地面数字移动电视单频网实例分析

陈正军

(中国广播电视国际经济技术合作总公司，北京 100045)

地面数字移动电视单频网实例分析

陈正军

(中国广播电视国际经济技术合作总公司，北京 100045)

随着数字电视传输标准的建立和国内相关设备的不断成熟完善，国内大部分地区纷纷对国标GB20600—2006进行实地应用测试，以确定国标在本地区的实地覆盖效果。介绍地面国标数字移动电视在黄石市的实地组网案例，通过一整套数据自动采集系统，对实地测得的覆盖场强、误码率、图像效果等相关数据，对黄石市地面数字移动电视组网的实际覆盖效果进行综合分析，并提出后续的改进建议。

地面数字移动电视；单频网系统；数据自动采集系统；接通率

随着国内数字电视地面广播传输系统标准的公布，2007年8月GB20600—2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》[1]被强制实施，我国的数字移动电视单频网，似雨后春笋般应运而生，各地区纷纷采用最新的国标在本地区进行实地覆盖效果的优化测试，来确保国标在本地区的实地覆盖效果达到最佳。

笔者有幸作为黄石市数字移动电视单频网项目负责人，参与了包括前期考察、试验的全部工作。笔者也是在国标确定后，第一次选用中国标准进行地面数字移动电视单频网的组网工作，作为笔者参加的第一个数字电视组网系统，地面数字移动电视的站点位置、功率等级、传输链路、组网参数等相关参数的选择是直接影响最终实地覆盖效果的关键数据，通过对黄石市市区各主要街道的实地模拟覆盖，以及现有基站的位置进行综合试验评估是本次地面数字移动电视组网成功的关键所在。

1 方案需求分析

1.1 符合国家数字电视地面标准GB20600—2006

根据GB20600—2006标准，采用符合国家数字电视地面广播标准的数字自产激励器，可以实现高清和标清的移动接收和固定接收，不但满足广播电视室内固定接收的要求，还可以为以后车载移动接收、手持便携接收等等，提供好的拓展平台。

1.2 传输两至三套标清的电视节目

选用高质量的，带统计复用的，符合MPEG-2标准的数字编码器，三套节目的速率可以压缩到5.44 Mbit/s以内。

1.3 系统可实现远程监控

东方山发射台是无人值守发射台，需要安防探测和安防摄像监控系统，监控信号需要回传月亮山发射台进行监控。

在进行组网调试、测试和运行中，远程监控具有非常重要的意义，监控主要包括同步监控、发射机监控等，如GPS是否正常、单频网适配器是否正常、发射机是否正常，以及远程开关机、复位等操作。

2 黄石市地面数字移动电视的组成

采用国家广电总局批准的34频道作为频率资源，选用符合国家地面数字电视广播发射机GY/T 229.4—2008[2]标准的数字发射机。

以月亮山和东方山作为地面移动数字电视单频的两个主要发射基站，采用四层四面的双偶极子天线，增益约14 dB，下倾角分配为5°,考虑是移动接收，两个基站均采用垂直极化。系统能够覆盖黄石市市区、铁山区、西塞山区、下陆区、大冶市等城市大部分主要的交通线路。由于现场实地地形复杂，对于及个别覆盖盲区采用小功率布点的形式，进行补盲覆盖。

整个系统分为三部分：广电中心信源处理部分、月亮山发射站部分和东方山发射站部分，其中东方山发射台为无人值

守台，需要安防监控和发射机远程监控系统，监控信号通过双向数字微波系统回传月亮山发射台进行集中管理。

月亮山发射台除满足自己播发之余，还需负责向东方山传输节目信号的任务，节目信号的传输也通过双向数字微波系统进行广电中心机房则负责节目信号的编码复用等处理工作，传输流需满足SFN标准GY/T229.1—2008[3]和传输流复用GY/T229.3—2008[4]的标准。组建单频网的关键设备单频网适配也放置在这里，信号将通过单频网适配器处理后通过ASI光端机传出。三部分的设备配置如图1所示。

图1 黄石市地面数字移动电视系统图

3 组网系统参数配置

选择什么样的组网参数，直接影响到系统的覆盖效果。国家数字电视地面广播标准(GB20600—2006)可用的有效码率从5.414～32.468 Mbit/s，即每个频道的输入码率不能超过上述范围。选用高的传输码率可以多传输几套节目，但对应的接收门限电平提高，覆盖范围变小；选用低的传输码率覆盖范围大，但传输节目数量减少，频谱利用率低。复杂城市中的移动数字覆盖，一般会选用较低的标准。其详细情况如表1。

在保护间隔上，充分考虑了月亮山和东方山之间的实际距离，保护间隔长度为420(55.6 μs/16.68 m)。在传输码率和纠错方面，根据用户节目传输的需求，以及前端系统设备的性能，选用高质量的编码器(MPEG-2标准)，目前一套标清电视节目可以压缩到2.4 Mbit/s 。

本系统参数优先选用DTMB的4K模式、4QAM、FEC=0.6，信号帧长度4 200个符号系统参数，允许传输8.122 Mbit/s

表1 GB20600—2006系统净荷数据率的码率，至少可传输3套电视节目。

信号帧长度/符号4200FEC码率0.40.60.8净荷数据率/(Mbit·s-1)4QAM——5.4148QAM5.4148.12210.82916QAM10.82916.24321.65832QAM——27.07264QAM16.24324.36532.486

注：表中—表示该模式组合不在本标准规范之内。

在发射功率方面，考虑黄石市的地理条件为多山，城区分散，因此建议采用单频覆盖网加补点器方式较为适宜。使用黄石电视台月亮山和东方山两个发射台组单频网，选用1 kW的数字电视发射机可充分覆盖除西塞山区以外的地区，西塞山区处于高山脚下，主站信号覆盖难度较大，仍采用50 W补点器进行补充覆盖，达到预期的覆盖效果。

4 组网覆盖测试

4.1 测试系统的组成

测试系统主要由移动接收天线、机顶盒、电视机、场强仪、数据自动采集系统和供电系统组成。移动接收天线是由用户提供(与目前用户实际配发天线一致)，从佛山健博通电讯公司购置的鞭状天线，型号为增益4.5 dB，用于场强和误码率的测试。

数据自动采集系统是北京同方吉兆科技有限公司自行研制的，将GPS、场强仪和机顶盒的测试功能集于一体，可以自动记录车辆行驶路线的GPS坐标、与发射台站的距离、车速、场强、是否有误码等参数，测试间隔为每秒一个点，经过处理，可以生成场强分布图、场强统计、误码分布图等非常有用的图表数据，对分析场强和误码分布有很大的帮助；整个测试系统，由车载逆变器供电。

场强议：PROMAX公司的PROLINK-4C(测试灵敏度为20 dBmV，低于20 dBmV的场强数据只能作为参考，不能保证精度)。

4.2 合成场强测试

测量时，使用一辆机动车，以正常的行驶速度，沿途记录GPS参数和场强数据。测试线路主要以黄石市的主要公交路线为主。测试结果详见图2～图4。

图2 黄石市地面数字移动电视场强覆盖测试路线图(截图)

图3 黄石市地面数字移动电视场强覆盖统计图

图4 黄石市地面数字移动电视场误码率统计图

4.3 机顶盒门限电平的分析

策略五：引导家长学习一些与幼儿拉近关系的技巧，如身体接触、语言鼓励、送礼物等，融洽教学氛围，增强助教效果。

按照Okumura模型与Hata公式[5]，适用频率为100～1 500 MHz，传播距离在1～20 km内的城市场强预测。

黄石市以中小城市规模，市区主要以准平滑地形作基准，其他各地区的影响均以校正因子的形式出现。Okumura/Hata模型市区的基本传输模式为

L(dB)= 69.55+26.16lgf-13.82lgh1-a(h2)+(44.9-

6.55lgh1)lgd-K

(1)

式中：a(h2)=3.2( lg 11.75h2)2-4.97，K=2lg 2(f/28) +5.4，且h1，h2为发射台塔和移动接收天线的有效高度。

接收机接收到的信号电平：电波从发射台发出，经过馈线和天线，通过空中向远方传播，在此过程中信号受到衰减，到达远端接收机时，信号电平为

Pr=Pt+Gt+Gr-Lt-Lr-L

(2)

式中：Pr为接收电平(dBm)；Pt为发射功率(dBm)；Gt、Gr为发送、接收天线增益(dBm)；Lt、Lr为发送、接收馈线损耗(dBm)；L(dB)为电波空间传播损耗。

通过上面的理论计算，结合在以4QAM、FEC：0.6、G：1/9、Interleaving：720、C=3 780的组网模式下，以大于27 dBμV作为接收机的移动接收门限电平。

5 结论

结合图2可看出，分布在黄石市周边主要的交通干道的场强大部分多在27 dBμV以上，通过图3不难看出，机顶盒的场强接通率为94.32%，不合格率仅为5.68%。以1.0×10-3(主观图像流畅，不出现马赛克)作为误码率的统计门限，通过图4可以看出，误码率的合格率为95.88%，不合格统计仅为4.12%。

5.1 不合格分析

从图2～图4中不难看出，无论是单站覆盖，还是合成场强，均出现了小部分的不合格，经过分析得出两点：

1)确实是由于高层建筑物的遮挡造成的弱场强区，用户可以通过提高接收天线的增益，以及挑选门限电平低一点的接收机，或加相应频率的线间低噪声放大器等方法来降低不合率。

2)由于铁山区完全是有东方山基站来覆盖，受到实地地形的限制，覆盖到铁山区的只能靠绕射波覆盖，为解决这一问题，建议减少东方山基站的天线的下倾角。

[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] GY/T 229.4—2008，地面数字电视广播发射机技术要求和测量方法[S]. 2008.

[3] GY/T229.1—2008，地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法[S]. 2008.

[4] GY/T229.3—2008，地面数字电视传输流复用和接口技术规范[S]. 2008.

[5] 薛核心：Okumura/Hata模型理论[EB/OL]. [2015-05-23].http://wenku.baidu.com/view/2e7979ecf8c75fbfc77db262.html.

【本文献信息】李友.全媒体时代新闻制播技术[J].电视技术,2015，39(24).

【本文献信息】孔冰，王福铭.浅析“动中通”在马拉松赛事中的技术保障与实践[J].电视技术,2015，39(24).

Analysis on Ground Digital Mobile TV Single Frequency Network

CHEN Zhengjun

(ChinaRadio&TVCO.forInternationalTechno-EconomicCooperation,Beijing100045,China)

With the establishment of digital television transmission standard and the continuous advancement of relevant facilities, the international criterion GB20600-2006 has been tested in most area of China in order to assure its actual coverage effect. The ground international digital mobile TV network that is set up in Huangshi city is introduced in this paper, the data of signal coverage, error rate and image effect, which is produced by a set of automatic data acquisition system, and the coverage effect of the TV net are comprehensively analyzed, and the forward some subsequent suggestions are eventually put.

ground digital mobile TV；single frequency network system; automatic data acquisition system；rate of connection.

TN948.53

B

10.16280/j.videoe.2015.24.004

2015-08-11

陈正军(1975— )，学士，项目经理，主研广播电视设备的安装和系统调试。

责任编辑：薛 京