广东移动电视单频网的构建

童龙文，黄少俊

（广东省广播电视技术中心，广东 广州 510098）

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。

图1 广东移动电视前端系统

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。

图2 单频网信号分配传输系统

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。

表1 保护间隔与站点最大距离

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。

[1]GB 20600—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.

[3]黄少俊，童龙文，陈智基.H.264和AVS编码在地面数字电视广播系统的应用[J].电视技术，2009，33（7）：4-6.