胡珍仁 刘 赟 肖幼军
CMMB,意为中国移动多媒体广播电视。它是国内自主研发的、拥有完全自主知识产权的创新技术。CMMB主要面向手机、PDA、MP4、笔记本电脑等7寸以下小屏幕便携手持终端以及车载电视等终端提供广播电视服务,也是数字电视技术的一种。CMMB采用“天地一体”的技术体系,利用S波段卫星一体覆盖;采用U波段地面无线发射覆盖网,可实现全国漫游。它支持25套电视节目和30套广播节目。CMMB的主要特点是:1.可提供数字广播电视节目、综合信息和紧急广播服务,实现卫星传输与地面网络相结合的无缝协同覆盖,支持公共服务;2.采用具有自主知识产权的移动多媒体广播电视技术,系统可运营、维护、管理,具备广播式、双向式服务功能,可根据运营要求逐步扩展;3.支持中央和地方相结合的运营体系,具备加密授权控制管理体系,支持统一标准和统一运营,支持用户全国漫游;4.系统安全可靠,具有安全防范能力,具有良好的可扩展性,能够适应移动多媒体广播电视技术和业务的发展要求。
CMMB传输和覆盖网络
CMMB系统物理信道传输采用STiMi技术,该技术充分考虑到移动多媒体广播业务的特点,针对手持设备接收灵敏度要求高、移动性和电池供电的特点,采用了最先进的信道纠错码(LDPC码)技术和OFDM调制技术,采用了时间分片节能技术来降低终端功耗,提高续航能力。在综合各方面因素的基础上,我国确定采用S波段(1.55-3.4GHz)卫星覆盖网络和U波段(470-798MHz)地面覆盖网络,以及地面增补覆盖的技术。
S波段卫星传输覆盖。CMMB系统使用S波段卫星通过广播信道和分发信道实现全国范围的移动多媒体广播电视信号的有效覆盖。广播信道用于CMMB终端直接接收,Ku波段上行,S波段下行;分发信道用于地面增补转发接收,Ku波段上行,Ku波段下行。
S波段地面增补网络。S波段地面增补网络是为解决S波段卫星信号阴影区而需要建立的地面增补覆盖网络。在S波段地面增补转发过程中,根据阴影遮挡范围和实际覆盖环境,采用移频和同频两种转发方式。
(1)移频转发方式(Ku-S)。接收卫星Ku波段下行信号,信号经过变频放大后以S波段频率重新发射,使覆盖范围内的S波段OFDM信号强度达到接收要求。
(2)同频转发方式(S-S)。接收卫星S波段OFDM下行信号,信号经过放大之后以S波段频率重新发射,使覆盖范围内的S波段OFDM信号强度达到接收要求。
U波段地面覆盖网络。CMMB的U波段地面覆盖网络采用单发射台站覆盖或单频网覆盖两种覆盖方式实现中央节目和地方节目的集成播出。
(1)单发射台站。对于城区面积较小、楼宇密度较低、地势较平坦的地区,单个发射台站可完成基本覆盖要求的,采用单个发射台站以及同频转发器补充覆盖的建设方式。在单发射台站覆盖方式中,主发射塔发射U波段CMMB信号完成覆盖地区的基本覆盖,各个同频转发器接收到主发射塔的信号放大后以同样的频率发射,完成主发射台阴影区的补充覆盖。
(2)單频网。对于城区面积较大、单发射台站覆盖方式无法满足基本覆盖要求的地区,采用单频网(SFN)覆盖方式,即基于若干发射台站建成本地区单频网实现基本覆盖,覆盖阴影地区由同频转发器补充覆盖解决。在单频网覆盖方式中,节目传输分配中心通过光缆、微波等传输链路将CMMB信号传输分配到各个发射站,各发射站的发射机采用同一频率在同一时刻发射同一节目,完成单频网的基本覆盖。
补点。在CMMB信号比较弱,接收终端不能正常接收的地点,安装小功率的发射装置,保证CMMB终端能够正常接收信号,一般使用在楼内、电梯间、地下室等场所,可以通过以下方式补点。
(1)利用有线接收无线增补覆盖方式:即将CMMB信号送到有线电视网络中传输,再从用户终端盒提供给CMMB增补放大器,放大后由室内天线实现覆盖的方式。
(2)利用无线接收无线增补覆盖方式:即通过定向接收无线取得稳定的无线CMMB信号,作为CMMB增补放大器的信号源,由分配网络传送到天线进行覆盖的方式。
(3)利用有线或无线接收泄漏增补覆盖方式:即源信号可以基于有线接收增补覆盖方式或无线接收增补覆盖方式,采有泄漏电缆替代转发天线进行覆盖。
吉安市城区CMMB覆盖网络建设
根据吉安市城区面积较小、楼宇密度较低、地势较平坦的特点,可以选择单个发射台完成整个城区的CMMB信号覆盖,部分阴影区采用补点方法进行覆盖。
(1)天馈系统情况。发射台位于城区相对中心位置,海拔高度81米,城区平均海拔50米。25米高的铁塔坐落在17层楼高的屋顶,天线距地面高度为80米。天线为四面六层偶极子天线,增益10dB,馈线为SJUV-50-80-3。
(2)CMMB发射机功率选择。数字信号传输过程中虽然不产生质量劣化,但CMMB终端能否解调出信号是由接收机门限值C/N决定,终端设备接收的C/N低于门限值信号就无法解调出来,也就是说CMMB终端的接收功率低于门限值对应功率时,终端将无法收到信号。在设计发射设备功率时还必须考虑多径效应和异常天气造成的影响,增加衰落储备。
根据吉安市城区情况,设计发射机发射信号覆盖半径为12公里,衰落储备为M=3dB。天馈系统损耗:Br=5.7dB,发射天线增益Gr=10dB。终端设备有的是内置天线而没有外接天线,外置天线为10cm长的拉线天线,考虑到内置天线和外置天线增益不一样的情况,因此接收天线增益定为Ga=0dB。总局分配给吉安市的频率为21频道,中心频率为538MHz。
按照广电总局广播电视规划院提供接收终端最低场强数,室外接收为50.3dBμv/m;室内接收为67.7dBμv/m;通过换算接收终端最小输入功率取Pr=-50dBm;
自由空间损耗:
则CMMB发射机功率为:
Pt=Pr-Gr-Ga+Ld+Br+M
=-50-10-0+108.6+5.7+3
=57.3dBm
即PT=573W因此发射机功率选择1KW。
结束语
移动多媒体广播电视主要由公共服务平台、基本业务平台、扩展业务平台等构成。公共服务平台是向用户提供公益类广播电视节目和政务信息、紧急广播信息;基本业务平台是向用户提供包括卫星平台和地方平台传递的数字音频广播服务和数据;扩展业务平台是根据用户不同消费需求向用户提供扩展广播电视节目服务和综合信息服务。吉安市U频段地面覆盖网的建立,能覆盖以发射天线为中心方圆12公里。CMMB接收终端能收到中央7套电视节目和2套广播节目。另外通过复用器可增加本市1套广播和1套电视节目,为用户多一个关注本市、了解本市的渠道。CMMB不但提供多种类的广播电视节目,还提供信息服务如政务、新闻、交通、天气、教育、医疗等图文信息、股票等金融信息和交互点播业务,特别是CMMB系统的紧急广播功能是政府发布应急信息的重要平台。
(作者单位:江西七○六台 吉安电视台 吉安802台)
栏目责编:肖月