方便的對發(fā)射后DTMB信號進行流動式節(jié)目畫面監(jiān)測。

在對系統(tǒng)設計階段，對各結構做開路信號監(jiān)測，通過專用接收天線采集DTMB信號，并將其上傳至DTMB接收卡中，并將IP碼流以UDP單播的方式通過光纖和微波同時傳送到涼帽山發(fā)射機房進行集中處理。在該系統(tǒng)在設計階段，通過IP通信接口連接內網專用接收機，并與系統(tǒng)的發(fā)射機狀態(tài)監(jiān)測服務結合在一起，因此在系統(tǒng)應用階段能夠對發(fā)射機的各個關鍵狀態(tài)數(shù)據(jù)進行檢測。除此之外，該系統(tǒng)還具有提示報警信息、定時抄表等功能，完成數(shù)據(jù)的自動化采集，為監(jiān)控系統(tǒng)管理奠定基礎。

2.5 節(jié)目傳輸系統(tǒng)和信源

該項目中，高山發(fā)射臺站端是信源發(fā)射的主力，對信號源的要求很高，所以在該項目中，新建了起點廣電大樓至終點石塘山的50公里光纜干路，以及三跳（大樓-達蓬山，達蓬山-石塘山，達蓬山-老鷹山）80Mb帶寬數(shù)字雙向微波通道。而考慮到兩補點站的海拔高度不足，致使廣電大樓與兩站點間無法實現(xiàn)直視。所以，微波信號經達蓬山中繼站雙向轉發(fā)至兩補點站。在各補點站，把光纖接收到的主信號送至發(fā)射機主激勵器，微波傳送過來的備份信號送至發(fā)射機的備激勵器，實現(xiàn)信號源互備和無縫自動切換。

這種方法不僅保證了信號傳輸效果，也能實現(xiàn)對信源的雙重備份，提高數(shù)據(jù)傳輸效果。

2.6 地面數(shù)字電視發(fā)射機

地面數(shù)字電視發(fā)射機可以將TS流信號輸入，利用激勵器實施信道編碼完成調制，最終使其轉化為滿足地面數(shù)字化電視需求的數(shù)字基帶信號，并將其變頻調制成為射頻信號。在對信號做放大處理之后，使其具有理想的功率輸出能力。該項目中的地面數(shù)字電視發(fā)射機主要系統(tǒng)結構包括以下幾結構：激勵器、功率放大器、功率分配器、功率合成器、數(shù)據(jù)采集單元等，每個部位都應具有理想的功能，保證正常的信號輸出，保障畫面質量及穩(wěn)定性。

3. 信號測試分析

3.1 測試內容

2018年的1月11日，節(jié)目正式試播20天后，針對項目兩個站點中的覆蓋狀況實施準確測試。此次測試，主要應用了S7000德力信號綜合分析裝置加上標配的接收天線DTMB，針對信號覆蓋區(qū)域內實施車載移動測試。相關測試頻率是658MHZ，測量參數(shù)是POWER、MER、BER三種指標。

3.2 測試范圍

在本次測試期間，測試的總路線長度約為70公里，其中最遠點與兩個布點發(fā)射站之間的距離約為14公里，范圍東起龍山東，西到掌起、南面到沿山公路一線，北面到慈東工業(yè)園區(qū)，本次項目中圍繞這個范圍進行了系統(tǒng)測試。

在測試期間，本次研究重點測試以下內容，包括：（1）DTMB Power場強。廣播電視信號在無線發(fā)射傳輸過程中，由于地形特點如較高建筑物、山區(qū)陰影等覆蓋死角，會出現(xiàn)信號不穩(wěn)定、不夠強等。需要根據(jù)實際情況調整發(fā)射機發(fā)射功率（2）調制誤差率（MER）。從數(shù)字電視傳輸質量的評價結果來看，MER的測試結果體現(xiàn)了數(shù)字接收機還原二進制數(shù)碼能力，近似于基帶信號的信噪比，為了能夠保證用戶的正常體驗，應確保MER的測試結果達到15dB以上時證明用戶的體驗結果良好。（3）測量誤碼率（BER）。由于數(shù)字電視信號采用了離散信號模式，因此接收的數(shù)字電視信號是穩(wěn)定、清晰圖像，或者是中斷（包括馬賽克）的信號。這種測試結果與傳輸?shù)恼`碼率存在關系。因此為了能夠提高檢測結果，需要將誤碼率作為衡量系統(tǒng)質量優(yōu)劣性的關鍵指標。所以在解碼前，需將誤碼率規(guī)定為大于等于1×10E-4的標準，其他參數(shù)包括噪聲容量、載噪比以及調制誤差率等關鍵數(shù)據(jù)限額，都是評估誤碼率的重要數(shù)據(jù)，一般當誤碼率高于1×10E-3臨界點的情況下，會影響用戶的觀看體驗，該數(shù)值越小，則證明電視信號的傳輸質量越理想。

3.3 測試結果分析

本次研究中，從整個測試區(qū)域覆蓋場強上來看，在距離補點站方圓8公里范圍內場強基本能夠得到保證。局部地區(qū)由于山體和建筑阻擋場強較弱，從實際收測情況來看，場強達標率（≥30dB）在80%左右。

調制誤差率（MER）的測試結果顯示，信噪比在15dB以上的占到所測區(qū)域的69%，信號質量滿足接收要求，8-15dB的占29%，這些地區(qū)的用戶需架設室外接收天線才能保證信號接收的正常。MER 在15dB以上的主要是分布在離發(fā)射塔近的區(qū)域和地勢平坦沒有阻擋的地區(qū)。

誤碼率（BER）的測試結果顯示，在（1.00e-005）統(tǒng)計區(qū)間內，采樣點的數(shù)量達到4753，占總數(shù)的76.76%。誤碼率的統(tǒng)計分布與MER類似，這說明658MHz頻率范圍內在測試區(qū)域內沒有明顯的干擾源。用戶的接收質量還是取決于所在地的地理特征和與發(fā)射臺的距離。

3.4 測試結論

實際的收測的情況表明，本次補點覆蓋工程達到了設計時的預期效果。建成后，無線數(shù)字電視信號基本覆蓋了掌起、三北、龍山三個區(qū)塊的約150多平方公里面積，覆蓋人口20多萬，使慈溪東部區(qū)域的信號覆蓋情況得到了改善，減少了涼帽山主發(fā)射點對慈溪東部地區(qū)的無線數(shù)字電視信號覆蓋盲點。但是也存在著許多問題亟待解決，如618MHz寧波大市范圍的同頻及慈溪市轄區(qū)內的658MHz同頻聯(lián)調及覆蓋;收發(fā)系統(tǒng)標準的統(tǒng)一問題（如目前生產的電視接收機難以直接解碼衛(wèi)星源信號）等等。在今后的工作中我們將通過實驗測試、不斷調整優(yōu)化網絡參數(shù)，使無線數(shù)字電視的覆蓋效果達到最佳。

結語：在縣級市地面數(shù)字電視無線覆蓋工程項目中，做好工程項目施工管理成為保證通信質量的關鍵，本文結合慈溪市廣播電視臺中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋第二期工程的具體情況可發(fā)現(xiàn)，在該工程項目，在采取了一系列的工程項目方案之后，工程項目的施工效果取得預期，無論是調制誤差或者誤碼率等均符合相關標準，并證明該項目中所采取的無線覆蓋工程項目施工方法具有理想效果，值得在其他項目中做進一步推廣。

參考文獻：

[1]王亞峰.地市級地面數(shù)字電視無線覆蓋工程探索與實踐[J].廣播與電視技術，2019，46（04）：88-91.

[2]張小衛(wèi).探究中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)[J].中國新通信，2020.