地面数字无线网

地面数字无线网（精选十篇）

地面数字无线网篇1

1无线地面数字电视简介

1.1无线地面数字电视定义

数字电视,是指用户接受和播放的活动图像和声音,是通过数字技术将其处理、压缩和编码,再经储存而实时广播的。数字信号的采用贯穿于系统,从演播室节目制作到处理、传送、存储/ 传输,直至接收、显示的每个环节。与传统的模拟电视作比较,在图片清晰度和声音质量方面数字电视都有很大的优势。而无线地面电视中的无线是指电视信息的传播不需要铺设线路而是通过微波的形式发射和接收的,不需要光纤或电缆来传输信号;地面是指用户接受的电视信号是通过地面的基站直接发出的,而不需要通过卫星来传输电视信号。

1.2现今的主要网络覆盖组网模式

单频网和多频网是现今的无线地面电视系统主要的两种传输覆盖方式。多频网,是指发射机以网状分布,每台发射机采用不同的频率发射电视信号,从而组建成全区域的电视网络覆盖;单频网的发射器也是呈网状分布,但不同的是它需要所有发射器同时、同频率、同步发射电视信号,再利用均衡技术做到一定范围服务区域的稳定网络覆盖。

在我国现阶段频率资源缺乏、地理环境复杂的情况下,单频网是主要的组网方式。

2单频网组网模式分析

2.1单频网体系结构模式

单频网适配器、同步系统、GPS时钟、数字电视发射机是单频网系统的主要组成部分、单频网适配器主要功能是将时间、信令信息插入码流中;同步系统主要是完成信息、控制调制和发射部分的同步;GPS始终一方面提供1秒定时脉冲, 一方面是提供10MHz的参考频率。

2.2单频网组网的优势

随着我国无线数字电视的快速发展, 频谱资源必将愈发地紧张,而提高频率的利用率将成为必然的选择。单频网和多频网相比具有以下几点优点:一是功率的运用效率较高,可降低单位能耗;二是在单频网中可以简易地采用相同频率来完成覆盖盲区的补点工作,从而获得很好的电视信号覆盖率,扩大节目的覆盖率;三是单频网是使用同一频率,故可以大量节省频谱资源,提高频率的使用率,面对日益紧张的频谱资源,可以很好地节省资源。综上所述,单频网组网在国家频谱资源日益稀缺的情况下是最好的选择。

2.3单频网组网覆盖条件

无线地面数字电视单频网的覆盖需要满足两方面的条件:一是要三个同步, 即发射频率相同、发射时间相同、比特相同;二是要有较大的保护间隔(接收信号和干扰信号的场强差),其必须大于接受要求的载噪比门的限制,同时域收信号的场强也要高于接受的门限。在满足这两方面的条件下,单频网组网就可以做到很好的电视信号覆盖。

3大站距、单频网组网模式分析

3.1大站距、单频网组网结构模式

大站距、单频网组网模式是对现有的高塔、高山的发射资源进行地面数据的在改造,各发射台的发射频率相同, 同步发射相同的电视信号,从而建成一种发射资源、站点密度低的无线地面数字电视的组网模式。

3.2大站距、单频网组网模式的优势

2015年,模拟广播电视逐渐停播, 而现在是处于从模拟电视向数字电视过渡的一个时期。将数字电视所需的发射器装在模拟电视的机房里,只需将当前的天线、电力系统做出适当的调试,就可以完成数字电视发射器的布置。但目前,大多的模拟电视系统发射台站多为高塔或者高山,其台站彼此之间的台站距过大,使用小功率、多布点的单频网组网模式,现有的一些发射台将不能被完全利用,造成不必要的资源浪费。只有建设大站距、单频网组网模式才能充分利用现有的站台资源,是目前无线地面电视系统最佳的组网模式选择。

4结语

大站距、单频网的组网模式更适合现今的国家现状,能充分利用和发挥广播电视台站的现有优势,减少建设的成本,对无线地面数字电视的建设具有重大的意义和作用。

摘要：2015年,随着模拟电视地逐渐停播,我国无线地面数字电视标准GB 20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》发布,无线地面数字电视地快速建设成为必然选择,我国无线地面数字电视地发展进入快车道。无线数字电视作为一种新的技术,还没有固定可靠的覆盖模式可遵循。因此,本文结合无线地面数字的特点和现今广播电视系统的现状,对无线地面数字电视的网络覆盖方案进行分析,这对未来无线地面数字电视的发展具有重大意义。

关键词：无线地面,数字电视,网络覆盖,方案分析

参考文献

地面数字无线网篇2

关键词：数字电视；地面广播；调制技术

1数字调制技术的重要性

地面数字电视广播与数字调制技术有着不可分割的关系，数字调制技术是数字电视广播运行的重要技术之一。数字调制技术能够为数字电视广播信号的传输等过程提供更加重要的保障工作，信号的产生以及发送过程有着严格的要求，保障其发送的准确、适当，是运用调制技术的重要意义。在调制技术的发展过程中，过去使用的并不是数字调制技术，而是模拟调制技术，在数字化逐渐发展的背景下，数字调制技术逐渐替代模拟调制技术，成为数字电视广播的主要运用技术，也为其提供更加严密的信号检测。不同的数字调制技术适应不同的信号传输要求，在数字广播电视信号传输过程中需要对相应技术情况进行了解，以达到更好的信号传输质量。

2数字调制技术实现方式

当今社会发展中使用的数字调频技术有多个研究方向，不同的调制技术也各有利弊，合理运用数字调制技术能够更大限度的提高通讯发展水平，促进数字广播电视和广电工程的发展。2.1单载波调制与多载波调制数字调频技术中从载波方式上来说，可以分成单载波和多载波的方式进行数据传递。两种调制方法在实施之前需要对数据进行映射处理，以对输入的符号进行帧数据的构建。其中根据所用的调制方式可以将数据与载波进行合理的调制以对信号的使用和传播进行检测调制。无论是单载波调制还是多载波调制都能够在满足需要的前提下进行信号完善与调制工作，选用适合的方式能够达到更好的传输效果。2.2半导体的脉冲编码调制PCM半导体的脉冲编码调制是美国贝尔公司研制的一种调制技术，在进行数字调制时可以对信号进行减噪处理，对近距离的噪声处理有很强的效果，是一种具有一定使用意义的调制方法。在进行噪声处理时，PCM使用的脉冲方式将数字通信数据进行编码，将编码形成的8位二进制数据进行再利用，此时的编码后数码率达每秒64kb。对于可视电话会议的信号，要求频带50-7000赫兹，编码后的数码率应提高为每秒128kb。传输数字信号到对端后进行解码，恢复出原来的话音信号[1]。如何衡量噪声处理的结果呢？这里还有一个量化指标，即对传输的打分情况MOS，综合衡量数据清晰、可懂、平均值等对数据和信号进行综合考量。这种半导体的脉冲编码调制对数据的传输效果和传输方式起着重要的改善意义，是在数字电视广播发展中的重要调制技术。2.3增量调制方式数字调制技术中有很多技术方向，其中增量调制技术是其中一种编码方法，用码字表示模拟信号的取样值。增量调制方法与PCM方法的区别便是使用的二进制编码只有1位，而PCM方法为8位二进制码。在技术应用效果方面，增量调制的方法弊端较大，没有PCM方法使用效果强，需要更大的工序才能完成同样的数字调制问题，达到更好的数字电视广播信号效果。2.4自适应差值脉码调制ADPCM在数字调制技术中属于波形编码技术。在同样噪声频率的影响下，较之其他方法会具备更加完美效果的信号和通讯效果。这种调制方法的实现率更高，在同等条件下会实现更高质量的通讯能力，在差值计算不同的情况下，能够适应不同差值的存在达到更好的脉码调制效果。在合理的频率实现下，达到更好的数字调制效果，完成地面数字电视广播的信号运输。这种方法也与上文提到的单载波调制与多载波调制、半导体的脉冲编码调制等方法形成互相补充、共同促进数字调制技术的发展。

3地面数字电视广播与其技术发展前景

2012年我国《地面数字电视广播覆盖网发展规划》出台，这一规划的出台将对数字电视广播的发展具有重要的推动意义。随后更多的针对地面数字电视广播的政策不断完善和出台，增强我国行业发展政策推动力。良好国内发展环境的建设，将扩大地面数字广播电视的受众，极大促进其被使用效率，加速产业发展，促进相关技术使用和研究。3.1地面数字电视广播发展前景在政策支持的环境下，我国的地面数字通信技术将得到长足发展，更多的地面通讯设备更新换代，在未来几年里，数字电视设备的更迭也将为数字电视广播的发展起到重要的推动作用。地面数字电视广播在国内的发展环境更趋向灵活化，地面覆盖的数字电视能够为用户提供更加不受时间空间限制的消费体验，所以在发展中具有重要的优势。发展环境中，地面数字电视广播应该将城市发展作为重点发展对象，但也应充分发掘农村、乡镇等地的通讯潜力，将调制技术与地面数字电视广播充分结合，为我国的通讯发展做出贡献。全国共有50-60个城市建立了地面数字电视移动接收覆盖网[2]，在发展拓展的背景下需要进行合理的发展规划，发展的同时注重商业和公益相结合，将公益性融入产业发展方向中，行业发展不能离开公益性的贡献。3.2数字电视广播技术的发展在地面数字电视广播的技术发展过程中，已经由单一的技术发展拓展到了多方向的技术研究，在数字电视广播技术的调控技术方面也如上文所述得到的更多的研究发展结果。数字电视广播技术发展能够获得当今的发展水平有政策环境的支持也有技术环境不断发展的环境力量。目前在技术发展的进程中，存在一些问题。技术发展方向受用户资源影响，目前的产业发展主要针对用户需求进行，用户资源缺少或需求导向发生偏离，将会对技术的发展起到一定的制约作用。所以在地面数字电视广播的技术拓展过程中需要紧抓用户需求心理，提高技术发展的针对性。另外，在推动技术进步时需要注重地面数字电视广播产业的独特优势，运用行业优势吸引技术人才，将相关技术融入更具针对性的数字广播电视行业中，为普及地面广电做出应有的贡献。争取更全面的覆盖用户群的需求，更加准确的触及广播电视的根本推动力。

4结论

我国地面数字电视广播正处于发展期间，在政策环境支持和商业背景发展良好的情况下，应抓住机会推进产业发展。地面数字电视广播的发展离不开强大的技术支持，其中数字调制技术是重要的信号传递和运输的监测技术，能够在通讯过程中完善信号效果，对广电通讯信号质量改善起着重要的作用。数字调制技术分为几个不同的技术研究方向，不同的方向具有不同的技术优势，进行数字调控时可以根据现实进行技术调整。我国地面数字电视广播产业发展应相应政治号召，积极进行商业发展与公益想结合。

参考文献

地面数字无线网篇3

摘要为解决农村地区人民收看电视难的问题,重庆市正在建立国标数字电视无线覆盖试点。通过建立的发射系统测试各种工作模式,对比系统在不同传输模式下的传输效率和覆盖效果,同时利用该平台对终端的接收性能作对比测试。本文分析了系统构成、原理以及覆盖测试结果。实测表明,本系统方案不仅能够节省系统成本,而且能够保证数字电视的覆盖效果,特别适合于我国农村地区数字电视的无线覆盖工程。

关键词发射机;数字电视;工作模式;场强

中图分类号TN文献标识码A文章编号1673-9671-(2009)112-0020-02

为解决农村地区人民收看电视难的问题,重庆市率先在武隆、荣昌建立国标数字电视无线覆盖试点,主要测试地面数字发射设备是否适合我市覆盖要求;通过建立的发射系统测试各种工作模式,对比系统在不同传输模式下的传输效率和覆盖效果,同时利用该平台对终端的接收性能作对比测试;目的为整个重庆市的整个地面电视无线覆盖提供可行的参考依据。荣昌电视台有幸作为实验试点之一,全程参与了荣昌县国标地面数字电视无线覆盖工程的建设工作,并配合相关技术部门、设备提供厂家一起完成了覆盖效果的测试工作。根据规划,整个重庆市数字电视无线覆盖采用我国自主知识产权的数字电视地面广播标准GB20600-2006,该标准是我国创新的、适合中国国情的地面数字电视广播传输系统(DTMB),也是完善农村广播电视公共服务体系,实现数字电视无线覆盖的理想方案。荣昌系统计划利用五个电视频道,传输35套电视节目和10套以上广播节目,实现了荣昌县农村大部分地区数字电视的无线覆盖。

荣昌县地处我国西南地区,地貌呈浅丘带状地形,东西走向。县城内有线电视发展良好,本系统主要解决农村地区覆盖问题。荣昌县凉平和厂益民发射点规划覆盖如图1所示(图中■处)。

根据地理位置关系,本系统在该县所辖的东南部和西北部各建一个发射站,地点选为益民厂和凉坪,以实现对西发射站的西南部180°,半径20公里范围,东北部半径8公里范围和东发射站的北部偏西180°,半径15公里范围内85%以上地区广播电视节目地面数字电视信号的良好覆盖,信号场强在上述范围内不低于30dBμv。并通过发射天线的偏置设计,避免对本县以外地区广播电视信号的干扰,界外场强低于20dBμv。

本系统的前端信源系统设在荣昌县县电视台机房内,包括编码复用、加扰、调制、合成、光纤传输等几个部分。利用五个电视频道,采用国标地面数字电视技术,传输电视节目35套以上,广播节目10套以上,每套电视节目码率平均不低于2.35Mbps。前端信源系统如图2。

重庆市局前端系统将节目编码复用成IP流后,通过光纤IP网络传至荣昌县电视台机房,经IP复用器复用成5路TS码流,其中一路为本地节目留有复用接口,五路TS流信号经加扰、激励器调制、在射频上合成后再分配,进入光发射机,通过既有光纤传至益民厂、凉坪发射站,各发射站经光接收机接收后传至发射机,发射机进行选频并分别将每一个频道信号的功率放大到100W后发射。

1系统实现

根据系统设计方案,在荣昌县凉坪和益民厂共建两个发射主站,各使用五台单频道100W发射机,覆盖境内的大部分农村地区,并根据覆盖情况在适当地点建设两个光纤直放站进行补点发射,后期建设时在信号盲区再采小功率无线直放站进行小功率补点,以实现对全县境内的所有农村地区地面数字电视的良好覆盖。

1.1前端信源系统

前端信源系统共分两个机柜,第一个机柜装有IP复用器,本地节目编码器,加扰机,本机柜输出5路TS码流,送至激励器机柜。第二个机柜装有激励器,射频合成分配器,光发射机等。用户管理系统(SMS)可通过网线对节目进行加扰配置和用户管理信息的设置。

根据系统设计要求,前端信源系统必须提供高质量的信源和信道编码质量,重庆市局前端对节目的编码器的选择有一套严格的规定,要求信号压缩率高每套节目的平均码率小于2.35Mbps,保证信道利用率,同时要求编码效果好,达到标准清晰度节目要求,因此市局全端系统采用了高质量的编码系统。要得到高质量的信道质量,就必须采用高性能的激励器,在荣昌前端系统,采用了加拿大UBS全进口激励器,其射频信号的MER可达到38dB以上,合成分配器采用了微带合成分配设计,在整个分米波全频段内实现良好的合成分配,分配器预留了3个接口,为下一步直放站补点留出备份。光发射机根据光传输距离的远近调节输出电平,使两个机房内的光接收机输出电平一致达到设计的要求。

1.2发射系统

光接收机解调输出信号电平信号为0dBm,经频道选择器滤波放大后每个频道信号电平为0dBm,在本系统中,频道分配为DS-37, DS-39, DS-40, DS-44, DS-46;频道选择实现时,对隔频道信号采用直接频道滤波、放大调整的方法实现,对邻频信号在70MHz采用先下变频到中频70MHz,在70MHz上进行声表面滤波处理,上变回到发射频率,再进行电平调整处理,将电平调整到0dBm输出。频道选择器出来的单频道信号分别进入激励级功放,再进入100W功放单元,经双工和三工器输出至天馈系统。

发射系统设备由成都成广电视设备有限公司提供,共分三个机柜,机柜1由光接收机、频道选择器以及两个单频道100W发射机(含激励单元和100W功放单元)、控制系统、风冷系统、电源等部分组成;机柜2由三个单频道发射机(含激励单元和100W功放单元)、控制单元、风冷系统、电源等组成;双工器和三工器一起安装在机柜三内,显得美观大方。

发射系统的调试工作尤为重要,系统在出厂前先进行厂验,保证各项指标要能达到设计要求,在现场安装时要对光链路进行仔细的调试,光链路指标好坏将直接影响到整体发射指标,首先要调节光发射机的输出电平,满足光接收机解调条件,再调节光发射机的调制度,使得光接收机输出的射频信号最优,使其输出MER达到最高,最后调节光接收机输出电平,满足选频器输入条件,同时保证MER不被恶化,接下来对每个单通道发射机的各个关键部件进行调整,使得整体输出的各项指标满足要求。在本系统的两个发射站的每个频道信号的带肩比都超过38dB(@±4.2MHz),MER均大于32dB。

本系统的多工器包括一个双工器和一个三工器,DS-40和DS-46进行双工,DS-37、DS-39和DS-44进行三工,合成后的两路射频信号通过两付天线发射出去。多工器采用星形结构方式。

1.3发射天线

采用两付天线对信号进行发射,采用六层偶极子筒型垂直极化天线。该天线设计功率容量3kw,频率带宽100MHz,可满足多工使用的要求。发射天线单元采用筒形结构,天线系统进行了适当的相位补偿优化,同时功率分配器采用多级切比雪夫变换以获得更好的宽带特性。该天线采用不锈钢制作,具有防腐力强、使用寿命长的特点。其主要优点是结构简练轻巧、易于制作和运输,驻波比特性好,频率带宽较宽,可满足100MHz间隔范围内的多工器的要求。

六层筒形垂直极化天线系统由6对筒形天线振子、3根分馈线、一只3:1功率分配器和一只λ/4调配线组成。主要技术指标如下:

1)频率范围:470～800 MHz /指定电视频道中心频率±50MHz;2)功率容量:1.4KW;3)天线增益: 9.8dB;4)驻波比: S≤1.10;5)方向性:全向(220○弱向);6)极化方式:垂直;7)波束填充:>8﹪;8)系统重量: 100kg。

2地面数字电视覆盖测试

2.1国标工作模式的确定

由于本系统作为重庆地区的试点工程,主要承担测试任务,主要进行不同工作模式下面的对比测试,检验系统在不同传输模式下的传输效率;利用该系统进行不同接收终端的性能测试,为终端的采用提供参考。因此工作模式的选择主要参考广电总局推荐的七种工作模式。

根据市局的要求,重点测试工作参数C=1 16QAM 0.8 PN=595 720以及C=3780 16QAM 0.8 PN=420 720两种模式,并对比进行实验。由于37,40,44在一付天线,39,46在另一付天线上,为了对比同模式下不同天线,同一天线不同模式的覆盖效果,因此对37,44,46频道选用第5模式,对39,40频道选用第4模式。

2.2测试方法

根据现实测试条件,制定测试点选择原则,具体的测量位置上应保证测量过程中能够安全顺利的进行,保证接收天线的极化方式与发射天线的极化方式保持一致,选择的位置应尽量避免严重的遮挡或干扰,选择有代表性的测试点,适当减少测试的工作量。固定接收测试选用了标准电视测试天线,架设高度离地面四米,采用标准的电视场强仪,转动天线得到某个频道最大场强值,停止转动并记录所有频道的场强,并观察机顶盒接收效果,记录其显示的信号强度及信号质量。

2.3覆盖测试结果分析

以接收益民厂方向的信号为例,单/多载波对比测试表1。

测试结果说明:在荣昌县境内选择了38个测试点,其中有两个测试点机顶盒未解出图像,在交叉区,机顶盒也能正确解出图像,但其显示C/N要降低。

3结束语

经过测试,荣昌县地面数字电视无线覆盖工程,实现了我县境内大部分农村地区的数字电视无线覆盖。由于系统本身在设计上具有良好的扩展性,易于实现其它地方的补点覆盖。只要广电系统的光纤能够到达的地方,大范围补点时可采用本系统的单频道发射方案,小范围补点时可采用多频道宽带放大方案。

本系统方案不仅能够节省系统成本,而且能够保证数字电视的覆盖效果,特别适合于我国农村地区数字电视的无线覆盖工程。

参考文献

地面数字无线网篇4

我国的数字地面电视广播 (DTTB) 标准已出台，2006年8月，国家标准化管理委员会发布了强制性国家标准GB20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》，并明确该标准于2007年8月1日起正式实施。

青海省DTTB的覆盖规划也已摆在议事日程上。从模拟电视向数字电视过渡需要有一个转换时间, 按照国家广电总局的计划和部署，2009年青海省在西宁市和部分地级城市开展地面数字电视业务，并在未来几年内逐步将数字地面电视覆盖到全省。

开展青海地面数字电视广播覆盖网总体技术规划研究，主要针对全省的8个州、市（地）和39个县级广播电视转播机构制定地面电视广播覆盖规划。数字地面电视规划和其他无线电规划一样, 是根据无线电频率划分或分配的规定, 在规划原则的指导下, 将某一频段内的某项业务的频率在地域以及时间上的使用做出预先的统筹安排, 以实现频率资源的有效利用并避免频率间的相互干扰, 从而保证数字地面电视业务能够正常播出。

2 地面数字电视覆盖的特点

要构建一个数字电视发射系统，首先要了解数字电视信号的覆盖机理、影响因素、工作模式的影响及覆盖区估算的计算方法。但数字电视信号与模拟电视信号传播的最大区别在于，数字信号传播存在“峭壁效应”，见图1。在业务覆盖区内，模拟电视信号在受到干扰或欲收信号场强偏低时，会产生雪花、重影等现象，影响收视效果，但信号并不会中断；而地面数字电视广播，当接收信号电平降低到接收门限以下时，信号将中断，用户将完全无法收看节目。因此必须对地面数字电视广播网的覆盖做细致的规划。

青海建设国标地面数字电视系统，进行广播电视补充覆盖，采用数字电视技术可传送多套电视节目，可以节省大量的频率资源，多个发射台同时工作所带来的分集效果，也使得接收的可靠性大大增强，从而获得更好的节目覆盖率。此外，通过对发射网络 (如发射机的数量、分布、单个发射机的天线高度、发射功率等) 的调整和优化，还可以降低总的功耗，减少电磁波污染、降低信号辐射、减轻对附近其它网络的干扰，增强覆盖均匀度，甚至可以根据需要方便灵活地改变覆盖区域的分布。

影响覆盖的因素有很多，大致概括如下：

(1）工作频率：信号传播受传输路径的衰耗影响，工作频率越高路径传输衰耗越大，覆盖范围因此减小。

(2）发射机工作模式（C/N门限、码率、保护间隔）：选择不同的工作模式时，系统的载噪比C/N门限不同，C/N门限决定最低接收电平；不同的内码码率不但影响允许的节目数量，也影响C/N门限；保护间隔的大小则决定了区域单频网的站间距离。

(3）环境地形影响（城市建筑物、开阔地、丘陵、山地、水面、隧道、街道走向）和气候条件的影响（雨雪天气）。

(4）发射机的有效发射功率：发射机额定输出功率加上天线增益，并扣除天馈线损耗后在天线上的有效辐射功率大小，影响覆盖范围。

(5）发射天线的极化方式：天线辐射时形成的电场强度方向垂直于地面时，称为垂直极化波，电场强度方向平行于地面时称为水平极化波，由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。

(6）发射天线高度：相对发射高度越高，覆盖范围越大。

(7）接收机灵敏度：接收机的“最小接收电平”主要与射频信号载噪比C/N密切关联。

(8）接收天线：接收天线的增益、接收高度、极化方式都会影响接收效果。

(9）接收方式：固定接收、便携接收以及移动接收针对不同用户，最低接收电平的要求不同；地面数字电视覆盖，由于数字信号传输的特殊性，要求的时间概率为99%，地点概率为70%（可以接收）或90%（良好接收）。

(10）覆盖区域边缘的界定：与模拟电视覆盖的50%时间概率和50%地点概率不同，地面数字电视覆盖，由于数字信号传输的特殊性，要求的时间概率为99%，地点概率为70%（可以接收）或90%（良好接收）。

3 地面国标数字电视单频网系统

地面数字电视单频网是多个发射点使用相同的频率、发射相同的电视信号, 覆盖指定区域的覆盖方式。单频网的应用可以使频率资源得到有效的利用。在单频网覆盖区内接收同一信号无需切换频道, 有利于移动接收。

3.1 单频网原理

DMB-T本身采用了TDS-OFDM技术，系统信号帧与绝对时间同步以及采用OFDM调制方式，在实现单频网时具有先天优势。DMB-T单频网传输系统示意图如下图所示，接收站点将有效数据在分配网络中的传输延迟、主发射点发来的同步信号、本站点收到的GPS同步信号进行综合计算，得出该站点发射信号的时间。在中心发射站，DMB-T单频网适配器每隔一个大帧在传输流中插入一个控制包，该控制包包含同步时间标签（来自GPS接收机的1pps到大帧开始的时间差）和到下一级发射站的最大延时。

激励器的时间同步调整，主要调节激励器的发射时延，根据接收到的MPEG TS中的SIP包分析时间信息，可以计算出由主站信号到该发射台的码流传输时间，由此时间各发射台可以调整各自的时延，从而达到一起发送信号的目的。

单频网原理框图示意图如图2所示。

3.2 单频网组网优点

有利于频率规划。在我国频谱资源有限的情况下，可以大大节约宝贵的频率资源，提高频谱利用率。

解决覆盖盲区问题。在高楼林立的城市，单台数字电视发射发射机无论功率多大，都会有一定信号盲区或盲点，单频网则可通过多点同频发射的办法来获得较好的覆盖率。

单频网组网降低发射机设备的成本；通过优化和调整单频网发射网络（基站数量、分布、发射天线高度、发射功率等），使用多个较小功率发射机代替一个超大功率发射机。

单频网组网有利于降低信号辐射、减少电磁波污染、增强覆盖均匀度。

3.3 单频网组网关键技术

国标地面数字单频网的设计和组建是一个复杂的系统工程，涉及到频率规划、站点选择、方案设计、覆盖试算、项目实施、覆盖测试、优化调整等方面。

3.3.1 技术核心问题

单频网是由多个中小功率发射台按一定间距形成的大规模信号覆盖网络，要做到单频网信号的无缝覆盖，必然会形成信号相干区 (即交叠区) 。

在相干区内接收到的国标地面信号可能来自相邻的两个发射台，也可能来自相邻或相隔的多个发射台。因此，相干区信号能否稳定接收关系到整个DMB-T单频网建设和运行的质量，这也是DMB-T单频网建设和调试的主要技术难点。

由于存在相干区，所以各相邻发射台间需要严格同步，这包括：

(1）频率同步

网内各发射机发射频率要十分精确，即频域同步。

(2）时间同步

各发射机发送同一套节目要保证精确的时间一致，即时域同步。

(3）码元同步

即调制信号的比特率同步。

实现上述三个同步功能的关键设备是SFN适配器和GPS接收机（含GPS天线）。GPS接收机的功能是提供10MHz频率参考和1PPS时间参考。

发端SFN适配器对输入的TS流进行兆帧信息包 (MIP) 处理，同时插入时间、系统控制等信息，然后送入传输网络。在收端，对应的SFN适配器解析MIP包，计算传输延时并自动补偿，即可实现发射台端单频网同步的要求。

在单频网应用中，根据我们的经验，原则上应尽可能减少信号覆盖交叠相干区域，并保证在交叠区的信道多径延时不超过系统保护间隔长度。同时对发射台的天线场形做适当的限制，避免不必要的干扰。

OFDM调制中保护间隔的长度决定了系统所能处理的多径信号的最大延迟时间，超出保护间隔的多径信号，对于接收机而言是干扰，将影响系统性能。保护间隔越长，发射机间的距离就可以越大，但是系统的传输效率就越低，这就限制了单频网发射机之间的最大距离。

但当单频网交叠相干区中存在多个发射站信号延时超过保护间隔时，可以通过调整天线俯仰角或者调节强多径信号强弱等方式来减小单频网中干扰。

同时，调整相应发射机的单频网的时间偏置值，这样也可以有效的减小干扰带。相互干扰的现象减少，可能会存在一些很小的影阴区（由高楼遮挡引起），可以用就近增设补点器的方法来消除影阴区。

3.3.2 设备安装调试及覆盖测试

单频网的工程实施应该严格按照技术方案进行，若实施中需对技术方案进行变更，需重新对涉及的内容进行认证复核。

在利用原有发射台站建立单频网的站点，在施工时还应该注意不影响现有播出设备的播出安全。

尽管在前期对单频网进行了网络规划和覆盖分析，然而影响射频传播的因素很多，不可能将所有因素都考虑进去。因此，在单频网建成后，需要采用专业的路测仪器对目标覆盖范围内的接收信号强度指示（RSSI）、信噪比（SNR）、调制误差比（MER）、调制精度-误差矢量幅度（EVM）、低密度校验码（LDPC）误块率以及同步情况等进行测量。对测试结果进行分析，确定单频网的覆盖效果，如果实测结果跟理论规划和试算结果差距较大，需要分析原因，并对设备进行相应调整和优化。通过测试，还可确定单频网的干扰区和覆盖盲区，为下一步的网络优化调整提供依据。

3.3.3 网络优化调整

网络优化调整是单频网建设的关键一步。它和覆盖测试交替持续进行。单频网的优化调整的一个重要原则就是减轻单频网发射点在相干覆盖区形成的多径干扰，具体而言就是尽可能减小长时延、强多径信道存在的区域。

对干扰区，可以通过调整发射机的时延、功率或发射天线的场形等消除干扰区，如果无法消除应尽量减小干扰区并调整干扰区使之落在用户人群较少的区域。

对于信号覆盖盲区，可以通过增加小功率补点来消除。对于一些重要楼宇、车站、地铁、候机楼、商场、隧道等室外无线信号无法到达的场所，可以通过直放站、移频转发、同频转发或泄漏电缆等方式进行覆盖，从而达到信号的良好覆盖。因为单频网的调整会引起某些覆盖区域性能不稳，所以网络调整和优化需重复进行。同时要考虑诸多外部条件的影响及制约，在建设中，应根据实际情况，结合网络的覆盖测试反复对比、调整、优化，使单频网的总体状态达到最佳。

3.3.4 单频网建设需要注意的其他问题

(1）防雷接地

在单频网的建设中，接地和防雷是一个非常重要又比较容易疏忽的工作。

单频网实际运行环境中电磁环境往往比较恶劣，再加上设备不间断播出，不良的接地处理会使设备产生大量静电，引入干扰和系统噪声。对设备的正常工作产生影响，使发射机、激励器、卫星接收机等产生自动保护或死机，严重时还可能损毁设备和造成人身安全伤害。因此在工程施工和设备安装调试时一定要认真按照设计规范要求做好设备接地处理，对设在接地条件较差的县级转播台楼宇中的机房，应该对各个设备做等电位连接处理。防雷也同样重要，为防止直击雷或雷电电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害，在工程实施之前，一定要按照相关的防雷规范和标准做好防雷设施，特别是在牧区多雷的高山发射台更应该严格把关。

(2) GPS天线安装

GPS接收机为单频网的同步提供时间和频率基准。

为实现系统的精确同步，GPS天线四周应该有良好的净空环境，安装时应尽可能远离各种发射天线、高压线及强电场、磁场等干扰源。另外，GPS天线电缆长度是根据天线增益严格设计的，不得剪断、延长、缩短或加装接头，否则将严重影响接收效果甚至收不到信号。电缆线长度多出时不要盘起，应拉直，以免产生电磁场引致信号衰减。

4 青海数字地面电视覆盖总体规划

本项目分三个阶段实施：

(1）第一阶段（2010年8月-2010年11月）：制定青海8个州、市（地）地面电视覆盖规划方案。

按照国家广电总局的计划，首先为青海8个州、市（地）各规划一个地面数字电视广播频道，用于开展模数同播的标清业务。

(2）第二阶段（2010年12月-2011年4月）：制定青海39个县地面电视覆盖规划方案。

按照国家广电总局的计划，为青海39个县规划一个地面数字电视广播频道，同样用于开展模数同播的标清业务。

(3）第三阶段（2011年5月-2011年7月）：开展必要的覆盖测试及网络优化研究。

针对地面数字电视广播覆盖网规划研究过程中可能出现的存在潜在干扰的情况，开展必要的测试，并在测试基础上对覆盖网规划进行优化研究计算。

我国电视覆盖网规划频率共16291个，其中已启用的电视频率超过7000个。地面数字电视定位于公共服务，所以为了保障公共服务不能收费不得加密，目前的工作重心是需要调整现有地面覆盖网布局，既要保证现有中央广播电视模拟节目覆盖，又要满足标清、高清、车载等多种数字化业务需求。调整工作实际操作难度大，比如要寻找一个合适的数字电视频道，需要协调周围地区的五六个不同频率。基本思路是：指配若干数字大功率台站，首先考察每个台站的可用频道，然后从整体上进行网络规划。也就是说，数字地面电视覆盖规划实际上是一个电磁兼容 (EMC) 的分析过程。

青海省在地面数字电视规划过程当中，首先不损害原有的模拟电视的覆盖，但是现在模拟电视的副服务区和非法播出不受保护。除了用于农村公路服务体系建设的台站之外，一般不去保护100瓦以下的小功率台站，因为考虑到频率非常拥挤。除了用于公共服务体系的台站，所有没有启用的规划台启用，纳入到地面数字电视的规划当中。尽可能组建单频网，改善城区覆盖，国家财政投入，统一技术平台、统一规划、统一建设、统一运行管理。过渡时期主要用于和现有模拟频道节目的同播，因为目前大量的地级城市所开播的数字电视频道主要就是同播，业务定位为公共服务，不加密、不收费、这就是为了保证地面数字电视的公益属性。充分利用现有的模拟发射台站和基础设施，依托自主知识产权技术标准，积极促进电视机等电子产业的转型和发展，严格依法管理，规范无线广播电视的秩序。

5 青海辖域地面数字电视覆盖建设之可行性

青海省地域广阔，地形多样，海拔高度呈阶梯状，是世界上最高的高原，平均海拔高度4, 500米，面积250万平方公里，有“世界屋脊”和“第三极”之称。位于北纬25°-40°和东经74°-104°之间。这种复杂多样的地形地貌形态其特征及地广人稀的特点导致有线覆盖投资大、设备维护工作量大而制约了有线电视的完美覆盖，所以对城市边沿的城郊结合部和广大农村乡镇应采用地面数字电视多频道、多套广播电视节目的无线覆盖。环境地形对覆盖影响较大，覆盖区域为开阔地时，发射点的相对发射高度较高，可能一个台即可全部覆盖，此时采用多频网覆盖方式，就比较经济；如果信号受地形或建筑物的遮挡，覆盖阴影区比较多，可以考虑组建单频网，实现大范围的区域覆盖。但无论那种方式都会存在局部的覆盖盲区，因此，必要时需要使用同频转发器进行补点。

因此，发展地面数字电视，实现有线电视的“无线延伸”，通过有限频点收听和收看多套多样化的广播电视节目，实现移动、便携和固定接收是一种可尝试的模式，具有很好的可行性。

同时，采用小功率多布点，覆盖范围大的数字电视单频网覆盖，减少对周围电视与通信网络的电磁干扰，也存在相应的科学性和合理性。

6 全省地面数字电视覆盖建设之总体思路

数字地面电视业务主要使用VHF（米波）和UHF（分米波）频段，这一频段的电视以视距传播为主。传播耗损与地形、植被、电视传播的路径以及所处的地理位置和天气状况等因素密切相关。在繁华都市中，高大建筑物、桥梁等也会影响电波传播。

笔者通过自己多年来在广电系统工作经验和分析数字电视技术特点及发展趋势，认为对于地域广阔、地形地貌复杂的地区实现地面数字电视多频道、多套广播电视节目的无线覆盖，宜采用中小功率多布点的系统方案，以实现无缝隙的数字电视无线覆盖。数字广播电视网以无线广播方式运行，覆盖面积大、电波传播环境复杂，为了确保终端用户得到稳定的高质量电视节目，除选用高质量收发传输设备外，还要进行传输可靠性的系统设计，来达到规定的有效覆盖范围服务区。

6.1 全省地面数字电视单频网覆盖建设之建议

根据青海省的特点有以下几点考虑：

(1）由于地形地貌复杂实现地面数字电视、多套广播电视节目的无线覆盖，宜采用中小功率多布点的系统方案。

(2）单频网的设计与建设是一项非常复杂的工程。需要考虑传输标准、调制方式、纠错比率、保护间隔、传输带宽、地形特点、发射基站选址、天馈系统等等诸多因素，同时数字电视信号的传播特点，受地形、建筑物密度、街道走向和环境变化影响，覆盖区域内会存在局部的覆盖阴影区。

在单频网设计建设之初建议做好统筹规划，在建设过程中才能做到事半功倍。地面数字电视单频网的局部调整可能会引起单频网内某些接收良好的覆盖区域性能变坏，因此单频网络的调整和优化需不断反复调整。

同时，地面数字电视单频网的调整和优化受到诸多条件的制约，在单频网的建设过程中，需充分考虑各种因素，根据网络的实际情况，采用多种手段和方式，结合网络的性能测试进行反复调整和优化，使地面数字电视单频网的总体性能达到最佳。

(3）从全国其它省市开展地面数字电视试验城市的技术系统及覆盖情况来看，信号在城市的覆盖还存在不少不理想的区域，解决覆盖问题将是一个长期的、不断完善的过程。因此选择有系列广电产品研发、生产能力与系统集成能力强的，有实力公司的产品和服务，对单频网项目的建设与运营有持续的保障，并且能取得事半功倍的效果。

从数字电视运营的角度，项目初期的大规模资金投入，将带来投资回报、风险与市场商机矛盾等一系列问题都值得探索和思考。在启动数字电视系统项目时，考虑将此项目从技术平台的构建和运营都完全以市场化运作。基于这一指导思想，在技术平台的系统集成和设备选型上，一般选择了低成本起步方案，就是先选择可靠、可持续合作的厂商构建单频网技术平台，在完成先期试验、测试、系统性能和覆盖效果满足预定目标要求之后，结合实际情况，再选订适当的系统设备，是非常重要的。

6.2 青海地区国标地面数字电视无线覆盖构成设想

近十年来国家广电总局先后在青海实施“西新工程”、农村中央覆盖等重大建设项目，辖域内100瓦以上（含）模拟地面电视发射机达数百余部，覆盖规划及相应的试算应分为地区进行。重点应选择在西宁市区及所属三县和海东地区六县电磁环境复杂地域的进行。

根据青海地区地域广阔与地势起伏大，层状地貌明显这种复杂多样的地形地貌形态其特征及地广人稀的特点, 为能直观分析覆盖情况，地理数据中还可包括行政区划、人口分布、民族分布等信息。在一般计算时，可采用1000米精度的（每秒1000米给出一个点的高度数据）地形数据，在特别计算时，可采用100米精度的地形数据，以节省资源和时间。采取城镇有线网络覆盖，对城市边沿的城郊结合部和广大农村乡镇采用地面数字电视多频道、多套广播电视节目的无线覆盖，将省市自办节目和省级多套多样化的广播电视节目，实现移动、固定接收是一种可尝试的模式（在信号覆盖不理想的区域，还可以组建局域网或采用补点的方式进行补充覆盖），具有很好的可行性及推广性。

参考文献

[1]地面电视频率规划与优化.广播科学研究院.

[2]VHF/UHF频段地面电视频率规划-研究报告.广播科学研究院.

地面数字电视广播覆盖研究论文篇5

地面数字电视发射系统主要由3部分构成：地面数字电视信源前段、传输网络和地面数字电视发射前段。其中传输网络的主要工作是负责ASI码流的传输，包括其内容和格式；地面数字电视信源前段主要的工作是负责给码流配备相应的单频网；而地面数字电视发射前段的主要工作是负责调配码流分路及节目码流。

4.2组网方式

地面数字电视广播的组网方式及传输方式包括单频网和多频网两种。以单频网为组网方式的地面数字电视广播系统中的各发射点是利用同一频率将相同的数据码流进行同时发射。节目的分配则是利用各种先进科学技术实现的，如直连光纤、SDH、微波等，并利用调制器将其进行同步处理之后转变为射频信号进行传输［4］。基于上述单频网的工作流程，以单频网为组网方式的地面数字电视广播系统在对信号频率进行调整时务必要尽量减少运行范围内各发射点的相互干扰或是信号覆盖。在此，信号覆盖区域主要是指两个或超过两个发射点的信号或是频率能同时达到的区域，这样就会形成信号覆盖。简单来说，要想尽量避免信号的相互干扰或是覆盖就要尽量缩小信号覆盖区域的面积，为此可以采取缩短延时长度和降低信道存在强度的方法。

5结语

地面数字电视广播是数字化技术应用的表现之一，也是现数字电视广播覆盖的主要方式。但因经济基础及相关设备有限，现地面数字电视广播覆盖仍存在部分问题。本文就这些问题进行了详细的研究分析，望能给相关工作人员以借鉴。

参考文献:

［1］王黎明.对地面数字电视广播覆盖的探讨［J］.电子世界，（24）：196-197.

［2］苏东波.地面数字电视广播覆盖的思路构建［J］.无线互联科技，2014（6）：165.

［3］王文学.地面数字电视广播覆盖的研究［J］.中国新通信，（17）：18-19.

地面数字电视不再盲目篇6

2006年8月18日，数字电视地面广播国家标准——GB 20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》正式确定；8月31日，国标委向全社会公布了新国标。

这无疑是2006年留给中国地面数字电视的历史性印记。在经过多年的研发、博弈和争吵之后，地面数字电视产业终于可以无标准之忧地放心启动了。

2007新年刚过，香港特别行政区政府发言人表示，香港无线电视台(TVB)和亚洲电视台(ATV)已决定采纳内地的地面数字电视标准，并向电信管理局联合提交申请。此前，TVB和ATV已经在内地进行了系统的实验室测试，并在香港进行了现场测试，“测试结果令人满意，因此我们决定在香港采纳内地标准。”两家电视台的负责人一致认为。

而四川、安徽、福建、湖南、广西、重庆等地，也对地面数字电视覆盖表现出浓厚兴趣，“2006年以前，我们展开运营试点的主要是一些地级市，现在已经与安徽、福建等省广电部门签署协议，2007年启动全省范围内的地面数字电视固定覆盖网，”上海交大旗下高清公司总裁助理王尧告诉记者。

“2006年6月底，我们就开始和四川省广电联合谋划，现在四川省内已架设了96台发射机，可覆盖4万多平方公里，3000多万人口，并在12月底开始实际运营，”凌讯科技执行副总经理张光华告诉记者。

显然，从单个城市到省级区域，标准甫定的地面数字电视开始爆发出强有力的市场动能。对于此，嗅觉灵敏的资本意志坚决，国开行和上海高清于2006年12月29日签署协议，投入3000万资金用于推进地面标准的产业化发展。“国开行投资，一方面由于面向农村地区固定覆盖的商业模式清晰，另一方面也符合建设社会主义新农村的国家方针，”王尧说，“国开行还承诺将随市场发展不断加大支持额度。”

“如果说城市实行的是有线数字整体转换，那么农村地区普及地面数字电视覆盖也是一次大规模转换。2007年将成为地面数字电视的元年，市场会呈现爆发性增长!”王尧预测。

民营资本则主要瞄准城市的广告市场，南京可谓一个代表性缩影：除最早进入公交车载移动电视市场的视通华纳外，华视传媒、上海DMG公司纷纷抢滩，盯准了公交、出租、地铁和公共区域。“我们已经在全国25个城市布局广告网络，目前拥有60000个终端，”华视传媒首席战略官陈晓伟说，“在与运营商的合作中，我们负责投资和广告。”

“2006年10月，单频网搭建等技术基础工作完成之后，我们迅速在公交、地铁、出租、楼宇跑马圈地，”深圳移动视讯有限公司总经理刘新说，“2007年市场将发生飞跃，预计2007年底时我们在深圳拥有终端1万个，营收规模达到3000万。”

地面数字电视，元年之气象。

商业模式：固定覆盖与移动商机

两三年前，地面数字电视刚刚在各地试验起步时，主要的拓展方向就是公交车载电视，商业模式主要靠销售广告。但无论是扩大装车率还是吸引广告主，都需要相当长时间。目前，除上海等个别城市外，绝大多数运营商依然苦苦支撑。不过，随着地铁、户外、楼宇、出租车等新载体的开拓，地面电视运营商的经营状况逐渐好转，如山西移动采取开放平台，利用社会资源共同经营增值业务的模式，已实现了广告销售的赢利。

但是，仅仅凭借移动市场是远远不够的，面向农村乃至城市地区的同定覆盖，空间异常巨大。

按照广电总局提出的“村村通”要求，“十一五”全面实现20户以上已通电自然村通广播电视，使当地农民能收听收看到包括中央和本省4套以上的广播节目、8套以上电视节目。在完成这一任务的进程中，地面覆盖找到了机会。

已经为业界熟知的“崇明岛模式”，是地面数字电视走向农村的开始。上海交大用两台发射机实现崇明岛全岛电视信号覆盖，让当地居民看到与上海市区同样清晰的数字电视。随后，交大在河南安阳、安徽凤阳、湖南株洲等地区相继展开固定覆盖试点，用户累计达到10万户，2007年还将在安徽、福建全省范围内启动。

“这里的商业模式很清晰，”王尧说，“首先，与有线电视一样，传播党和政府的声音，实现公益性覆盖是地面电视最重要的一项职责。但是，运营商只需要清流播出4套视频节目及2套广播节目即可，用户如果需要收看其他节目，就必须缴纳一定的收视费用。这样，地面电视就拥有了与有线电视几乎相同的商业模式——收视费用+广告价值，未来还可通过增值服务赢利。”当然，由于地面电视是单向广播，启动增值服务需与通信运营商联手。

清华旗下的凌讯科技也在2006年打通了四川和重庆这条西南走廊。“我认为，地面数字电视‘家家通’、‘户户通’就是‘村村通’的升级版，”张光华在第二屑数字新媒体产业年会上说，“比如四川，当地的广电部门非常有眼光，用地面覆盖普及数字电视，弥合了数字电视的城乡差距，我们很快会看到焕然一新的局面。这也离不开当地政府在政策、资金上的大力扶持，对于地面数字电视发展来说，是一个非常好的信号。”

在重庆，2005年启动“村村通”项目时，最初选择光纤到村、有线到户，投资1．5亿元后效果却不理想。“截至到2006年4～5月份，只发展了2万用户，单用户投资成本高达3000～4000元，”张光华说，“准备改用地面数字电视覆盖后，经仔细测算，通过20多个高山站，就能覆盖85％的地区，成本仅为原先的1／30。目前重庆已经准备启动地面数字电视，一期覆盖永川和铜梁两市及周边一些县。”

对于农村市场的未来潜力，张光华信心很足，“MMDS和MUDS系统的改造其实并不适合数字电视，为什么还能火?就是因为有需求，不但是农村，就是没有通有线的城郊、县城，一样有很大的消费能力和市场需求。地面数字电视当然优势就更强了。”

中国革命的生产是从农村开始的，改革开放的成功也是从农村开始的，也许数字电视的成功也将从农村开始。

其实，即使是有线普及的大中城市，因为户均电视拥有量平均达到1．4台，京沪等地更高达2～4台，有线整体转换涉及到第二台终端收费问题，不可能彻底覆盖，这就给了地面数字电视不小的机会。

“据我们调查，这里确实有戏，”张光华说，“地面数字电视有资费优势，无论是对本地住户，还是对流动性强的群体，都有吸引力，关键是运营商的工作得到位。”

另外，国标确定之后，很多彩电厂家已经推出了地面数字电视一体机，这又省去了机顶盒安装的繁琐，可以降低成本。这对于快速发展新用户，从而拉动地面电视的广告收入不无裨益。

技术发展

王尧认为，面向固定覆盖，地面数字电视的技术优越性很多。

在模拟时代，一个8M带宽只能播放一套节目，而且由于存在邻频干扰问题，邻近频率不能使用。比如，在使用20频道时，为了避免干扰，只能使用相隔5个频道的26频道，这无疑是对频道资源的极大浪费。实现数字化之后，同样8M带宽可传10套左右节目，加之采用H．264或AVS等编解码方案，每个频道甚至能传15套节目。这样，只要拥有4～5个频点就可传输70～80套DVD画质节目。对于农村用户来说，这是一个历史性的跨越。

因为市场对价格比较敏感，成本问题也很重要。“在设计‘神州通’固定覆盖方案时，交大一方面要考虑在一个频道中尽量加大压缩比，传输更多频道；另一方面还要考虑充分保护发射台站的既有投资，尽量利用原有设备，做到建网成本最低。”王尧说，“这种低成本、高可靠性的方案，需经过1～1．5年的市场实践。如在湖南株洲，我们用50W发射机做固定覆盖，用800W的发射机做移动覆盖，要实现大小功率发射机的连续播出，对整个系统的抗邻频能力是一种很强的挑战。”

芯片方面，也展现出很强的集成化、多模化趋势。

虽然目前清华系和交大系在推进市场试点过程中，采用的都是单模芯片，但国外芯片厂商开始介入之后，多模的集成芯片将会成为共同选择。因为国外厂商面对全球市场，在他们的产品规划中，适用于中国、美国、日本、欧洲、韩国等各地不同标准，兼容H．264、AVS、MGPE4等多种编解码方案的集成型芯片，将是最省心省力的一种选择。再者，全球性大规模运作，可以很快降低芯片生产成本，并大大降低芯片制造企业的物流、技术支持、售后服务成本。

产业链构建

多方角色的加入，使得构建一条完善产业链的需求越来越迫切。

“2006年以前，上海高清作为技术提供方一直在自己拓展市场，而2006年市场状况已发生了很多变化，随着试点地区的不断增加，带动芯片、发射机及机顶盒市场开始快速增长，因此目前已经是所有产业链相关企业共同在推进。”

地面电视可以有多种应用模式，国标包含了380套模式，针对不同应用可选取不同模式。而每一种应用，从技术研发到实验室测试再到大规模商用，后期投入成本远高于前期研发成本，“大约是10：1的比例吧，”王尧根据交大的实践推算。因此他建议，“在这一市场中，参与拓展的企业无论选择那一种应用，都必须投入很大的资源，贪大求全不可取，那样难以获得成功，联合互补才是正途。”

产业链构建中，政府是一个特殊而不可或缺的角色。这里不妨考察一下美国政府的有关动作，根据FCC的规定，2006年3月1日起出口美国的电视机必须直接集成ATSC数字电视接收芯片，这对于强制普及地面数字电视，保护本国自主知识产权起到了难以估量的作用。

我国是否也应该采用这种模式?王尧认为，根据中国的实际国情，肯定还要有一个过程。因为集成地面芯片必然会增加成本，但很多地区用户还无法接收到数字电视信号，这期间的成本谁来承担?而在美国，地面数字电视主要由政府投资，因此这种集成模式是一种政府性行为而不是市场行为。

地面数字无线网篇7

关键词：中央覆盖工程,地面数字电视广播,卫星,单频网,多频网,直放站

【本文献信息】刘骏, 代明, 常江, 高杨, 曹志, 冯景锋.中央广播电视节目无线数字化覆盖工程地面数字电视组网技术方案[J].广播与电视技术, 2015, Vol.42 (6) .

0前言

自GB 20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》 (以下简称“DTMB”) 标准颁布以来国家新闻出版广电总局 (以下简称总局) 已经组织在全国300多个地级以上城市完成了地面数字电视广播覆盖网络的建设工作。为了在2020年完成“全国地面数字电视广播覆盖网基本建成, 提供中央电视台第一套、第七套和本省第一套、本地第一套电视节目等高清、标清公共服务节目” (摘自国家广播电影电视总局印发《地面数字电视广播覆盖网发展规划》通知 (广发【2012】113号) ) 的工作任务, 2014年12月30日, 总局和财政部联合印发了《关于实施中央广播电视节目无线数字化覆盖工程 (以下简称“中央覆盖工程”) 的通知》 (新广电发【2014】311号) 。

中央覆盖工程计划用2年的时间, 在全国构建2个频道的地面数字电视广播覆盖网, 基本实现除CCTV-3, 5, 6, 8外的12套标清中央电视节目的全国无线数字化覆盖。为兼顾全国各地开展本地地面数字电视广播业务的需要, 12套采用AVS+信源编码的标清节目打包复用成2路码流 (第一路含CCTV-1, 2, 4, 10, 12, 13, 14, 15, 总码率18.624Mbps;第二路含CCTV-7, 9, 11, news, 总码率9.312Mbps) , 分别在2个不同的地面数字电视频道中播出。为节省频率资源, 中央覆盖工程采用“省级单频网为主, 区域单频网或多频网为辅”的地面数字电视组网方式。在已完成的中央覆盖工程地面数字电视频率规划方案中, 总局为每个发射台站规划了2个地面数字电视频率, 用以确保中央覆盖工程的顺利实施。

1单频网技术概述

由于数字处理技术的引入, 地面数字电视广播系统的一个最大特点在于它能够有效抵抗无线信道的多径干扰, 保证数字电视信号的接收质量。因此, 地面数字电视广播系统可以通过组建单频网来实现数字电视信号的有效覆盖。地面数字电视广播单频网是由多个位于不同地点、处于同步状态的地面数字电视发射机组成的广播网络, 以相同的频率, 在可控的时刻发射相同的节目, 以实现对特定服务区的可靠覆盖。传统的地面数字电视单频网网络结构如图1所示。

虽然相对多频网而言, 地面数字电视广播单频网的网络结构更加复杂, 网络建设和维护成本更高, 但是由于单频网具有频谱利用率高和网络覆盖质量好等特点, 近年来得到了广泛的应用。

单频网建设的核心内容是TS流分配网络的设计和建设, 传统的TS流分配网络可采用光纤和数字微波等链路, 近年来随着IP技术的不断发展, 基于IP传输的地面数字电视广播单频网组网方案也有了长足的发展。本次中央覆盖工程更是创新性的提出了基于卫星传输的地面数字电视单频网组网方案, 相对于原有的基于地面节目分配网络的单频网组网方案, 基于卫星的单频网组网方案更加经济高效, 充分节约了传输链路资源适合全国范围内的中央电视节目覆盖。

2中央覆盖工程地面数字电视组网技术方案

中央覆盖工程地面数字电视覆盖网旨在全国范围内进行中央电视节目覆盖, 因此本次覆盖工程可以分为三个阶段, 第一阶段是全国基于卫星传输的单频网建设阶段, 采用基于卫星传输的单频网技术方案;第二阶段是各地在第二路节目中插入本地节目进行省市级本地单频网或多频网建设阶段, 主要采用传统的本地基于光纤、微波或者IP传输的单频网技术方案, 或者直接采用多频网技术方案进行覆盖;第三阶段是各地在第二阶段覆盖完成后进行的小范围补点覆盖优化建设阶段, 主要采用小功率发射机或者直放站组网技术方案。接下来对三个阶段涉及到的组网技术进行详细介绍。

2.1基于卫星传输的单频网技术方案

本次中央覆盖工程创造性的使用卫星链路作为全国码流分发网络主链路, 地面链路作为备份。两路传送码流加扰加密后, 按照表1所示的适配模式经单频网适配器适配后进行DVB-S调制通过中星6A卫星传输, 作为主信号源;同时, 两路传送码流不经加扰加密送至国干网中央塔首站, 之后经国干网传输至各省节点, 各省通过光缆网或者数字微波网络等将两路码流作为备份信号源传输至各发射台站 (用于单频网系统的码流需要通过单频网适配器适配) , 另外在地面传输网络未通达的发射台站部署备份前端, 接收来自中星6B的中央电视节目, 实现对主用卫星传输链路的备份。两路传送码流在发射台站完成适配后, 经与卫星接收的两路传送码流主备切换送入发射系统, 以单频网或多频网的形式发射清流信号, 供用户免费接收。本次中央覆盖工程地面数字电视广播系统框图如图2所示。

由于增加了加扰加密和解扰解密环节的加入, 基于卫星传输的地面数字电视广播单频网技术方案和设备要求均与传统的地面数字电视广播单频网不尽相同。基于卫星传输的地面数字电视广播单频网技术方案详细解读可参见参考文献2《中央广播电视节目无线数字化覆盖工程技术方案解读》。

2.2本地组网技术方案

如果各地采用多频网或者采用基于本地地面传输链路的单频网, 对于第二路4套节目的码流, 各地可在第二路4套节目的码流中插入本地节目, 根据各自的节目传输链路和频率资源条件开展本地地面数字电视广播组网工作。如果采用基于本地地面传输链路的单频网组网方式进行覆盖, 首先需要剔除掉来自卫星链路的第二路节目中的SIP包、单频网填充数据包以及卫星调制器和解调器加入的MPEG-2空包, 然后经过复用器与本地节目进行复用, 最后送入单频网适配器适配后发往各发射站点形成射频信号进行发射。本地地面数字电视广播单频网系统结构示意图如图3所示。

在频率资源较为紧张的地区可以采用单频网组网方式进行覆盖。单频网组网方案根据节目分配网络的类型可以分为基于光纤、微波或者IP传输的单频网技术方案。基于光纤、微波等链路的传统地面数字电视单频网组网技术方案可见参考文献3《地面数字电视广播单频网组网工程实施研究》, 本文主要介绍基于IP传输的单频网技术方案。

近年来随着互联网的迅猛发展, IP (Internet Protocol, 是Internet最基本的协议) 技术日渐成熟, 在IP网络传输MPEG-2 TS流 (即TS over IP) 越来越广泛的应用于数字电视广播领域。TS Over IP的主要功能是实现数字电视传输协议转换和业务模式转换。2000年, DVB组织推出了第一个方案RFC2250, 推荐了一种MPEG1和MPEG-2用RTP (Real-time Transport Protocol) 协议实现TS over IP的打包方案, 2007年SMPTE组织在RFC2250等相关方案基础上推出了SMPTE2022-2-2007方案, 方案主要技术要求如下:

1.每个IP包封装1~7个MPEG2-TS包;

2.利用RTP协议传输TS;

3.TP包头里打入时间戳信息;

4.增加二维前向纠错编码 (FEC) 。

正是由于以上技术要求的规定, 进一步提高了TS over IP的鲁棒性, 使得基于IP传输的地面数字电视广播单频网组网成为可能, 相关技术方案和设备也逐步成熟, 所以近年来国内外逐步出现了基于IP传输组建单频网的组网案例。在实际组网过程中一方面需要关注相关设备功能和技术指标, 开展实验室试验对相关设备进行模拟试验;另一方面还需要关注IP网络的传输带宽, 由于SMPTE 2022方案中为了提高鲁棒性加入了一些系统开销, 因此实际的网络带宽需要大于节目码率, 并预留一定的冗余带宽。基于IP传输的地面数字电视广播单频网示意图如图4所示。

2.3直放站补点技术方案

中央覆盖工程地面数字电视广播第三阶段是各地进行大范围覆盖后对覆盖效果进行测试, 根据测试结果对小范围进行补点覆盖。小范围补点覆盖工程可以采用直放站技术, 由于近年来直放站技术迅猛发展, 为了适应各种应用场景, 所以出现了多种类型的直放站, 直放站的分类可以按如下方式进行:

1.从处理方式上分为模拟处理直放站, 数字处理直放站和数字处理再生直放站;

2.从频率使用方式上可分为:同频直放站、移频直放站、选频直放站等;

3.从中继接收方式上可分为:无线直放站、光纤直放站和微波直放站等;

4.从安装位置上可分为:室内型直放站和室外型直放站。

由于直放站种类繁多, 因此在实际应用中需要根据应用需求选择合适的直放站进行工作。例如, 如果进行单频网覆盖需要选用各种形式的同频直放站;如果进行多频网覆盖, 可以选用各种形式的移频直放站。由于用于多频网组网覆盖的直放站相对简单, 因此本文重点介绍可用于单频网组网的数字处理同频直放站。

如前所述, 数字同频直放站根据中继接收方式还可以分为:数字同频无线直放站、数字同频光纤直放站和数字同频微波直放站等多种类型。各种类型的直放站各有优缺点, 应用场景也有所区别。

数字同频无线直放站, 应用场合较广, 使用场景限制低, 但是由于回波自激问题的存在, 施工中需要特别注意收发天线的隔离度问题, 有时可以使用工程手段尽可能的加大收发天线的隔离度, 从而确保直放站正常工作。在无法使用工程手段加大收发天线隔离度时, 近年来随着数字处理技术的发展, 出现了ICS等多种回波消除技术, 大大降低了工程施工难度。

数字同频光纤直放站, 适用于有光纤链路区域的小范围补点覆盖, 原理是近端机将射频信号通过光纤传输到远端机, 远端机接收光射频信号进过处理后进行功率放大发射。由于这种直放站不会产生自激问题, 而且在单频网组网中还可以通过数字技术对传输延时进行调整, 以实现对特定覆盖区的覆盖, 覆盖效果较好, 因此数字同频光纤直放站得到了广泛的应用。但是由于使用中需要有光纤传输链路, 应用场景受到了一些限制。

数字同频微波直放站, 适用场景较广, 原理是近端机将射频信号处理后, 通过微波频段将射频信号传输到远端机, 远端机收到微波信号后, 下变频处理并经过功率放大后, 将射频信号放大发射到待覆盖区域。这种直放站由于收发天线不在相同频段上, 因此不会产生自激问题, 如果有多个射频频道, 还可以将多个频道的射频信号进行打包通过微波信号一并传输至远端机, 应用灵活方便, 近年来也得到了广泛的应用。但是当需要组建单频网时, 数字同频微波直放站需要在近端机和远端机中加入同频同相的外参考信号进行时频同步 (实际应用中可以外接GPS授时器提供的10MHz信号) , 从而确保单频网的顺利组建和稳定运行。

由于直放站种类多种多样, 因此在直放站补点覆盖的实际过程中各地需要根据各自的情况制定合适的直放站补点覆盖技术方案, 针对网络覆盖要求, 选择合适类型的直放站进行补点覆盖。

3结束语

综上所述, 中央覆盖工程采用DTMB和AVS+的技术体系, 创造性的采用了基于卫星传输链路的地面数字电视单频网技术方案, 同时8+4节目流配置方案为各地插入本地节目组建本地地面数字电视网络提供了技术可行性, 各地可根据自身情况开展本地地面数字电视网络建设和后期补点覆盖建设工程。广播电视规划院将利用多年来在地面数字电视广播频率规划、组网技术方案、覆盖工程建设和验收等方面积累的丰富经验, 为全国各地广电系统提供技术服务, 为更快更好的推动中央覆盖工程建设贡献力量和智慧。

参考文献

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[2]姜文波, 冯景锋, 刘骏, 常江.中央广播电视节目无线数字化覆盖工程技术方案解读[J].广播与电视技术, 2015 (4) .

[3]何剑辉, 冯景锋, 刘骏, 李雷雷, 代明, 高力.地面数字电视广播单频网组网工程实施研究[J].广播与电视技术, 2011年增刊.

[4]GB/T 17975.1-2010.信息技术运动图像及其伴音信息的通用编码第1部分:系统[S].

地面数字无线网篇8

中国地面数字多媒体广播DTMB作为我国的国标,2006年8月颁布,2008年8月正式实施,2008年北京奥运会成功地在涉奥项目的6城市+2城市向全世界展示。经过正式实施以来的发展,目前无线广播数字化项目在国内已经完成四百多个地级及以上城市的地面数字电视系统设备的安装调试工作,开通了地面数字电视信号。其他各地的地面数字电视项目也正陆续地开展。全国各地大规模的建网和用户对业务需求量的剧增,推动了我国地面数字多媒体广播的快速发展。

好的无线多媒体广播网络是DTMB正式商用运营成功的关键之一,DTMB无线网络的建设中,要进行网络的设计、规划和优化等,必须进行DTMB网络的路测和分析,然后提出优化方法。DTMB无线网络建设得好,终端就能很好地接收到信号,无线网络建设得不好,用户就不能接收到好的信号,将会对地面移动数字电视的发展产生负面的影响。当网络的建设初具规模后,便进入一个较长时间的建设、路测、分析、优化、建设……的循环建设过程。在DTMB线网络的建设中,为了进行网络优化,网络的测试和分析就是必不可少的,根据对网络的测试分析结果,可能采用对网络参数的调整和增加部分设备等方法来进行优化。因此DTMB要广泛推广使用,无线网络的规划和优化方法就非常重要,该规划和优化方法形成后,对每一个网络建设公司是必不可少的,这就意味着必须加大力度分析、解决这一问题。由于DTMB是我们国家自己研发的地面数字电视多媒体广播系统,在网络建设上并没有多少可以参考借鉴的相关技术和经验。文献[1]对乐山地区DTMB地面数字电视无线覆盖进行了规划,没有谈及到规划后的测试和分析,也没有对其进行优化;文献[5]对岳家山发射台DTMB地面数字广播电视工程进行建设,最后,只是对网络设备性能、设计方案和测试情况进行了说明,没有谈及优化方法。目前,广电或者通信公司的无线网络规划部门对DTMB进行测试和分析都是采用很昂贵的仪器进行,而且优化时所需的电子地图还要从其他地方购买,对于即将大规模建网后的地级市和县级城市的广电部分来说,DTMB建网的成本就大大提高。针对目前DTMB无线网络测试分析及其优化的现状,本文将从简单的测试仪器得到的DTMB规划区域每个地点的网络参数值,如功信号电平、信噪比等,通过自己制作电子地图,然后应用MapInfo软件,分析路测无线网络数据,挖掘网络参数,最后提出网络优化的方法。

1 DTMB路测及原始数据的获取

无线网络测试有路测DT(Driver Test)和呼叫质量拨打测试CQT(CallQualityTest)。路测即驱车测试,也就是对DTMB无线网络下行参数就行沿路测试,获取沿路如经纬度值、信号强度、信噪比等实时的网络参数。因为要分析DTMB无线网络每个地点的数据,所以本次测试采用DT测试。在DT测试时,是在高速移动的环境下,接收DTMB发射点的信号,其高速移动接收的复杂环境如图1所示。在图1中,接收端主要由测试车、GPS、接收天线和DTMB基本参数测试仪器,以及测试前台和后台采集软件组成,如图2所示。最终保存的网络数据为:时间、经纬度、高度、速度、信号电平、信噪比、RS误块率、同步、频率偏移、多径等。

DTMB路测保存的数据为CSV文件格式,CSV 文件是一种用逗号分割数据的纯文本文件,数据“栏”以逗号分隔,能被表格软件EXCEL识别。而本文所设计的路测分析方法所需的数据格式只能是excel格式的数据文件,故可以用Java将CSV文件转化为excel文件,其核心代码如下:

public final static void CsvToExcel(String csv, String excel) throws IOException {

HSSFWorkbook wb=new HSSFWorkbook();

HSSFSheet sheet=wb.createSheet(″Sheet1″);

BufferedReader r=null;

try {

r=new BufferedReader(new FileReader(csv));

int i=0;

while (true){

String ln=r.readLine();

if (ln == null)

break;

HSSFRow row=sheet.createRow((short) i++);

int j=0;

for (CSVTokenizer it=new CSVTokenizer(ln); it.hasMoreTokens();)

{String val=it.nextToken();

HSSFCell cell=row.createCell((short) j++);

cell.setCellValue(val);}}}

在后面的分析中,就可以直接使用该excel文件格式的路测数据了。

2 路测分析用的电子地图

在对DTMB路测数据进行分析时,需分析各个测试区域的参数值,这时,一张电子地图将是必不可少的。

路测用的电子地图信息除包括地形高度、地面用途、公路图像、地点标准和各个名称以外,还必须包含准确的经纬度值。该电子地图是规划软件进行覆盖预测、干扰分析及频率规划的重要基础数据。对于DTMB路测分析,需用到各个城市电子地图,对于各个城市的电子地图,每次分别制作,首先从公众网上截取平面地图,截取的精度和城市区域范围视情况而定,拼接成一张完整的城市平面电子地图。然后需要用MapInfo软件往里面添加经纬度信息,生成后缀名为tab的文件,该文件说明表的结构,可以以文本文件的形式打开查看具体的经纬度值。MapInfo 含义是“Mapping + Information(地图+信息)”即:地图对象+属性数据[6,7]。MapInfo作为地理信息管理软件,在无线规划和优化中起着举足轻重的作用,通过该软件结合电子地图、GPS信息,可以对测试过程中采集到的数据进行分析。在实际应用中,借助于MapInfo和电子更能直观明了地说明无线网络各个地点的情况,使其分析报告和优化方法更能说明问题。利用MapInfo添加经纬度的步骤如图3所示。

在图3中,打开待配准的平面电子地图时,文件类型默认格式为tab格式,需要选择为打开.JPG的格式。添加经纬度时,鼠标会变成小十字叉,中心点即为对应的经纬度值,点击,就出现如图4所示的界面。此时,输入在公众网上查找到的与小十字叉对应的经纬度即可,至少添加3个以上,最好6个点,每个点应均匀分布在平面地图上,这样的地图更准确。相互的点不能在一条直线上,在添加经纬度时,小十字叉最好在平面地图道路交叉点的不同颜色的边缘,这样才能保证在公众网查找的经纬度和在该地图配置的位置完全吻合。输入多个经纬度值后如图5所示。最后,关闭软件即可保存制作好的有经纬度值的电子平面地图,以供路测分析时使用。

从图3可以看出,在输入经纬度值时,还需要判断输入的经纬度值和GPS测试的经纬度是否有偏差,由于GPS测试的经纬度值和卫星地图上的经纬度值是一致的,而在公众网查询到的经纬度值有平面地图状态下的经纬度值和卫星地图状态下的经纬度值两种,同一个地点,这两个值不一样,如图6和图7所示,在精度相同的状态下(圆圈标准处),经纬度有一定的差值,经纬度一定要精确到小数点后6位,否则将有较大的偏差。我们必须以卫星地图状态下的经纬度值为准,所以在添加每个经纬度值的时候,只能输入卫星地图的经纬度值,输入时一定要保证卫星地图状态下和平面地图状态下的是同一个地点。也可以先输入平面地图状态下的每一个点经纬度值,然后找一个点作为基准,找到平面地图和卫星地图状态下经纬度的差值,然后,把平面地图状态下的经纬度值加上或者减去这个差值,每个城市的这个差值不一样,而且不同的城市这个差值为正或者负也不一样,所以,这个差值必须单个城市来找。从图6和图7得到的经纬度的差值为表1所示。如果不修正经纬度值,将导致后面路测分析的结果不能正确地显示在地图对应的位置上。

3 DTMB路测分析及优化方法

3.1 DTMB路测分析图的获取

要对测试的DTMB无线网络进行优化,首先需对测试数据进行分析。借助MapInfo软件,采用独特的设置方法,将DTMB无线网络的参数直观地显示在上一节制作的电子地图上,根据电子地图的显示,找到网络故障点及其网络质量较差的地方,提出优化方法。

打开MapInfo软件,弹出对话框,点击取消(cancel),打开第二节中准备好的excel格式的测试数据,打开时,一定需把文件类型换成.*xls格式,在弹出的excel信息对话框里,命名范围选择其他,选上以选中范围的上一行作为列标题,在弹出的对话框里修改数据范围,将A1修改成A2,如图8所示。将会在MapInfo软件里看到excel里面的所有数据,表结构完全相同。接下来,修改表结构,如图9所示,设置经度和纬度为索引,选上表可视化。接下来就可以创建点了。点击表(table),创建点(create point),将弹出对话框,如图10所示,可以修改创建的测试数据点的样式,但默认的取得X坐标的列是纬度(Latitude),一定要设置成经度(Longitude),相应的取得Y坐标的列一定要设置成纬度(Latitude),自此,点创建完成,关闭MapInfo软件,会自动生成后缀名为.TAB,.ID,.IND,.MAP的4个文件,打开.TAB文件,就可以看到路测的路线图,如图11所示。

接下来,就分别分析各个网络参数,也就是创建专题地图,此次分析以功率电平值为例进行说明。点击地图,创建专题地图,弹出的对话框直接点下一步,弹出对话框2,如图12所示,选择表和字段,此次选择的字段为PowerLevel(功率电平),其他的参数分析选择相应的字段即可。点击下一步,弹出对话框3,如图13所示,这是创建专题地图的关键步骤,设置范围、样式和图例,点击确定,就得到了功率电平的分布图。最后,打开第3节制作好的点子地图,就可以直观明了地看到各个地方的功率电平分布值,如图14所示,放大地图,可以看到某个区域的结果,如图15所示。同理可以得到参数的路测图。

3.2 DTMB无线网络优化方法及其实际应用

得到DTMB路测图后,就可以分析图,对无线网络进行优化。分析无线网络前,首先对测试效果进行定义。功率电平(PWR)≧-75,而且SNR值≧8表示信号合格,如图16所示,图16是内蒙古呼和浩特市的整体测试效果分析结果,从图中可以看出,深灰色的路段将不能顺利接收信号,画圈区域可能大范围不能接收到信号,测试总的合格点数比重如表2所示,饼图如图17所示,测试合格的点占总测试点的82%。针对不合格的区域,根据功率电平的分析结果和SNR的分析结果,给出优化的方法。

图14是内蒙古呼和浩特功率电平整体测试分析结果图,从图中可以看出,地图中的下半部分整体功率电平较低,特别是画圈区域的功率电平很低。从图18和表3可以得到,从内蒙古呼和浩特测试的区域来看,整体覆盖的结果较好,能顺利接收信号的功率电平占大约94%,仅6%不能顺利接收。针对这种情况,在地图的下半区域,建议可以增加小功率站点解决。

图19是内蒙古呼和浩特SNR整体测试分析结果图,从图中可以看出,画圈区域的SNR值较低。从图20和表4可以得到,从内蒙古呼和浩特测试的区域来看,合格的SNR值区域大约占96%,仅4%不能顺利接收,不合格的SNR值区域都在画圈处,针对这种情况,结合整体分析和功率电平分析结果,放大路测分析地图,如图21所示,区域1的功率电平偏低,SNR值较好,可以增加小功率发射机。区域2的功率电平较好,而SNR偏低,可以调整发射机的参数加以解决。区域3的功率电平和SNR值都偏低,即使山体或者建筑物阻挡信号,也可以通过增加直放站加以解决。

用同样的方法还可以分析其他城市的DTMB路测信号,优化该城市的DTMB无线网络。如图22所示,是昆明市部分区域整体分析合格信号、功率电平和SNR值,从中发现很大的区域都不能接收信号。放大地图,如图23、图24所示,在区域1,可以增加直放站加以解决,区域2调整发射机的参数就可以解决信号覆盖问题。

4 结语

DTMB网络建设和优化是一个复杂的工程,本文借助MapInfo软件,制作规划或者优化用的平面电子地图,通过将DTMB路测系统测试的数据进行转化,采用独特的方法对DTMB无线网络参数进行整体分析,根据DTMB无线网络参数的门限值及其分级值,对城市的测试区域在平面地图上直观显示各个分段值的整体效果,然后,放大平面电子地图,根据整体分析的功率电平、SNR值和整体效果,找到不能顺利接收信号的区域,通过调整该区域发射机的参数或者增加发射设备等来进行解决,达到优化的目的。该分析方法简单,不需使用昂贵的测试仪器,只需用简单的测试设备测试DTMB网络参数即可,可以节约较大的成本。目前,该方法已经在北京神导科技科讯发展公司、北京擎峰科技发展公司和重庆万州广电等地面移动数字电视规划、测试、优化等公司和运营商使用,效果良好,能在地面移动数字电视无线网络的建设和优化方面产生一定的经济效益和社会效益。

参考文献

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地面数字无线网篇9

2014 年12 月30 日, 国家新闻出版广电总局和财政部联合印发了《关于实施中央广播电视节目无线数字化覆盖工程的通知》 (新广电发【2014】311 号) 。工程一期安排了6230部地面数字电视发射机转播12 套中央电视节目, 同时安排330 部调频频段数字音频广播发射机转播1 套中央模拟广播节目和3 套数字广播节目。这项工程的实施进一步加快了无线广播电视由模拟到数字的战略转型, 将极大提升我国广播电视公共服务的质量和水平。

国家新闻出版广电总局在2012 年印发的《地面数字电视广播覆盖网发展规划》 (广发【2012】113 号) 中明确要在2020 年基本建成全国地面数字电视广播覆盖网, 提供中央电视台第一套、第七套和本省第一套、本地第一套电视节目的目标。并且提出分三步走的步骤, 2013 ~ 2015 年争取在全国县级 (含) 以上城镇以高标清方式播出地面数字电视, 2018年底前全国地级 (含) 以上城市地面电视完成向数字化过渡, 2020 年底之前全面完成地面电视数字化的过渡。由此可见, 中央广播电视节目无线数字化覆盖工程是我国地面模拟广播电视向数字化转换的一项重大工程。

中央广播电视节目无线数字化覆盖工程中的地面数字电视广播系统分为前端系统、传输链路和地面覆盖网络三部分。前端系统提供两路共12 套标清数字电视节目的传送码流作为信号源;通过传输链路将两路传送码流分发到地面覆盖网络中的发射台站;地面覆盖网络各台站分别使用两个频道, 以清流播出方式, 采用单频网或多频网进行传输覆盖。当前工程正在稳步推进, 预计到2016 年底, 各省将完成中央广播电视节目无线数字化覆盖工程一期的建设任务;本文将探讨能够保障本次工程顺利实施的地面数字电视发射系统的测试与技术验收方法, 主要包括地面数字电视发射设备出厂验收测试和发射台站的技术验收测试。

1 地面数字电视发射设备出厂验收测试

本次中央广播电视节目无线数字化覆盖工程地面数字电视发射设备主要包括:地面数字电视发射机、多工器、馈线、同轴转换开关、发射天线等, 为确保地面数字电视发射设备质量, 根据招标要求, 上述设备在出厂之前, 需要由第三方检测机构进行验收测试。

1.1 地面数字电视广播发射机

地面数字电视发射机是整个地面数字电视发射系统中的核心设备, 2015 年中央广播电视节目无线数字化覆盖工程项目的地面数字电视发射机招标文件中, 对发射机的测试方法做出了统一规定。因此, 对发射机的验收测试主要参照以下标准和文件:1. GB/T 28435-2012《地面数字电视广播发射机技术要求和测量方法》;2. GB/T 28436-2012《地面数字电视广播激励器技术要求和测量方法》;3. GD/J 067-2015《基于卫星传输的地面数字电视单频网激励器技术要求和测量方法》;4. 2015 年中央广播电视节目无线数字化覆盖工程项目的地面数字电视发射机招标文件;5. 厂家提供的2015 年中央广播电视节目无线数字化覆盖工程项目的应标文件中的第三方检测报告。

2015 年中央广播电视节目无线数字化覆盖工程项目的地面数字电视发射机招标文件中规定了出厂验收时要对货物进行测试, 测试结果应符合招标文件中约定的技术要求和第三方检测报告中的技术参数, 验收数量应按照每包交货数量10%的比例进行抽验。

为提高中央广播电视节目无线数字化覆盖工程发射系统地面数字电视广播发射机测试结果的准确性, 同时保障测试过程的公平、公正和一致性, 2015 年中央广播电视节目无线数字化覆盖工程项目地面数字电视发射机招标文件中对地面数字电视发射机的测试方法进行了统一规定, 在对发射机进行出厂验收测试时, 应该与招标文件中所规定的方法保持一致。本次工程中招标采购的地面数字电视发射机要求整机效率≥ 25%, 同时发射机的调制误差率 (MER) ≥ 32d B ;在出厂验收测试时, 要重点关注这两个技术指标的测试结果与投标文件中第三方检测报告结果的一致性, 并查看发射机功放管型号和数量、激励器型号和数量、滤波器等设备和元器件配置与投标文件是否一致。

1.2 多工器

随着无线广播电视模拟向数字化方向的发展, 各个无线广播电视发射台站的可使用的发射频率越来越多, 而广播电视台站发射塔上所能够承载的天线数量有限, 特别是在当前无线广播电视模数同播时期, 各发射台站很难做到一套发射天线仅对应一部发射机, 因此大部分台站都采用了将几个频道通过多工器合成后经一副天线发射的方案, 图1 为地面数字电视三工器。本次工程中, 各省中央广播电视节目无线数字化覆盖工程发射机附属设备设施采购中基本都有多工器的采购需求, 目前针对多工器的技术指标测试尚无可参照的国家标准或广播电视行业标准, 因此针对多工器的技术验收测试主要参照以下文件:1. 各省中央广播电视节目无线数字化覆盖工程发射机附属设备设施招标文件;2. 厂家投标文件中的第三方检测报告。

为保证工程设备质量, 多工器在出厂验收时也应进行测试, 测试结果应符合招标文件中约定的技术要求和第三方检测报告中的技术参数, 验收数量可以按照每包交货数量5% 至10% 的比例进行抽验。多工器出厂验收测试方法如下:

1. 测试仪器

矢量网络分析仪。

2.测试方法

1) 驻波比

测量框图见图2, 设置矢量网络分析仪的相应参数, 对矢量网络分析仪进行“开路”、“短路”、“负载”校准;被测多工器的待测端口接矢量网络分析仪测量端口, 多工器其余端口接匹配负载, 使用矢量网络分析仪测量驻波比, 记录工作频段内 (中心频率 ±3.8MHz) 驻波比的最大值作为该端口的驻波比。

2) 插入损耗

测量框图见图3, 将矢量网络分析仪的中心频率设置为多工器的待测端口的中心频率, 扫频宽度设置为30MHz ;连接矢量网络分析仪A端口和B端口, 对系统进行传输校准;矢量网络分析仪A端口接多工器待测输入端口, 矢量网络分析仪B端口接多工器输出端口, 多工器其余端口接匹配负载, 用矢量网络分析仪测量被测多工器的插入损耗值, 通常需记录中心频率、中心频率 ±3.8MHz、中心频率 ±4.2MHz、中心频率 ±6.0MHz、中心频率 ±12.0MHz各频点的插入损耗值。

3) 隔离度

测量框图见图3, 设置矢量网络分析仪的测量带宽内包含多工器待测端口1 (中心频率 ± 3.8MHz) 和待测端口2 (中心频率 ± 3.8MHz) 的工作频段;连接矢量网络分析仪A端口和B端口, 对系统进行传输校准;矢量网络分析仪A端口接多工器待测端口1, 矢量网络分析仪B端口接多工器待测端口2, 多工器其余端口接匹配负载, 用矢量网络分析仪测量被测多工器1 端口和2 端口的隔离度, 记录1 端口和2 端口工作频段内 (中心频率 ±3.8MHz) 隔离度的最大值作为1 端口和2 端口的隔离度。

3. 技术指标要求

表1 中给出了广西壮族自治区新闻出版广电局对所需的1k W三工器提出的主要技术指标要求, 可以为各省1k W多工器的招标技术要求提供参考。

1.3 馈线

本次工程中, 各省中央广播电视节目无线数字化覆盖工程发射机附属设备设施采购中所需馈线以7/8″空气绝缘主馈电缆、1-5/8″空气绝缘主馈电缆和3-1/8″空气绝缘主馈电缆为主, 目前针对馈线的技术验收测试主要参照以下文件:1.GY/T 5088-2013《电视和调频广播发射天线馈线系统技术指标及测量方法》;2. 各省中央广播电视节目无线数字化覆盖工程发射机附属设备设施招标文件;3. 厂家投标文件中的第三方检测报告。

为保证工程设备质量, 馈线在出厂验收时也应进行测试, 测试结果应符合招标文件中约定的技术要求和第三方检测报告中的技术参数, 验收数量可以按照每包交货数量5% 至10% 的比例进行抽验。馈线出厂验收测试方法如下:

1. 测试仪器

矢量网络分析仪。

2.测试方法

1) 驻波比

测量框图见图4, 设置矢量网络分析仪的相应参数, 对矢量网络分析仪进行“开路”、“短路”、“负载”校准;被测馈线的待测端口接矢量网络分析仪测量端口, 馈线另一端口接匹配负载, 使用矢量网络分析仪测量驻波比, 记录工作频段内驻波比的最大值作为该端口的驻波比。

2) 衰减

测量框图见图5, 将矢量网络分析仪的频率设置为馈线工作频段;连接矢量网络分析仪A端口和B端口, 对系统进行传输校准;矢量网络分析仪A端口接馈线输入端口, 矢量网络分析仪B端口接馈线输出端口, 用矢量网络分析仪测量被测馈线的衰减值, 记录工作频段内衰减的最大值。通常要求对长度为100 米的馈线进行衰减值的测量。

3. 技术指标要求

表2 中给出了青海省新闻出版广电局对所需的主馈线提出的主要技术指标要求, 可以为各省馈线的招标技术要求提供参考。

1.4 同轴转换开关

发射台站中, 一般都会配备同轴转换开关, 以实现主-备发射机的倒换或者发射机-负载之间的倒换;本次工程中, 各省中央广播电视节目无线数字化覆盖工程发射机附属设备设施采购中所需同轴转换开关以功率等级300W和1k W的同轴转换开关为主, 图6 所示为功率等级1k W的同轴转换开关。目前针对同轴转换开关的技术指标测试尚无可参照的国家标准或广播电视行业标准, 因此针对同轴转换开关的技术验收测试主要参照以下文件:1. 各省中央广播电视节目无线数字化覆盖工程发射机附属设备设施招标文件;2. 厂家投标文件中的第三方检测报告。

为保证工程设备质量, 同轴转换开关在出厂验收时也应进行测试, 测试结果应符合招标文件中约定的技术要求和第三方检测报告中的技术参数, 验收数量可以按照每包交货数量5%至10%的比例进行抽验。同轴转换开关出厂验收测试方法如下:

1. 测试仪器

矢量网络分析仪。

2.测试方法

1) 驻波比

测量框图见图7, 设置矢量网络分析仪的相应参数, 对矢量网络分析仪进行“开路”、“短路”、“负载”校准;被测同轴转换开关的待测端口接矢量网络分析仪测量端口, 同轴转换开关其它端口接匹配负载, 使用矢量网络分析仪测量驻波比, 记录工作频段内驻波比的最大值作为该端口的驻波比。

2) 插入损耗

测量框图见图8, 将矢量网络分析仪的频率设置为同轴转换开关的工作频段;连接矢量网络分析仪A端口和B端口, 对系统进行传输校准;矢量网络分析仪A端口接同轴转换开关输入端口, 矢量网络分析仪B端口接同轴转换开关输出端口, 用矢量网络分析仪测量被测同轴转换开关的插入损耗值, 记录工作频段内插入损耗的最大值。

3) 隔离度

测量框图见图8, 设置矢量网络分析仪的频率设置为同轴转换开关的工作频段;连接矢量网络分析仪A端口和B端口, 对系统进行传输校准;矢量网络分析仪A端口接同轴转换开关待测端口1, 矢量网络分析仪B端口接同轴转换开关待测端口2, 同轴转换开关其余端口接匹配负载, 用矢量网络分析仪测量被测同轴转换开关1 端口和2 端口的隔离度, 记录1 端口和2 端口工作频段内隔离度的最大值作为1 端口和2 端口的隔离度。

3. 技术指标要求

表3 中给出了青海省新闻出版广电局对所需的同轴转换开关提出的主要技术指标要求, 可以为各省同轴转换开关的招标技术要求提供参考。

1.5 发射天线

常用的UHF频段地面数字电视发射天线主要有以下几种形式:四偶极板天线、缝隙天线和一体化天线, 图9 所示为UHF四偶极子电视发射天线。目前针对发射天线的技术验收测试主要参照以下文件:1. GY/T 5088-2013《电视和调频广播发射天线馈线系统技术指标及测量方法》;2.各省中央广播电视节目无线数字化覆盖工程发射机附属设备设施招标文件;3.厂家投标文件中的第三方检测报告。

为保证工程设备质量, 发射天线在出厂验收时也应进行测试, 测试结果应符合招标文件中约定的技术要求和第三方检测报告中的技术参数, 验收数量可以按照每包交货数量5% 至10% 的比例进行抽验。发射天线出厂验收测试方法如下:

1. 测试仪器

矢量网络分析仪、信号源、标准天线、频谱分析仪。

2.测试方法

1) 驻波比

选择符合GY/T 5088-2013《电视和调频广播发射天线馈线系统技术指标及测量方法》要求的测试场地;测量框图见图10, 设置矢量网络分析仪的相应参数, 对矢量网络分析仪进行“开路”“、短路”“、负载”校准;被测发射天线的输入端口接矢量网络分析仪测量端口, 使用矢量网络分析仪测量驻波比, 记录工作频段内驻波比的最大值作为该天线的驻波比。

2) 增益

选择符合GY/T 5088-2013《电视和调频广播发射天线馈线系统技术指标及测量方法》要求的测试场地;测量框图见图11, 将信号源的发射频率设置为被测天线工作频率, 连接信号源至标准天线;使用另一副标准天线作为接收天线, 连接频谱分析仪读取该工作频率的接收信号电平记为P1 ;连接信号源至被测发射天线, 接收天线不变, 读取频谱分析仪上此时的信号电平记为P2 ;则被测天线增益= 已知标准天线增益+ (P2-P1) 。

3. 技术指标要求

表4 中给出了吉林省新闻出版广电局对所需的UHF四偶极子天线提出的主要技术指标要求, 可以为各省发射天线的招标技术要求提供参考。

2 发射台站技术验收测试

为了全面评估中央广播电视节目无线数字化覆盖工程发射系统整体性能, 需要对工程涉及的各个发射台站的相关设备进行现场测试, 并且在此基础上, 进一步对各个发射台站的网络覆盖效果进行评估测试。

2.1 发射设备现场测试

所有的地面数字电视广播发射系统设备安装到发射台站之前, 对于有条件的发射台站, 可以在设备到达台站后, 按照本文第一节中所述方法, 对设备进行系统的技术指标测试;对于不具备所需测试条件的发射台站, 建议对关键技术指标进行测试, 如发射天馈系统的驻波比、多工器的驻波比、地面数字电视广播发射机信号的带肩和MER, 以保证整个发射系统的正常运行;在地面数字电视广播发射系统设备安装完成后, 还应该测试滤波器、多工器的温升。

2.2 覆盖效果测试

考察一个台站的发射效果如何, 需要对该台站进行覆盖效果测试。本次中央广播电视节目无线数字化覆盖工程采用单频网或多频网进行传输覆盖, 验收测试时不仅要考察单个台站的覆盖情况, 对于地面数字电视广播单频网, 更要评估整个网络的同步情况及整体覆盖效果。

2.2.1 网络规划设计

一般来说, 地面数字电视覆盖网的建设首先要进行科学、合理的设计和规划, 特别是在地面数字电视单频网建设过程中, 应该根据地面数字电视业务开展的需求以及网络实际建设的条件, 利用地面数字电视规划软件开展相应的覆盖网规划计算和分析, 从而初步确定地面数字电视单频网的工作参数, 主要包括:各个发射点的发射功率、天线方向图、单频网内各发射台站的发射时延等。对于本次中央广播电视节目无线数字化覆盖工程来说, 如需要对整个地面数字电视覆盖网络进行验收测试, 首先要根据整个网络内所有发射台站的发射参数 (主要包括:发射台站位置、发射功率、海拔高度、发射天线高度、发射天线场形、各台站发射时延、调制参数等) 和接收模式 (本次工程主要针对固定接收模式) , 通过计算得出所需的最低接收场强, 进而仿真计算出整个地面数字电视网络的覆盖效果, 基本了解各发射台站的覆盖电平及覆盖效果, 对于地面数字电视广播单频网, 还需大致推算出单频网各台站之间的信号交叠区域, 为之后的外场测试提供参考。图12 为宁夏回族自治区DS-37 频道地面数字电视单频网的仿真计算覆盖效果图。图中红色表示单频网中场强较强的区域, 通常为距离发射台站较近的地区, 单频网的信号重叠覆盖区域主要集中在图中黄、绿色区域内。

2.2.2 移动接收测试

中央广播电视节目无线数字化覆盖工程主要针对固定接收模式, 考虑到移动接收测试能够反应整个地面数字电视单频网覆盖电平的变化趋势, 同时可以大致反映各台站的覆盖范围, 可以方便地获得地面数字电视网络覆盖效果和单频网的同步情况;因此可以选取需验收台站主要覆盖区域中的路线进行移动接收测试。移动接收测试主要使用可自动化测试的路测仪, 以实时记录测试地点、接收信号的电平、信噪比、解调状态等技术指标, 通过对测试结果进行统计, 评估该网络的总体覆盖情况。对于地面数字电视单频网, 可以针对各发射点的单独覆盖区域和单频网组网后覆盖区域进行对比测试, 通过分析移动接收电平分布以及移动接收成功率概率来判断单频网的组网情况。

2.2.3 固定点接收测试

根据规划软件试算结果以及移动接收测试结果, 可大致评估整个地面数字电视网络的覆盖情况, 最后可以采用固定点测试进行精确测量整个网络的覆盖范围。进行室外固定点接收测试时, 通常参照GB/T 28438.1-2012《地面数字电视广播信号覆盖客观评估和测量方法第1 部分:单点发射室外固定接收》标准中的第6 节, 使用简化评估和测量方法。固定点测试时, 要记录测试点相关信息、收测天线指向、收测信号电平、信号裕量、主观评价效果等主要信息。

2.2.4 单频网同步状态测试

对于地面数字电视单频网而言, 在针对各个发射台站开展移动接收测试和固定接收测试之前, 首先需要验证单频网的同步工作状态, 即整个地面数字电视单频网中所有发射台站之间信号是否同步, 这也是整个地面数字电视单频覆盖网络能否正常工作的关键。

通过在地面数字电视单频网重叠覆盖区选取相应测试点进行测试可判断单频网中各个发射台站是否处于同步状态。所谓的地面数字电视单频网重叠覆盖区是指两个或两个以上发射台站信号同时覆盖, 并且接收到的、来自不同站点起主要作用的信号之差小于射频保护率值的区域。因此, 工程技术人员应在地面数字电视单频网重叠覆盖区选择相应的测试点对单频网信号进行测试及分析, 并以此为依据对单频网网络进行调整和优化。如何确定地面数字电视单频网的重叠覆盖区是开展单频网覆盖性能测试的首要任务。

两个发射台站组成的单频网同步状态的外场验证测试步骤如下:

1. 测试点的选择

根据本文2.2.1 节中所述的方法, 大致推算出单频网重叠覆盖区的位置, 地面数字电视单频网重叠覆盖区的实际位置可能与理论计算结果之间存在一定的差异, 因此需要通过实地测试来进一步确认重叠覆盖区的准确位置。

外场测试某两个发射台站组成的单频网的同步状态时, 要求测试点对2 个台站信号的接收均无明显遮挡, 同时尽量避免接收到来自其他单频网台站的信号。当一个地面数字电视单频网网络中发射台站数量较多时, 可以采取对部分或全部相关发射台站反复开关机的方法, 来更好的判断接收信号来源。

2. 同步测试方法

假设某测试点仅能接收到来自A、B两个发射台站组成的地面数字电视单频网信号, 在选择合适的测试点后, 第一步让A台站发射机开机、B台站关机, 采用全向接收天线测量接收信号电平, 记为PA, 此时测试接收机需能正常解调信号;第二步让B台站发射机开机、A台站关机, 采用全向接收天线测量接收信号电平, 记为PB, 此时使用测试接收机需能正常解调信号;上述两步工作完成后, 查看测试结果中PA和PB差值的绝对值与该调制模式下的同频保护率值进行对比;如测试结果中PA和PB差值的绝对值大于该调制模式下的同频保护率, 则认为该测试点不在单频网重叠覆盖区内, 继续选择下一个测试点重复第一步和第二步;如测试结果中PA和PB差值的绝对值小于该调制模式下的同频保护率, 则认为该测试点在单频网重叠覆盖区内, 可以在该测试点进行单频网同步验证测试。

进行单频网同步验证测试时, 采用4 米高标准对数周期天线, 调整对数周期天线的指向, 使天线接收到的来自台站A和台站B的信号电平差的绝对值在满足小于该调制模式下同频保护率的情况下, 接收到的A、B台站信号电平差值越小越好。此时, 使用测试接收机监测地面数字电视的接收状态。如所选测试点在同步状态下, 测试接收机应可正常接收。在非同步状态下, 测试接收机接收失败。也可通过机顶盒辅助判断此时地面数字电视信号是否处于可正常接收状态。

结合频谱仪测量信号电平强度和测试接收机显示的信道冲击响应, 可以判断该测试点两个单频网台站的信号到达的先后顺序和相对时延, 记录以上测试数据和测试点信息。图13 为使用测试接收机进行同步效果验证的测试结果图。图中显示两台站信号同步, 到达该测试点的两信号时延差为51.282μs, 两信号的电平差为0.4d B。图14 为典型的外场测试时, 单频网同步状态下的测试频谱图。

3 结束语

本文介绍了中央广播电视节目无线数字化覆盖工程的地面数字电视工程中的测试和技术验收方法, 为保障中央广播电视节目无线数字化覆盖工程中的地面数字电视发射系统建设任务的圆满完成提供了一定的技术依据。中央广播电视节目无线数字化覆盖工程还需要各省根据自身实际情况, 按照总局的要求, 制定详细的技术验收测试流程和方法。

参考文献

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[2]冯景锋, 刘骏, 代明.地面数字电视单频网覆盖测试及优化技术[C].中国新闻技术工作者联合会五届一次理事会暨学术年会论文集 (下篇) , 2009.

[3]冯景锋, 周兴伟, 刘骏.国家地面数字电视传输标准单频网覆盖测试[J].广播与电视技术, 2008 (8) .

[4]GY/T 5088-2013.电视和调频广播发射天线馈线系统技术指标及测量方法[S].

[5]GB/T 28435-2012.地面数字电视广播发射机技术要求和测量方法[S].

[6]GD/J 067-2015.基于卫星传输的地面数字电视单频网激励器技术要求和测量方法[S].

[7]GB/T 28436-2012.地面数字电视广播激励器技术要求和测量方法[S].

地面数字无线网篇10

一、广电网络在发展无线物联网中的优势分析

我国广电网络在发展无线物联网方面具有天然的优势, 可开展数字社区及家庭服务, 以宽带网络、传感器、智能网等为依托, 将网络与相关信息传感设备相结合, 形成自动化网络社区, 为居民提供舒适的环境。由于广电网络的安全性较高, 可控、可管, 而且光纤资源丰富, 因此, 能够提供无线物联网的接入, 能够全方位地对信息采集与传输过程提供支持。鉴于广电网络在无线物联网建设中存在的技术及网络方面的显著优势, 我国广电总局对于物联网的发展给予了高度的重视, 并积极致力于推动国家传感网创新示范性基地的建设。广电部门应在现有基础上, 大力加强物联网建设的参与力度, 推动广电网络中物联网系统的建立, 积极创新传播模式。随着三网融合的逐步推进, 应充分发挥广电网络的网络技术优势, 为无线物联网的建设创设一个高效、安全的平台。

二、地面数字电视双向化技术分析

2.1技术类型

针对地面数字电视双向化而言, 可供选择的技术主要包括如下几种:一是3G/LTE技术, 该技术难以保障所提交数据的安全性, 且终端成本较高、电池的维持时间较短、各蜂窝无法支持足够节点、频谱不开放, 因此, 可行性不强;二是蓝牙技术, 该技术传输距离过短, 不适用;三是Wi Fi AP组网技术, 该技术是通过将Wi Fi AP设备架设在自然村中, 实现和不同用户之间的有效连接, 每个AP覆盖面积在0.5-1km左右, 相当于一个自然村的面积, 其中, 各自然村256个用户可实现入网;四是Wi MAX或类似组网技术, 该技术是将基站设备架设于乡镇或是村中, 利用光纤或IP微波同干线网络相连, 每个基站覆盖面积在0.5-10km, 相当于一个乡镇或村的面积, 其中, 乡镇或村有256用户可实现入网;五是Mi WIND组网技术, 该技术是也将基站设备架设在乡镇或村中, 利用光纤或IP微波同干线网络相连。每个基站覆盖面积为0.5-10km, 相当于一个乡镇或村, 其中, 乡镇或村中有10万用户可实现入网。

2.2技术分析比较

3G/LTE技术:蜂窝终端数量1000, 终端功耗40m W, 单蜂窝传输距离1km, 终端成本500~5000元, 频谱使用为独享, 短报文效率差, 服务成本极高, 抗干扰性差, 成熟度好, 单蜂窝最大传输速率为100M, 覆盖范围属广域网, 移动性好, 穿透性差, 最长电池寿命为7天。

蓝牙技术:蜂窝终端数量256, 终端功耗40m W, 单蜂窝传输距离10m, 终端成本20~200元, 频谱使用为公用, 短报文效率差, 抗干扰性差, 成熟度好, 单蜂窝最大传输速率为200M, 覆盖范围属家庭网, 移动性差, 穿透性差, 最长电池寿命为7天。

Wi Fi技术:蜂窝终端数量256, 终端功耗100m W, 单蜂窝传输距离100m, 终端成本30~200元, 频谱使用为公用, 短报文效率差, 抗干扰性差, 成熟度好, 单蜂窝最大传输速率100M, 覆盖范围属局域网, 移动性差, 穿透性极差, 最长电池寿命5d。

Wi MAX技术:蜂窝终端数量256, 终端功耗500m W, 单蜂窝传输距离15km, 终端成本800~1000元, 频谱使用为独享, 短报文效率差, 服务成本高, 抗干扰性差, 成熟度好, 单蜂窝最大传输速率70M, 覆盖范围属城域网, 移动性好, 穿透性差, 最长电池寿命7d。

Mi WIND技术:蜂窝终端数量100000, 终端功耗40m W, 单蜂窝传输距离15km, 终端成本20~100元, 频谱使用为白频谱, 短报文效率好, 服务成本极低, 抗干扰性好, 成熟度好, 单蜂窝最大传输速率为3000M, 覆盖范围属城域网, 移动性好, 穿透性好, 最长电池寿命3000d。

2.3技术成本分析与比较

1) Wi Fi AP组网技术成本分析。在此种组网技术下, 设各AP价格为2000元人民币, 就河南省而言, 共有自然村约50万个, 则其AP成本=0.2万元×50万=10亿元。

2) Wi MAX组网技术成本分析。在此组网技术下, 假设各Wi MAX基站价格约8万元人民币。对于河南省而言, 共有乡镇及街道约2000个。则Wi MAX组网技术所投入成本=8万元×0.2万=1.6亿元。但是, Wi MAX组网技术在覆盖上存在一定的问题, 对于2000个基站而言, 其接入用户量仅有256×2000=512000=51.2万户, 较地面数字电视用户数量相比要少得多, 假设用户的数量为650万户, 则其所需成本如下:

Wi MAX组网技术成本= (650万户/51.2万户) ×1.6亿元=20亿元

因此, 该技术组网成本较Wi Fi AP组网技术要高得多。

3) Mi WIND组网技术成本分析。在该组网技术下, 设各个基站价格约8万元人民币。对河南省的2000个乡镇及街道而言, Mi WIND组网技术的成本=8万元×0.2万个=1.6亿元。

分析显示:Mi WIND技术发射功率满足FCC标准;在终端功率方面, 该技术功耗极低, 适宜无电源地区及手机等手持式设备使用。在无线物联网的应用过程中, 利用单个电池可使用8-10年, 这是其他技术难以比拟的;在电平接收方面, Mi WIND为-130d Bm, 较电视的-80d Bm要低得多, 是通过电视信号噪声实现信号的传输, 因此, 不会对电视造成干扰;成本方面而言, 该技术产品无论是基站还是终端成本均十分低廉;单蜂窝终端容量可容纳10万个, 极适合应用于无线物联网中;就兼容性而言, 该技术可自动寻找白频谱。属于帧级别跳频, 不会对通信造成影响;且该技术适用范围极广, 成本较其他地面数字电视双向化技术要低得多, 因此, 其他技术几乎无需考虑。

三、结论

虽然IEEE802.22号称超级Wi Fi, 但其只适合应用于无线宽带接入方面, 由于蜂窝内用户数量仅为256, 因此, 难以实现地面数字电视的双向化, Mi WIND强大的技术优势, 极适宜应用与地面数字电视的双向化发展, 实现广电网络的无线物联化, 相信随着Mi WIND技术的进一步推广和应用, 广电网络无线物联系统的建成已不遥远, 地面数字电视双向化发展前景也将更加光明。

摘要：如今, “物联网”时代已经到来。在物联网建设中, 广电网络具有技术及网络方面的优势, 对于推动广电网络的发展具有十分重要的意义。由于电信与互联网企业等竞争压力的逐步增大, 广电行业的发展空间受到了严重影响, 若依靠传统的DVB/OTT难以提高自身的竞争能力, 必须依托于MiWIND技术, 以便有效实现地面数字电视的双向化发展, 同时, 满足广电网络无线物联网的发展需求, 提高广电行业在无线物联网方面的市场竞争力。