地面数字电视发射系统

地面数字电视发射系统（精选9篇）

地面数字电视发射系统 第1篇

1 数字电视的单频网

传统模拟电视为多频网, 多频网的技术及应用都比较落后, 随着科学技术的进步, 多频网渐渐难以满足电视行业的发展, 因此, 单频网开始出现并广泛应用。单频网由许多不同的站点组成, 节目输入之后由主站流入到SFN适配器中, 然后通过插入MIP的网络适配器传输到网络系统, 再由从站的接收适配器接收, 从站接收到节目后对其进行处理形成码流同步, 电视信号经过COFDM编码调制后由发射频中发送出去。为了保证的顺利运行, 单频网中所有的发射器都必须同步运行, 且他们的频率、时间及比特也应该保持同步, 单频网优点十分显著, 主要有:1) 约频率资源, 有利于频率规划。我国的频谱资源十分有限, 在这种情况下, 频率使用效率更高, 单频网的优势更加突出;2) 城市建筑大多较高, 且分布较密集, 一定程度上会影响无线电信号的传输, 因此, 许多数字电视发射站点发出的信号无法很好的覆盖到所有区域, 就会出现覆盖盲点, 单频网的多点同频发射就很好的解决了覆盖盲点问题;3) 较大的降低了发射设备的成本。单频网内大多使用多个小功率发射机, 实现信号网的全面覆盖, 因此, 可以通过优化调整单频网的基站数量及分布地区、发射机发射功率、天线高度等等因素随时改变覆盖意图。另外, 这种副高方式可以使信号覆盖均匀度更好, 同时减少电磁波污染。

2 数字电视激励器

数字电视激励器是数字电视的重要特征之一, 能够处理输入数字电视节目, 支持多层信号输出, 实现数字信号在信号编码调制上的变频, 保证输出射频信号与国际标准相统一, 可以利用计算机修改设置系统参数, 从而实现激励器在不同工作环境下的应用, 而且还不会影响数字信号传输的准确性。

数字电视中, 信道编码电路经过处理后输出数字I/Q基带信号, 然后由数字预校正单元对其进行非线性校正, 保证信号传输真实、完整, 防止非线性失真, 提高射频信号的性能。数字电视激励器能够实现射频信号的放大及输出的整个过程。数字电视激励器中通过宽带本振提供载波信号给平衡调制器, 通过IZC实现单片机控制。工作面板上有3种不同颜色的指示灯, 能够及时显示数字电视激励器的工作频率、激励输出功率等工作参数, 反映激励器的工作状态, 便于工作人员及时监控数字电视系统的运行过程。

3 数字电视发射机

峰值平均功率比, 简称峰均比。数字电视的峰均比较高, 峰均比较高的信号容易进入功率放大器中的非线性区域, 导致电视信号出现非线性失真, 进而影响系统工作性能, 因此, 数字电子的发射器必须满足以下几个条件:1) 功率放大器具有较好的线性动态范围及功率增益;2) 为保证数字信号的真实性, 发射机在数字调制信号的动态峰值范围内应具有良好的线性;3) 为尽可能确保传输信号的误码率及信杂比较低, 发射机频率精度与稳定性应较高。目前我国各大广播电视系统使用的发射机为全固态发射机。

数字电视发射机主要由功率放大器、激励器、电源、切换驱动装置等结构组成。数字信号发射机中包含2个激励器, 2个激励器互为备份, 当其中一个发生故障时, 系统会自动切换另一个激励器进行工作, 以保证发射机的正常运行, 激励器的主要作用是对外侧信道进行编码、预失真及上变频处理。功率放大器的主要功能是放大发射机的输出功率, 切换驱动装置的功能则是检测激励器故障、切换射出频率、天线、调整相位等等。发射机的电源为高功率因数的开关电源, 与功率放大器为一对一的供电方式, 发射机内部各部分采用并联的电路连接方式。数字电视发射机的优点十分显著, 主要包括以下几个方面:功率放大模块覆盖的波段区域大可以灵活改变频率, 有效提高了发射系统的可靠性;最大输出功率较大;融合了计算机技术, 系统运行控制更加便捷, 准确度也更高。

数字电视单频网、数字电视激励器、数字电视发射机是数字电视系统的重要组成部分, 数字电视的发展过程中, 许多技术的更新、提高都是紧紧围绕这3个部分开展的, 因此, 需要了解这3个部分的工作原理。技术对于提高数字电视的应用质量十分重要, 随着科学技术的不断进步, 数字电视技术也会不断的完善发展, 从而推动广播电视行业的进步。

4 结论

科学技术的不断进步, 推动了信息技术与数字技术的发展, 促进了广播电视行业的革命, 数字电视技术已经成为当代广播电视行业不缺缺少的核心技术之一。本文主要对数字电视单频网、数字电视激励器、数字电视发射机3个重要组成部分进行了简单的研究讨论, 分析了数字电视系统的核心技术, 希望能够对数字电视的研究工作人员有所帮助。

参考文献

[1]白磊.面向未来的数字电视发射系统[J].广播电视信息, 2013 (6) :31-33.

[2]代, 刘骏, 高力, 等.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系统[J].广播与电视技术, 2015, 42 (7) :16-22.

[3]李雄.地面数字电视发射系统关键技术研究[J].电子世界, 2014 (16) :126.

[4]唐小初, 蒲刚.常州地面数字电视发射系统的实践与完善[J].西部广播电视, 2014 (5) 150-152.

[5]巫开华, 杨志平.统计复用器在地面数字电视发射系统的应用[J].声屏世界, 2014 (Z2) :56-57.

地面数字电视发射系统 第2篇

2.1电视激励器和功率放大装置的保护和日常维护

功率放大装置的每一个末级都具备着一定程度的对于电路的保护作用，尤其是针对高温，当设备运行温度超过安全温度时，激励器和功率放大装置都会及时的对单元和控制系统进行负载的显示和体型，自动发出警报并使机械自身进入保护状态，并通过自动控制装置来关闭机械主电源。通常电视激励器和功率放大装置容易受到来自于空气中湿度、温度要和灰尘的影响，为了尽可能减少设备在运行工程中出现质量问题，在机房内部可以设置大功率空调来进行吹风，在日常使用过程中，机房室内温度尽可能控制在18℃～22℃之间，同时还要保持机房内卫生的洁净度，电视激励器和功率放大装置的安装最好设置有轴流风机和金属防尘滤网，工作人员应该定期的对风机和滤网进行清灰处理，尤其是风机处的清洁工作十分重要，在运行期间，尽量减少设备工作处于过热状态而引起的报警。

2.2冷却系统及其日常维护

风机的自动保护主要是根据霍尔传感器对风机的工作状态进行实施监督，对风机工作情况进行信号处理和生成，当其处于危险状态时，风机会通过信号传输的方式来向激励器进行反应，系统控制器如果收到来自于风机传输的危险信号，则会对其进行判断，将会使整台机器进入保护状态无法进行信号的输出。在该情况下，设备会主动进行风扇的冷却，主要负责整台机器的散热，如果风机风扇出现问题，那么机器工作温度就会升高，最终会导致机器发生构建损坏。由于风机长时间是保持冷却的状态，其发生故障的概率相对较高，一般引起风机发生故障的主要原因有以下几点：1)长时间的工作导致风机内部机械轴承发生磨损;2)电源故障导致线圈短路或者短路;3)机房内部温度过高，灰尘过大，导致风机风扇转动受到影响，温度无法进行有效的扩散。在此基础上，一般每隔3年就要对主风机轴承进行一次更换，并要定期对风机滤尘网进行清灰和洗尘处理。

3结论

地面电视数字化，是地面广播电视技术发展过程中重大历史进程，地面数字电视发射机有着十分优秀的抗干扰能力和高效的资源利用率，能够提高电视节目的播出质量，保证电视传输信号的稳定，极大地增强了电视传播能力和影响力。

参考文献

[1]邓国华.国标地面数字电视广播单频网技术的研究与应用[D].南昌：南昌大学，2012.

地面数字电视发射系统 第3篇

目前电视已经发展到HDTV的高清时代，但是对于到达2020年的下一代的电视来说是超高清的电视要求，视频图像其分辨率达到4000线，像素是目前HDTV高清标准的16倍，音频也从5。1声道的高清环绕要求发展为22。2声道的立体空间音频。超高清将在10年左右时间运用于多种范围，如广播电视，电影，教育等等。为了适用超高清的电视广播需要就要研究超大容量的传输技术来适用新的数字地面广播的技术需求。

表中:超高清最少是以100英寸以上的屏幕，屏幕高度为120公分左右，观看距离为90公分 。 三星UA32D4000N的高清电视，46.3公分，外观尺寸，1.8到2.5米。

针对这样的电视要求，在无线数字传输中日本NHK在使用超多层OFDM和双极性MIMO技术使单个频道的传输容量可以达到60Mbps。OFDM是我们所熟知的数字地面的传输技术，在数字广播中目前采用64QAM的载波调制，6比特/字节，使用超多层OFDM是将载波调制提升到1024QAM，10比特/字节。

使用超多层OFDM就解决了在单个频道的6M带宽上传输60M字节数据的问题，而双极性MIMO技术可以用于解决发射调制信号和接收解调的问题，双极性MIMO技术是从水平和垂直两个方向极来同时发射或接收信号，这个接收是完全分开的，然后再联合处理调制或者解调信号，是对双极化波进行发射和接收，其天线采用8振子的水平和垂直天线。

在NHK的实际测试中是使用了4套H.264编码的节目进行传送，每套可以有15Mbps的数据传输，足够支持目前所预计的超高清的要求。在误码率的测试结果中分别列出了IF中频，RF射频，场的水平，垂直极性的误码率情况，以及联合双极性同时工作的合成误码参数。

根据NHK关于地面广播在2010年给ATSC的报告，我们可以看到电视的发展从高清到超高清的发展速度是飞速的，从黑白电视，从模拟电视到数字电视，数字电视到高清电视的发展是指数形态的发展，超高清或者还不明晰的下一代电视可能在2020年就要来到，而数字地面广播如何适应电视发展带来的高容量的要求也成为目前中国地面电视发展的一个重要环节。

中国的地面广播目前还在模拟信号的阶段，在过渡到数字地面广播的时候电视技术却已经从高清到超高清了。

中国数字地面广播是采用AVS自主编码技术，基本是和MPEG2在一个基础上，而传输发射和接收使用的也是QAM 技术，是中国的DTMB标准， 是采用时域同步的正交频分复用调制方式(TDS-OFDM)。目前是32QAM为主，可以在6~8M带宽上传输6~8套标清数字节目或1~2套高清数字节目，目前央视，上海等实际都是16QAM 的，中国标准是要求在64QAM，也只到达高清的要求。

按照国家计划是在2015年结束模拟信号播出，CCTV—中央电视台已经开始高清的地面电视广播了。这个相对于目前日本，美国，欧洲的电视发展特别是大容量数据信息的电视研究有很大的差距，如何尽快研制出符合地面广播发展需求的大容量的传输系统已经成为目前地面数字传输技术发展的主要问题。

地面数字电视发射系统 第4篇

近年来, 我国的地面数字电视广播和多媒体广播覆盖取得了重大的进展。目前, 全国100多个城市正在组织实施数字电视工程;我国自主创新的移动多媒体广播电视 (CMMB) 取得了突破性进展, 产业链已形成规模, CMMB网络已经覆盖全国200多个城市;首个数据业务“股市行情”已经全网开通。

本文针对各级电视台在数字化过程中的需要, 阐述了地面数字电视和数字移动多媒体广播发射系统的构建方法及对系统设备的基本要求。由于地面数字电视和移动多媒体广播的发射系统除了在信源部分不同外, 传输系统基本相同, 因此本文以地面数字电视为例介绍传输系统的组成及主要设备的技术特点。

1数字电视信号覆盖

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。

1.1数字电视信号覆盖的特点

与地面模拟电视相比, 数字电视信号覆盖的优点在于:

1.同样的覆盖范围下, 数字电视广播业务需要的发射功率小。根据数字电视制式的不同, 发射功率可以比模拟电视低10~20dB。

2.数字电视业务相邻频道之间的保护率比模拟的小很多, 意味着在同样的频率范围内, 可以比地面模拟电视业务规划出更多的数字频道。

3.地面数字电视系统允许灵活组成单频网, 即在大范围的广播业务区内, 采用多个发射站可以分别使用较小功率、采用同一频率传输相同节目, 以扩大有效覆盖范围。

4.数字电视业务覆盖区内, 用户可以实现移动接收, 从而极大地提高了信息的时效性。

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”。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。

1.2影响覆盖的主要因素

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;

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) 。

1.3系统覆盖模型

电波传播特性研究表明, UHF频段的电波传播以视距传播为主, 当传输路径上没有障碍物时, 电波类似于在自由空间内传播, 可用公式做精确的计算和预报。自由空间中间路径损耗LD (dB) 计算公式:

式中:

D:接收端到发射端距离, 单位为km;

F:电磁波频率, 单位为MHz。

有效辐射功率ERP减去此损耗即为接收点的电平。

在非自由空间环境中由于受多种变化因素的影响和制约 (如发射站高度、接收点高度、地形特征、城区特征、气候气象变化、等等) 而s没有精确的数学模型。

我国广播电视领域的领导和专家们在长期的实践中, 己经摸索出基于地形的电波传播绕射预报方法, 并成功的应用于几个频率协调项目中。

覆盖计算时必须考虑的一点是, 在室内固定接收或便携接收时, 由于建筑物材料和建筑结构不同, 室内场强会大幅度衰减, 这就是建筑物穿透损耗。建筑物穿透损耗中值是指建筑物内离开地面一定高度处的场强中值与同一建筑物外同一高度处的场强之差, 以d B表示。一般在UHF波段, 建筑物的穿透损耗中值 (地面层) 为17d B, 标准偏差为6d B。在室内便携接收时, 还需要考虑室内不同接收地点的地点分布因子。

1.4国标推荐的几个工作模式及相关参数

不同的工作模式的接收灵敏度和C/N门限不同, 因此工作模式的选择对覆盖影响很大, 考虑到今后可能的地面数字电视业务的需要, 为减少产业界的开发成本和生产成本, 国家广电总局在现有330种工作模式中确定了今后开展地面数字电视广播至少应包含表1中的7种工作模式。各电视台可以根据自身需要选择适合的工作模式。

1.5构建发射系统需考虑的几个方面

根据以上数字电视信号覆盖的基本理论, 在构建一个发射系统时, 需要考虑以下几个方面内容。

1.5.1工作模式

工作模式选取首先要考虑的是业务需求, 是播出高清节目 (或者多套标清) 还是标清节目;单一频道内期望播出的标清节目业务数量;是针对固定接收还是移动接收。应根据上述几个方面的要求选择适合的工作模式, 满足系统码率及系统接收性能要求。在不同的工作模式下, 系统允许的净载荷以及系统在不同信道模型 (针对不同的接收方式) 下的C/N门限值是不同的, 因此也直接影响到覆盖范围。

确定工作模式和目标用户群 (接收方式) 以后, 系统的C/N门限就确定了。就可以根据覆盖范围的预期目标来设计发射系统, 使系统满足覆盖区域内的接收要求。系统覆盖设计时要通盘考虑工作模式和目标用户群, 使系统建设既满足基本要求, 又尽量减少投资, 同时应预先考虑系统今后节目扩容或覆盖区域扩展的可能性, 对发射设备的功率容量留有余地, 减少不必要的重复投资。

1.5.2发射天馈线

对于同样的覆盖范围, 数字电视的发射功率要远小于模拟电视, 因此原有发射天线可以继续使用, 如果带宽和承受功率足够大, 还可以多频道共用。

分米波发射天线主要有缝隙天线和偶极子单元板天线两种。缝隙天线增益高, 安装方便, 但目前只有水平极化方式, 且天线方向图不可调整, 在组建单频网时, 不便于调整覆盖区域大小, 另外由于带宽窄, 不能多频道共用;偶极子单元板天线阵属于宽带天线, 增益较低, 可以有水平极化和垂直极化, 特别是天线倾角可调, 非常适合于单频网使用。

国内数字电视发射系统使用较多的馈线有1-5/8和3-1/8两种, 前者损耗较大、承受功率小, 但成本较低, 后者损耗小、承受功率大, 但成本高, 需根据实际情况选择。

1.5.3环境地形

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;大城市或地形复杂的地区, 由于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。

1.5.4发射台选择

组建单频网时, 大多数情况选用现有的发射台作为主发射台;辅助发射台则需要另行建设。辅助发射台的地点应设在需要重点覆盖、而主台信号覆盖较差的地段。并选择应在预定覆盖区域的制高点, 这样可以在塔高较低的情况下保证发射天线的高度, 同时该点还应具备机房、供电、通信、网络等有利条件。

单频网内各个发射点之间的距离应尽量控制在预定工作模式规定的保护间隔距离内。

1.5.5台站监控

随着网络的发展和设备可靠性的提高, 无人值守或者远程监控不仅是必要的, 也已经是可以实现的。多个发射台站的多套设备的远程监控系统是地面数字电视系统设计时需要考虑的重点内容之一。台站监控不仅要考虑设备的工作状态监控, 还要考虑门禁、机房环境、视频监控、工作日志等内容。

2地面数字电视系统的组成

2.1总体框图

地面数字电视系统包括前端、传输网络、发射、接收端等四部分, 本文将主要讨论发射部分, 同时简要介绍前端设备组成以及对传输网络的要求。

以单频网系统中的发射部分包括传输网络适配、节目流的接收、时间基准和频率基准的提供 (GPS接收机) 以及发射机和天馈线系统。

图1为节目源与若干发射台处于不同地点时的单个频道单频网系统组成框图。多个频道组单频网时, 每个频道的组成与图1相同, 部分设备可以共用 (如GPS) 。另外节目源设备还可以放置在主发射台, 可以省去一个节目源机房, TS流可以直接通过同轴电缆送入发射机, 减少了TS流传输网络的成本, 同时提高了系统可靠性, 即使在TS流传输网络出现故障时, 仍可保证主发射台的正常播出。

当系统为多频网模式工作时, 前端可以省去单频网适配器、GPS接收机, 发射机端也可省去GPS接收机。图2给出了多个频道共用一副天线的发射系统框图。

2.2系统前端

系统前端设备包括编码、复用、传输适配;在组建单频网时, 还需要SFN适配及同步生成。节目源可以来自卫星接收, 也可以自行编码。

在国标系统中, 编码器通常为MPEG-2编码器。目前也有部分地区开始采用国标的AVS编码器, 即所谓的双国标系统。编码器将节目源送来的模拟音视频信号, 按照MPEG-2标准格式或AVS标准进行压缩编码, 输出规定码率的TS流。

标清编码器的视频格式为4∶2∶0, 高清编码器的视频格式为4∶2∶2或4∶4∶4。根据需要, 还可以具备SDI和实时VBI的嵌入功能。

复用器将多个编码器输出的不同节目的TS流, 复接成为一个总的TS流。实现一个频道内的多节目广播。复用器通常可以复接8套TS流, 目前最多可以实现16路TS流的复用。

在保持总码率不变的情况下, 满足其中某些节目码率的动态变化, 复用器应具备统计复用功能。

在组建单频网时, 从复用器输出的TS流还需要通过SFN适配器, 完成单频网巨帧生成、MIP插入、同步基准 (时间基准1pps、频率基准10MHz) 插入以及PCR校正等功能, 以保证单频网内的所有发射机能够同步工作。系统的同步基准通常由GPS接收机提供。为适应区域单频网内传输距离变化, SFN适配器的时延时调整范围为max1000ms。由于单频网适配器和GPS是整个单频网的瓶颈, 因此需考虑备份。

网络适配器是一个ASI接口和传输网络特定接口 (如E1、DS3、G.703等) 之间的接口转换设备, 为MPEG-2 TS流从中心向其他单元的传输提供一个透明的链路。

前端设备的输入输出接口为异步串行接口ASI。

2.3系统传输网络

系统传输网络将前端输出的TS流通过介质向发射机传输, 可以是光纤或SDH网络, 也可以采用数字微波。

采用光纤传输TS流时 (图3) , 要求相应的光端机设备应支持SDI和DVB/ASI信号传输, 同时具有抖动管理功能。采用数字微波传输TS流时, 相应的网络适配器除必须为透明传输外, 还需要针对数字微波传输过程中产生的时钟抖动等特殊问题加以校正, 避免因传输造成系统的不同步。

2.4系统发射部分

发射部分将前端送来的TS流信号经过编码调制, 并在基带信号上进行线性及非线性预校正, 然后从数字基带直接变换为指定发射频率的射频信号, 经过功率放大器放大并滤除带外的无用分量后, 馈送到发射天线发射。

发射部分包括数字电视发射机、带通滤波器、射频同轴切换开关和发射天线、馈线 (图4) 。

3发射系统的主要设备

3.1概述

在建立数字电视/移动多媒体发射系统时, 可以根据地形、频率资源等条件选定不同的工作模式, 从目前国内城市的大小和建筑物密度来看, 使用1kW功率等级发射机较多, 部分单频网的辅助台也使用300W功率等级的机型, 另外在地形比较开阔的地区, 也有采用小功率多频道发射机的使用案例。下面将对这三种方案所用设备一一论述。

3.2数字电视发射机

对使用的数字发射机要综合考虑以下几个方面。

3.2.1指标与效率

发射机的技术性能应尽可能优异, 这对改善全系统的覆盖性能无疑是有好处的, 但需综合考虑成本、效率等方面因素。以MER为例, 提高MER无疑对覆盖有很大好处, 但高到一定程度就对覆盖没有多大贡献了, 并非越高越好。提高MER的有效手段主要有提高激励器的校正能力, 或者提高功放的功率容量及自身线性度, 但后者必定降低效率, 提高设备生产与台站维护运营的成本。所以在设备选型时就要从系统角度出发考虑指标分配与系统效率。例如根据发射天线高度和需要的覆盖范围, 合理的确定发射功率和天线增益, 不要一味追求功率最大;还有对附属设备的耗电也要计算在内, 比如液冷循环系统是否可以一机多用等。

3.2.2可靠性与先进性

高可靠性是全固态发射机的优点, 多个模块并联工作 (激励器可以采用一主一备方式) 使发射机在出现故障的情况下可以降额使用, 不至于停播。从理论上来说, 越简单的东西越可靠, 但考虑到设备安全、无人值守、方便维修等功能要求, 必须要增加保护电路、微机监控、故障诊断点等电路及部件。对这部分电路, 在保证满足功能需求的情况下, 应当尽可能简化、可靠。

特别要注意的是发射机的冷却、防雷、过激励控制和抗失配能力:

1.对发射机自身的冷却系统要注意风冷系统的效率、海拔高度对冷却系统的影响, 同时机房的清洁要有保证。

2.我国很多地区为多雷地区, 发射机应具备必要的防雷保护措施。除了在电源线中采用多重防雷保护电路, 如进电的防雷保护器、各小信号电路的浪涌二极管等器件外, 还需预防来自天线感应的雷击。由于雷电的频谱非常宽, 瞬间能量巨大, 完全避免雷击灾害还存在一定困难。除了在输出端增加对地的直流短路调节器外, 环形器也可以将部分雷电能量引入吸收负载或反射回去, 从而起到有效的保护作用。

3.晶体管很容易由于输入信号过大而损坏, 因此, 发射机要通过有效地限幅、过激检测控制等措施, 降低晶体管损坏的概率;

4.发射机反射功率过大保护电路应反应灵敏、可靠, 保护门限设计合理。太灵敏有可能造成误动作, 因为发射天线放置在室外时由于风、雨等自然条件出现瞬间的阻抗变化, 会对系统造成误动作造成发射机停播;反射保护过于迟钝, 则起不到保护作用, 损坏功放管。目前普遍采用频率合成器的激励器, 可灵活改变射频输出频率, 而发射机的输出滤波器的通带频率是固定的。使用者误操作改变激励器射频输出频率时, 激励器在频率锁定过程中会造成发射机输出端的全反射, 并持续较长的一段时间。此时反射保护电路如果不够灵敏是非常危险的。提高抗负载失配能力的另一种方法是在功放输出端增加环形器或隔离器。这种方式的优点是只要吸收负载足够大, 发射机可以承受全反射;另外对于功放管来说, 其负载是50Ω匹配负载, 因此不会出现不稳定工作状态。将反射保护和环形器结合起来的方法对发射机的抗负载失配能力最为有效。

3.3合路器

如果天线带宽足够宽, 承受功率足够大, 则可以采用多个频道共用一副天线的方式, 可有效解决铁塔挂高不够的问题, 在这种情况下, 就需要用到多个频道的合路器, 下面介绍几种合路器的原理。

3.3.1延迟线合路器

原理框图如图5所示。

当L’是其中一个频道半波长的奇数倍, 同时是另一个频道波长的偶数倍时, 两个信号可以同相到达同一个端口, 实现两路信号的合成。

这种合成方式虽然经济, 但局限性太大, 对被合成的两个频道的间隔有一定要求, 在UHF频段, 一般要求两个频道相隔三个频道以上, 否则隔离度很差, 互相之间会有影响, 另外没有滤波功能, 不能滤除杂波, 因此很少使用。

3.3.2星形合路器

原理框图如图6所示。

只要合适选取三个滤波器到合成点输出馈线长度即可实现在同一点三个频率的合成输出。理论上, 对其中任何一个频道来说, 被合成的其他频道的连接线从合成点看过去的阻抗对该频道应该是开路的。

这种合成方式较为经济, 可以滤除发射机的无用发射, 但合成路数不能太多, 各路之间的频道也需隔一个频道以上, 否则很难选取合适的分支长度。另外, 由于每个滤波器对其余的频道都是全反射, 驻波电压很高, 需要使用的滤波器功率容量及承受电压都要满足要求, 因此这种方式主要用于较少频道的合路。

3.3.3平衡合路器

原理框图如图7所示。

根据3dB耦合器的原理, 当与各支路带通滤波器频率不同的RF信号由其隔离端输入时, 由于滤波器全反射, 将会合成输出到另一端口, 如图7中所示, 最终可实现多路合成。

这种方式每个频道的负载都是恒阻抗, 具有工作稳定的优点, 同时根据频道间隔可以选择不同响应曲线的滤波器, 可实现邻频合成, 还可方便的扩展频道;其缺点是成本较高。但由于工作的稳定性高, 该方式成为构建大功率多频道发射系统时的首选。

3.3.4环形器合路器

原理框图如图8所示。

根据环形器原理, 当信号从1端口输入时, 从2端口输出, 2端口输入时, 由3端口输出, 当2端口对1端口来的信号为高阻全反射时, 将反射到3端口, 由此可以实现合路。

此种方式调试较为简单, 一般用于小功率多频道发射机中。

4结束语

本文是笔者近年来在组建地面数字电视广播发射系统方面的一点心得体会。数字电视系统是一个复杂的系统工程, 随着我国广播电视数字化的推进, 将会涌现出更多更新的技术解决方案, 为我国的广播电视事业奠定坚实的技术基础。

参考文献

地面数字电视发射系统 第5篇

1 模拟电视发射机数字化传输改革的可操作性

目前,在我国多数地区电视发射机仍采用的是传统的模拟信号形式,本着经济的原则和科学技术的限制,对模拟电视发射机的数字化传输改造,既符合当今社会节约的口号又满足社会的需求。数字电视信号传输所需要的发射机要求有:有极高功率增益的功率放大元件、线性度精度等都应符合特定的要求。我们要本着这样的原则对数字电视发射机进行改造,使其充分满足数字电视信号传输的基本要求。目前,通常使用的模拟电视发射机为单通道发射机以及双通道发射机,对于单通道发射机的数字化信号传输改造是相对简单的。由于数字电视中的视频信号、音频信号都是MPEG格式编码压制的,和其他信号实现复合后再占一个传输通道就可以实现传输,只需要将单通道发射机内部的激励器换做数字电视发射机的激励器就可以了;而双通道发射机的数字化信号传输改造则显得困难些,除了需要更换激励器以外,还需要将模拟发射机的功率放大器由双通道变为单通道,进而可以适应数字电视信号传输所用的一个通道的形式。总之,将模拟电视发射机进行数字化信号传输的改造,可以节约大量的资金支出并且不受科学技术的限制。

2 实现模拟电视发射机数字电视信号地面传输改造的具体操作

2.1 制定合理的改造方案

任何一项工作的实施,都需要一定方案计划的支持,模拟电视发射机的数字信号传输改造也一样,首先要制定对单通道发射机以及双通道发射机的具体改造方案,就单通道发射机来说,除了换个数字电视发射机的激励器之外,还需要对信号编码器以及信号压制单元等原件进行合理地改造,以此来完成对数字电视信号传输化的改造;对双通道发射机也是一样,除了改变激励器、功率放大器以外,也需要对信号编码器等进行改造。具体操作方案可分为:(1)电视信号的数字化改造,这一过程可以通过数字编码器来完成;(2)发射机激励器的数字化改造,要将模拟电视发射机的激励器都换做数字化的激励器;(3)功率放大器的改造,对功率放大器内部的静态电流、电压等数值都进行合适地调整,以符合数字电视传输所需的放大功率值;(4)其他参数的调整,对模拟电视发射机中的滤波器、监视部分等进行数字化的改造,以符合数字电视地面传输的需求。

2.2 信号传输通道的改造

在模拟电视发射机中,视频信号的输入有两种幅度,它们输入视频信号时有着平等的权利,通过中央控制处理器进行信号的输入,保证信号输入以后的幅度差。但是,数字电视信号对这两个视频信号的输入有着更高的要求,既要保证输入的幅度差,又要保证将信号转换成数字信号以后仍然是AC耦合方式。就音频传输通道来说,音频输入信号的频率应该不超于15kHz,输入电平应该低于4dB,假如音频输入信号的电平太高,就会在转换器中被限制。因此,为了防止其被限制,我们应该控制其输入电平。

2.3 信号编码器的改造

信号编码器主要是对电视信号发射机中的视频信号以及音频信号进行编码的,常见的有ATV/DTV这两种,它们的作用都是将视频信号、音频信号编码压制成为标准格式的信号。但是,模拟电视发射机的信号编码器和数字电视发射机的不同,因此要对信号编码器做出相应地改造。

3 结语

随着时间的发展,我国数字电视技术得到了一定的发展进步,模拟电视也仍然大范围地存在着,为了尽可能减少经济的浪费,我们应该事先对模拟电视发射机的数字电视地面进行传输改造,这将是一项有着重要意义的研究课题,对我国数字电视技术的发展有着巨大的推动作用,同时节约成本,符合可持续发展战略的要求。

摘要：随着社会经济水平的不断提高,我国数字模拟技术得到了飞速发展,就电视行业的发展来看,数字电视日益取代了模拟电视,模拟电视发射机的使用如何适应数字地面传输技术是当今时代一项困难的研究课题。本篇文章主要分析这一技术的具体实施策略,就信号输入通道以及编码器这两个关键技术制定其具体实施方案,这对提高我国模拟电视发射机适应数字电视地面传输技术的发展有重要的作用。

关键词：模拟电视,发射机,数字电视,地面传输技术

参考文献

[1]赫健,段雪峰.模拟电视发射机适应数字电视地面传输的技术应用[J].中国传媒科技,2012(14).

地面数字电视发射系统 第6篇

国标地面数字电视广播网络的基本组成及方案

辽宁数字广播电视设备集团为各网络电视局提供完整的DTMB的方案, 国标地面数字电视网络的基本组成以及优化方案

从拓扑图 (图1) 中可以看出国标地面数字电视网络架构包括前端部分, 编码部分, 其中主要包括一些多频道的转码, 卫星技术编码, 多通道编码, 主要是对本地结构进行编码。多用服务器和数字业务部分, 主要包括SNS、EBG等。其中我们有一套完整的软件用于对每套节目的正常播出进行监管, 最后是发射和覆盖系统, 将信号通过光纤网络传送给发射系统。

国标地面数字电视的发射覆盖系统模式介绍

(1) 多频点大功率单发射机覆盖模式 (见图2)

建设速度较快;投资相对较小;单频点功率回退较大;覆盖距离相对较近;发射机发生故障后, 所有节目全部停播;适用范围在乡镇开阔地域等。

(2) 多频点多发射机覆盖模式 (见图3)

建设速度较快;投资相对适中;覆盖距离远;发射机发生故障后, 相应频点节目全部停播;适用范围:省、市, 需要一般城市增加2～3个补点宽带发射机, 覆盖效果就比较理想。

(3) 多频点小功率蜂窝式覆盖模式 (见图4)

该模式主要利用移动网络现有资源 (机房、电力、光纤网络、天线塔架等) 在主站将复用后的ASI信号调制后进行微功率合成, 通过PTN网络送到各个移动基站。工程简单实用、建设速度较快;投资相对较大;覆盖效果密集、包括室内效果好;发射机发生故障后, 相应覆盖小区域停播, 由于有其它站点的辐射, 停播区域较小;适用范围:适用范围广, 省、市、乡镇等。

该方案我们在2012年在沈阳实施了20个基站的覆盖网络, 效果都非常明显, 无论室内还是室外都取得了比较良好的效果。另外, 它利用移动的光纤网络。这个是我们在沈阳做的一个覆盖效果, 测试辐射, 具有良好的覆盖效果的站点占到整个覆盖测试的97%。

国标地面数字电视的关键技术

关于如何降低运营成本的关键技术, 辽宁数广在大功率和小功率上采用了新型热管散热数字发射机的技术, 大功能一千万的发射机效率达到28%以上, 并且发射机的体积也很小, 电力是运营中重要的支出, 同时降低运营成本, 这项技术也符合国家关于节能减排, 绿色环保的政策。还有热管散热技术提高了发射机的稳定性, 我们跟国外的差距可能在稳定上有一定的距离, 但是热管散布技术使得发射机大大提高了稳定性。

产品的创新点在于运用热管散热技术、DOHERTY技术、全宽带功率合成技术、大功率、高集成度设计, 大功率数字发射机提高效率的技术难点体现在功率大、带宽宽、线性度要求高、峰均比要求高、功率回退大于6dB。

地面数字电视发射系统 第7篇

关键词：地面数字电视广播电视发射机,技术指标,检测,分析说明

1 简介

地面数字电视广播是近几年广电总局大力推广的高新技术, 这一技术的发展是广播电视的一次革新。相较于模拟电视, 地面数字电视广播具有大容量、高可靠性、兼容性强、高安全性、高覆盖性等优势和特点。目前, 国际上对地面数字电视广播系统采用的是不同的技术, 如美国使用ATSC/8VSB全时域处理技术, 欧洲使用DVB-T/C-OFDM全频域处理技术, 日本使用ISDB/BST-C-OFDM全频域处理技术。我国主要采用自主研发的DTMB/TDS-OFDM频、时域处理技术, 其支持高、标清电视的不同制式, 支持室内、移动、便携接收等三种接收方式, 支持单频网和多频网两种组网模式, 可根据应用业务的特性和组网环境选择不同的传输模式和参数, 并支持多业务的混合模式, 达到业务特性与传输模式的匹配, 实现业务运营的灵活性和经济性。

地面数字电视广播系统的配置主要包括:信源编码器 (通常为MPEG-2编码器、H.264/MPEG-4编码器) 、TS码流复用器、加密机、GB20600-2006数字激励器、单频网适配器、GPS信号接收机、数字电视发射机、天馈系统以及相应的管理软件单元等。实际上, 根据运营模式不同, 系统还可以相应简化, 地面数字电视广播还可以借用已有的模拟天馈线系统, 可大大节约资源和建设时间。

地面数字电视广播系统, 包括前端、传输网络、发射、接收端等四个部分, 前端机房将音视频信号和数据信号进行编码复用, 进入传输网络适配器, 通过不同的传输网络 (如SDH网络、微波网络等) 传输到主发射机房, 主发射机房接收的信号通过传输网络适配器适配成可用信号进入带激励器的发射机, 由天馈线系统发射出去。

本文所讨论的地面数字电视广播发射机属于其发射部分。发射部分主要由传输网络适配器、发射机和天馈线系统等组成, 在单频网中还应该有时间基准和频率基准的提供 (GPS接收机) 。图1为一个简单的发射系统框图, 包含了发射机和天馈线系统等。

此外, 该系统还需要有一些必须的测试设备, 以保证系统的正常运行。不过这些测试设备无需全天候使用, 可考虑在需要的时候借用或租用, 主要包括场强仪、功率计、频谱仪、标准接收天线、GPS定位仪等。

2 地面数字电视广播发射机主要技术指标的检测

2.1 主要技术指标

(1) 组网方式:支持多频网 (MFN) 或单频网 (SFN) 组网方式, 其中SFN模式要求应符合GY/T 229.1-2008的有关规定。

(2) 调制标准:规定了发射机的制式, 国标信道调制功能要符合《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》 (GB20600-2006) 。

(3) 输出功率:标称功率 (rms) 。

(4) 输出功率稳定度:±0.5dB。

(5) 带内平坦度:±0.5dB。

(6) 带肩IMD:≤-36dB (±4.2MHz) 。

(7) 本振相位噪声:发射机相位噪声指标如表1所示。

(8) 调制误差率MER:优于32dB。

(9) 频率准确度:±100Hz (MFN) , ±1Hz (SFN) 。

(10) 带外杂散:≤-60dB。

(11) 整机效率:优于15%。

2.2 检测工具

要对地面数字电视广播发射机进行检测, 主要需要频谱仪、频率计、功率计、外接假负载等, 现在某些好的频谱仪还自带DTMB激励器和发射机调制分析软件, 可实现一键检测所有数据。

这些检测工具中最重要的就是频谱分析仪。一切信号, 不管它是编码型、发射型或是其它什么类型的;不管是周期重复的、瞬态的还是随机的, 其基本参数之一就是频谱特性。用于频域内分析这些信号参数的仪器叫做频谱分析仪, 实质上是一台用于校准余正弦波有效值的峰值响应的选频电平表。

现在有不同品牌的频谱分析仪供选择使用, 但测量中要注意所使用测量仪器的电性能指标, 主要是分辨率、精准度 (包括输入、输出阻抗的精准度) 及其在整个测量过程中自身的随机变化或漂移, 应比被测量设备高一个等级。

2.3 检测条件

(1) 电源条件:电源电压应在标称电压±10%范围内, 电源频率应在标称频率50Hz±1Hz范围内。

(2) 测量负载:测量负载阻抗50Ω, 在发射机工作频带范围内, 电压驻波比应小于1.1。

(3) 输出信号取样:输出信号应在发射机至负载间的定向耦合器上取样, 定向耦合器的方向性应优于26dB。

(4) 发射机测试端口:测试端口可包含输出滤波器前后两个端口。

(5) 发射机调整:发射机调整到正常运行状态后, 在整个测量过程中, 除有特别规定外, 不应再进行调整。

2.4 检测方式

地面数字电视广播发射机检测不同指标时, 检测工具应按不同的方式连接到被测发射机上。下面对测量中经常要用的四种连接方式进行简单的说明。

2.4.1 功能验证测量

功能验证测量连接框图如图2所示。测量时按框图连接好设备, 要注意的是码流源发送码率应该不大于工作模式载荷速率的测量码流。将被测发射机系统设置为需要的工作模式, 将测量用接收机的工作频率和模式设置为与被测发射机一致, 观察误码分析仪误码率 (BER) 或监视器图像, 要求误码分析仪的误码率在一分钟内读数为0, 同时监视器输出图像无马赛克。

2.4.2 本振性能测量

本振性能测量连接框图如图3所示。测量时将发射机的本振监测端口连接到频率计或频谱仪, 记录本振信号的频率, 进行分析。

2.4.3 频谱特性测量

频谱特性测量连接框图如图4所示。将被测设备系统设置为需要的工作模式, 用频谱仪进行测量。

2.4.4 整机效率测量

整机效率测量连接框图如图5所示。发射机整机效率为输出功率 (平均功率) 与整机功耗的比值, 测量时将发射机的输出耦合信号连接到功率计, 根据耦合度计算发射机带内发射功率, 同时记录交流电源功率计的功率, 就能根据公式计算出整机效率。地面数字电视发射机的实际效率一般优于模拟发射机的效率。

2.5 主要技术指标的检测分析

下面将结合大连东芝DTMB发射机的上机检测数据, 对其测量所得到的几项主要技术指标做一个简单分析说明。

(1) 输出功率

数字发射机的输出功率为平均功率, 与以前模拟发射机的标称功率概念不同, 不同的调制标准, 其峰均比也不同。通常1kW (rms) 的数字发射机相当于3kW模拟电视发射机的功率容量, 功放模块配置、电源配置等基本相同。

(2) 带肩

带肩是用来考核数字发射机功率放大器的线性指标, 是数字电视发射机的一个重要指标之一。模拟电视发射机, 在一个8MHz射频带宽内, 只有图像载频、伴音载频和彩色副载频, 这三个载频经过功率放大器后, 在频道外的互调产物是不连续的;而在数字电视发射机的8MHz射频带宽内, 带内主要为有用信号, “肩”部为互调干扰信号。该指标直观地显示了输出信号的“载噪比”, 通过“载噪比”可基本反映出发射机输出信号的“信噪比”, 即信号输出质量。

如图6所示, 大连东芝的发射机检测中, 在频谱仪上设定发射机输出的中心频率为554MHz, 将BW和VBW分别调为10kHz和1kHz, 将频谱仪的Span打为10MHz, 以便观察带肩。取marker1在距离中心频率-4.2MHz处采样, 其带肩为-43.51dB, 符合≤-36dB的检测要求。同理, 可以取marker 2在距离中心频率+4.2MHz处采样, 看其带肩是否符合检测要求。

在地面数字发射机中, 功放是其主要的非线性器件, 其效率和线性是一对矛盾。通常为了提高功放效率, 功放会表现出较强的非线性。这种非线性将会造成信号的畸变, 使信号的输出频谱发生变化, 产生带内、外干扰, 反映在频谱上就是带肩较差。如果发射机检测过程中发现带肩的测试值不理想, 可以通过非线性校正技术来提高功放的线性指标。

(3) 带内平坦度

表征带内信号各频点平均功率相对于中心频率的幅度变化量。在一般测量中, 将信号的中心频率处的幅度记为Ac, 将带内信号的最大和最小幅度值分别记为Amax和Amin, 带内平坦度为 (Amax-Amin) /2。

如图7所示, 将BW和VBW分别调为100kHz和100Hz, 将频谱仪的span打为10MHz, 来观察发射机的带内平坦度。先为带宽内幅度最高点做上标记, 然后在频带内自动寻找最低点, 计算出两点间的幅度变化。图中的幅度最低点是距离最高点2.43MHz处的marker 1, 所以带内平坦度为-0.837dB/2, 符合±0.5dB之内的检测要求。

(4) 带外杂散

带外杂散是指带外泄露信号功率与带内数字信号功率的比值。带外杂散信号是指发射机输出的除去谐波和噪声的处于基波频带之外的无用射频信号, 所以, 测量带外杂散一般是测量经滤波器后的输出射频信号。测量中在频谱仪上选择DTMB, 并点击测量杂散, 可见邻频道内的发射功率与带内发射功率的比为-58.47dBc≤-45dBc, 邻频道外的发射功率与带内发射功率的比为-75.65dBc≤-60dBc, 均符合地面数字电视发射机要求。

(5) 相位噪声

相位噪声是用来衡量本振等单音信号频谱纯度的一个指标, 在时域表现为信号过零点的抖动。其在频域可以描述为偏离中心频率多少Hz处, 单位带宽内的功率与总信号功率相比。如图8中, 分别标出了偏离中心频率10Hz、100Hz、1kHz、10kHz、100kHz、1MHz等六个点, 很明确的体现了偏离中心频率各个点处的本振相位噪声, 比如偏离10Hz处本振相位为-75.64dBc/Hz<-60dBc/Hz。

(6) MER

调制误差率 (MER) 是衡量发射机输出信号质量的根本指标, 误差矢量由发射机内的噪声引入, 如本振的相位噪声、功放的热噪声等等。误差矢量越小, 说明发射机输出信号质量越好。在具体使用中, MER指标对系统的覆盖范围有影响, 在相同的发射条件和空间场强满足接收机门限的条件下, MER指标的优劣将影响到系统的覆盖范围。

MER是以数学模型来表征数字电视信号的噪音状态, 在频谱仪上的体现就是星座图, 星座图是以图形来表征, 在数字地面电视发射机指标中要求调制误差率MER优于32dB, 在星座图中的体现就是每一个代表信号的小点都在判断门限中, 也就是要求小点在星座图中的小圆圈以内, 两个要求是一致的, 只是描述方式不同而已。

3 结束语

地面数字电视发射系统 第8篇

对于高效数字电视发射机的话题已经被关注多年了, 目前, 地面国标数字电视在大、中城市的覆盖已基本完成, 如何节能对做发射机的企业是个挑战。地面数字电视网络的核心设备之一就是数字电视发射机, 发射机的发电量占整个网络设备的90%, 提高发射机的效率意味着什么呢?现在全世界都在关心节能环保, 我们国家将节能环保作为重要的国策之一, 我们正在建设的地面数字电视网络应如何做到节能环保。目前已安装的不同功率的数字电视发射机有几万台之多, 假设以每台1kW的功率计算, 一台发射机的电耗在7kW到10kW, 每天的电耗相当于几十亿度电的总发电量, 这还不包括每台发射机配套设备的电耗, 如果每台发射机的效率提高10%, 意味着每台发射机的电耗减少一半, 等于节约了十几亿度电, 其社会意义和经济意义是巨大的。

随着今年地面数字电视网络建设的全面启动, 尤其对农村广大地区的覆盖, 许多边远地区还存在缺电的状态, 要将电视普及到这些地区, 发射机的耗电量大小将是至关重要的。其次, 发射机机房的建设成本将是一大费用, 如果发射机的效率不高, 相当大的一部分电能转化为热能散发出去, 为了考虑发射机长期、稳定工作, 我们需要对机房要提出排风、降温的要求, 无形增加了网络建设成本, 同时也对发射机的机房的选址和发射机的安装提出了苛刻的要求。

在运营方面, 每年的运营成本大部分发生在电费上, 大约估算一台1kW发射机和其降温附加设备的电力损耗, 电费每年要达到近十万元之多, 一个中小型区域的覆盖, 至少需要3-5台发射机。这样高的电费对一个地方广电局来说是困难的。高效发射机降低电耗早在前几年数字电视网络建设时就引起大家的重视, 到目前仍还是一个新课题。下面我提出一些个人的看法供大家参考。

高效数字电视发射机的发展缓慢。这几年已安装的数字电视发射机近万台, 大部分是低效高能耗的机器, 高效发射机出现用户热, 厂家冷的现象。比如在通信领域, 对只有利用高效机器的通信运营商才有资格参加设备的采购, 使得这些通信设备厂家, 加大力度开发高效的产品, 从而在较短的时间内使得整个产业水平得到了提高, 而对于广电的数字电视机市场有着同样的要求, 对企业来说市场需求是第一位的, 当市场需要高效的机器时, 企业必须全力以赴去开发, 满足市场的需要, 从而带动产品的升级与提高, 也使整个产业的水平得以提高。创新是有代价的, 需要投入, 能为企业带来效益或风险。在国家一直投入大量资金鼓励企业创新时, 为什么中国的创新企业却不多呢?我个人认为, 要让企业知道, 创新的成功会给企业带来巨大的经济效益, 不创新的企业就没有市场, 如果国家在知识产权、在市场运作给予倾斜支持, 会比单纯资金支持效果会好很多。同时, 还需要在网络建设上, 对创新企业给予更多、更大的支持。不可否认, 数字电视发射机效率的重要性和必须性是我们一个共识, 企业应该做什么?广电运营商应该怎样引导、支持产业朝这个方向发展, 是需要我们在即将面临的地面数字电视网络建设上去思考的问题。发射机是有生命周期的, 如果在建设周期中还在使用低效的发射机产品, 将意味着在未来的5-10年, 地面数字电视网络是一个低效的, 不理想的网络。

新大陆通信公司在高效数字电视发射机领域做了哪些工作

福建新大陆通信科技有限公司一直致力于开发高效数字电视发射机的产品, 目前已经全面开发出高效发射机的系列产品, 并投入市场, 在实际应用获得了验证, 获得了用户的好评, 效率达到国际领先的水平。发射机的电耗90%是功率放大器产生的, 发射机的效率也是功率放大器的效率决定的。新大陆数字电视发射机的效率技术采用了创新的、高效的功放技术——多级导体功率放大器技术, 适应数字电视信号的特点, 研发出高效率、超线性, 易于调试、高稳定、一致性等优点的射频高功率放大器。适合大规模的生产, 在同样功率的输出情况下, 采用该放大器的发射机比一般传统发射机具有更高的效率, 以放大地面数字电视信号为例, 功率放大器的效率可以提高40%, 我们在国内已经安装了几十台1kW、500W高效发射机。经过半年多的运行, 工作稳定, 在电耗上降低了三分之二, 受到了用户的好评。

多级导体功率放大器技术的优势有下面几点:

第一、利用该项技术能够提高更高的效率, 可以达到30%以上。同时极大地降低设备的电耗, 节约网络成本。

第二、多级导体功率放大器技术很好地解决了对数字电视大功率发射机的高效功放的瓶颈问题, 现已应用在我国自主标准的DTMB和CMMB的1kW数字电视发射机上, 整机效率从15%提高到33%, 实现了国内外同类产品中的第一。

第三、该项技术还克服了高效功率放大器存在的产业化的瓶颈, 具有调试简单, 电路一致性好, 可靠性很强的优势, 为这项技术的发明使得高效功率放大机形成规模化生产奠定了基础。

扬州地面数字电视系统建设实践 第9篇

为了适应扬州广播电视事业和产业发展的需要, 丰富广大人民群众的文化娱乐生活, 为广大人民群众提供形式多样的信息接收渠道, 经过综合分析和论证, 2011年, 由扬州广电传媒集团 (总台) (以下简称“我台”) 申请, 并经广电总局批准, 决定构建扬州43CH-DTMB地面数字电视发射系统。如何开展地面数字电视的各项工作?我们认为, 在地面数字电视系统推广应用的初期, 在地面数字电视接收机还没有得到大面积普及和推广应用的情况下, 做好公共区域地面数字电视的信号覆盖, 让广大人民群众切身体验到地面数字电视的优越性, 公交汽车等公共场所是需要重点保障的部位。公交线路等公共区域有了良好的信号覆盖, 今后进一步推广应用就有了良好的基础。整个工程建设主要包括43CH-DTMB前端信号系统的建设和43CH-DTMB发射系统的建设两大部分。由于我台所建43CH-DTMB是采用双国标的地面数字电视系统, 因此, 系统建成后, 我们配合北京有关公司开发了与之相配套的路测设备。本文主要对系统建设过程中的部分实践进行介绍, 与同行进行交流和探讨。

1 43CH-DTMB前端信号系统的建设

1.信源编码方式的选择

扬州地面数字电视发射系统的信源采用何种信号压缩编码方式是构建43CH-DTMB前端信号系统首先需要确定的问题。只有确定了信源编码方式, 前端系统的编码器、复用器等设备才能有的放矢的去进行选型和论证。

就信号压缩编码方式而言, 目前主要存在三种压缩编码方式, 分别为MPEG-2、H.264和AVS。MPEG-2大家比较熟悉, 是世界范围内应用最为广泛的音视频压缩编码标准, 应用至今已有许多年的时间。H.264是ITU-T和ISO/IEC联合开发的新一代视频编码标准, 主要特色是提高了压缩率。H.264作为新一代的视频编码标准, 因其具有良好的网络适应性和容错等特点而获得了广泛的应用, 我国移动多媒体广播电视 (CMMB) 系统中即采用了H.264的信号压缩编码方式。

AVS是针对我国音视频产业的需求而提出的具有自主知识产权的信源编码标准。AVS标准在技术和性能上均达到国际先进水平, 采用了与H.264类似的技术框架。根据相关文件规定, 中国数字音视频编解码国家标准AVS于2011年11月1日起正式实施, 国标实施后留给市场一年过渡期, 即从2012年11月1日起将被强制执行, 所有在中国内地上市的地面数字电视接收机 (包括机顶盒、一体机等) 必须内置AVS解码功能, 否则将无法销售。因此, 根据编解码技术的发展状况, 考虑到第一代MPEG-2音视频编解码标准即将退出历史舞台, 而第二代H.264标准面临高昂专利费用制约等诸多问题, 顺应政策的变化, 从长远考虑, 我台决定43CH-DTMB信源编码采用AVS标准。

2.前端系统的构建

信源编码确定采用AVS标准后, 针对AVS标准在全国范围的应用情况进行了调研论证, 最终决定选择上海某公司产AVS编码器作为信源编码的设备。复用器采用北京某公司产RM800型复用器。AVS编码器和复用器均采用主备1+1彼此热备份的方式配置, 从而提高前端系统的可靠性。

AVS编码器的主要功能是将SDI码流信号压缩编码为预先设定码率的AVS码流信号。RM800型复用器可以同时接入八路码流信号进行选择复用, 在复用的同时, 根据需要, 可以进行复用节目的PSI/SI信息的重新生成、PID再映射、PCR修正等多项操作。AVS编码器、复用器的相关配置操作均需要利用安装了相应操作软件的计算机进行。

3.前端系统输出信号传输流程的设计

由于发射台远离广电中心, 前端机房的复用信号需要利用光纤传送到发射机房, 因此, 需要对广电中心发射台的信号传输链路进行设计。其中, 信号传输链路的可靠性是考虑的重点。由于在前端系统设计中, 主备两路信号所用的设备是一样的, 因此, 信号主备是相对而言的。前端机房主备两台复用器的信号输出后, 通过两路EVERLZ光机分别将复用的码流信号由广电中心传送到发射机房, 我们设计成其中一路光机传送主复用器的复用信号, 另一路光机传送备复用器的复用信号。设定为主路光机的, 其解调输出的两路信号均送43CH-DTMB发射机的主激励器。设定为备路光机的, 其解调输出的两路信号均送43CH-DTMB发射机的备激励器, 利用发射机主备激励器的自动切换功能做到热备份, 即主路通道出现故障时发射机自动切换到备用通道, 信号传输流程如图1所示。

这样设计的优点在于可以做到主备一一对应, 当主备两路信号在传输过程中发生故障时一目了然, 根据发射机激励器的告警情况可以立即判断是主路还是备路还是主备路同时出现了问题。

2 DTMB发射系统信道模式的选择

数字地面电视与模拟地面电视相比, 频谱利用率高, 具备一个频道发射多套广播电视节目的优越性。此外, 数字地面电视能够组建单频网, 这是模拟地面电视无法比拟的。

广电总局针对地面数字电视的推广应用推荐了七种工作模式, 不同的工作模式, 其系统总码率是不同的, 而系统总码率主要由星座映射、前向纠错和帧头三项参数综合决定。

为了保证发射系统的正常工作, 输入发射机的总码率必须与各模式相匹配, 即不能超过各模式规定的系统总码率, 否则会导致激励器无法工作, 因此, 发射系统信道模式的选择十分重要。只有确定了具体的信道模式, 从而确定了具体的系统总码率, 才能确定并设定前端系统复用器的总输出码率数值, 确保复用器的总输出码率数值不超过系统总码率。

对于模拟地面电视而言, 在某一频道发射系统安装完毕后, 天线高度、天线增益以及发射机功率这三项要素基本确定了该频道的信号覆盖范围。但是对地面数字电视而言, 除了以上三项要素外, 影响覆盖范围的还有发射机选择的工作模式。一般而言, 选择的某工作模式的系统总码率越低, 则覆盖范围越大, 但频谱利用率相对较低。选择的某工作模式的系统总码率越高, 则覆盖范围越小, 但频谱利用率相对较高。在43CH-DTMB发射系统运行的初期, 我们希望利用单点大功率发射就能实现在大多数公交运行区域比较良好的信号覆盖。因此, 根据多载波工作模式其移动接收性能优于单载波工作模式, 相同码率下, FEC的数值越低, 移动接收的成功率就越高等经验介绍, 从广电总局推荐的七种工作模式以及其它几十种工作模式中进行选取和权衡, 我们觉得, 总局推荐的模式Ⅰ的FEC=0.4, 数值为FEC三种选项中最低, 系统总码率为9.626Mbps, 总码率数值适中, 是比较理想的模式选择。而模式Ⅲ, FEC=0.6, 系统总码率为14.438Mbps, 总码率数值较高, 但对今后扩展各类业务有利。为此, 我们选择了总局推荐的模式Ⅰ和模式Ⅲ这两种模式进行了简易的收视对比调查, 了解不同码流的工作模式对扬州城区覆盖的影响程度。经收测, 采用模式Ⅰ时信号接收基本正常, 仅在个别地点出现不能流畅收视, 瞬间出现冻结的现象。经观察, 主要是道路周边比较高大的建筑物和树木阻挡所致, 行车离开这些地点立刻恢复正常。而采用模式Ⅲ时, 出现冻结、中断的现象明显增多, 尤其是行进到公交线路的边缘地带越发明显。经过调查, 我们认为, 采用总局推荐的模式Ⅰ能够满足扬州市区目前单点大功率信号覆盖公交运行区域的基本需要。

在信道模式确定采用“模式Ⅰ”后, 设定系统中复用器的输出总码率“Output Bitrate”为9626kbps, 从而确保与发射机选择的信道模式相匹配, 确保输入发射机的总码率不会发生溢出告警现象。与此同时, 相应的, 在43CH发射机激励器上进行工作模式的设置, 根据选择的模式, 对照该模式的参数组合, 逐一对“SINGLE-CARRIER”、“MAPPING”、“FEC-RATE”、“GUARD”等项参数进行设置。

3 双国标数字地面电视路测系统简介

模拟地面电视信号的覆盖调查主要是采用多点场强收测的方法进行, 并且场强的收测地点需要根据相关的要求进行选取。而数字地面电视信号的覆盖调查工作截然不同, 需要借助相关的测试仪器, 配套相关的测试软件, 采取车载移动的方法开展, 不需要考虑地形、障碍物等因素, 收测的是实际的信号覆盖情况。随着我台地面数字电视频道的不断增多, 如何开展数字地面电视信号的覆盖调查是一项全新的工作任务。由于我台43CH地面数字电视采用信道、信源双国标的格式, 经调研, 目前市场上与此相配套的路测设备还没有。为了直观地了解车载移动收测过程中的视频画面质量, 路测仪上能够实时显示AVS码流格式的图像是必要的。为此, 我们与北京有关公司密切配合, 通过多次实地路测, 通过多次对收测系统软件进行升级, 开发出能够实时显示AVS码流格式图像的路测设备。

路测形成的部分参数的柱状示意图如图2和图3所示。

由图2和图3所示图表可知, 此次测试, 统计点数为8868, 平均电平为-64.995d Bm。LDPC误包率测试中, 误包率测试门限为1%, 误包点数为497, 覆盖范围内的成功接收率达到94.4%, 说明可以很好的满足市内和近郊区域室外接收的需求。

4 结束语

以上对43CH-DTMB系统工程建设的部分实践情况进行了阐述, 对信源、信道双国标的地面数字电视系统的信号路测情况进行了简介。扬州43CH-DTMB系统的建成, 丰富了人民群众的文化娱乐生活, 为今后地面数字电视的深入开展积累了宝贵的经验。

摘要：为了丰富人民群众的文化娱乐生活, 开展了扬州43CH-DTMB地面数字电视系统的工程建设。本文主要对系统建设过程中信源编码标准的选择确立、发射机信道模式的选择确立等情况进行了介绍。由于扬州43CH-DTMB是采用双国标的地面数字电视系统, 为此, 配合有关公司开发出与之相配套的路测设备, 进一步对43CH-DTMB信号覆盖的路测情况进行了简介。

关键词：AVS信源编码,信道模式,双国标路测仪,路测情况

参考文献

[1]姜文波, 冯景峰, 李熠星.国家地面数字电视推广应用北京地区技术试验[J].广播与电视技术, 2008 (6) .

[2]复用器网管使用说明.北京锐马视讯科技有限公司.