单频网覆盖范文

单频网覆盖范文（精选7篇）

单频网覆盖 第1篇

1 单频网频率的技术分析

目前, 广播电视网络是模拟信号和数字信号共同播出的混合式网络。为了手机电视和移动电视的工作方式是在模拟信号正常播出的环境下寻找可以用于数字移动电视工作的频道, 这就要求首先要对数字移动电视信号发射装置所在环境的无线电频谱进行分析, 选择干扰小、负担低、电磁环境干净的频道用做数字移动电视的信号工作频道。可从以下四个方面确立其对其他模拟台站的干扰分析。

1.1 对数字移动电视使用环境的频道进行分析, 从符合条件的

若干频道中, 选择合适的频道作为使用频道并指定发射台站作为参考台站。

1.2 根据具体的地理环境和频道环境, 分析发射台站的有害场强值, 然后进行筛选受干扰相对严重的模拟台站进行调整。

1.3 为了保证模拟电视发射机的正常运行, 对筛选后的模拟电视发射台站同样进行其线路传送的干扰分析。

1.4 以指定数字电视发射台站为欲收台站, 计算其他模拟台站

在指定数字电视发射台站的有害场, 分析指定数字电视发射台站业务区受模拟台站的干扰情况。

2 单频网的实施

2.1 发射机的选择。

目前, 我国数字移动电视发射机由国内和国外生产的两大类型。其中国外的发射机优势在于其成熟稳定的技术, 这是源于其十几年的发展。而国内的发射机研究只有几年的时间, 所以在产品的稳定性上还和国外的发射机有一定的差距, 但是其本土化的接口支持和完整的售后服务是其最大的优势。不管国内还是国外的发射机, 在单频网构建的选择上主要有以下三点。首先, 发射机要能够提供长时间的不间断工作, 这是对设备的最基本的要求, 也就是发射机必须具有较高的可靠性。其次, 发射机需要具有较高的技术性, 也就是能够在各种环境下进行良好的工作, 保证数字电视信号的传输效果。最后, 发射机应该能够保证发射信号的稳定性, 即使受到其他信号干扰的时候, 仍然能够正常地发送和接收信号。

2.2 传输网络的选择。

发射机的选择只是单频网实施的第一步, 有了若干发射台站以后, 还需要将多路节目同步地传送到不同的发射台站, 从而传递到最终的客户端上, 传输网络一般有以下几种选择。

2.2.1 光纤传送方式。

光纤传送方式需要在发射机上安装调制器, 数字电视信号网络经过光纤传送到发射机前端, 有调制器对信号进行处理后统一发射, 这种传送方式的优点在于已有的电信网络资源可以得到充分的利用, 从而即节约了建设资金又节约了建设时间。

2.2.2 卫星传送方式。卫星传送方式是利用卫星的通信信道进行数字移动电视。

2.2.3 射频传送方式。

射频传送方式是指利用一台调制器发射射频信号, 通过包括数字微波在内的多种微波频道将射频频道传送到发射机前端, 经过调制器转换后进行发射、传送。

2.3 单频网组网同步方式的选择。

2.3.1 CMMB复用器。

CMMB复用器主要功能是对来自不同发射台站的节目进行复用, 包括视音编码器, ESG业务指南, 数据业务等, 然后将传输流送入传输分配网络, 进入CMMB调制器。

2.3.2 传输和接收网络适配器。

网络适配器是用于进行网络传送的基本装置。单频网的网络适配器需要对发射台站到分发射机之间的传送进行透明传输。而接收适配器则需要实现相反功能的转换分配。为了保证传送的同步进行, 网络适配器需要对延迟进行严格控制, 最大的延迟必须小于3秒钟。

2.3.3 CMMB调制器。

CMMB调制器提供射频信号发射到天线的附加时延, 位于不同发射台的不同发射机中的调制器时钟必须同步, 根据单频网的要求, 所有发射机的信号都必须相同, 每个调制输入的码流必须比特同步。

2.3.4 全球定位系统 (GPS) 。

GPS接收机提供10MHz标准频率和每秒一个脉冲的1pps标准时间以及符合UTC时间标准的TOD (Timeof Date) 时间标签, 标准频率10MHz、标准时间lpps、TOD应该在CMMB网络中任何一点都可以获取。

3 单频网的测试

数字移动电视传输系统的主要任务就是完成数字电视信号的地面无线传输, 因此传输的可靠性是衡量系统性能的重要指标。对于数字移动电视系统而言, 目前国际上衡量系统可靠性可以采用两种标准:第一种为主观标准, 通过观察系统解码后图像的马赛克评价系统性能, 参照ITU-RBT.1368-2定义的主观失败点 (SFP) 评价方法, 规定在相继的3个205的每个205内图像出现损伤不多于一次为接收成功。主观标准是要求测试人员观察信源解码后的图像, 会引入图像解码和人为因素的影响, 并且这种方法不适宜进一步开发自动化的测试系统另一种是客观标准, 也就是观察系统误码率或误比特率 (BER) 。对于客观评价的失败判据, 规定接收机输出 (经RS解码) 码流的BER高于3x10拓为接收失败, 此规定与国际上常用的可视门限 (TOV) 一致。这种方法排除了由于图像解码的误码掩盖和人为因素造成的影响, 对于数字移动电视传输系统而言, 该方法能够最为准确客观地反映系统性能。当然, 这种方法适用于所有的数字传输系统。试验测试表明:在高斯信道条件下主、客观失败判据测得的载噪比 (C加) 相当接近, 它们的差一般在0.3d B左右。相对主观标准, 客观标准得到了更加广泛的应用。

4 单频网的优化

单频网无线数电视覆盖组网技术 第2篇

关键词：单频网,无线数字电视,技术,应用

信息传送技术越来越成熟的今天,数字信号的传输方法被广泛采用,以它为信息载体能够很好地保证传输效果，减少传输过程中信息的损耗,减少数字电视使用过程中重影、噪音、不清晰等现象的出现。当今,无线数字电视必然成为发展主流,能够解决绝大多数地区的使用问题,为此,应合理研究开发单频网一系列技术,从而构建单频网无线电视覆盖网络,大力推动电视信息行业的发展。

1 无线数字电视单频网

1.1 单频网的构成

单频网系统的构建需要多个部分的配合,还要有基本建筑、仪器设备、人员管理等,其中信息传输主要由三个环节来完成,首先是中心发射站,其次是辅助发电站,最后还有分配传输网络[1]。另外,单频网对其进行覆盖组网时使用的是多个发射台同时发送的方法,再在数字电视用户端安装单频网适配器、GPS时钟接收装置、网络适配器、光纤等,这就大致构成了一个完整的单频网系统,可以实现高品质信息运输的系统。

1.2 单频网技术原理

无线数字电视单频网技术的实现需要全球定位系统的协助,需要该系统对此进行授时信号,两者是同时进行的[2]。由单频网适配器先向特定装置设置入时间标签,通过这一操作来完成初始化包向发射站的传输,然后发射机结合秒脉冲进行处理,这种技术流程,能够很好地保证无线数字电视单频网中的发射频率、时刻以及信息内容的同步性,最终达到预期传输功能。

2 单频网无线数电视覆盖组网技术

该技术发展到今天,基于内容分配方式的不同可以将单频网分成两种主要的网络形式,一种是射频信号分配,另一种是带码流分配,其中后者的优越性使其被广泛采用。

2.1 单频网适配系统

开启无线数电视单频网系统的首要环节就是适配系统的创建,它主要是以单频网适配器为系统中心,来实现初始化包、码速率等信息之间的适配,这一操作过程是十分关键的。该系统建设过程中需要适配技术的支持,其中有对该项技术的规定和要求,其中格外要注意的是过程中读出的TS码流数据小于1秒帧时需要利用适配器完成其与码率之间的适配,保证最终输出的流速率和标准的相符。另外,还对工作模式、时间、选址、信息调整等进行约束,最终完成整个单频网系统中的第一环节[3]。

2.2 单频网节目内容传输系统

该系统是实现覆盖组网的重中之重,主要要求如下:保证传输的透明程度达到100%,换句话说,就是不随意对TS码流进行增减操作,并且频率小于100 ns,现如今该系统的主要支持形式有以下几种。

(1)光纤与数字光端机的组合,这是一种相对简单信息传送方法,第一先将无线数字单频网适配器对应的码转换成光信号,利用相连着的光纤实现输送,这一环节的传输重点是分发射站,由各站的光端机将光信号在此转化为电信号,并且发射出去,这样才算是完成。

(2)光纤与SDH的组合,这一传输方法被广泛应用于电视广播信息数据工程中,较受用户的青睐。在工作时,先把ASI码流通过适配器进行适配,再由形成的多次信号帧合并成一次的,同其他系统一样,要注意适配过程的等价性,保证传输过程中的准确度和透明度,最终以原来的码流形式传输出去,完成传输工作。

(3)数字微波与SDH的组合,在无线数字电视组网工程建设过程中,会遇到许多地理环境恶劣的情况,这会给施工搭建带来不少的困扰,尤其是光纤搭设十分不容易。而数字微波与SDH组合会节省许多建设成本,被不少地区所采用,另外与光纤组合不同,其是利用一定的微波设备将信号帧转化为微波信号,在进一步实现无线传输功能。两者与SDH的组合是当今无线电视工程的主导网络形式。不过,不同的企业有不同的传输要求,因此也会随着实际需求进行结构调整,争取最大化实现覆盖组网。

2.3 单频网发射系统

无线数字电视单频网发射系统,在此环节中最重要的就是同步,编码同步、频率同步等,并且这些转换操作需要在规定的时间内完成。这一步骤对于整个单频网系统来说都十分关键,之后分发射站需要利用调制器或发射器来实现单频网同步。

3 无线电数字电视覆盖组网技术应用

3.1 覆盖设计

首先对工作模式、发射频率、单频标准等一系列数据进行设定,然后再在该区域设置多个发射站点,实现对该区域的信号覆盖,形成较为全面的组网系统。

3.2 系统组成

单频网系统在实际工作运转时离不开全球定位系统的协助,这样依靠其时钟信号来保证分发射站的发射频率、相位等相同;在基站间的信息传递载体主要有微波、光缆等,由他们将传输系统传来的数字信息进行编码,转换成电信号、光信号等[4]。另外,要注意在适配环节时对不同发射站的信息流进行调整和控制,目的是保持相互之间的同步,实现高效有序的无线数字传输。

3.3 码流链路

不少地区在进行无线数字信息传输时采用的是直连光纤的方法,以光纤为传输载体,信息的输出是依靠适配器处理后的码流,由发射口发射出光信号,这是由TS码转化而来,传输终端再将光信号还原。这种传输系统原理可靠,思路清晰,并且在实际施工建设前期的设计环节也十分简单,正是因为MIP包的位置和时间存在着绝对的关系,使传输过程中十分稳定,通常情况下不会出现抖动等现象。由建设得出的经验认识到,该系统的稳定性值得推广去应用。

3.4 场强覆盖

通过上文的论述,虽然原理不是十分复杂,但是在实际施工建设过程中,尤其是进行覆盖组网时会遇到许多的阻挠,这些都迫切需要合理的措施来解决。比如:单个发射基站的情况,很大程度上可以增加发射功率,扩大网络覆盖面积,但是实际上功率过大会对单频网系统造成不少的困扰,这是由于在发射机发射信号的过程中有交互相叠的现象出现,会产生对数字信息接收有影响的回波,而过大的发射功率会加剧这种情况的影响程度,所以要利用模拟技术积极试验,努力调控,争取完善场强覆盖的工程建设技术[5],例如:青岛无线数字电视覆盖组网工程建设,发射站要有主有辅,主发射站采用发射功率约1000W,同时使用高水平的极化天线,旁辅发射站的约为300W,使用全向天线。研究表明数字信号的有效传输需要加大对城区的覆盖力度,安装时注意调节倾角,放大场强覆盖效果。

4 结语

新形势下,单频网系统已被广发应用到了无线数字电视的覆盖组网工程中,为的是增强信息传输质量,扩大信息覆盖面积。近年来,该项技术被科研人员不断研究与探索,逐渐成熟,能够与其他辅助技术很好的契合。如今,各地区均重视无线数字电视的覆盖组网,希望可以利用其实现良好的信息服务,大力推动我国无线数字电视建设工程的发展。

参考文献

[1]樊剑英.地面无线数字电视的覆盖模式与接收不良的处理策略[J].西部广播电视,2013(15).

[2]李保志,胡晓东.我国无线数字电视系统的选择研究[J].卫星电视与宽带多媒体,2012(13).

[3]姜文波,冯景锋,刘骏,等.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,201 5(4).

[4]何剑辉,冯景锋,刘骏,等.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(S1).

单频网覆盖 第3篇

自2006年8月中国地面数字电视标准确定后,数字电视领域中广受关注的一个课题就是在不断发展的中国高速铁路上开展电视传送业务。在中国,铁路是使用最频繁的旅行工具,在铁路线上的电视信号覆盖是一个迫切需要解决的问题,这恰恰也是电视广播覆盖的一个盲区。中国铁路线具有分布广阔且地形多样的显著特征,并且在不断提速,这就产生了铁路电视实施的两大技术问题:1)信号的全国覆盖;2)在各种地形下的高速移动接收。

设计中国铁路电视系统涉及到许多方面,其中调制解调技术和网络覆盖是最重要的两个方面[1]。一种思路是使用类似于“由GSM发展到GSM-R”的方法,尝试在传统数字电视广播系统基础上来设计新系统。选择由上海交通大学提出的高级地面数字电视广播(ADTB-T)技术[2]作为铁路电视系统中的调制解调技术,该技术已被证实可以在磁悬浮430 km/h的高速移动环境下可靠传输数字电视信号[3]。相信该技术可用于铁路电视系统,并称其为ADTB-R(railway)系统[4]。

修建铁路电视网络的地面覆盖设施时,笔者等人尝试同GSM-R网络[5]共享基站,这会给将来的发展和维护带来好处。此外,不同基站的所有发射机使用同一频率,用GPS信号作为系统同步以保证接收时可以在基站间无缝切换。但铁路电视系统中的单频网(SFN)会导致无线信道环境恶化而使这些源自ADTB-T的技术不能被直接应用于铁路电视系统。因此,需要一种特殊的设计来保证单频网适用于这套系统。

笔者调查了铁路电视单频网(RTV-SFN)的信道模型,并且在实验室测试中了解该情况下接收性能的恶化程度,提出了一种基于选择合并的分集接收机方案,通过它等效简化信道模型,并在铁路电视单频网中验证了其移动接收效果,最终使之成为中国铁路电视网络的设计方案。

1 铁路电视单频网覆盖设计

目前,GSM-R是铁路系统中唯一的通信网络,由GSM针对铁路的特殊要求升级而来[5],GSM-R系统建设的基础设施是线性覆盖的。如图1所示,基站几乎等距离等高度建设在铁路沿线,且各基站的传输条件一致,如发射功率、天线增益等[4]。

在该传输条件下,GSM-R在发展期间通过大量理论研究和现场测试得出:需要在速度、覆盖、载噪比均满足要求的情况下才能确保可靠的无线通信。这些要求很适合用来作为铁路电视单频网建设时的指导。据此,在网络覆盖方面必须满足信号强度和载噪比的要求。但由于铁路电视受限于频率资源,只能采用单频网技术,由此信道模型也会相应变得复杂。当列车在基站间行驶时,连接车顶全向天线的数字接收机将接收到至少2个直视路径(LOS)信号,这2个LOS信号多普勒频移相反。当列车接近两基站中间时,来自两基站的LOS信号幅度非常接近,不考虑反射和散射路径信号,信道模型可简化为两个带反向多普勒频移的0 d B多径,这是对于接收机来说非常难以处理的快衰落时变信道。

铁路电视系统的信道模型如图2所示。

这个模型的特点可以归纳如下:

1)存在2个幅度相对较强、多普勒频移相反的LOS信号。

2)当在LOS信号上叠加一些散射信号分量后,可被看成2个瑞利衰落信道。

3)由于反射,可能存在一些别的多径信号。

该模型的特殊性意味着即使网络覆盖满足信号强度和载噪比的要求,ADTB-T接收机还是无法确保可靠工作。

2 ADTB-T在铁路电视单频网环境下的信道模型和性能

先根据前文所述的网络设计给出信道模型的理论计算,然后测试这种情况下ADTB-T的性能。

2.1 信道模型和参数计算

在建立信道之前,先为模拟环境设置一些限制条件。

1)如果火车以恒速率运动,则多普勒频移也是恒定的。

)如果两个基站间的距离是,可以根据电磁波衰减理论每1 km计算1次LOS路径信号的强度。

3)综合考虑火车现行和将来的速度,分别建立相当于时速165 km/h(现行铁路的平均速度)和350 km/h(未来高速铁路)2个模型。

4)测试传输条件如表1设置。

2.1.1 信号的大尺度路径损耗信号强度的计算

首先,通过传输损耗计算可以获得接收信号强度。当接收全向天线的高4 m时,电磁波主要受地面吸收影响。根据ITU-R P.1546-3建议书[6],当波的频率范围为150~500 MHz,基站高度为30~200 m,接收机全向天线高度为1~10 m、与基站间距离小于100 km时,微波传播符合“准光滑表面基本传播损耗”[7]。应用于乡村道路场景的公式[7]

式中:Lb是路径损耗;hb是发送天线高度;hm是接收天线高度;d是两根天线间的距离。

根据表1的条件,接收点的信号强度为

式中,r=1。如果发射信号能量是已知的,则接收点信号能量可根据式(4)计算

式中:Pr单位为dBm;E单位为dBμV/m;G单位为dBi。根据式(4),当全向天线增益为2 dBi且只考虑1个发射点时,传输距离和接收信号强度的关系如图3所示,可见信号强度总是高于-90 dBm。

2.1.2 小尺度衰落多径和多普勒频移

在铁路电视网中,全向天线位于列车顶部的数字接收机将会接收到至少2个LOS信号。这种信道可以简化为2个带有相反多普勒频移的多径。同时,考虑到散射信号,所建立的信道模型包含2条长度间隔1个符号且多普勒频移相反的莱斯路径。路径能量根据接收机距离设置。根据测试经验,莱斯路径的因子即莱斯比K设置为12 dB。

另外,多普勒衰减参数可以由式(5)计算

式中:fd是多普勒频移;f0是载波频率;c是光速;θ是移动方向和微波传播方向的夹角。在铁路电视的应用中,角度θ非常小,可以近似认为cosθ=1。另外,认为在762 MHz载波频率下,2种不同移动速度v为165 km/h和350 km/h所对应的多普勒频移分别为116 Hz和247 Hz。

2.2 ADTB-T在铁路单频网中的性能

测试参数见表2,2条路径的能量根据图3中的数据设置。测试结果在表2的第4和第5列给出,载噪比要求根据接收机RS解码后的BER是否大于310-6得到。

另一方面,在给定的传输条件下,GSM-R需满足载噪比高于12 d B的要求[5]。如果将铁路电视中的干扰考虑成高斯白噪声且载噪比可近似设置为信噪比,则在同样的传输条件下,信噪比将总高于12 d B。换言之,如果ADTB-T在实验室中所能工作的信噪比低于12 d B,就意味着它可以被用在铁路电视单频网中。然而,从以上结果中发现,ADTB-T在铁路电视网中并不能确保可靠工作。

研究分析之后可以得出以下规律:

注:路径A指的是来自前方基站的信号;路径B指的是来自后方基站的信号。可视门限(TOV),通过RS(207,187)解码后约为BER=310-6。

1)当多普勒频移为116 Hz时,若2条路径能量差大于8 dB,ADTB-T接收机可以在信噪比不高于12 d B的情况下工作。

2)当多普勒频移为247 Hz时,若2条路径能量差大于14 dB,ADTB-T接收机可以在信噪比不高于12 dB的情况下工作。

所谓重叠区,是指该区域内来自2个基站的接收效果非常接近。该定义也可以由表2得出图4来说明。从定义看,重叠区总是ADTB-T的“恶化区”,也就是接收机无法有效工作的区域。到目前为止,如果根据GSM-R系统环境来简单设计单频网络,铁路电视系统中的重叠区会非常大。因此,不得不找到一些方法来消除重叠区。

3 铁路电视单频网中的简化信道模型

基于第2章的分析,目前面临的最大难题为重叠区的存在。它有2个独立因素:1)2个带有相关性且能量接近的信道;2)在同一时间存在相反的多普勒频移。在该情况下,ADTB-T的接收性能显著降低。经仿真研究显示,当信道特性只存在这2个因素而没有别的多径和频移特性时,ADTB-T在给定的载噪比条件下无法很好地工作。由于多普勒频移与列车速度和方向有关但无法改变,所以试着去改变信道间的相对能量,分离重叠区的这2个因素来简化信道模型。

一种改变接收信号能量的途径就是通过调整天线的增益来改变来自邻近基站信号的相对能量。考虑到铁路电视单频网的线性覆盖特征,定向天线是一个很好的选择。

图5表明了利用定向天线后对重叠区的影响效果。其余传输条件和第1章所描述的完全相同。当使用全向天线时,重叠区位于2基站间铁路线的中间部分。当使用前向天线时,来自前方基站的信号比来自后方基站的信号获得了更多的天线增益。因此前向天线的重叠区相应地朝着后方基站移动。相反,当使用后向天线时,后向天线的重叠区移向了前方基站。当天线增益的前后比(FRB)达到某个值时,两个天线各自的重叠区将不会互相重叠。因此,通过在2个天线间切换,对于接收机来说将不再有重叠区。随着前后比的增加,前向天线和后向天线的重叠区将离得越来越远,对应的信道模型就会更简化。

为了验证定向天线的作用,分别使用前后比为6 dB和16 dB的两组天线重做了第2章的测试。测试在之前的假设条件下,同时只考虑1个定向天线的情况,如前向天线。双天线的情况可以相应推测出来。

最后在得到与之前所得规律相同结论的同时,还验证了定向天线的使用将重叠区从2基站的中间部分向两边移动,而且这种移动会随着前后比的增加而变得更加明显。

从图5中可见,2个解调模块连接不同的定向天线将不会同时引入重叠区。因此,如果在接收机之间采用合适的转换方案,就可以避免接收机端的重叠区。同时为了满足实际应用,天线前后比一定要足够高。如图6给出的强度所示,带有6 d B前后比的天线因为2个天线的重叠区仍然互相重叠而不能确保可靠接收,而带有16 d B前后比的可以很好地满足要求,且有4 d B的裕量。

通过基于切换理论的分集接收机[8]、高前后比定向天线和改进的单载波频域迭代均衡算法[9]的帮助,笔者成功简化了铁路电视网络的信道模型,消除了2条幅度相对接近的多径影响,保证在任意时间都只有1条强信号径。此外,定向天线也减少了反射径和散射径信号,这样就提高了莱斯比K,这将更加改进接收机性能。因此,ADTB-T接收机可以用于这样的环境中,切换后的效果可以从图7中看见。

4 小结

本文中,通过分析铁路电视系统对应的信道模型和调制解调技术,提出了一种信道模型简化方案来为做覆盖设计,且通过高前后比定向天线和相应的分集方案降低了系统对接收机的要求。

摘要：数字电视领域中广受关注的一个业务是在不断发展的中国高速铁路上开展电视传送。中国铁路电视系统设计主要包含网络覆盖和调制解调技术两个方面。铁路电视单频网系统采用GSM-R作为参考,采用ADTB-T作为调制解调技术(称为ADTB-R)。为了确保ADTB-T能在铁路电视单频网的特殊环境下可靠工作,采用了一种分集接收来等效简化信道模型。这一构架的有效性已经被理论分析和实验室测试所验证。

关键词：ADTB-R,铁路电视,网络覆盖,单频网

参考文献

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[8]归琳,施洋,马文峰,等.数字电视单频网的分集接收终端及接收方法:中国,200710041714.7[P].2007-06-07.

地面数字电视单频网覆盖特性探讨 第4篇

1 地面数字电视单频网覆盖技术简介

单频网相对于其他技术来说,有着比较大的优势,尤其是在节省频率资源和优化覆盖方面,这种优势是由单频网的技术特点所带来的。在单频网中,如果所有的发射机保持同步,那么接收机接收信号时即使收到了不同发射机的信号,也会因为对于信号的技术要求完全一样而使得接收机看起来像是只接收到了一个信号,这是优化覆盖、避免信号干扰的一种有效方式。

单频网的覆盖工程是一个技术复杂、涉及面广的系统工程。首先,要对覆盖区域内的站点、地形、人口分布、交通线及电力设备分布等进行考察和了解,这些都是影响单频网覆盖的重要因素。其次,要进行信号的调整与测试,包括对各个站点信号发射和分布情况、站点接收效果的评测,对各种设备要进行综合调试,确定覆盖目标的场强、覆盖区以及干扰区范围。最后,节目中心就可以把准备播出的电视多媒体复用节目通过卫星、光纤等通道发射到每一个发射站,发射站随后要使用统一的同步时钟进行同步,保证所有发射站的发出的信号的频率、时间和码流都是同步的。单频网覆盖技术要求较高,尤其是在信号的传输以及网络的构建和维护方面,但同样也能取得更好的信号覆盖效果。

2 地面数字电视单频网覆盖特性

2.1 保护间隔内相干区特性

在多个发射站同时发射信号时,相互之间的信号或自身信号的反射都有可能与其他信号相遇,这种情况往往会有两种可能的结果,一是信号叠加增强,二是信号相互削弱。如果两个相遇的信号出现相差,就会使叠加信号发生衰减,差别过大甚至会出现抵消的情况,为了防止这种情况的发生,地面数字电视系统往往采用引入保护间隔的方式来避免信号削弱。在单频网覆盖中也采用了这种方式,处于保护间隔内的相干区将会不受干扰,在对保护间隔内相干区的研究中,可以发现其特性。研究发现,不管是否使用单频网络适配器,信号实验过程中单频网的非相干区受到影响均较小,对于单频网有效覆盖范围以及相干区的影响较大。

2.2 频谱效率特性

单频网在频谱利用方面有着较高的效率以及较小的频率再用距离。在单频网覆盖中,发射同一节目的同一频率可以将同样的节目的覆盖区域扩大,相对于其他多频网也就提高了频率的使用效率,但是也需要考虑到网络中还需要传送其他节目以满足用户需求,也就还需要增加其他的频点。为了满足不同区域的频率协调要求,可以根据地域大小增加频点,但是也不需要增加过多,一般对于省级区域来说,5～6个频点就可以保证不同频率节目的传送和覆盖。

2.3 功率增强特性

单频网技术的另一个优点就是拥有较高的功率增强效率,相对于多频网来说,单频网在覆盖区域的边缘地区以及覆盖信号较弱的地区可以取得更好的功率增强效率,保证边缘区域覆盖功率的强度,同时也提高了网络增益。单频网采用全方位天线,更利于移动接收终端的功率增强,对于需要进行移动的接收终端来说,采用单频网覆盖更能提高信号接收效率和接收功率,保证了移动接收终端的信号功率接收要求,提高了接收质量。

2.4 在电磁环境中的干扰特性

研究一项覆盖技术在电磁环境中的干扰特性是对技术效果进行评价的一种重要方法。地面数字电视的传输中存在着许多类型的干扰,例如建筑物多径干扰、同频干扰、多普勒频偏干扰等,为了减少这种干扰,一般都会在多载波信号中插入导频。这种导频用于预估传输信号的幅度和相位,然后将预估的幅度、相位提供给接收机,接收机在收到信号之后可以对导频进行分析,通过对实际接收到的信号的幅度、相位等信息的对比来推测或判断信号在传输过程中是否出现了干扰失真等情况。导频信息一般通过导频载波来进行传输,而目前导频载波主要有连续型和离散型两种。载波并不传送数字或码流,只负责传送导频的幅度以及相位信息,方便接收机进行判断和分析。

3 结语

随着我国地面数字电视工程的逐渐推广和覆盖,有越来越多的地面数字电视工程选择了单频网覆盖这一项技术.对单频网覆盖特性的研究还可以进一步深入并且通过实验更加直观地对其特性进行体验,通过实验分析了解其不足之处,做出改进,才能使其有更好的发展,在未来的地面数字电视技术发展中获得更大的发展优势。

摘要：随着我国地面数字电视覆盖工程的发展,了解地面数字电视覆盖工程的人越来越多。我国地面数字电视覆盖中广泛采用单频网技术,它相时于其他覆盖技术有着其独特的优点和特性,正是这些特性促进了地面数字电视覆盖工程的进一步发展。为了深入了解地面数字电视单频网覆盖技术,本文对其进行了技术简介,并探讨了单频网覆盖特性。

关键词：地面数字电视,单频网覆盖,技术特性

参考文献

[1]姜文波.中国地面数字电视展望[J].广播与电视技术,2008(1).

单频网覆盖 第5篇

国标地面数字电视卫星单频网建设, 主要由单频网和多频网混合组成;其中单频网由各个相对独立的市一级组成。

为达到良好的覆盖效果, 需要对天馈系统做针对性的规划设计;其中单频网、多频网相互兼顾, 以单频网为主。

1.1单频网原理:

同频率

同时间

同内容

在SFN中, 所有的发射机都发射相同内容的射频调制信号, 并在相同的时刻以相同的频率进行发射, 这就是所谓的频率同步, 时间同步和内容同步。

1.2 国标地面数字电视卫星单频网系统框图

2 国标地面数字单频网天馈系统设计

2.1 天馈系统在单频网覆盖系统中的重要性

国标单频网覆盖, 是个系统工程;由于各个发射站具有不同的相对关系, 所以每个发射站天馈系统需要针对设计;天馈系统状态直接决定了有效覆盖区域分布及大小。

2.2 网络覆盖设计

网络覆盖设计指导思想:

从地域分布、人口分布出发, 确认覆盖需求;

有效的、均匀的、稳定的信号覆盖;

安全、可靠的网络监控监测。

单频网覆盖分析:

电平分析

时延分析

交叠区分析

2.3 天线设计参数

有效功率:与馈线损耗, 天线类型和组阵方式有关联。

极化方式:通常情况下一个区域内的单频网以相同极化方式为主, 但是在严重的交叠区域, 需要考虑利用极化隔离方式来优化交叠区域的覆盖, 及同一区域内不同站点采用不同的极化方式;垂直极化多用于移动接收, 相对更适合于近场覆盖。

功率等级:合理设计天馈系统的馈线、功分器、振子单元等各个电源的功率等级, 需要有足够的冗余量满足天馈系统稳定运行和后期扩容使用。

有效带宽:合理设计天馈系统增益带宽和驻波带宽, 不同类型的天馈系统带宽不同, 由于各个发射站共用天馈系统, 所以足够的带宽设计是必须的。

场型赋型设计:单频网站点由于各个站点地理地貌、覆盖区域分布等不一样, 所以部分站点天线辐射方向不一样。天线一般分为:顶置、侧置、偏置三种。

2.4 常用天馈系统

天馈系统是将发射机的输出信号功率转换成自由空间中辐射的电磁波的装置。其性能的好坏将直接影响到有效信号覆盖的范围。其主要包括:天线系统, 功分器, 馈线, 安装件等。

3 单频网系统优化调试

3.1 系统优化简单分析

单频网系统优化主要设计下面三个方面

码流测试:关注抖动等主要指标

设备测试:主发射设备指标、天线指标

覆盖优化:定点测试、交叠区测试、边界场测试、载噪比测试;

冲击响应测试分析。

3.2 天馈系统优化

4 单频网组网建议

综上分析, 天馈系统在单频网建设中十分关键, 实际网络组建中天馈系统的辐射效果决定了单频网交叠区域的分布;在覆盖网络优化过程中, 还需要对天馈系统做相应的调整优化;所以, 为有效的建设、运行、维护国标覆盖网, 系统中各个单元应作出明确要求。

摘要：基于卫星传输的国标地面数字单频网;

单频网建设原则及优化方法 第6篇

关键词：单频网,同频干扰,网络优化

单频网因具有更大的覆盖范围、节省频率资源、节省功率资源[1]等显著优势而成为地面数字电视广播的主要组网方式,但是单频网的优势需要付出同步代价,单频网的同步要求体现在对台站间距的技术要求上,但是在单频网规划设计及工程实施中,随着台站数量的增多,往往不可规避地造成台站间距超过技术体制的要求,或者与现有模拟台站同频或者上下邻频播出,因未满足保护率技术要求而发生相互干扰。而且随着台站数量的增多,单频网内的自我同频干扰发生概率激增,干扰现象错综复杂,如何处理解决同频干扰现象,是单频网规划设计中的难点和重点。

在地面数字电视广播开展以来,笔者所在的团队一直致力于单频网的规划和建设,在理论研究和工程建设方面均积累了较为丰富的经验,现对单频网建设的原则以及优化的方法进行总结和分析,供业界同仁参考。

1 单频网建设原则

在项目团队对单频网多年跟踪研究的基础上,首先总结一下单频网的建设原则。

第一,单频网是个系统工程,要有系统的理念,它不仅仅是网络部分,其包括前端播出子系统、分配传输链路、发射子系统、接收子系统4个组成部分,单频网的覆盖效果,与各个子系统密切相关,例如,每套播出节目本身的质量,码率有无溢出,分配传输链路的抖动、延时、丢包补偿机制,接收终端的性能指标等均可影响单频网网络的覆盖效果,因此,单频网的建设原则之一,就是树立系统概念和系统建设。

第二,单频网建设时,在网络的拓扑结构中,要注意均衡各个发射台站的覆盖效果,避免覆盖范围中出现“大圈套小圈”[2]的现象,以免功率浪费。

第三,在单频网规划设计中,需结合目标覆盖区域未来的经济、文化、城市规划等发展因素,充分考虑网络未来的发展趋势,保持网络的开放性和可扩展性。

第四,单频网建设中,需明确目标覆盖区域与舍弃区域。单频网所谓的良好覆盖效果,仅针对单频网内部覆盖区域而言,即必须将预期的目标覆盖范围规划在单频网内部,目标覆盖区域以外的同频干扰现象在迫不得已的情况下可以舍弃,不作考虑[2]。

2 单频网同频干扰产生条件

根据团队对单频网重叠区域覆盖特性理论研究的结果,单频网内产生自我同频干扰的充分必要条件如下[3]:

1)多径信号与主径信号间的时延差超过循环前缀长度(CMMB)/PN序列长度(地面数字电视国家标准DTMB)/保护间隔长度(DVB-T);2)多径信号与主径信号间的电平差小于同频干扰保护率。同时满足这两个条件,则将在覆盖范围中产生同频干扰现象,这两个条件缺一不可。

3 单频网优化指导思想及原则

针对单频网的自我同频干扰现象,进行网络优化调整时,根据对同频干扰产生的条件分析,可从以下3个方面着手:1)增强目标覆盖地区主径信号的接收电平,即增大多径信号与主径信号间的电平差,使之大于同频干扰保护率;2)缩小目标覆盖地区多径信号与主径信号之间的时延差;3)将同频干扰区域转移到目标覆盖区域之外。

在对单频网网络方案进行规划设计时,需借助覆盖试算分析软件,对单频网自我同频干扰、数模同频、上下邻频干扰进行理论分析,使规划方案理论上趋于完美可行。单频网中各个发射台站相互影响,相互制约;网络优化与调整,应从单频网整体规划出发,统筹安排,整体考虑,总体规划,分步实施;局部覆盖服从整体覆盖,平衡各个发射台站的覆盖范围,做到全网一盘棋,牵一发动全身。

4 单频网优化方法

对单频网优化调整的主要技术手段包括调整发射机输出功率、调整发射天线场形、调整发射天线的下倾角度、调整发射机的静态延时、增加新的发射台站等。

根据归纳总结,干扰种类分为两种:干扰与被干扰、彼此相互干扰。与此相对应,发射台站分为干扰台站与被干扰台站两大类。

消除/降低干扰,主要从干扰台站着手,降低干扰台站的发射功率,或者将干扰天线场形由全向改为定向,或者运用天线下倾技术,目的都是为了有效控制干扰台站的覆盖范围,减小单频网自我或者与模拟台站间的干扰。这些通用技术设置必须根据具体情况,综合考虑台站发射功率、天线高度、目标覆盖范围、地形地貌及相关无线传播环境等因素,实现既能够消除干扰,又能够保证满足覆盖要求的目的。

天线下倾技术可以采用电气下倾和机械下倾两种方式:电气下倾的角度与选择的天线型号相关,一般是固定的;机械下倾角度可调,但是受安装配件和无线信号传播特性限制,一般不超过15°。

调整发射机的静态延时,是一种特殊的手段,主要从被干扰台站着手。目的与上述几种手段不同,是为了干扰区域中接收点的多径信号时延差满足技术体制的要求,有其特殊的适用范围。第一,仅适用于干扰与被干扰类型,对于单频网自我干扰中的相互干扰,是不适用的;第二,仅适用于干扰现象处于被干扰台站的外侧,而非干扰与被干扰台站之间;第三,仅适用于被干扰台站处于目标覆盖区域的边缘。

调整发射机的静态延时,是一把双刃剑,在消除某一接收区域干扰的同时,有可能造成别的接收区域出现新的干扰,因此,其延时值的设置需要结合理论计算参考值与多次覆盖实测情况综合考虑,工程调试难度较大、周期较长,而且随着台站数量的增多,与调整台站相邻的发射台站的延时值可能均需要调整,复杂度高,每调整一个发射台站的静态延时,将很有可能需要连带调整好几个发射台站的静态延时,因此,这一方案慎用,只能作为特殊手段,而不能当做常规手段使用。同时,在此建议,相邻发射台站的间距最好遵循技术体制要求这一规则,对单频网进行规范组网,而不是依仗这个手段,忽视了这一组网规则。

对于单频网中相互干扰这种现象,除了上述通用的几种手段外,还有两种技术手段可供使用:第一,在两个彼此相互干扰的发射台站之间增加一个新的发射台站,起隔离作用;第二,如果两个干扰发射台站之间已有发射台站,可通过增加中间这个发射台站的发射功率,消除两个彼此相互干扰发射台站之间的相互干扰。

下面举例说明,如图1所示:3个发射功率均等的发射台站,从左到右依次编号为1,2,3,虽然彼此相邻的两个发射台站两两之间台站间距均在技术体制要求范围之内,但是最外1跟3两个发射台站间距,则超过技术体制要求范围,因此,最外围1跟3两个发射台站,构成彼此相互干扰的两个发射台站,干扰现象如图中白色圆圈所在区域所示。

如图2所示,增大最左边1发射台站的发射功率,则二者不再是彼此干扰的两个发射台站,已演变为1发射台站对3发射台站造成单方干扰,左边发射台站即为干扰台站,右边发射台站即为被干扰台站,干扰现象如图2中白色圆圈所在区域所示。

如图3所示,当增大中间发射台站的发射功率时,可消除最外围1跟3两个发射台站的彼此干扰问题。

在网络优化与调整的过程中,也有可能在现有条件下,采用以上技术手段,依然无法消除或者减小干扰现象,在这种情况下,只能通过重新选择发射台址,重新对单频网进行规划设计。

上述5种方案中,除了降低干扰台站的发射功率便于工程实施以外,更改天线场形及机械下倾技术、调整发射台站的静态延时、新建发射台站等在工程实施中,均存在调试周期长、调试难度大、调试成本高的问题,因此:

1)单频网设计一定是总体规划,分步实施,尽量避免边规划边实施的现象。

2)在单频网设计方案制定后,工程实施之前,很有必要对单频网的覆盖效果及同频干扰情况进行理论预测与评估,便于理论上确定台站规划方案的科学性、合理性、可行性。工程设计人员需要结合地形地貌数据、工作频率等技术参数,选用最适用传播模型的基础数据,采用专业的网络规划设计仿真软件,依据接收机的接收门限和各种技术体制下的同频干扰保护率,理论分析各个发射台站的具体覆盖范围以及可能出现的同频干扰区域,以便确定接收地点场强是否满足用户的接收需求、单频网内有无同频干扰现象。为进一步设计方案优化调整、道路测试的范围、测试路线提供理论指导和依据,从而渐少工程调试的工作难度及工作量。

5 小结

本文通过总结分析单频网建设原则、同频干扰产生的条件,提出了单频网优化调整的指导思想和原则,并举例说明了单频网优化的方法和技术手段,为单频网的规划设计提供理论指导和借鉴。

参考文献

[1]刘志飞,潘长勇,杨知行.复杂地形地貌下的单频网组网技术[J].电视技术,2011,35(8):39-44.

[2]崔竞飞,李培琳,张国庭.单频网组网拓扑结构分析[J].广播电视信息,2008(8):56-70.

广东移动电视单频网的构建 第7篇

关键词：地面数字电视,单频网,前端系统,分配传输

1 广东移动电视概述

广东是全国最早开展移动电视的省份,早在2003年就开始试播移动电视信号,并于2005年正式成立股份制公司进行运营。

广东移动电视采用28频道进行无线广播,目前成功从原有的欧洲标准转换成国家标准[1,2],系统可用带宽为14.438 Mbit/s,共传送6套MPEG-2编码的标清电视节目,分别是广东移动频道一台、广东移动频道二台、广东珠江频道、广东卫视频道、广东体育频道以及中央新闻频道。

广东移动电视的信号现已良好覆盖了广州市城区、东莞市城区、佛山市大部分城区以及江门鹤山等地市。

在节目终端接收平台上,广东移动电视已经在广州成功拓展了公交车接收平台、出租车接收平台、私家车付费接收平台、珠江夜游豪华游轮和水上巴士接收平台、大型楼盘巴士接收平台以及高档写字楼、酒楼等固定场所接收平台,并开展了多方位的业务。

未来,广东移动电视还将继续做大做强,在省内重要城市、交通干线进行信号覆盖与接收平台建设,逐步向全省移动电视运营商的目标迈进。

2 广东移动电视单频网系统

广东移动电视节目信号通过光纤由广东电视台总控和广东省网络股份有限公司传输到越秀山发射塔机房内,之后进行信源编码、复用、单频网信号适配、分配以及传输等重要环节。

2.1 广东移动电视前端系统

广东移动电视整个前端系统如图1所示。

移动电视6套节目信号通过光纤送到越秀山发射塔移动电视机房后,分别进入6台编码器进行MPEG-2编码,然后送入复用器进行统计复用,最后通过单频网适配器后进行信号分配。

编码器使用的是Thomson超级编码器ViBE,它具有双重编码功能,能在低码率的情况下进行MPEG-2编码,并达到标清图像质量。复用器使用的是Thomson DBX4300,具有统计复用功能,在任何时刻,总的输出码率都是恒定不变的。统计复用控制器使用的是Thomson DBS2908,通过集线器与各个编码器和复用器相连,动态调整各个播出节目编码器的实时码率。

传输流经过复用器后送到单频网适配器,插入单频网同步信息MIP包后送往码流分配网络。单频网适配器使用的是北京广电天地科技有限公司的TD-2160。

2.2 广东移动电视单频网信号分配传输系统

广东移动电视单频网信号产生后,必须传输到各个发射基站,提供给数字地面电视发射机使用,图2是单频网信号的分配传输系统。

信号分配器使用的是北京数码视讯的10k407 ASI/SDI信号分配器,分配器将移动电视单频网信号分成5路:第1路分配信号通过同轴电缆直接接入移动机房内的数字地面电视发射机中;第2路信号通过光纤送到广州番禺卫星地球站的发射机中;第3路信号先经过光纤传输,再通过无线微波SDH电路传输到乌石排、圭峰山发射机;第4路信号通过光纤送到广州黄埔发射机中;第5路信号则在光纤传输后经过光纤SDH专用电路送到大雁山发射机中。

2.3 广东移动电视发射系统

广东移动电视采用单频网进行运营,目前共设置了6个站点,其中3个(越秀山发射塔、卫星地球站、丰乐大厦)在广州市区范围内,其余3个分布在其他地市。

单频网信号传到各个发射基站后,直接送入数字地面电视发射机进行信道编码处理和功率放大,经过专用天馈线系统后向外发射,如图3所示。为了实现单频网中各个发射机的同步,必须在发射机的激励器中输入GPS提供的10 MHz基准频率信号及1PPS(秒脉冲)同步信号。

3 广东移动电视的实践

广东移动电视从单机试播到单频网运行已有近10年的时间,在这些年里,广东省广播电视技术中心克服了不少的难题,获得了大量的资料,积累了宝贵的经验。

3.1 信源编码方式的选择

移动电视属于无线广播,频率资源甚为宝贵。希望能在有限的频带内传输尽可能多的节目,所以采用高压缩率的信源编码方式显得非常重要。目前常用的压缩编码方式有MPEG-2,H.264,AVS等,且H.264和AVS比MPEG-2具有更高的压缩率。但是由于产业成熟度不同,目前在国内移动电视广播中,运营商都是采用MPEG-2的信源编码。

随着H.264、AVS技术的发展及产业链的完善,移动电视采用高压缩率的H.264,AVS作为信源编码将是大势所趋。

笔者曾在移动电视网络中对比测试过这3种信源编码方式[3],在不影响安全播出的情况下利用现有系统,将3种编码方式混合一起进行播出,取得了第一手资料。测试表明,在同等工作条件下,H.264,AVS编码压缩效果比MPEG-2提高了1倍,这意味着若MPEG-2换成H.264,AVS编码,传输的节目套数将成倍增长。

3.2 单频网的构建

比起模拟电视,移动电视除了具有数字技术的优势外,其另一个优势还在于可以构建单频网[2]。构建单频网不仅可以节约日益紧张的无线频率资源,还可以让无线电视广播信号无缝覆盖成为现实。

构建良好的单频网,需要考虑众多的问题。基站间的距离、发射机的功率、发射基站天线的规划、覆盖区域的地形等因素都会影响单频网的效果。以下谈几点经验体会:

1)合理规划各个发射基站的间距,保障单频网稳定可靠地运行。在规划整个单频网时,应该按照所选保护间隔参数值进行站点设置(参见表1),尽量避免超出发射机最大间距设置站点。

但是在实际工作中,由于诸多客观因素的制约,也会出现超出发射机最大间距设点的情况,这就需要进行合理的统筹和调整。两个站点距离超出保护间隔时,通常会产生信号干扰区域。此时,可以调整基站的延时,将信号干扰区域移至功率大的基站一侧或荒山野岭一带,从而减少或消除干扰。

2)在决定各个基站的发射功率时,不必一味追求高功率,可以根据基站的重要性进行选择。

一般而言,基站可以分成“中心站”、“辅助站”、“补点站”等。

所谓“中心站”是指在某一地市/城市的所有发射基站中,起到全局作用或者最重要作用的发射站点。中心站发射机的发射功率较大,达到数千瓦级别,有效覆盖半径可以达到几万米,一般设置在具备良好基础设施的专用电视发射塔内。

“辅助站”主要覆盖重要的小区域,通常是中心站无法覆盖或信号微弱的部分地区。辅助站所用发射机的发射功率较小,只要数百瓦,有效覆盖半径约为10 km,站点通常选在区域制高点的建筑物上面。

“补点站”用于覆盖狭小区域,范围包括地下隧道、室内停车场、某栋建筑物等等,起到补点作用。一般补点站使用直放站,功率从毫瓦到数瓦级别,覆盖半径非常有限。

3)对每个发射基站的发射天线高度进行考量时,也不一定是越高越好。由于单频网中有多部发射机同时工作,为了减少干扰,必须根据每个基站的覆盖区域安排天线高度,并设置好发射天线的下倾角度。

另外,由于垂直极化天线具有较好的近区场强分布,在多水、潮湿和多树林等环境之下,垂直极化天线的近区场强分布比水平极化效果更好,因此移动电视的天线多采用垂直极化方式。

4)信道参数的组合种类繁多,既希望获得最好的覆盖效果,又希望传输的码率最大,但这两者之间是存在矛盾的,只能从自身的实际情况出发,结合各种实测数据来最终确定信道工作参数。

地面电视广播经历了黑白电视到彩色电视的辉煌时代,也经历了有线电视强烈冲击的年代,目前正处于模拟技术向数字技术过渡的关键时刻。希望数字地面电视产业能够茁壮成长,为广大的人民群众提供更多、更好的服务。

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[S].2006.

[2]杨知行.地面数字电视传输技术与系统[M].北京:人民邮电出版社,2009.