地面数字电视单频网覆盖方法研究

□ 庄军 沈莉

一、数字电视广播单频网信道的重要特征

数字电视广播的传输方式有三种，包括有线、地面以及卫星传播，其中地面数字电视广播单频网信道在空气中自由传播，但受到外界信道条件影响极大。

地面数字电视广播信道主要包含了大尺度效益和小尺度效应，前者用来预测无线覆盖的范围，后者用来短距离或短时间的信号强度适应，下面详细介绍几种地面数字电视广播单频网信道的特点。

(一)数字电视广播信道的电磁波的传播特点

电磁波在传播的过程中主要呈现出以下几点特征：

首先，当无障碍物阻挡的时候，磁波的传播是直射波，直射波在视距覆盖的范围内实现无遮挡的传播，使得数字电视广播接收到的信号是最强的。

其次，当电磁波遇到不同建筑物或者是接收到反射点的时候，会转化成为多径反射波，这类电波的信号强度较直射波的信号强度较低。

再次，当电磁波在多山地区或者是高大建筑物之中会经过反射达到多接收点的传播信号，形成强度与反射波差不多的绕射波。

最后，当电磁波传播所处的空气中经离子刺激之后并发生二次发射之后会在漫反射的物理作用之下达到接收点的传播信号，这时的电磁波的表现形式是散射波，这类电磁波的产地信号的强度是最弱的。

(二)地面数字电视广播单频网信道的地理环境具有较强的复杂性和多样性

地面数字电视广播单频网信道的传播环境多是在经济较为发达的城市之中，其中最典型的区域具有以下几点特征：

首先，信道传播的地区多是收建筑物并且经济比较繁茂的地区。其次，电视广播信号的使用多是居民区，所以地面数字电视广播单频网信道的地区多是较为常见并且比较规则的建筑物小区。最后，在远郊较为偏僻的地区，地面数字电视广播单频网信道也有一定的覆盖范围和影响，所以地面数字电视广播单频网信道传播在山丘、湖泊以及平原为主的农村或者是郊区也有一定的影响作用。

(三)地面数字电视广播单频网信道的使用者在接收范围上有一定的灵活性

地面数字电视广播单频网信道的使用者在接收信道信号的时候表现为移动的性质，主要有以下几种：第一种就是固定接收的用户，这类用户在使用信号的时候多是在天线的辅助下进行信号的固定接收，另一种就是便携式的接收，在任何形式的接收上，电视天线移动的范围在0.5米的范围内，形成最佳的接收效果。最后一种接收方式是移动接收方式，主要应用在移动设备的信号接收上，移动设备的信号接收天线较地面的天线至少高出1.5米。

二、地面数字电视单频网的覆盖方法

(一)地面数字电视单频网覆盖区域分析

覆盖区域在设置的时候应当依据接收点的具体地理环境进行设置，在确定地理环境模型之后建立信道传输模型，注意的概念就是地点概率以及时间概率，地点概率主要是考虑信号达到接收点的概率，地面的数字电视多数是移动的，要求移动接收的概率应当达到95%以上，时间概率主要是要考虑在给定场强的时间概率的问题。

常州市市区南北长、东西窄，传媒发射塔位于新北区，市中心高楼林立，传媒塔天线相对高度315米，武进塔相对高度205米，根据地形和周围环境，采用传媒塔为主，武进塔为辅的设备。主塔传媒满功率播出，辅塔小功率补点覆盖。

(二)设置单频网数字台站（配置单频网中间设备、发射机、台站）

区别多频网播出，单频网播出必须增加相关设备。

单频网适配器采用了UBS公司的DTMB-4010。为了实现主备路单频网信号的切换，单频网系统中还增加了单频网适配器切换器，当主单频网适配器故障或发生可触发切换的告警时，自动切换到备用单频网适配器。当主单频网适配器恢复工作时，自动切换回主单频网适配器。

单频网技术不仅使网络频率效率提高，而且可以使网络的功率覆盖效率提高。例如在一个功率变化幅度较大接收点，采用传统的方法是加大发射机功率，让该点的功率富裕量大，才能保证正常接收，造成功率浪费。若采用单频网模式，接收点可以接收不同发射机的信号，同时也可以接收多路直射和反射的信号，这些多径信号的平均效应可以降低场强的变化范围，同时对每个发射机的功率要求也降低了。相对于模拟电视，数字电视发射机功率一般为1000W，降低了能耗，减少了环境电磁污染。

地面数字电视发射台位置的选择应当结合当地的业务规划以及建设目标进行安排，降低数字台站的建设成本，优先考虑模拟电视发射机相同位置同塔发射，通常在建设单频网数字台站的时候，应当优先考虑天线的高度、天线方向图以及基本与原模拟台站保持一致，使得数字台站的有效辐射功率数值在原有的基础上减少十分之一。在设计单频网的时候，应当充分考虑地理环境，减少带来的单频网间的相互干扰，预先选取台站，使得两个数字站台之间呈现出最大的保护间隔，充分利用天然的地理环境。

(三)单频网参数及频率的选择

根据传输节目的数量和接收效果的要求以及各发射点的间隔距离，选择采用何种编码模式。各个参数不同，组合成的模式多种多样，各种模式的传输效率、抗干扰能力等都会有差异，因此选择合适的模式对业务的顺利开展相当重要。我台数字移动频道目前只有两套节目（2套节目码率不超过6M），而且大多数终端位于公交车上，所以依据自身情况参照总局的推荐，我台选择了下面这种模式（表1）：

表1

模数同播时期，模拟电视正常播出的时候，应当寻找可以利用地面数字电视发射的频道，需要对发射机位置周围的无线电视频谱使用情况进行分析，选择相对负担较小、电磁环境相对干净的频道开展地面数字电视业务。应当考虑以下几个步骤：

首先，将指配的数字台站在作为参考台站，选择频道确定为当前的使用频道，计算一定区域内的指配数字台站，防止有害台站的出现，并在最大限度上筛选出门限模拟台站。

其次，根据拟选择区域的模拟台站的ERP和指配数字台站的有害强数值，在参考模拟台站和指配数字台站之间筛选出免受干扰的模拟台站。

再次，将选择剩下的模拟台站当做多进行进一步的深入干扰缝隙。

最后，将指配数字台站当做最终选择，计算其他模拟台站的有害场数值，分析指配数字台站业务区域受模拟台站的干扰情况。再次应当注意的是，对同地域的数字台站的模拟电视干扰需要结合当地的数字和模拟ERP来进行有效的保护。

三、总结

本文重点介绍了地面数字电视广播单频网的特点和单频网覆盖方法，认识到单频网能够更便捷地满足人们对于高清电视节目的要求，促进电视在人们生活之中的广泛应用。

1.杨生,董慧频,李瑞珍.地面数字电视单频网覆盖及系统原理[J].内蒙古广播电视技术,2014(03)

2.蔡凡,王丹丹,何大治.应用于地面数字电视单频网的时钟锁频技术[J].电视技术,2014(18)