地面数字移动电视

地面数字移动电视（精选12篇）

地面数字移动电视 第1篇

关键词：广播电视,移动,接收技术,策略

随着数字技术的到来, 信息与网络实现了互通, 在信息时代, 无线技术正在迅速的进行技术转变, 如今, 无线数字媒体开始覆盖我们的生活, 手机电视、多媒体信息等, 数字分类电视、地铁移动信息设备等等, 这些方面都涉及了相关移动技术, 在电视广播方面, 这种移动接收技术也不断成为发展的新方向, 随着人们的认可, 越来越多的人们开始关注数字电视的移动便捷性。

1 数字电视系统

数字电视 (DTV) 通常以信号处理过程与传输发射过程为准, 通过接收并使用的电视系统进行传播, 其主要过程包括了图像与声音信号处理, 通过进一步提取与调制, 最终形成数字电视影像, 经卫星与地面装置进行无线广播, 也可以进行有线电缆传播, 数字电视系统管理过程中, 也需要数字音频与解调出有效的影像与伴音。数字电视系统由于传输过程不同, 主要分为, DTV-C:即为有线数字电视广播;DTV-S:即为卫星数字广播;DTV-T:即为地面数字电视广播 (我国采用DTMB标准) , 它们的主要区别就是调制方式的不同等。在数字电视系统演变过程中, 移动接收技术受到关注, 也是因其便捷性而被重视, 如何通过数字电视系统创新技术, 发展有效移动接收能力及其相关技术, 受到了广泛关注。

2 数字电视地面广播

在现代通信中, 通信过程光纤、数字、卫星等占据主要地位, 通过与无线电视广播之间形成通信主体, 实现通信有效传输。其中卫星传输数字电视、有线传播数字电视、地面无线传输数字电视, 这三种数字电视类别, 都是数字电视传输的重要方面。移动电视作为数字电视地面广播的重要应用。必须结合有效的技术手段, 从数字电视地面广播应用需求上出发, 进而实现移动的功能, 实现有效的便携性, 进而通过这种方式提高整个技术系统质量。它具备无线数字系统所共有的优点, 较之卫星接收, 有实现容易、价格低廉的特点;较之有线接收不易受城市施工建设、自然灾害战争等因素造成的断网影响;数字电视地面广播通过电视台制高点天线发射无线电波, 覆盖电视用户, 用户通过接收天线和电视机收看电视节目, 主要的受众也是针对本地区的。完善的数字电视地面广播系统所具备的蜂窝单频网功能, 不仅提高了频谱的利用率, 而且可应用与宽带无线接入市场;而移动和便携的独特优势使该系统能满足现代信息社会“信息到人”的要求, 也就是无论何人何时在何地均能任意获取他想得到的信息。

3 数字电视地面广播的技术优势

数字地面电视广播通常传送只有两个取值“0”或“1”, 接收端只需用对接收信号进行对应于数字“0”或“1”两状态的判定。这一特点使信号在传输过程中, 噪声和干扰虽然对信号的波形有影响, 使其产生失真, 但在很大程度上仍能判定传送信息是“0”或“1”码的波形, 消除了失真与噪声的积累, 通信质量可达到或接近信号源的质量。数字地面电视广播的传输由于采用了二进制信息形式, 便于采用纠错编码从而实现信息无差错传输和存储, 所以移动电视的传输可靠性高。基于以上特点, 移动电视接收的信号仅要求较低的载噪比, 因此发射机功率为了更好的节能, 可以适当进行降低处理。这样不但降低了电磁污染, 也净化了环境, 提高了人们生生活质量。此外, 移动电视体积小, 重量轻, 在功能上, 可靠性相对较高, 对于其他模拟电视来说具有无可比拟的优势。

4 移动接收所遇到的主要问题

数字电视地面广播移动过程主要核心内容是移动接收过程, 所以在高速变化的环境下, 对信号接收技术必然会遇到诸多问题, 类似于车载移动设备, 在信号传输过程中, 会因速度或者地貌等情况影响, 制约其广播质量, 所以, 移动技术采取的是无线数字管理与接收过程, 主要遇到的问题就是信号的衰落, 信号质量决定了电视广播有效性, 通常无线通信系统信号传输出现问题也必然会影响到电视地面广播移动接收质量, 虽然固定接收的同时可以采用分集接收, 但移动过程不可以使用该方式, 所以这种办法不实用, 没有使用价值, 主要是受到各种散射与吸收、反射等影响, 也受地面其他物体的反射波影响, 当传输出来的数字电视信息传输到接收点的时候, 会被这些散射或反射波而干涉, 对于移动速度快的电视广播来说甚至会出现信号接收失败等情况。另外当主信号与反射信号通过接收设备的时候, 可能因速度不同或先后顺序差异造成信号质量问题。在移动接收地面电视广播信息的时候, 主要在于处理好动态多径多普勒频移的问题。这些问题通过有效的数字电视接收技术是可以解决的。所以问题必然存在, 但只要结合有效技术或创新, 也可以提高数字电视地面广播移动接收能力。

5 移动接收中的关键技术———OFDM

OFDM:即正交频分复用, 是在严重电磁干扰的通信环境下保证数据稳定完整传输的技术措施。OFDM能够有效地对抗衰落和多普勒现象带来的负面影响, 使受到干扰的信号能够可靠地接收。OFDM码率低, 又加入了时间保护间隔, 具有极强的抗干扰能力。因此, OFDM是当前移动接收所采用的核心技术。在过去的频分复用系统中, 整个带宽分成N个子频带, 子频带之间不重叠, 为了避免子频带间相互干扰, 频带间通常加保护带宽, 使频谱利用率下降。

结束语

综上所述, 在信息时代, 人们需要更加便捷的移动互动方式, 在数字电子地面广播发展过程中, 满足了“信息到人”的要求, 在相关技术方面, 需要进一步完善, 相关工作人员与技术人员也要不断进行创新发展, 提高技术的完善, 也增加移动接收数据的性能, 进而满足市场需求的时候也要满足人们对于信息时代便捷性的需要, 在发展技术的同时也要重视人为因素, 以人为本, 提高数字电视地面广播移动信息方式的革命性变化。

参考文献

[1]付琨实.地面数字电视广播系统分集接收技术研究[D].北京:北京邮电大学, 2013.

[2]李卫东.地面广播电视移动接收技术浅探[J].中国传媒科技, 2012, 4:125.

地面数字电视特点分析论文 第2篇

本文主要阐述地面的数字电视的特点及其信号传输覆盖基本特性，总结分析产生地面数字电视信号接收不良问题的客观因素，进而提出相应的解决对策和有效措施，降低产生接收不良问题出现几率，确保地面的数字电视整体传输覆盖效果能够得以提升，尽职为广大用户提供稳定的高质量的服务。

关键词：地面数字电视；特点；传输覆盖特性；接收不良分析；解决对策

一、地面数字电视特点。

地面数字电视技术是数字电视技术的一种具体应用，目前已得到广泛普及。地面数字电视是一个系统工程，它通常由节传系统（含前端信号处理、信号传输网络），发射系统（发射机、天馈等）以及由此构成的多频与单频覆盖网，信号监测监管系统，接收系统等五个部分组成。地面数字电视用户通过接收设备（机顶盒或电视机内置接收系统）接收空中的地面数字电视信号，解调后送至电视机来收看电视节目。相比模拟电视，地面数字电视具有更高的清晰度，更多的节目套数，更强的抗干扰能力和可移动接收的优点。

目前我省的应用最广泛的覆盖面最大的地面数字电视工程采用AVS+和DTMB双国标作为传输覆盖的技术标准，采用多频网为主，单频网相辅的组网方式，每个频道发送8至12套节目。地面数字电视技术发展迅速，对我们电视发射从业人员也提出了更多的要求。故需广电技术工作者能够提高对地面的数字电视技术的重视程度，全面分析地面的数字电视自身传输覆盖的基本特性，并结合以往工作经验，总结分析存在覆盖与接收不良问题的客观因素，并制定出相应的解决对策。从而进一步提高地面的数字电视自身传输覆盖效果，为广电用户提供最具稳定性、高质量地面的数字电视服务。

二、传输覆盖特性。

地面数字电视信号的传输覆盖具有一般的无线广播电视信号传输的共性，即都具有视距传播、多径传播和绕射传播的特性，影响信号的传输覆盖包括大气环境、地理环境与地形地貌特征等自然因素；此外地面数字电视信号还具有易受高斯白噪声、各种脉冲干扰以及同频干扰的特性；地面数字电视信号在传输过程中同时还具有多径反射衰落、障碍物绕射衰落、移动接收时产生的频移衰落等衰落特性。这些因素都对地面数字电视信号传输覆盖区域的传输覆盖效果产生直接影响。

三、信号接收不良的分析与解决对策。

地面数字电视用户是通过接收设备（机顶盒或电视机内置接收系统）接收空中的地面数字电视信号来收看电视节目的。地面的数字电视系统实际运行期间，用户会经常会出现信号接收不良问题。出现该类问题的根本原因在于：地面的数字电视该系统所处外部环境具有一定复杂性，尤其是地形地貌的影响或者电磁干扰对于地面的数字电视整体传输覆盖会产生一定限制作用，或者系统内部因设备故障产生的覆盖不良，增加了接收不良该类问题出现的几率。地面数字电视信号接收不良时通常表现为接收不到电视节目或者收台较少，或者收到的信号画面伴音产生卡顿，严重影响收视效果。根据日常收测与用户统计分析，我们将引起地面数字电视信号接收不良的因素的大体分为三类：

首先是由接收区域信号传输覆盖不良造成，其次是信源质量不佳，最后是接收系统选用不当和天线效益低下。具体分析如下：信号传输覆盖不良是地面数字电视用户信号接收不良的重要因素。引起覆盖不良的原因有很多，与地域因素（地理环境与地貌特征）和信号的发射传输效率、与地面数字电视信号传输过程中的各种衰落特性相关联，甚至与气候都相关联。首先我们在设计信号传输覆盖方案时，要规划好覆盖组网方式，发射机的发射功率，天馈增益和天线挂高、俯仰角度以及极化方式，选择合适的发射功率和高增益天馈系统，尽量提高天线挂高；还要规划好发射频率，避免同频干扰；还要依照技术标准规划好信道调制参数。

其次在平常的播出中，要注意发射机功率保持在设计要求，保持天馈系统的增益不发生降低，天线角度不产生变化，避免单频网产生时延等。通过这些有效措施，降低产生接收不良问题出现几率，确保地面的数字电视整体传输覆盖效果能够得以提升。信源质量不佳也是影响接收效果的一个因素。根据地面数字电视信号覆盖的特性我们知道，地面数字电视信号容易受到各种高斯白噪声和脉冲干扰以及同频干扰造成信源质量不佳，这种现象比较常见。我们在接收地面数字电视信号时要选择尽量远离产生工业电火花以及汽车摩托拖拉机点火系统的电火花的地方，在遇到同频干扰时，选择单向接收天线；造成信源质量不佳的原因还可能由信号源本身原因引起，比如节目质量不佳、信源编解码错误、码率溢出、信道调制出错等。这要求我们在平时的播出工作中，注意设备的工作状态，及时维护设备故障，保证设备工作在正常状态。

接收系统选用不当和天线效益低下也是接收不良的重要因素。遇到接收不良现象时，首先可以换用高灵敏度的机顶盒接收机，机顶盒的制式应与发射信号一致；第二可以选用高增益的天线，必要时增用天线放大器；第三使用室内天线时通过改变天线摆放位置和角度来改善接收效果，如仍接收不良时改用室外天线，使用室外天线时还可以增加天线的架高或改变天线安装位置来避免接收不良现象。使用室外天线时增加天线的架高或改变天线安装位置，第四，还可通过分集接收的手段，将天线实际数量增加，以提高信号接受能力。

四、结语。

地面数字移动电视 第3篇

据称最终发布的标准是此前清华大学的DMB-T和上海交大的ADTB-T的融合产物，此前清华大学、上海交通大学、广播科学院和成都电子科技大学都参与了标准的制定和技术研发，但由于数字电视地面传输标准影响巨大，涉及方方面面的利益，在出台时间表方面是一拖再拖。但在标准制定的最后阶段，清华大学主导的DMB-T和上海交通大学主导的ADTB-T难以以一盖全，最终走向取长补短，互相融合。国家地面数字电视标准中包含了单载波标准和多载波标准，据分析尽管融合标准提升了使用成本，但使用灵活性提高。而地面数字电视广播有三种接收方式：地面固定接收、移动接收和手持设备接收，据称专门针对手持设备的接收还将制定特定的多媒体广播标准。

就在几乎同时，美国模拟器件公司(Analog Devices，ADI)和凌讯科技公司(Legend Silicon Corp．)合作推出首款符合新发布的DMB-TH(地面传输数字电视接收机顶盒)标准的接收机解决方案，以帮助业内厂商加速开发适合中国本地标准的移动电视接收机。该平台以ADI公司前段时间收购的Integrant低功耗射频(RF)调谐器与凌讯科技公司解调器为基础，完整接收机演示平台能够使客户快速地将DMB—TH接收机集成到多种便携式设备，包括便携式媒体播放器(PMP)、掌上电脑、智能电话和笔记本电脑。

ADI公司主管高速信号处理副总裁John Hussey先生说：“虽然当前韩国在移动电视服务配置方面全世界领先，但是我们仍然预期中国市场会快速扩大。ADI公司为现有的标准数字电视提供的Integrant调谐器产品超过350万台，它在业界提供系统专家经验和专业知识的独特地位有助于满足移动电视的快速增长的需求。由于我们与凌讯科技公司合作一起提供业界首款DMB—TH接收机解决方案，我们可不断地推动这个急剧发展的市场。”凌讯科技公司首席技术执行官杨林博士表示：“通过发布这种联合演示平台，它利用了第一款中国数字电视地面解调器ADI公司的Integrant电视调谐器，将表明我们对该市场中无与伦比的移动电视的努力。我们与ADI公司在开发固定电视和移动电视技术方面合作两年以便在上述两方面应用中支持接受新的中国数字电视标准。我们相信今天的新闻发布将会推动扩展下一代服务的领域的消费类电子产品的开发。”

目前手持终端如手机等移动电视接收发展较快的是韩国，ADI公司收购的Integrant低功耗射频调谐器在韩国具有相当成功的经验。John Hussey先生介绍说，Integrant低功耗射频调谐器一改传统使用双极(Bi-polar)工艺，采用成熟的CMOS工艺，大幅度降低成本和功耗，也有效减小了器件的占位面积，使其完全满足便携式产品接收电视信号等要求。此外Integrant低功耗射频调谐器采用的是一种可重构的射频技术(ReconfigurableRadioFrequency)，这种架构的优势在于，一个平台可以支持多个标准，在同一平台下满足不同地区、不同标准广播的需求。

凌讯科技公司首席战略官董弘博介绍说，该公司符合DMB-TH标准的解调器完全适合于为固定高清晰度电视(HDTV)和移动电视提供服务，公司针对移动电视中高速度条件下的接收问题，专门进行过外场试验，可以在数百公里／小时的速度下仍可保持非常好的接收效果。解调器采用时域同步正交频分复用(TDS—OFDM：Time Domaln Synchronous Orthogonal Frequency Division Multiplexing)调制技术，这种解决方案胜过移动应用以及包含几个多通道干扰的城市环境中相应的固定应用出现的困难条件下提供的连续接收机。

据估计中国移动电视市场将会遵循类似手机照相机市场所采用的发展道路。开始会在高端PDA、智能手机和便携式多媒体播放器(PMP)中首次展示，随后会被大众市场移动电话所采用。到2008年，预期中国移动电视应用市场总容量会超过两千万台。

这种联合开发的平台满足中国DMB-TH标准数字电视对低功耗、高性能和快速投放市场的需求。利用IntegrantTechnologies公司的市场验证的调谐器能力，ADI公司为该平台提供业界最低功耗的RF调谐器，该平台由于其小封装尺寸能使电池的效率达到最大，并且降低了解决方案的成本。ADI公司利用了凌讯公司的用于移动电视的解调器，这是它为控制DMB-TH接收机的解调器提供的市场领先的第二代硅片(LS8913)。ADI公司还利用了它的低功耗Blackfin处理器完成移动电视应用中的MPEG-2解码和多媒体处理功能。

据介绍，ADI公司和凌讯科技将在移动电视接收机领域进一步合作，针对市场的需求和技术发展的成熟程度，向客户提供成本和功耗更低、集成度更高的解决方案，如模块化、或者多芯片封装(System-in-a-package)产品，未来在技术成熟之后，将可能向客户提供单芯片的解决方案。

地面数字移动电视 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

地面数字电视广播覆盖研究论文 第5篇

影响地面数字电视广播覆盖的因素有很多。在此，重点讨论具选择能力的因素。第一，发射参数，包括发射机的输出功率、发射天线的高度和增益、馈线损耗。通常来说，发射机的输出功率、发射天线的高度和增益越大，地面数字电视广播的覆盖范围也越大；而馈线损耗则与覆盖范围成反比。第二，发射频率。因发射频率越大，电磁波的穿透能力及绕身能力就越弱，这就会使得覆盖阴影衰落加大，进而导致接收效果差；高发射频率还会使得多数无线数字信号被水、湿地或是树林等吸收，最终传送至用户处的无线数字信号就越弱；再者，越高的发射频率就地产生越大的多普勒频移，不利于高速移动接收，为此，地面数字电视广播覆盖的发射频率应保持较低，一般保持在550~700MHz即可。第三，极化方式。地面数字电视广播覆盖的极化方式主要有水平极化和垂直极化。水平极化的远区场强分布较好，覆盖范围更广，因此发射天线多选择水平极化天线。而垂直极化具强环绕效应，且易于实现，另垂直极化天线还可有效抵抗雨雪天气信号接收能力差的缺陷，且车载安装方便，为此在移动接收当中多选择垂直级化天线。第四，接收参数。通常来说，接收灵敏度、接收天线的高度及增益与接收效果之间成正比，接收效果越好，地面数字电视广播覆盖的面积就越大。第五，信道调制参数。基于多载波传输的地面数字电视广播覆盖系统当中，载波的数目会对单频网的组建大小及接收速度产生影响。调制方式及编码率会对接收效果及节目数量产生影响，一般节目数量越大，接收效果就会越差。此外，单频网的规模会受载波模式及保护间隔的影响，因此在实施单频网的同步传输时务必要充分考虑这一点。

东芝全面发力地面数字电视市场 第6篇

在首场北京的交流会上，东芝中国总代表田中孝明介绍了东芝最新的产品技术战略概要；大连东芝电视有限公司现场展示了全高清地面数字电视一体机REGZA。可实现对地面数字电视信号的一体化接收与播放，具有操作简便、信号接收简单、抗干扰能力强等特点，是真正意义上的数字电视。以东芝推出的三大系列地面数字电视一体机为例，区别于有线数字电视，具有通过一根外接天线便可免费接收高清数字电视节目的特点，为消费者轻松收看高清数字信号节目提供了可能。不仅如此，东芝还计划将数字电视接收技术运用到笔记本电脑Qosmio最新系列中。另外，在数字电视信号传输相关设备上，东芝研发的小型、高性能数字电视发射机，已服务于多个主要城市的电视信号发射台。具有数字信号发射设备以及视听接收产品研发生产能力的东芝将为中国的地面数字广播贡献力量，为消费者带来高清品质的享受。同时，在交流会期间，东芝还将在北京等四大城市举办面向消费者的数码以及家电产品的移动展厅活动。

随着2008年奥运会的临近，地面数字电视消费需求日趋升温，产品也陆续上市。但目前国内广大消费者对地面数字电视一体机产品认知度仍然较低。根据广电总局相关部门的消息，包括北京、上海、天津在内的八个奥运城市，全国所有省会城市和计划单列市共37个城市已经投入了技术准备工作中，计划在近期开展地面数字电视的广播业务，为地面数字电视一体机在国内的快速发展和渗透提供了良好的市场土壤。地面数字电视一体机将成为未来彩电市场发展新的消费趋势。

中国电子商会副会长王宁认为：现阶段数字电视产业进入最终落实阶段，地面数字电视一体机生产企业应抓住这样一个难得的市场契机，充分展示并利用数字电视一体机产品在平板电视市场的差异性价值，引领中国数字电视产业终端领域走入可持续化、良性化的发展轨迹。

三星筹划华南新建液晶电视模组厂凌河

大中华区三星集团总裁朴根熙近日在接受媒体采访时透露，三星将在华南地区新建一家液晶电视模组工厂，厂址初步决定在广州和深圳当中选择一个，新模组工厂投资规模大约5亿美元，三星正在与“合作对象”洽谈具体的合资事宜，具体合作对象和控股比例则仍未敲定。

朴根熙透露，在建立新工厂之前，“已进行了与TCL的合作”，而这正是今年刚刚上马的TCL液晶模组工厂。但朴根熙指出，三星主要是提供技术支持，“那个工厂是TCL投资的”。家电观察家刘步尘认为，新项目再与TCL合作的可能性不大，再者创维和康佳已经明确与LG进行合作。以三星强势的处事风格来看，三星控股新工厂的比例将在70％以上，不会也没必要留给合作对象太多的空间。

地面数字移动电视 第7篇

随着国标地面数字电视（DTMB）标准的确定，以及中国移动多媒体广播（CMMB）的迅速推广并成功进行商业化，目前国内无线数字电视业务正飞速发展。截至2010年年初，全国已有近百个城市开通了国标地面数字电视信号，超过340个城市开通了CMMB业务。无线数字电视业务的快速发展对UHF频段的频谱资源提出了要求。目前UHF频段DS-13～DS-48频道基本被模拟无线电视占据，如果需要开展无线数字电视业务，则需要开发使用与现有模拟频道间隔很近甚至邻频的频道。

数字发射机输出带通滤波器是无线电视发射系统中的重要部件之一，滤波器在整个发射系统中起着规范频谱、降低频道间干扰的重要作用。滤波器指标的好坏，直接影响到发射系统的工作效率的高低，甚至决定整个系统是否可以正常工作。

目前，国内并没有出台统一的数字发射机输出带通滤波器的技术标准，众多设备生产商都是根据各自对国标地面数字电视和中国移动多媒体广播标准的理解生产滤波器，难免会出现一些问题。近期，笔者正会同无线发射领域的一些专家，积极开展数字发射机输出滤波器技术标准的制定工作，现将部分成果总结整理成文，希望对同行的技术人员有所帮助。

本文通过对国内相关技术标准的研究，得出满足国标地面数字电视和中国移动多媒体广播标准的发射机输出带通滤波器的主要指标要求，包括工作频率、频道带宽、功率等级和功率容量、反射损耗、插入损耗、带外衰减、端口阻抗和端口类型等。

2 工作频率

数字发射机输出带通滤波器的工作频率可以根据数字电视发射机的相关标准确定。GYT 229.4-2008标准中规定，国标地面数字电视发射机的工作频率应满足GB/T 14433标准的规定；而GDJ020-2008标准中明确规定，满足CMMB 8MHz带宽情形的数字发射机的UHF频道为DS-13至DS-48，即工作频率范围为470～798MHz。考虑到目前的实际应用情况，可将滤波器的工作频道确定为DS-13至DS-48，即工作频率范围为470～798MHz。

3 通带带宽

GB 20060-2006标准中规定的国标地面数字电视频道的有效带宽为7.56MHz, GYT 220.1-2006标准中规定的CMMB频道的有效带宽为7.512MHz (8MHz带宽情形）。因此，可统一将发射机输出带通滤波器的通带带宽设定为7.6MHz，即中心频率±3.8MHz，两个相邻频道之间有400kHz的过渡带，如图1所示。

4 功率等级和额定功率容量

数字发射机输出带通滤波器的功率等级可以根据发射机的相关标准确定，但目前公布的标准中并没有明确规定数字电视发射机的额定输出功率等级。考虑到目前的实际应用情况，可选的发射机或滤波器的功率等级可以包括50W、100W、300W、500W、1kW、2kW、3kW等。

滤波器的额定功率容量是指在正常工作的情况下，滤波器所能承受的最大输入功率。滤波器加载额定功率一段时间后，除了要求滤波器的各项技术指标不能发生明显改变，滤波器保持正常工作状态之外，还要求滤波器的温升也需要控制在一定的范围内。根据我们在实际工作中获取的经验，滤波器加载额定功率工作1小时后，滤波器表面的温升一般应控制在20℃之内。

5 反射损耗（或电压驻波比）

数字发射机输出带通滤波器的反射损耗（或电压驻波比）指标可以参考对数字电视发射机的指标要求。GYT 229.4-2008和GDJ020-2008标准中规定，正常工作的数字电视发射机输出端口反射损耗应大于26dB，允许工作的反射损耗应大于20dB。

由于滤波器的反射损耗和通带带宽、带外衰减等指标是矛盾关系，即反射损耗指标越低，滤波器的通带带宽越窄，滤波器的带外衰减越小。因此，为了保证滤波器的其它技术指标，不建议将滤波器的反射损耗指标规定的太低。滤波器的反射损耗大于20dB（即电压驻波比小于1.2），完全可以满足实际应用的需要。

需要注意的是，这里讨论的反射损耗或电压驻波比指标，都是针对于一个有效通带带宽，即7.6MHz，而不是8MHz。

6 插入损耗

插入损耗是滤波器的重要技术指标之一。插入损耗指标越小，损耗在滤波器上的信号能量越少，整个发射系统的效率就越高。滤波器的插入损耗指标与滤波器的工作频率、通带带宽、结构、材料、加工工艺、调试技巧等因素均有直接关系。

发射机的输出功率越低，滤波器的功率等级越低，相应的对滤波器插入损耗指标的要求也就越宽松；反之，发射机的输出功率越高，对滤波器插入损耗的指标也越高。例如，几百瓦等级的发射机，所配的输出滤波器插入损耗一般小于3dB即可正常工作；而10kW等级的滤波器，其插入损耗指标一般应小于0.2dB，甚至更低。

滤波器带外衰减指标越严格，滤波器所包含的腔体数量就越多，滤波器的设计结构就越复杂，滤波器的插入损耗指标就越大。例如，在本文第7.4节中的两个实例，第一个6腔滤波器在中心频率±3.8MHz处的插入损耗大约是1.2dB；而第二个8腔滤波器在中心频率±3.8MHz处的插入损耗大约是2dB。腔体数量的增多直接导致了滤波器插入损耗指标的增大。

滤波器的工作频率越高，插入损耗越大；滤波器的通带带宽越窄，插入损耗越大。此外，滤波器的插入损耗还与材料、加工工艺、调试等因素有关。

7 带外衰减

在数字电视发射机后连接带通滤波器的根本目的就是要求滤波器规范发射机的输出频谱。因此，带外衰减指标是带通滤波器最重要的技术指标。GYT 229.4-2008和GDJ020-2008标准中规定了发射机的带肩（即通带中心频率±4.2MHz处）应小于-36dB，而GB 20600-2006和GYT 220.1-2006标准中又分别规定了发射机经滤波器输出的带外频谱模板。这两项指标之差，就是滤波器应该提供的带外衰减。

GB 20600-2006标准中给出了两种国标地面数字电视的带外频谱模板，而GYT220.1-2006标准中规定了一种带外频谱模板，下面对这三种情况分别进行讨论。

7.1 DTMB频谱模板1

国标地面数字电视标准中规定的第一种频谱模板，是同一个发射台的数字电视发射机位于模拟电视发射机的上邻频或下邻频时的频谱模板，如图2所示，其各转折点的频谱如表1所示。图2和表1中的信号功率是在4kHz带宽下测得的，因此对于带宽为7.6MHz带宽内，有：

将表1中的各频谱数据都减去-32.8dB，再减去发射机提供的带肩指标-36dB，就得到国标地面数字电视标准中第一种频谱情况对滤波器带外衰减的要求，如表2所示。

7.2 DTMB频谱模板2

当数字电视信号的相邻频道用于其他服务（如更小发射功率）时，可能需要使用具有更高带外衰减的谱模板。因此，国标地面数字电视标准中给出了第二种频谱情况，频谱模板如图3所示，其各转折点的频谱和对滤波器带外衰减的要求如表3所示。

7.3 CMMB频谱模板

GYT 220.1-2006标准中规定的频谱模板（8MHz带宽）如图4所示，各转折点的频谱和相应的对滤波器带外衰减的要求如表4所示。

7.4 滤波器的带外衰减

综合上面叙述的三种情况，我们制定了两种滤波器的带外衰减要求，分别是严格模板和非严格模板。其中，滤波器的严格模板带外衰减要求可以满足国标地面数字电视标准中情况2的要求；而滤波器的非严格模板带外衰减要求可以满足国标地面数字电视标准中情况1和中国移动多媒体广播标准的模板要求。严格和非严格的带外衰减模板如图5和图6所示，相应的带外衰减指标如表5所示。

可以看到，对于非严格模板，在中心频率±4.2MHz处的衰减要求大于3.2dB。这个要求一般采用6腔滤波器并引入适当的交叉耦合即可达到。图7所示为一个6腔带通滤波器的反射损耗和带外衰减指标的计算机仿真结果，滤波器腔体的无载Q值为6000，并在第1和第6，以及第2和第5腔体之间引入了两个交叉耦合。

图7是6腔带2个交叉耦合滤波器的仿真结果，满足非严格模板要求。

而对于严格模板，在中心频率±4.2MHz处的衰减要求大于14.2dB。为了保证数字电视信号的正常接收，在中心频率±3.8MHz处的插入损耗一般不大于3dB。也就是说，在400kHz的过渡带内，要求滤波器的S21指标迅速下降超过11.2dB。这对滤波器的要求是非常高的，滤波器至少需要包含8个谐振腔，并需要引入不相邻谐振腔间的交叉耦合。图8所示为一个带有两个交叉耦合的8腔滤波器的仿真结果，滤波器腔体的无载Q值同样为6000。

图8是8腔带2个交叉耦合滤波器的仿真结果，满足严格模板要求。

需要注意的是，滤波器的严格模板带外衰减要求，是在发射机带肩指标为-36dB的情况下计算得到的。如果发射机可以改善带肩指标，滤波器就不需要提供如此陡峭的带外衰减特性，加工和调试成本都会大大降低。

8 端口阻抗和端口类型

滤波器的端口阻抗和端口类型可以根据发射机的相关标准确定。滤波器的端口阻抗应为50欧姆，端口类型优先选择GB/T12566标准中推荐的连接器型号。

参考文献

[1]GB20600-2006数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制.

[2]GYT229.4-2008地面数字电视广播发射机技术要求和测量方法.

[3]GYT220.1-2006移动多媒体广播第1部分:广播信道帧结构、信道编码和调制.

[4]GDJ020-2008移动多媒体广播UHF频段发射机技术要求和测量方法.

[5]GBT12566-1990声音和电视广播发射设备信号链接口.

浅析地面数字电视 第8篇

“数字电视”的含义并不是指我们一般人家中的电视机,而是指电视信号的处理、传输、发射和接收过程中使用数字信号的电视系统或电视设备。其具体传输过程是:由电视台送出的图像及声音信号,经数字压缩和数字调制后,形成数字电视信号,经过卫星、地面无线广播或有线电缆等方式传送,由数字电视接收后,通过数字解调和数字视音频解码处理还原出原来的图像及伴音。地面数字电视是数字电视技术的一种,指用地面广播传播方式传输数字电视信号的一种电视系统。这里说的“地面”和我们一般的理解不一样,“地面数字电视”和我们脚底下的这个“地面”没有任何关系。“地面数字电视”的电视信号是通过电视塔向空中发射,再由用户以天线的方式接收下来的,即通过接受电视塔发出的地面数字电视信号收看电视节目。对于电视机方面,需要具备地面数字电视信号接收能力,如果是老式模拟电视,也可以通过专用的机顶盒接收,然后转换成模拟信号连接到电视机上。

2地面数字电视的传输系统

当前,地面数字电视的国际标准主要有3个:欧洲DVB组织提出的以COFDM为核心技术的DVB-T标准;美国大联盟组织提出的以8VSB为核心技术的ATSC:标准;日本提出的以BST-OFDM为核心技术的ISDB-T标准;中国的地面数字电视采用的是国家标准((B20600-2006)。

我国的科研工作者在数字电视广播标准的研究方面作了大量的工作,提出了多套方案,其中以上海交通大学提出的高级数字电视广播ADTB系统传输方案和清华大学电子工程系提出的地面数字多媒体/电视广播传输系统([3MB-T)较为成熟,在实际的地面数字电视广播系统中都有所试用。

(1)上海交通大学的ADTB-数字电视地面传输方案

ADTB是一种“单载波”方案,其采用偏置正交幅度调制(OffsetQuadrate Am-plitude Modulation OQAM)采用4位或16位及32位OQAM变调方式,并在其中融人了独特的平均化技术,使用8M Hz带宽,拥有SMbit/s、IOMbitls、20MBit/s3种传输模式。ADTB方案的工作过程大致为:各种数据码流进人数据缓冲器,经过扰码、外编码(RS编码)、交织、内编码后,经过同步信号插入、导频插入、OQAM调制后形成基带信号,再经上变频为射频信号。

其主要的技术组成和特点包括:有效的数据结构——满足灵活的综合数字业务和抗干扰要求;双导频辅助同步技术——稳健的上下导频辅助同步系统,载波恢复和时钟恢复更稳健、可靠;采用级联的交织内外码信道编解码技术,由于采用单载波调制技术,信号的峰均比低,载噪比门限低,有利于频谱规划,做到更好的信号覆盖,对抗相位噪声的能力强,跟踪快速变化信道的能力强;强大的对抗信道衰落的均衡技术——多经和前、后向回波;更多高效的接收处理技术——普通高频头复杂的数字信号处理;大容量移动接收——移动条件下最高速率可达12Mbit/s。

(2)清华大学DMB-T数字电视地面传输方案,采用了PN序列填充的时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)多载波调制技术,有机地将信号在时域和频域的传输结合起来,控制信号以便进行同步。在频域传送有效载荷,在时域通过扩频技术传送信道估计,实现快速码字捕获和稳健的同步跟踪性能。

在技术上,针对插入强功率同步导频的传统() FDM调制方式,在传输系统的有效性、可靠性都受损失的缺陷,发明了基于PN序列扩频技术的高保护同步传输技术和巧妙利用OFDM保护间隔的填充技术,同时提高了传输系统的频谱利用效率和抗噪声干扰性能。针对地面数字电视广播现有传输标准的信道估计迭代过程较长的不足,发明了新的TDS-OFDM信道估计技术(利用PN序列在接收端进行信道估计),提高了系统移动接收性能。应用1种新的纠错编解码(FEC)(由格状码、卷积交织码和R-S分组码构成的级联码)技术,有效地改善了采用多载波OFDDM技术系统误码门限差的现实,DMB-T还采用了不同于已有数字电视技术标准的与自然时间同步的分层复帧结构,来支持单频网。单频网不但能够更好的支持移动数字电视服务,而且能够解决由单个发射机无法覆盖的盲区问题。

以上2种方案各有利弊。其中,上海交通大学的ADTB-T数字电视地面传输方案是一种“单载波”方案,清华大学的DMB-T数字电视地面传输方案为多载波方式。单载波方式的频谱效率高,相应的减少了邻频干扰,有利于进行频谱规划。单载波方式信号峰均比相对较低,产生的非线性失真小,在同等的覆盖范围情况下,可以使用较小功率的数字电视发射机实现。单载波方式的接收灵敏度高,接收门限低,易解决弱信号的接收问题。单载波方式实现单频网相对简单,无需外部时钟信息。单载波在支持移动接收方面技术研制较晚,相应的发射机及接收机成本高。

多载波方式采用加入保护间隔的方法,解决了多径干扰问题,并通过编码和交织技术及不同的载波数量和调制方式的选择,有效的提高了移动接收能力,在移动接收方面,实测数据证实多载波方式优于单载波方式,多载波方式形成的频谱矩形系数好,边带陡峭,对发射机输出滤波器技术要求低。多载波方式通过“频谱开槽”技术解决同频干扰问题,较单载波方式更适应与模拟电视同播。多载波方式的峰均比PAPR比单载波方式高,容易产生非线性失真,在带内造成互调失真,带外造成邻频干扰,因此对发射机的功率容量要求高,并需要采用非线性失真预校正技术。

3发展地面数字电视的益处

地面数字电视项目具有投资少、见效快的特点,而且可以带动相关产业的发展。开展地面数字电视,等于为我国这个世界上最大的电视消费和生产国开发了一个巨大的产业机会。

首先,地面数字电视广播网络可以通过电视台制高点的天线发射无线电波覆盖电视用户,客户端通过接收天线和电视机收视节目。地面广播也是数字电视广播最基本的传输网络形式。除了提供娱乐、学习等公益服务之外,其普遍性、可控性和抗毁性还被视为国家安全设施,使之成为紧急情况下动员国民最直接最可靠的政府喉舌。

其次,开发地面数字电视市场可以满足人们随时随地收看多媒体节目的要求。数字电视的发展已经不仅仅是收看内容的多少,而是收看地点的灵活性、收看时段的随意性。

地面数字电视传输技术 第9篇

1 关于数字电视

1.1 数字电视传输媒介

根据传输媒介的不同,主要分为:地面数字电视、有线数字电视(包括光纤、铜轴电缆和两者的混合网)、卫星数字电视、微波(MMDS、MUDS)等。

1.2 数字电视的优势

1.2.1 高质量的画面与音效

数字电视的画面与音效有着较为突出的优势,因为节目的信号较强质量明显得到了提高,画面就更加清晰,音质也更加优美。

1.2.2 内容丰富

数字电视的节目内容丰富可以自由地进行选择,数字电视提供了大量的视频点播和互动的节目,用户可以根据的自己的喜好来进行多方面的选择,收看个性化的内容。

1.2.3 服务领域极大的拓展

提供了电子节目指南、股票、便民信息等各种服务以及海量的信息,用户们就可以针对自己的需要来进行信息的选择,使生活更加便利。

1.2.4 强大的防干扰能力

消除了模拟电视中出现的“雪花”与“暗纹跳动”以及画面不稳定等种种问题,使画面感更加清晰明了,画质更加高清。

1.2.5 频道资源得到充分的释放

在之前的电视技术运用过程之中由于本身技术的限制以至于浪费了很多的频道资源,在数字电视的技术运用之中很多频道资源都得到了充分的释放,可以收到更多的电视节目,用户最多可以收看到上百套电视节目,资源非常广泛。在模拟时代采取广播的形式供人收看,也就是采取了我播你看的方式。

2 DTMB的优势分析

2.1 美国ATSC数字电视标准

1998年美国ATSC数字电视真正开始实施,同时也揭开了数字电视的时代,美国也成为世界上第一个使用数字电视广播的国家。其实美国的数字电视在发展初期一直是跟随着欧洲与日本的数字标准进行数字电视技术的设计。但是,在长此以往的发展中,由于日本与欧洲的数字电视标准不能很好地适应美国自身的发展所以在技术的发展过程之中并不能最大程度地发挥其功效,所以在之后的发展过程之中为了适应美国自身的情况与发展最大程度的研发适合于自身的数字电视发展标准开始对本国的数字电视技术的标准进行研发与改进。随着市场化的发展,美国意识到数字电视之中所存在的潜在的巨大市场开始试着研发新的数字电视标准。之后就研发出了适应美国整体国情的ATSC数字电视标准,现如今根据统计全球已经有30个国家开始推行使用ATSC数字电视标准,光是美国自身就有20多个地区推行使用。ATSC系统最大的优势就是很好的抗干扰性,可以将两层信号进行压缩,使得所接受到的图像更加清晰。还可以在进行地面传输的过程中进行干扰信号的排除,这样就减少了画面出现雪花点等现象。但是ATSC系统有一个极大的缺点就是移动信号接收能力的较差,在接收设备移动得较快的时候就会出现信号较差的问题或根本接收不到信号。所以在移动设备的推行上ATSC系统还是有着较大的局限性的。

2.2 欧洲的DVB-T数字电视标准

欧洲的数字电视发展相较于世界上其他国家的数字电视发展有着更好的远瞻性,发展的时间更早,起步也很早。在欧洲数字发展的初期其发展的重心并没有放在数字HDTV之上,从这一点上就与美国等其他国家区分开了,欧洲数字电视发展的初期重点放在了数字SDTV上,直至1997年欧洲才开始普遍推行DVB-T数字电视标准。欧洲的数字电视标准在发展的过程之中由于自身的特点以及优势,在发展推行的初期就受到了大范围的关注与推广。世界上大概有30多个国家都在使用欧洲的DVB-T数字电视标准。DVB-T标准的核心就是加入大量的导频与间隔保护,大量导频的插入就可以更好地完成信号频道的同步,导频加入得越多其同步性就越高。还有就是间隔保护起到了很好的防护作用,这在数字电视地面信号的传输过程之中可以较好地防御来自不同国家的信号干扰,很大程度地保证画质的清晰。但是也是因为有着大量的导频投入与间隔防护,在DVB-T运行的过程之中会给数字电视信号的频带会受到很大的损害,以这样的一种高额代价进行防护很显然并不是什么明智的选择。但是,由于欧洲的DVB-T标准在使用的过程之中在混合型信号的运用基础之上较其他的标准更强,还有就是不用任何的技术改动就可以不受到其他信号的干扰,特别是在移动设备之上的运行效果也很好,所以在澳大利亚等一些国家还是较为受欢迎的。但是由于自身的损害过大,在世界范围内的推行依旧受到了很多的阻碍。

2.3 日本的ISDB-T数字电视标准

日本虽然数字电视标准的研究很早的,但在发展过程之中为了追求适应于全世界发展的数字电视标准,追求技术的复杂化,日本在数字电视标准的研发过程走了很多的弯路。例如,在发展的过程之中过于急功近利而没有关注当今的整体数字电视标准的发展,一味追求本国技术的覆盖,所以在研发的过程之中比欧美国家落后降级四五年的时间。在1964年,日本就开始研究模拟HDTV。1985年建立了1125线、60帧的MUSE模拟制式。1988年率先在汉城奥运会进行试播。到1991年底,每天定时播放8小时。SONY公司发行了全球第一卷模拟HDVT录影带。但是在后期随着欧洲等地区的数字电视标准的逐步建立,日本的数字电视标准开始慢慢处于一种极为尴尬的境地。在之后的研发中,日本都在尽力摆脱这种境地。经过多年的积累与研发,最终形成了ISDB-T数字电视标准,在这个标准的发展过程中,日本是朝着覆盖全世界这个目标进行的,所以为了照顾到世界各地的各种各样的情况,为了适应世界各地的发展,USDN-T这个数字电视标准较之于欧洲与美国就更加复杂,技术难度也更大。其中有着各种频号更多的分层,接收方面增加了部分接收和分层传输,将整个6 MHz频带划分为13个子带,,每个子带432 kHz,将中间一个用于传输音频信号,并大大加长了交织深度(最长达0.5秒)。增加交织深度将导致长达几百毫秒的延迟,影响频道转换和双向业务。

3 DTMB的优势分析

3.1 能够提供更多的数据

DTMB与欧洲的一些数字电视标准不同之处在于它不会浪费很多的导频信号用来进行信息均衡,导频信号节省下来可以拓宽数据的传输力度。还有就是在相同的环境之下有效载荷的能力要强于欧洲的一些数字点数标准,这样较高的载荷能力就会导致在信号数据传输的过程之中在相同的无线频谱内所得出的数据较欧洲的数字标准要明显高一些,在这样的过程之中就提供了大量的数据扩展了数据信息。

3.2 实现信号的更大覆盖范围

在DTMB的运作之中由于其接受信号的灵敏度较欧洲的一些数字电视标准来说更加高,即在相同的情况之下DTMB能接受更多的信号,其发射出的信号范围也就越广,也就实现了信号范围的最大化扩散。可以在保证相同的投资之下进行最大面积的信号覆盖,在覆盖的同时还能降低信号传送过程之中的电磁辐射的危害。

3.3 可以在各种高速载体中开展业务

因为DTMB采用了时域快速信道估计技术,使系统同步和信道估计速度比欧洲DVB-T加快约100倍左右,所以我国的DTMB系统在200 km左右的时速中依然能够保持画面的清晰度,保证画面不受速度的影响,在火车、汽车、轮船上都可以使用,使得高速运输工具中数字电视的使用变成了现实。

3.4 为数字电视的发展做好准备

DTMB数字电视技术的发展解决了之前的很多问题,使电视画面更加清晰,在电视频道的利用上也越来越有效率。在之后的发展中,DTMB技术将与网络技术相联系,进一步扩展互联网的应用,增加各种相应的业务,推动便携式服务更快更好地发展,为此后数字电视的发展打下坚实的基础。

4 结语

随着社会的逐步发展,数字电视开始逐渐代替原有的有线电视进入人们的生活之中。为了适应数字电视技术的不断发展,我国推出了DTMB数字电视技术,结合我国的具体条件研发出了相应的技术手段。

摘要：随着社会经济的发展,人们的生活需求也开始逐渐增大。在电视技术的发展之中为了能够更好地接受到数据,得到最清晰的图案,一直以来电视技术都在不断改良。随着数字电视的出现,图像更清晰,画质更好,人们感受到了电视技术的发展。如今的地面数字电视传输技术就是在数字电视的基础之上的一种新型的技术手段研发。这种技术的运用可以得到更为清晰的画面与画质,克服了易受干扰、图像质量较差等问题。

关键词：DTMB地面数字电视,传输原理,单频网

参考文献

[1]王永权地面数字电视跨海传输的研究[D].上海:东华大学,2013.

[2]陈峰.高速铁路数字电视传输关键技术研究[D].北京:北京交通大学,2014.

地面数字移动电视 第10篇

荆门电视台发射台海拔240 m, 塔高60 m, 覆盖半径60 km。将原22CH和34CH的两台5 kW (7个功放) 全固态发射机改造为1.2 kW数字发射机;数字发射机采用国标GB20600-2006的单载波方式, 工作模式为C=1, PN595, 32QAM, LDPC码率0.8。系统允许的净载荷率25.989 Mbit/s;每个频道发射10套节目, 共计20套节目, 其中自办6套, 卫视节目14套;采用透传 (无加密) 方式免费向广大观众传输;功放及功放电源采用原模拟功放, 重新调整工作点;模拟发射机的末级为7个功放合成, 单个功放增益43~50 dB;要求输入数字功率为3~10 dBm, 激励器输出功率至少为8~15 dBm, 需增加1个增益足够高、甲类放大的前级放大器作为推动级;原模拟激励器更换为国标单载波激励器。由于当时还没有国产国标单载波激励器产品, 因此采用国标单载波调制器和上变频器组合;原输出陷波器更换为带通滤波器。

发射机改造后性能:频道带宽8 Mbit/s;输出功率≥1 200 W;输出功率稳定度±0.5 dB;调制误差率 (MER) ≥32 dB;频谱特性:谐波波动±0.5 dB;肩比 (IMD) -36 dB;发射机技术性能符合GY/T 219-4规定。

2 改造实践

2.1 前端设备的改造

数字电视从节目采编、压缩、传输到接收电视节目的全过程都采用数字信号处理, 就是在信源、信道、信宿3个方面全面实现数字化。

信源数字化就是数字电视的前端数字化建设, 从前端实际建设来看主要分为:数字电视节目源接收、数字电视节目复用、数字电视节目加扰3个部分。在数字电视前端建设中, 在复用环节考虑了多个厂家的设备和组网方案, 在进行了产品功能和性价的测试对比后, 最终采用了美国摩托罗拉公司的CherryPicker DM6400统计再复用器, 其具有不同于普通复用器最重要的两点是:

1) 其对于节目源的处理完全是建立在数字领域的, 不需经过传统编码过程, 这样对数字电视信号的质量损失几乎可以忽略不计。DM6400的核心是自行设计的, ASIC芯片带来了非常高效、高质量的SD和HD码率调整 (Rate Shaping) 。针对MPEG-2数字视频设计的高性能技术交流

ASIC芯片解决方案DM6400可同时处理相当多的数字节目源并对其进行数字压缩。

2) 其具有独特的统计再复用功能可以更有效地利用频点带宽。DM6400可以聚集多种信源, 不管它们是来自卫星、本地编码器、广告插入服务器、视频服务器等, 还是用DHEI, DVB-ASI, SDH, 快速以太网, 千兆位以太网传送的节目。专用ASIC芯片可在保持画面质量的同时, 对MPEG-2传输码流进行降码率操作, 以使在16QAM信道中传送多达8~10路的SDTV节目。在仅仅一个机架高度的空间中可带有5个 (用户可选的) 输入/输出模块。这样灵活的结构使前期建设能灵活配置模块来优化系统, 并使升级更容易。

数字电视建设项目的过程中, 传送的码流数量和图像质量之间存在着矛盾的平衡。想不降低图像质量而实现压缩节目的数量依赖于以下几个因素:1) 视频内容的复杂程度, 和比特率有关的一个考虑的依据是图像的复杂度;2) 前一次编码的质量, 节目内容的原始素材, 即传输的压缩优先级, 也影响到可以减少的比特率数量;3) 非视频元素的数量。

目前本台的频点资源十分有限, 在前期建设中, 笔者考虑如果用传统的编码解决方案, 国内一般编码器在不损伤节目源图像质量的前提下可以编码压缩到3~4 Mbit/s左右, 但想在20 Mbit/s的有限带宽中传输更多的节目, 是难以实现的, 这严重制约了节目数量和后期运营等方面的发展;而进口的编码器可以编码压缩到1.5 Mbit/s左右, 可以满足数字电视发展的要求, 但价格十分昂贵, 传输一套节目需投入数十万元。

在考虑以上3个重要因素和各方面对比后, 决定采用DM6400的另一个重要原因是省略了编码器部分的成本, 同时统计再复用可分析各输入节目的具体情况, 按需分配, 使有限的比特率能尽可能合理地在所有节目间进行动态分配, 以达到压缩总比特率而尽量不影响节目质量的目的。其对输入的TS流 (不管来自何处) 进行分析后, 得出此刻哪些ES (图像) 成分为低速, 哪些ES成分为高速, 然后再据此对TS流中的数据进行处理, 使低速成分占用更低的比特率, 而高速成分占用高比特率, 且其总输出码率是固定的。这种复用的主要特点是动态地分配信道时隙, 在保证不损伤数字电视节目图像质量的前提下, 使之能在16QAM有限的20 Mbit/s带宽中传输8~10套数字电视节目, 找到了矛盾的平衡点。

目前前期建设计划采用透明传输, 即不加密, 提供免费的、丰富多彩的数字电视节目。

2.2 发射机改造

模拟发射机的数字化改造内容:

1) 主要适用于UHF波段的固态发射机;2) 原发射机采用微机控制;3) 控制软件升级, 使发射机组具备集中监控功能;4) 原控制界面中与模拟激励器相关的参数, 更换为数字电视激励器的参数;5) 更换符合相应标准的数字电视激励器;6) 重新调整功放的工作点;7) 增加前级高线性推动功放, 以保证放大链路有足够的线性增益;8) 输出陷波滤波器更换为数字带通滤波器;9) 发射机输入信号由原先的模拟视音频信号, 通过增加MPEG-2编码器或者接收卫星节目信号, 经复用设备获得多节目复用的数字传输流信号 (TS流) ;使原先一个频道播送一套电视节目改为一个频道播送多套节目, 提高频率资源利用率;10) 可以使用原有发射天线和馈线系统;11) 按照要求设定数字电视激励器的工作模式, 调整数字电视激励器的预校正曲线, 使发射机的频谱特性、MER、相位噪声、带外频谱模板符合技术要求。

3 实践效果

地面数字电视在西昌农村的应用 第11篇

关键词：无线地面数字电视　节目服务平台　电视覆盖

中图分类号：TN948　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1007-3973（2012）003-078-02

1 背景和意义

随着社会的发展，人民生活水平的提高，农村边远地区群众的精神文化需求日益增长，完善城乡一体化广播电视公共服务体系成为一种需求。地面数字电视作为提供广播电视公共服务的最基本的主要方式之一，对实现这一需求有着特殊的优势，从2011年起西昌市广播电视局对此作了有益的尝试。

作为县级广播电视职能部门，做好广播电视覆盖工作，服务和满足人们日益增长的政治和文化生活需求，一直是我们的重要工作。长期以来我局针对具体实际情况积极采取多种方式来推进此项工作：对于城区和人口集中的安宁河谷的广大农村地区，以光纤有线电视网络进行覆盖，对于边远的十三个彝族乡镇用“村村通” 卫星接收设备进行覆盖。经过多年努力共发展农村有线电视用户3万余户、发放“村村通”卫星接收设备2.8万套，广大边远农村地区的电视覆盖率有了明显提升。

有线电视网具备传输容量大、质量高、安全可靠的优势，但在农村地区建设成本和运行成本高。我局成立了专门的公司进行运作，通过多年努力，在西昌市所辖的安宁河谷地区覆盖率约为40%，难以进一步提升。直播卫星设备运用于少数名族地区，能解决部分群众“看得到、听得到”的问题，却不能解决“看得懂、听得懂”的问题，少数名族聚集区，对于本地母语节目有强烈的收视需求。而国家“无线覆盖工程”所传输节目量少，满足不了人民的文化娱乐消费需求。

随着我国地面数字电视广播传输系统强制性国家标准的正式实施，开启了我国地面数字电视的新篇章。着眼于积极引进新技术最大程度保证舆论宣传阵地的占领，从2011年起我局就摸索着采用“以高效的节目编码方式和新国标相结合”的无线地面数字电视覆盖方式，作为有线电视的有效补充对网外用户进行覆盖，取得了较好的效果。

2 项目实施

通过前期的方案论证，在西昌市政府、扶贫办的支持下，西昌市广播电视局于2011年启动了“无线地面数字电视覆盖”项目。项目先后在西昌市广播电视局机房建成了传输52套H.264标准清晰度数字电视节目前端集成平台，并依托移动、电信机站在礼州、黄联东坪建立主发射站，完成对安宁河流域广大农村地区的覆盖；在大兴、西溪、民胜等地方采用小功率补点方式对部分少数民族聚居的收视盲区进行覆盖。

2.1 前端集成平台　　前端集成平台按“州局地面数字电视规划”中县级地方服务平台的要求进行建设。平台近期自行处理中央、省级的广播电视节目业务、我州的广播电视节目业务（含少数民族语言广播电视节目）及本地区的信息服务和用户管理等几个方面的基本业务，主要根据地面数字电视广播特点将数字信号源进行编码、复用、加扰处理，同时插入EPG（电子节目指南）等信息，并加入条件接收系统(CAS)/用户管理系统（SMS）等网管信息。远期通过逐步升级争取建设成为地区级的“地方服务平台”，为其他县市提供服务。系统支持固定用户条件接收，占用4个模拟频道带宽下传国标数字电视信号给广大用户，先期实现中央、省40余套、州县4套共52套标清节目的传输，并留有一定的码率进行其它数据业务的传输以及今后节目扩容使用。为保证电视节目传输质量，尽量多地传输电视节目，信源编码采用H.264编码方式，每套标清数字电视节目以1.5Mbps进行设计。系统参数及节目容量详见表1。2.2 基站建设和用户联网　　用户联网工作的开展为降低成本发射点主要依托移动、电信的机站建设。根据安宁河谷狭长的地理条件，我们在南北（相距38公里）各建立一处主发射点分别为600瓦和200瓦，保证对安宁河流域广大农村地区约4万网外用户的覆盖，实现安宁河谷广大地区电视覆盖方式的转型。由于覆盖区域有重叠，出于成本的考虑两主站采用差频的处理方式。对于主站不能覆盖的边远少数民族集聚区，采用小功率补点（50瓦）方式进行覆盖。具体实施中为降低成本，我局利用西昌市农村有线网的光纤线路，将“无线地面数字电视节目信号源”传至阿七、西溪、礼州等延伸向彝区的终端。超出我局光网覆盖范围以外部分，跳接到移动、电信的机站主干光纤网，依托其光纤将信号经中继传输至各发射点，进行开路发射覆盖用户，用户端采5单元天线进行室外固定接收。

整个系统于2011年5月 18 日完成全部设备的安装、调试工作。在此基础上，配合西昌市新农村建设工作的进度先后在四合乡四合村、开元乡开元新村等地共为彝家新村住户免费发放、安装机顶盒3200台（免费用户）。农户可收视西昌台（2套）、凉山台（3套）、中央（3、5、6、8）等优质电视节目52套，项目深受农户欢迎。西昌市所辖各少数民族乡镇都多次向我局表达了节目收看意愿，基于此我局配合各乡镇对适宜建点、做小规模覆盖的地方做了一个统计，经统计整个西昌市所辖彝区适合设立发射站的地方有22处，可覆盖用户8891户。我局已争取扶贫资金，计划在“十二五”期间对上述有条件的少数民族集聚区，用发放无线地面数字电视机顶盒取代“村村通”卫星接收设备的发放，实现“村村通”扶贫方式的多样化。除免费用户外，截止2011年底系统建成后共发展收费用户3500余户，实现社会效益和经济效益的双赢。为保证系统的兼容性，机顶盒的选型上我们做到H.264和AVS双解码。

3 结语

地面数字电视具有的覆盖面广、建设周期短、维护简单、价格低廉等特点，这对一个人口居住分散、地形地理复杂、专业技术人员缺乏的少数民族地区来说是最为快捷实现“户户通”目标的最佳方式；其次地面数字电视国家标准提供了较多的工作模式可根据开展的业务灵活选择，与高效的信源编码方式相结合，在有限的频带内地面数字电视能提供包括中央、省、州、县和民族语言广播电视节目在内的丰富的优质电视信号，可较好满足广大农村各族群众对具有本土特色的地方广播电视节目、本民族语言广播电视节目的强烈需求，维护广大农村群众享受与城市居民同等的广播电视收视权益，能受到广大农村群众的热烈欢迎，展现了较强的生命力；另外地面数字电视提供的地方广播电视节目以及发布应急突发信息的平台，是地方党委政府贯彻落实执行中、省指示政令和进行应急抢险工作的重要工具，是地方党委政府宣传群众、教育群众、服务三农、促进农村基层政权建设、促进地方民族文化继承和发展、促进地方经济发展的重要平台。采用地面数字电视覆盖与“村村通”卫星接收设备发放双管齐下、结合地理条件针对实施的方式开展电视扶贫覆盖工作，在很大程度上更符合发展的方向和用户的需求，是一种较好的发展模式。

参考文献：

[1]　何剑辉,李熠星,冯景锋.地面数字电视广播覆盖网络规划方法研究[J].广播与电视技术,2007,(1).

[2]　姜文波.中国地面数字电视展望[J].广播与电视技术,2008,35(1).

[3]　李正武.国标数字电视地面广播DTTB技术蓝皮书[R].

地面数字电视监测方法研究 第12篇

关键词：地面数字电视,监测,信息采集,监测设备

1 引言

无线广播电视是提供广播电视公共服务的一种基本手段和重要方式。经过几十年的发展和建设，我国已经建成多层次布点、覆盖广泛的广播电视无线传输与覆盖体系，为广大人民群众提供广播电视公共服务。然而考虑到广大农村存在数亿台模拟电视接收机，为确保农村电视广播有效覆盖，模数同播的时间预计需要10年以上。数字与模拟并行的时代，将使得广播电视业务段的无线频率资源更加紧张，特别在省际、城际之间的信号冲突将更加频繁。另外，无线传播的技术特点，使其容易受到电磁环境、人为、甚至是恶意的干扰。

有鉴于此，在地面数字电视覆盖网建设的同时，需要同步实施监测，对频率资源的使用进行有效管理，加强播出节目内容监管、规范节目传播秩序，为地面数字电视广播节目的安全入户和数字电视产业化进程的顺利推进提供强有力的技术保障。本文即是对地面数字电视监测方法展开研究，提出可行性监测方案及监测设备的解决方案，为监测系统建设打下技术基础。

2 监测目标分析

随着地面数字电视市场持续升温。预计地面数字电视很快将覆盖铁路列车、公路客车、城市地铁、出租车和私家车以及城市人流集散点等领域。大众十分关心接收信号质量与服务保障。地面数字电视为无线开放传播，容易受到电磁环境影响，甚至是敌对投机分子的攻击，由此引发社会稳定问题，其影响面巨大。对地面数字电视的监测既是国家安全的需要，也是产业发展的需要。所以必须从国家层面加强监测和管理，既要有政策的支持也要有技术的保障，即需要从行政和技术两方面同时入手。根据国办发[2008]1号文件精神“加强业务监管，规范市场秩序，确保信息安全，维护用户权益”，“广电总局要加强对数字电视节目制作、集成、播出等环节的监管，确保数字电视内容导向正确和播出安全”。

因此，要全面有效地开展地面数字电视监测，需要建立地面数字电视监测平台系统，在开展地面数字电视业务的地点部署监测设备，利用全国有线广播电视监测网网络回传数据，从而实现对全国地面数字电视的内容监测、质量监测、安全监测、覆盖监测及业务信息提取，保障传输安全及内容播出安全，掌握频谱利用情况，及时了解播出效果及业务开展情况，为政府监管及各地地面数字电视合理运营提供可靠的技术手段。

3 监测方法研究

围绕监测目标，实现对数字电视节目制作、集成、播出等环节的监管，重点从五方面实施监测。如图1所示。

内容监测，即是对所播出节目的内容解调显示，进行实时监看与管理，并可进行视频录像存储、节目信息分析及其他增值业务展示，可利用人眼辨别信号播出质量，掌握播出内容的具体信息，并可存储视频材料以备查用，是最为传统且直观的监测方式。

质量监测，即是对于数字地面电视信号的相关指标进行测量，在指标的选取上要区别于测试，充分考虑监测指标的可行性和方便性，以及监测设备的通用性，主要从射频、信道、码流及图像四个层面实施监测，是最为敏感且直接的监测方式。

安全监测，即是与内容监测及质量监测相结合的监测方式。通过对视频内容及播出信号质量的指标测量，合理设定报警阈值，超出门限的立即报警，并根据报警类别及范围，综合分析后界定异态种类，从而实现地面数字电视安全播出的监测，是最为科学且有效的监测方式。

信息采集，即是利用设置在地面数字电视播出前端的监测设备，通过统一的数据采集接口，采集播出信号中的业务信息，除了节目、频道等相关信息数据外，还包括各地用户管理系统的相关数据，可以对各地地面数字电视用户的发展情况及节目落地情况进行监管，为政府政策落实及节目运营商的运营提供参考依据。

覆盖监测，即是利用移动收测设备实现对地面数字电视覆盖区的覆盖效果及覆盖范围的监测。可为单频网的有效覆盖提供参考数据，从而保障各地用户的收看效果。

下面将针对这五方面的监测内容展开分析，提出具体的监测方法。

3.1 内容监测

内容监测方面，主要是针对视频内容实施管理，查看视频内容的合法性，播放是否正常，主要包括实时监测、录像管理、节目信息分析及新型业务展示四大模块。

(1）实时监测，是通过设置在播出前端的监测设备将信号接收，进行解调并显示，通过回传网络，压缩编码后回传至上层应用系统，可以查看视频内容播放是否正常，实现方式主要包括实时视音频播放、多画面播放及视频轮播等功能。这样既能保证一个频道单画面的实时监看，也可以进行多画面多个频道的同时监看，而且可通过设置频道间的适切换间隔，实现轮巡监测，从而大幅提高监看效率。

(2）录像管理，是对视频的录像任务进行管理，包括任务订制、录像下载、录像查看、录像本地存储和删除等功能。针对不同用户的不同任务可以按需定制，录像设置支持多线程任务，同时考虑录像存储的数据量及网络带宽的限制，可选取监测设备本地存储的方式，可避开网络忙时，适时下载回传录像数据至上层应用系统。上层应用系统可随时对这些录像任务进行增、删、改、查等维护操作；随时查看、删除、播放、转存保留在前端设备上的录像任务执行的结果（历史视频），随时查看、删除、播放、转存保留在本地存储设备上的录像内容。

(3）分析显示SI（业务信息）、EPG（电子节目指南）等节目信息。通过分析显示SI信息，更新频道列表并结合频道变化设置信息报警，可实时监测频道变化，及时发现频道增减、频道名称变更，按照广电总局频道命名标准实施监管。通过对EPG信息的采集显示，可监看电子节目指南的准确度，同时掌握各种节目栏目的播出范围。

(4）分析显示地面数字电视各种新型数据业务，掌握各地新业务的开展情况。

3.2 质量监测

质量监测方面，主要对播出信号质量进行深入分析，主要包括射频指标、码流指标、信道指标、图像质量及频谱使用情况进行监测。

(1）射频指标监测

对地面数字电视信号进行指标分析，通过实时、轮巡监测手段，实现信号电平、接收裕量、中心频率偏差容限度、载噪比、频道带宽等指标测量，分析数字调制的质量，并采用可视化图形展现测量结果。

(2）信道指标监测

主要进行信道平均功率、MER（调制误差率）、EVM（误差矢量幅度）、BER（比特误码率）等指标的测量。地面数字电视信道平均功率是正确接收信号的关键性因素之一，适当信号载波电平就可以较大地提高信号抗干扰能力。MER是指调制信号理想符号矢量幅度平方和与符号误差矢量幅度平方和的比值。各种噪声、干扰信号、相位噪声、功放噪声与失真等对数字电视信号的影响都会体现在MER这个指标上，可以被认为是信噪比测量的一种形式，可以精确表明接收机对信号的解调能力。EVM是和MER相关的参数，测量原理和定义非常相近，也是采用误差矢量的幅度来描述调制失真，其区别在于评价的基准不同。MER是以基准矢量幅度的有效值为基准，而EVM是以基准矢量幅度的峰值为基准。BER是发生误码的位数与传输的总位数之比，用大量传送码的错误码比率10的几次方表示，因此越低的BER代表越好的效能表现。BER可测量侦测并统计每个被误解的码，因此它也是一个灵敏的指标可指出问题是有瞬间的或突然发生的噪声干扰所导致。

(3）码流指标监测

通过实时、轮巡监测手段对码流进行分析，监测码流中各项指标的状态，主要参考TR101.290码流三级错误标准，重点监测一级错误指标。

(4）频谱监测

按照当前的规划，地面数字电视在各地市使用两个频点分别播出标清和高清节目。为了了解各地地面数字电视频谱使用情况，便于统一规划频谱资源的使用，系统可对所有地市频谱使用情况进行自动分析统计。可通过实时频谱扫描和频谱扫描任务设置实现对地面数字电视信号的频谱监测。通过设置、管理频谱扫描任务，自动实现频谱的定时扫描监测，及时发现新增频点及干扰频点。

(5）图像质量监测

通过实时视频及轮巡监测，对所显示的图像质量进行主观评价，并设置门限点，例如每分钟有2至3个马赛克为门限点，来进行图像质量的等级评分。

(6）质量效果评定

通过对地面数字电视的射频、信道、码流等层面各项指标的综合分析，建立质量效果评价体系，实现分值管理，数据自动录入到数据库。

3.3 安全监测

通过各项指标及实时视频监测，设置报警门限，可对劣播、停播、插播等重大播出异常情况进行自动报警、记录、统计，实现地面数字电视安全监测。上层应用系统可以批量处理同类型报警，灵活设置报警门限及上报开关。可以查询、浏览异态报警列表，察看报警详细信息及查询报警对应的视频内容，处理异态报警，可将处理数据进行存储，报警视频可以存储至本地。另外，可以通过语音识别技术对音频数据自动匹配，自动发现干扰内容。

3.4 信息采集

通过监测设备硬件和配备的采集软件共同完成数据的采集工作。具备采集分析前端用户管理信息及SI/PSI（业务信息/节目专用信息）的接口，可以使用可扩展标记语言（XML）定义接口文件，回传至上层应用系统，解析分析后，可将数据统计存储，可直观显示用户信息及频道信息等数据，从而实现对地面数字电视信息的监测。

3.5 覆盖监测

利用移动监测设备进行流动收测，统计地面数字电视节目的播出效果和覆盖范围，并通过GPS模块进行定位展示。移动监测设备能够及时发现干扰信号，实现自动报警。设备可对干扰信号画面的若干帧进行记录，通过GPS模块记录移动监测设备所处位置GPS信息，定位干扰信号源头，统计影响范围。

4 监测设备解决方案

监测设备主要实现对信号进行实时解调、解码，在射频层、码流层、内容层面对信号内容和信号质量进行监测，在出现异常情况时自动报警并记录，并提供相应的测量数据和录音录像供事后查询；对用户管理信息以及SI/PSI数据进行采集、分析。监测设备分定点监测设备和移动监测设备两种类别，移动监测设备主要用于实现覆盖监测。

4.1 定点监测设备

定点监测设备主要设置在固定的监测地点，可解调、解码地面数字电视信号，实现指标测量、内容录制、异态报警以及用户信息采集等功能，并可通过回传网络将监测数据回传至上层应用系统。

4.1.1 内容监测

监测设备接收地面数字电视信号（包含标清和高清），经解调、解码后，由内置的视音频采集压缩卡将信号进行压缩编码，实现实时视音频回传和视音频录制功能。监测设备需要支持对高清和标清节目的转码、压缩和存储。

监测设备接收地面数字电视信号后，经内置的视音频采集压缩卡可将信号进行压缩编码和流媒体回传。监测设备内置用于解调、解码地面数字电视信号的调谐解调器，根据上层应用系统的指令，接收相应的地面数字电视信号，解调、解码出视音频信号，再经采集压缩卡进行压缩编码，编码格式为MPEG-4/H.264。编码后的数据包通过网络进行播发。客户端使用VLC进行视音频的解码和播放。实时地面数字电视音视频流媒体数据带宽小于1Mbps，并可根据用户需要进行调整。

监测设备接收地面数字电视信号后，经视音频采集压缩卡将信号进行压缩编码，可存储至监测设备硬盘供用户查询。监测设备可接收上层应用系统的指令，接收视音频录像任务指令。可对地面数字电视信号进行自动录像与任务录像。监测设备系统接收到录音录像任务指令后，将其保存在前端数据库中，并根据任务内容调度相关的设备资源进行录像任务，同时可灵活设置录像保存时长。

监测设备通过地面数字电视解调、解码模块解调出视音频信号，经监测设备的视音频采集压缩卡进行压缩编码，编码格式为MPEG-4/H.264。编码后的数据包以数据文件形式保存在监测设备的本地硬盘中。

上层应用系统可对监测设备保存的视音频录像内容进行查询，监测设备可以根据上层应用系统的查询指令将相应的视音频录像内容通过流媒体的方式上传给上层应用系统，上层应用系统使用VLC进行播放。录音录像文件的上传协议为HTTP协议，不使用网络共享文件方式，保证网络传输的效率与安全性。

4.1.2 指标监测

监测设备可测量相关指标，根据设定的门限自动产生报警。根据上层应用系统的指令，指标监测任务可分为两种。

实时指标测量：接收上层应用系统的实时指标测量指令，监测设备对相应的频率测量相关指标，并将测量后的结果返回给上层应用系统。

任务指标测量：接收上层应用系统的定时指标测量指令，监测设备将指标测量任务保存在前端系统的数据库中，并根据定时指标测量任务规定的时间和任务内容进行相应的指标测量，将测量后的结果返回给上层应用系统。

指标监测可包括以下几种：

(1）射频监测

设备可以对电平为4 0 d BμV至100dBμV的射频信号（49.75MHz-1000-.25MHz频率范围）进行正常的接收解调。监测前端可测量相关指标，主要包括信号电平、接收裕量、中心频率偏差容限度、载噪比、频道带宽等，根据设定的门限自动产生报警。

(2）信道层（QAM层）监测

设备支持对多种Q A M调制方式 (16/32/64/128/256QAM) 的监测，支持信道功率、MER、EVM、BER的测量，MER值测量范围为24dB-38dB。

(3) TS码流层实时监测

系统可满足TR101.290三级错误优先级的实时监测，并将结果上传上层应用系统。

(4）解扰监测

支持DVB-CI规范，满足不同加扰系统。

4.1.3 频谱扫描

利用监测设备内置的指标测量设备，监测设备可以根据上层应用系统的指令对地面数字电视信号进行频谱扫描。上层应用系统指定频谱扫描的起始频率、终止频率和扫描步长，监测设备自动进行频谱扫描，并将扫描后的结果返回给上层应用系统。根据上层应用系统的指令，频谱扫描任务可分为两种。

实时频谱扫描：接收上层应用系统的实时频谱扫描指令，监测设备根据相应的扫描起始频率、终止频率和扫描步长进行频谱扫描，并将扫描后的结果返回给上层应用系统。

任务频谱扫描：接收上层应用系统的定时频谱扫描指令，监测设备将频谱扫描任务保存在前端系统的数据库中，并根据定时频谱扫描任务规定的时间和任务内容进行相应的频谱扫描，将扫描后的结果返回给上层应用系统。

4.1.4 异态报警

异态报警是安全监测的直接体现。监测设备对已设置节目的自动录像通道进行实时监测，异态报警包括视频异常报警（图像静止、无伴音等）、射频指标报警（信号电平、载噪比等）、信道指标报警（MER、BER等）码流指标报警（同步头丢失等），在出现信号异常时进行自动报警。异态报警时间从异态发生时刻开始计算，在同类型异态未恢复时，不再上报相同频道、相同异态类型的报警。异态结束后，自动上报相应的报警解除数据给上层应用系统。前端设备可对异态报警各项阈值和时间门限值进行设置，并且支持每个频道报警参数都可独立设置。

4.1.5 数据采集

主要包括用户信息采集及SI/PSI数据采集。监测设备根据上层应用系统的指令，向前端获取用户信息XML数据文件，并自动回传上层应用系统。监测设备支持SI/PSI数据采集，可采集PAT、PMT、CAT、BAT、NIT、SDT和EIT等信息。

4.2 移动监测设备

移动监测设备具备定点监测设备的所有功能，且有所加强。移动监测设备可根据上层应用系统设定的任务周期，移动监测设备对所处位置以及该点的地面数字电视信号的信道信噪比、信道误码率和信号场强等进行测量。

移动监测设备配备有GPS功能模块，该模块具备失锁报警的能力。设备可将指标测量结果与GPS定位功能相结合，直观的展示在GIS地图上，实现覆盖监测功能。每点的测量结果可与车速相关联进行统计分析，了解不同的车速下的收测结果，为流动收测技术要求的制定提供参考数据。设备可根据覆盖监测结果，对误码路段或区域进行有效统计。

移动监测设备具备对地面数字电视节目实时播放和录像的能力，可在进行指标测量时，同步完成图像解码和显示。移动监测设备中需配备专业频谱分析仪，并具备对频谱分析仪的控制指令下发和分析结果获取展现的能力。设备采用轮巡方式进行频道监测，支持对干扰信号的自动发现和报警，可存储干扰帧画面，对干扰地区进行辅助定位，查找信号源头。

移动监测设备具有较强的扩展性，可方便的增加手机电视等开路广播信号监测功能模块。

5 结束语