佛山CMMB单频网系统的构建与维护

程厚民，许真全，曹 宇

（佛山电视台 发射部，广东 佛山 528051）

1 CMMB简介

CMMB 全称 China Mobile Multimedia Broadcasting，即中国移动多媒体广播，是指通过卫星和地面无线广播的方式，供18 cm（7 in）以下小屏幕、小尺寸、移动便携的手持类终端如移动通信手机、车载GPS等接收设备，随时随地接收广播电视节目和信息服务等业务的系统。

CMMB系统立足中国国情，可以低成本、快速地实现移动多媒体广播信号在全国的覆盖，促进东西部“数字鸿沟”的弥合；采用STiMi传输技术，充分考虑了中国开展移动多媒体广播业务的需求和特点，是一项具有先进性、实用性和经济性的自主技术。

CMMB地面覆盖方式有单发射机和单频网（SFN）两种方式。对于城区面积较大、单发射台站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，阴影地区由同频转发器补充覆盖解决[1-2]。

2 佛山CMMB单频网的构建

2.1 佛山概况

佛山市地处广东省珠江三角洲腹地，东倚广州，西通肇庆，南连江门、中山，北接清远，南邻港澳。佛山地理位置优越，经济发达，现辖禅城区、南海区、顺德区、高明区和三水区。全市总面积3848.49 km2，常住人口719万人。

2.2 站点规划

佛山各辖区均有广播电视发射站点，如图1所示。CMMB项目的规划思路是最大限度地利用现有的站点资源尽快地建成本地单频网，实现CMMB信号的有效覆盖。其中，季华路电视塔、西樵山电视塔、三水电视塔、顺德烟墩岗电视塔、南海雷岗5个塔的高度及基础设施都符合建设发射站点的要求，虽然各站点之间的间隔距离均超出CMMB系统保护间隔所限定的距离（15.36 km），只有季华塔至西樵山，季华塔至南海雷岗距离较为理想，考虑到建设成本和物业协调等因素，佛山CMMB单频网第一期工程以季华塔为中心，以上述5个站点组建单频网络。

图1 佛山各辖区均有广播电视发射站点

为了避免距离超过15.36 km的相邻站点在相干区的干扰，各发射塔将视后期的测试情况对发射天线作下倾处理，以减轻同频干扰情况，并通过调整发射机的延时，确保相干区的同步。各站点覆盖范围以各区城区为主，不宜覆盖过大。第一期工程实施之后，根据网络覆盖测试情况，建设辅助站点或直放站，进行盲区覆盖。

2.3 系统构成

佛山CMMB前端系统于2010年1月组装完成，信道调制编码参数为：调制模式为OFDM；星座映射方式为QPSK；编码方式采用外编码RS240/224、内编码LD⁃PC3/4的模式；系统码率为5.5 Mbit/s[3]；各站点发射功率1000 W；播出频道为13频道；中心频率474 MHz；转播8套节目，即佛山新闻频道、精彩影视、中央新闻、中央5台等央视节目共6套电视节目，还有2套数字广播节目。

在前端系统，中央台节目经卫星接收，本地节目经编码器编码，均送入交换机，由交换机将各路节目IP包转发给主备复用器，主备复用器各输出一路复用后的信号给码流选判器，在自动模式下由其选择质量最好的一路信号作为节目信号源，通过光纤网络传送至季华路机房[4]。季华路机房光接收机有两路输出，一路输出给季华路发射机主激励器，一路输出到分配器。分配器输出两路信号，一路送给季华路发射机备激励器，一路送给适配器，经ASI/IP转码后，输出IP格式信号至交换机，由交换机将信号转发至四路IP微波设备，传送至各区发射站。各区接收微波信号后，经交换机、IP/ASI转码，输出ASI信号供发射机调制发射，如图2及图3所示。

3 指标测试

为了解CMMB系统在佛山地区的实际播出效果及信号覆盖情况，佛山电视台联合广电总局技术人员使用CMMB综合测试仪，对该系统在佛山市的覆盖进行了路测，接收电平分布及接收效果分布情况如图4～图6所示。

季华电视塔单点播出时，佛山市整体覆盖电平偏低，距发射点4.5 km之外的地方，接收场强恶化，许多路段场强低于-75 dBm，介于-80～-85 dBm之间，接收不成功的路段，主要是场强较低，导致信噪比低于门限值，造成误码[5]。在对CMMB发射机功率测量以及参照原来模拟信号的覆盖等均正常的情况下，最主要的原因是利用多功器，CMMB信号和佛山台模拟信号共用原有发射天线，且与极化方式为水平极化，以及数字、模拟天线上下倾角差别有关。目前，增开南海雷岗发射站，加强了对禅桂中心城区的覆盖。

4 系统的升级与改进

季华路电视塔、南海雷岗、顺德烟墩岗机房CMMB相关设备的安装和调试工作已经完成，3台发射机能够正常组成单频网发射。下一步的工作是继续完成剩余站点的建设。在CMMB单频网运行维护过程中，笔者对系统进行了一些升级和改进工作。

4.1 编码器升级

在CMMB单频网的试运行过程中，接到用户投诉，反映车载GPS导航仪上收不到CMMB信号。经过调查，发现确实有一些型号的导航仪无法收看CMMB节目。在和厂家沟通后，下载了升级数据包和授权文件，在前端机房对编码器进行了升级，解决了该问题。

4.2 更换网络适配器

最初使用的是PBI设备，后来改用DEKTEC公司的DTE-3120。DTE-3120体积更小，支持二维FEC纠错编码，具有码流分析的功能。液晶屏上可以显示比特率、IP、MAC地址等信息。码流分析功能在故障分析中很有用。

4.3 增加复用器备用系统

在前端机房增加一个戴尔的复用器，作为中兴复用器的备用设备。主复用器出问题时，可以切换到备用系统上。在实际应用中，曾出现主复用器升级过程死机，导致所有发射机掉功率的情况，而在切换到备用服用器后单频网恢复正常。

4.4 IP微波防雷

珠三角地区雷雨天气较多。佛山的IP微波虽未出现遭雷击损坏的情况，但在运行一段时间后，还是为IP微波的收发端设备均增加了防雷保护措施。具体做法是在IP微波的室外单元和天线之间加装防雷击的保护器。

4.5 远程监控

季华路电视塔机房专设了一台监控计算机。该计算机与机房的交换机相连，设置好IP地址后，可以通过浏览器访问IP微波，网络适配器等设备。加装发射机远程监控软件后，可以监看各发射机的工作状态，实现功率报警，远程开关机等功能。

5 故障及解决方法

在CMMB单频网运行的过程中，笔者对目前遇到的设备故障及解决方法做了总结：

1）发射机频繁掉功率。曾有一段时间，各台发射机出现不断掉功率的现象。经查询故障记录，均为TOD丢失，10 MHz丢失。激励器在单频网工作状态下，需要由GPS提供标准的时间参考和频率参考，才能做到同频同时播出。如果时间频率参考丢失，激励器会自动卸掉功率，避免不同步造成覆盖区的同频干扰。由此，可判定是GPS出现故障。开始笔者尝试把GPS断电源，然后再重启的方法，在重新获得时钟和频率参考后，激励器会重新上功率。此后，GPS一再出现这个现象，通知厂家过来更换了新的GPS，到目前暂时没再出现此故障。

但GPS重启后，重新锁定的时间比较长，需要15 min左右，发射机停机时间比较长，因此这并非理想的解决方法。如果GPS故障发生在前端系统，将会导致所有发射站点播出中断。所以为了整个系统的稳定运行，需要为GPS系统准备一个可靠的备份系统，能做到主备系统之间的无缝切换，确保安全无间断播出。

2）微波传输分配系统的故障。中广为CMMB单频网选用的传输分配系统是RedLine的IP微波，新闻中心的信号源经光纤传到季华路电视塔机房后，经交换机由4路IP微波传到各区。在微波信号中断的故障中，一次是因为微波室内单元的故障导致中断，一次是因为微波天线安装不牢固，被大风吹离了原来位置。经更换相关设备和加固天线后，目前工作稳定。

3）复用器故障。复用器是单频网系统的重要设备，信号的复用、同步信息的插入、调制信息的插入、时隙的分配都在复用器里面进行，如果出现问题，整个网络都会受到影响。

2011年1月1日0时，复用器的时钟错误显示为“2011年1月0日”，导致单频网各站点无法同步，播出中断。广东多个地市CMMB网络亦出现此故障。

作为应急播出，笔者将季华路发射机改为MFN多频网播出。当1月1日凌晨过后，复用器时钟转为“1月1日”，将发射参数改回SFN，CMMB单频网恢复正常。

4）电源故障。雷岗发射机房，曾因雷电引起浪涌电压过高，导致发射机电源空气开关跳闸，发射机关机。今后需做好无人值守机房的防雷、供电安全建设。

6 系统维护的体会与思考

在系统维护中，如何让单频网更稳定地工作是首要任务。其中，工作量最大的就是无人值守机房出现了设备故障。因为季华路电视塔机房24 h都有值班人员，故而能够随时进行故障处理。若其他站点出现问题，就需要第一时间赶赴现场。今后的重点工作应该是，继续完善单频网系统结构，尽量减少这些机房设备发生故障的机会。

首先，要考虑搭建另一套信号传输系统（如光纤传输方式），2种不同路由的信号源同时接入发射机激励器。一些重要设备采用备份方式。比如机房的GPS设备，最好能采用2部GPS接收机分别连接主备激励器的方式。在主激励器的GPS设备出现故障时，利用激励器的自动切换功能，转到备用激励器上播出。

其次，做好例行检查和抢修总结。在检查中及时发现设备的隐患。特别是像GPS天线，IP微波天线等不容易查看到的部分。定期手动切换发射机的激励器，确保两个激励器都能正常工作。在抢修过程中，做好与厂家和中广工作人员的沟通，协调工作。抢修结束后，及时讨论总结，提高判断故障的能力。

最后，要善用远程监控功能。设备出现故障时，先通过监控计算机大致判断出现故障的原因，做一些尝试恢复的工作。比如，发射机的远程开关机，IP微波的重启（reboot）功能。即使做了如上处理故障仍然存在，也可以缩小判断的范围，减少工作量。

[1]中国移动多媒体广播(CMMB)简 介 [EB/OL].[2011-07-12].http://www.dvbcn.com/2009-4/2-30357.html.

[2]王波，刘江鹏.CMMB单频网的建设与思考[J].卫星与网络，2009（9）：28-33.

[3]国家广播电影电视总局.GYT 220.1—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[S].2006.

[4]解伟.移动多媒体广播(CMMB)技术与发展[J].电视技术，2008，32（4）：4-7.

[5]戴闽鲁.CMMB无线网络测试与分析[M].北京：电子工业出版社，2009：95-105.