地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)頻率的規(guī)劃設(shè)計

【摘要】為提高地面無線電視數(shù)字化發(fā)展水平，本文首先介紹了地面數(shù)字電視廣播組網(wǎng)方式，并以“多頻網(wǎng)”組網(wǎng)方式為研究對象，介紹了地面數(shù)字電視廣播組網(wǎng)方式，還制定了多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計原則和流程。然后，結(jié)合系統(tǒng)參數(shù)、室內(nèi)接收的標準場強、最低可用場強、保護率等相關(guān)參數(shù)，以“某省地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)絡(luò)”為案例，提出一套行之有效的多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計方案。希望通過這次研究，為其他地區(qū)進行多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃提供重要的依據(jù)和參考。

【關(guān)鍵詞】地面數(shù)字電視；廣播與電視工程技術(shù)；多頻網(wǎng)；頻率規(guī)劃

中圖分類號：G212 文獻標識碼：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.18.040

在數(shù)字化時代背景下，我國出臺和實施了地面數(shù)字電視廣播覆蓋網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃文件，該文件明確指出需強化對廣播電視公共服務(wù)體系的制定和應(yīng)用，實現(xiàn)地面數(shù)字電視廣播高質(zhì)量發(fā)展，提高廣播電視數(shù)字化服務(wù)能力。目前，我國地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)構(gòu)建完畢，并表現(xiàn)出較高的數(shù)字電視綜合覆蓋率，確保地面數(shù)字電視接收機走入千家萬戶的生活中，為人們提供地面電視數(shù)字化服務(wù)體驗。在這樣的背景下，本文選擇多頻網(wǎng)方式，并嚴格按照多頻網(wǎng)設(shè)計原則和流程，確定出符合某省地面數(shù)字電視廣播標清業(yè)務(wù)開展需求的多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計方案，方便相關(guān)人員更好地開展地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)覆蓋工作，只有這樣，才能保證地面數(shù)字電視廣播節(jié)目的播放質(zhì)量，提高觀眾收看體驗，為相關(guān)企業(yè)獲得較高的社會效益和經(jīng)濟效益產(chǎn)生了積極的影響。

1. 地面數(shù)字電視廣播組網(wǎng)方式

在進行地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計期間，為實現(xiàn)廣播信號覆蓋面的不斷拓展，部分地區(qū)采用發(fā)射機功率加大方式。但是，發(fā)射機功率有額定值，存在無法無限加大等問題；同時，加大發(fā)射機功率在某種程度上會增加發(fā)射機成本，造成嚴重的電磁環(huán)境污染現(xiàn)象。而地面數(shù)字電視廣播組網(wǎng)方式的選用，可以避免出現(xiàn)以上不良問題。目前，比較常用的廣播組網(wǎng)方式主要包含單頻網(wǎng)組網(wǎng)方式和多頻網(wǎng)組網(wǎng)方式，本文重點研究了多頻網(wǎng)組網(wǎng)方式。在多頻網(wǎng)組網(wǎng)方式支持下，為最大限度地提高同一節(jié)目信號覆蓋面，來自不同地區(qū)的發(fā)射臺可借助多個頻道進行信號內(nèi)容發(fā)送。相鄰發(fā)射臺可借助無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送同一頻道信號，從而避免出現(xiàn)信號干擾現(xiàn)象，相鄰發(fā)射臺在實際工作中，必須設(shè)置不同的頻道，要想使用同一頻道，必須在保持一定安全距離的基礎(chǔ)上進行使用。在進行電視界面模擬傳輸期間，需優(yōu)先選用多頻網(wǎng)組網(wǎng)方式，這樣一來，即使相鄰發(fā)射臺所使用的頻道相同，也不會出現(xiàn)同頻干擾現(xiàn)象，有效地降低了信號干擾概率，從而實現(xiàn)對發(fā)射臺電視信號的有效還原?？傊?，多頻網(wǎng)組網(wǎng)方式的運用，可以使組網(wǎng)工作變得更加簡單化、高效化，同時，還能減少設(shè)備成本，幫助相關(guān)企業(yè)獲得較高的經(jīng)濟效益。此外，臺站地址選擇不受局限，簡化了組網(wǎng)后系統(tǒng)測試過程，有效地降低了組網(wǎng)時間成本。因此，在數(shù)字電視技術(shù)的快速發(fā)展下，相關(guān)部門通過應(yīng)用多頻網(wǎng)組網(wǎng)方式，不僅解決了信號多路徑干擾問題，還保證了數(shù)字電視節(jié)目傳輸質(zhì)量和效率，滿足了地面數(shù)字電視廣播安全化組網(wǎng)需求。

2. 地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計原則與流程

2.1 頻率規(guī)劃原則

為提高地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)覆蓋面，在進行地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計期間，技術(shù)人員要嚴格遵循以下規(guī)劃原則。①結(jié)合某省地面數(shù)字電視建設(shè)情況，需不斷拓展各個地區(qū)的多頻網(wǎng)覆蓋面。對于省級地區(qū)而言，可以強化對單頻網(wǎng)頻道資源的最大化利用。②技術(shù)人員嚴格按照國際電視廣播覆蓋網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)定，對各個地區(qū)頻道進行科學設(shè)置，并選用超高頻（Ultra High Frequency，UHF）頻段。③為提高地面數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)執(zhí)行水平，需最大化利用發(fā)射臺設(shè)施等現(xiàn)有硬件資源。④結(jié)合電視頻道多頻網(wǎng)覆蓋情況，在保護現(xiàn)有頻道不受干擾和破壞的情況下，添加和設(shè)置地面數(shù)字電視頻道。⑤技術(shù)人員結(jié)合相鄰省電視規(guī)劃頻道實際使用情況，強化對各個省份頻道的有效保護，避免其遭受不良干擾。⑥技術(shù)人員嚴格按照地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)覆蓋要求，通過對發(fā)射天線方向進行調(diào)整和優(yōu)化，可以達到消除干擾信號的目的。以上原則的制定，使后期地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計工作有章可循、有據(jù)可依，極大地提高了相關(guān)部門的工作效率，為幫助相關(guān)企業(yè)獲得較高的社會效益和經(jīng)濟效益創(chuàng)造了良好條件。

2.2 頻率規(guī)劃流程

在地面數(shù)字電視廣播領(lǐng)域中，為進一步地提高多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計質(zhì)量和效率，技術(shù)人員要嚴格按照多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計流程（見圖1）開展頻率規(guī)劃工作。①篩選候選頻道。首先，技術(shù)人員結(jié)合數(shù)字臺站頻率實際使用需求，全面匯總海拔高度頻率等多種數(shù)據(jù)，并運用CHIRplus_BC軟件對指定數(shù)字臺站的頻率進行全面化掃描，并篩選和刪除無用規(guī)劃臺站[1]。②確定候選頻率。技術(shù)人員從采集和整理好的海量頻道場強數(shù)值中，選出較低可用場強頻道，并對這些頻道進行全面化對比，同時，結(jié)合有害場強數(shù)值，確定出相應(yīng)的頻道。另外，為實現(xiàn)頻率資源的最大化利用，當多個數(shù)字臺站之間距離較近時，需設(shè)置不同的換選頻道，避免因候選頻道相同而產(chǎn)生同頻干擾[2]。③候選頻道覆蓋干擾分析。當各個數(shù)字臺站所對應(yīng)的候選頻道完全確定后，需對這些候選頻道覆蓋干擾因素進行全面化分析，降低頻道干擾概率，確保候選頻道設(shè)置方案的有效性和可靠性。④制定規(guī)劃方案。結(jié)合候選頻道覆蓋干擾分析情況，制定一套行之有效的規(guī)劃方案，并根據(jù)數(shù)字臺站實際使用需求，科學設(shè)置合適的頻道數(shù)量[3]。⑤特殊情況分析。當數(shù)字臺站出現(xiàn)頻率資源不充足時，為實現(xiàn)對候選頻道的有效確定，技術(shù)人員需結(jié)合數(shù)字臺站對應(yīng)的頻道數(shù)量，綜合分析和評估現(xiàn)有模擬頻道是否符合數(shù)字信號與模擬信號轉(zhuǎn)換需求，如果符合，可將現(xiàn)有模擬頻道設(shè)置為備用數(shù)字頻道[4]?？傊瑸槌浞职l(fā)揮和利用多頻網(wǎng)的應(yīng)用優(yōu)勢，實現(xiàn)地面數(shù)字電視廣播高質(zhì)量發(fā)展，相關(guān)部門要嚴格落實以上頻率規(guī)劃設(shè)計流程。

3. 地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計技術(shù)參數(shù)

在進行地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計期間，技術(shù)人員選用合適的規(guī)劃參數(shù)，才能實現(xiàn)對數(shù)字臺站網(wǎng)絡(luò)大面積覆蓋，避免對四周發(fā)射臺站信號產(chǎn)生不良干擾。地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計技術(shù)參數(shù)主要包含以下幾種。

3.1 系統(tǒng)參數(shù)

現(xiàn)階段，我國在進行地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計期間，將系統(tǒng)凈碼率設(shè)置為24.365 Mbit/s，將系統(tǒng)工作參數(shù)面向糾錯設(shè)置為0.6，以滿足標清電視節(jié)目多業(yè)務(wù)高效化處理需求。同時，還選用室外固定接收模式，有效提高了節(jié)目傳輸質(zhì)量。

3.2 室內(nèi)接收的標準場強

為實現(xiàn)地面數(shù)字電視大面積覆蓋，技術(shù)人員還要綜合考慮相關(guān)城區(qū)室內(nèi)標準場強接收情況，當建筑物進入大量的電磁波后，會增加傳播損耗量，嚴重影響了室內(nèi)標準場強接收質(zhì)量和效率。影響傳播損耗的因素除了涉及到電磁波入射角外，還涉及到建筑材料性質(zhì)，此外，還要確定出接收點所處位置[5]。UHF頻帶IV/V波段建筑物穿透損耗如表1所示。為保證地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計質(zhì)量和效率，技術(shù)人員要結(jié)合表1中的數(shù)據(jù)，將建筑物穿透損耗、標準差分別設(shè)置為11 dB、6 dB。

3.3 最低可用場強

為實現(xiàn)多頻網(wǎng)頻率科學化規(guī)劃和設(shè)計，提高地面電視廣播數(shù)字化發(fā)展水平，技術(shù)人員需嚴格按照相關(guān)標準和要求，將UHF頻道所對應(yīng)的最低可用場強分劃分為兩種類型：①DS-25～DS-48波段。該波段的場強值為70 dB·μV/m。②DS-13～DS-24波段。該波段場強為65 dB·μV/m。為保證地面數(shù)字電視規(guī)劃質(zhì)量和效率，技術(shù)人員需嚴格按照地面數(shù)字電視廣播頻率規(guī)劃標準，運用電壓法計算出不同波段對應(yīng)的最低可用場強；同時，因為接收端信號質(zhì)量會隨著場強值的不斷增加而呈現(xiàn)不斷增加的趨勢[6]，所以要將地點概率統(tǒng)一設(shè)置為60%，并不斷提高場強值，從而保證接收端信號質(zhì)量。當?shù)孛鏀?shù)字電視信號質(zhì)量下降，說明場強值過低，這時，需要適當?shù)靥岣邎鰪娭?，以保證多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計質(zhì)量。部分地面數(shù)字電視廣播UHF頻段最低中值場強如表2所示。

3.4 保護率

為保證地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計質(zhì)量，技術(shù)人員需在降低可用場強的基礎(chǔ)上，盡可能地避免出現(xiàn)同頻干擾，科學地設(shè)置射頻保護率[7]。射頻保護率可真實有效地反映接收機所產(chǎn)生的欲收信號與非欲收信號最小功率之間的比值，為擴大信號覆蓋面，需要不斷地提高射頻保護率。目前，較常用的傳輸信道類型主要包含三種，分別是高斯傳輸信道、萊斯傳輸信道和瑞利傳輸信道，技術(shù)人員要結(jié)合實際應(yīng)用需求，選擇合適的傳輸信道類型，這對后期射頻保護率相關(guān)數(shù)據(jù)的安全化傳輸產(chǎn)生了積極的影響[8]。

4. 地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計案例

為驗證本文多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計方案的有效性和可靠性，本文以某省地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)絡(luò)為案例，結(jié)合該省各地級市、縣級市所獲取的發(fā)射臺數(shù)據(jù)，嚴格按照地面數(shù)字電視廣播規(guī)劃相關(guān)標準和要求，對多頻網(wǎng)進行規(guī)劃設(shè)計，從而實現(xiàn)頻譜的最大化利用。同時，還將電視單頻網(wǎng)構(gòu)建和設(shè)置于某一地區(qū)中，實現(xiàn)頻道資源的最大化利用，為后期地面數(shù)字電視廣播的數(shù)字化管理打下堅實的基礎(chǔ)。地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計方案在該省中得到有效地推廣和普及，該方案在具體應(yīng)用中，主要結(jié)合頻率掃描結(jié)果進行實施。

4.1 頻道掃描結(jié)果

在本文多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計方案的應(yīng)用背景下，為全面地了解和掌握某省周邊UHF波段頻道分布情況，技術(shù)人員運用頻道掃描儀器，獲得如圖2所示的頻道掃描結(jié)果，并從多頻網(wǎng)頻道中，確定出以下兩種備選頻道，分別是DS-45頻道和DS-47頻道。

4.2 頻譜干擾分析

當以上兩種備選頻道確定完畢后，技術(shù)人員運用CHIRplus_BC軟件和干擾分析技術(shù)，分析了以上兩個備選頻道的受干擾情況，發(fā)現(xiàn)DS-45備選頻道嚴重干擾了某縣地區(qū)中央第一套節(jié)目的正常播放。所以，在本次多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計方案中，優(yōu)先選用DS-47備選頻道。

4.3 某省多頻網(wǎng)優(yōu)化與覆蓋分析

在該省多個縣、縣級市中科學規(guī)劃和設(shè)計了相應(yīng)的地面數(shù)字電視頻道。同時，結(jié)合該省地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)覆蓋情況，完善整體多頻網(wǎng)覆蓋流程。此時，室外固定接收表現(xiàn)出較高的地點概率，其概率高達95%，不僅保證了該省多地區(qū)的多頻網(wǎng)覆蓋面，還提高了地面數(shù)字電視廣播節(jié)目的播放質(zhì)量，為觀眾提供了良好的收看體驗。

5. 結(jié)束語

本文所提出的多頻網(wǎng)頻率規(guī)劃設(shè)計方案具有較高的有效性和可靠性，不僅提高了地面數(shù)字電視廣播多頻網(wǎng)覆蓋面，降低了信號干擾概率，還保證了數(shù)字電視廣播節(jié)目播放質(zhì)量，為人們提供了良好的數(shù)字電視廣播收看體驗，滿足數(shù)據(jù)增值服務(wù)等多種業(yè)務(wù)開展。同時，還實現(xiàn)了廣播電視行業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展，提高了相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)力和核心競爭力，使相關(guān)企業(yè)獲得較高的社會效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]徐超，康建華，王紅勝，等.地面數(shù)字電視700兆赫頻率遷移項目單頻網(wǎng)組網(wǎng)研究及優(yōu)化案例分析[J].廣播與電視技術(shù)，2024，51（5）：10-14.

[2]陳小蘭.淺談地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)[J].西部廣播電視，2022，43（13）：231-233.

[3]楊方正，葛東，浮沉，等.地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)系統(tǒng)分級建設(shè)研究[J].廣播與電視技術(shù)，2022，49（4）：83-89.

[4]吳聰.地面數(shù)字電視700MHz頻率遷移改造實踐[J].現(xiàn)代電視技術(shù)，2024（6）：90-94.

[5]甘杰，黃盈鑫，盧進漢.中央地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)探究[J].衛(wèi)星電視與寬帶多媒體，2024（1）：16-18，22.

[6]張永杰.地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用探討[J].電腦校園，2024（3）：251-253.

[7]黃華東.地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)重疊區(qū)信號分析[J].衛(wèi)星電視與寬帶多媒體，2023（23）：1-3.

[8]劉志超.地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與覆蓋的技術(shù)研究[J].衛(wèi)星電視與寬帶多媒體，2022（11）：10-12.

作者簡介：崔現(xiàn)文（1971—），男，山東沂源人，工程師，研究方向：廣播電視覆蓋。