地面数字电视发射系统介绍及调试

樊菊萍

(山西广播电视无线管理中心，山西 太原 030012)

根据2012年2月14日全国广播影视科技会议发布的《地面数字电视发展规划》意见稿《地面数字发展规划》要求：“到2020年，地面数字电视综合覆盖率基本达到现有模拟电视覆盖水平，全国地面数字电视覆盖网基本建成,地面数字电视接收机全面普及，地面电视公共服务水平得到较大提升，地面电视实现由模拟到数字的战略转型,地面模拟电视信号停止播出”，地面电视将全面跨入数字时代！

数字电视技术主要分为地面数字电视、卫星数字电视(DVB-S；DVB-S2)和有线数字电视(DVB-C；DVB-C2)三种。

地面数字电视广播标准：

1) 美国 是ATSC、ATSC-H/M 标准

2) 欧洲 是DVB-T/H、DVB-T2 标准

3) 中国采用的是DTMB-A、 DTMB标准

4) 日本采用的是 ISDB-T 标准

地面数字多媒体广播有T-DMB、CMMB、 DAB三种形式。

1 地面数字电视的技术特点

1) 支持单频网组网工作，可以有效扩大覆盖面积。

2) 在一个模拟电视频道内可以传送多套电视广播节目，以64QAM调制为例，单位频谱利用率可达6bt/Hz ，有效的提高了频谱利用率。

3) 为了达到便携接收、固定接收和高速移动接收的目的，提高抗多普勒频移、抗多径干扰的能力，采用了先进的前向纠错(FEC)技术。

4) 为了实现邻频发射，数字地面电视可以在现有的频率范围内得到实现。

2 地面数字电视发射系统

地面数字电视发射系统由信源部分、传输部分、发射部分、发射辅助设备等组成。

1) 地面数字电视广播系统的信源部分包括：卫星接收系统、编码器、复用器、单频网适配器、同步基准、传输适配器、条件接收系统、用户管理系统，也就是数字电视前端，大部分是利用卫星接收机(IRD)接收来自卫星或/和DSNG的节目信号(A/V或TS)，按照一定的编码标准进行编码或转码后，形成符合标准的TS流，但是适配器和接收机必须符合地面数字电视标准。

◆ 卫星/微波/光缆接收系统：直接接收卫星/微波/光缆上的数字电视信号，作为地面数字电视的信号源。

◆ 编码器：将自办的、或其他模拟电视信号、电视伴音信号按MPEG-2(或者MPEG-4、H.264、AVS)编码标准压缩编码成为符合DVB/ASI格式的TS流；

◆ 复用器：将多个单一TS流复用为一个多节目的TS流，统计复用器可以在动态情况下完成复用；

◆ 其他辅助设备：条件接收系统；用户管理系统；单频网适配器；同步基准；传输适配器；

2) 光纤传输系统(SDH网络)、数字微波系统、卫星系统及TS流接收、传输适配器组成发射机的传输部分。

数字电视信号(TS流)的传输方式主要有三种：1) 卫星传输;2) 数字微波传输;3) 光网络传输。

传输方式不同，网络适配器所使用的接口也不同。

卫星传输是地面数字电视信号的主要来源，最近几年卫星信号源已经被广泛采用，各个发射台利用卫星信号源作为主要节目来源，进行地面数字电视覆盖。

微波/光缆传输是通过建立微波、光缆传输链路，将前端打包好的数字电视节目源传输至各发射点；微波、光缆传输的优点是可传送容量大，可实现双向传输，节目交换，这点是卫星传输不能比的。

3) 发射部分由数字发射机、发射铁塔、天馈系统、配电系统及补点器组成 。

发射机是将经由电视台或者节目制作中心通过传输网络传送来的MPTS信号，按照我国地面数字电视传输标准规定，在激励器中，完成信道编码与调制；接着对数字基带信号进行预失真校正处理；经D/A变换后，从模拟基带信号直接上变频到所需的发射频率。激励器输出的RF小信号，并未达到功率要求，还需经末级功率放大器放大到额定输出功率后，通过发射天线发射，最后到达用户处，供用户接收。

在多部发射机共用一副发射天线时，需要在发射机和天馈线之间增加多频道合成器(多工器)，我台两部数字发射机即使用多工器共用一部天线发射。

补点器起到补充覆盖的作用。地面数字电视信号受地形地貌的影响，在覆盖区域内会存在阴影区；采用同频转发设备，定向补充覆盖，来弥补覆盖不到的区域。

4) 发射辅助设备包括发电机、稳压器及机房监控系统等。

3 地面电视可以最大限度的满足本地用户的需求

2012年2月14日全国广播影视科技会议发布的《地面数字电视发展规划》意见稿中指出：“在直播卫星户户通的服务地区，可以在频率资源允许的情况下，发展地面数字电视覆盖网，并利用地面数字电视优先播出本地电视节目，不断丰富当地广播电视基本公共服务的形式和内容”

4 DUT-8313(1 kW)地面数字电视广播发射机原理

我台是2017年中央无线覆盖工程-数字地面电视的补点单位，中央覆盖工程为我台配备了两部数字电视发射机，分别发射30频道和32频道，频率分别为650 MHz和666 MHz。DUT-8313(1 kW)地面数字电视广播发射机是成都德芯数字科技股份有限公司最新一代高效率地面数字电视广播发射机。支持单频网和多频网组网方式；支持单载波和多载波模式；提供 470 MHz～ 566 MHz、 606 MHz～806 MHz 带宽；采用高增益、高线性、 LDMOS 进口功放模块；并且具有AGC功能，保持设备恒定功率输出，保证了产品的稳定可靠和优越性能。DUT-8313(1kW)地面数字电视广播发射机符合国家和行业标准规定的技术规格和参数要求。

4.1 特点

◆ 完全符合国家标准 GB/T 28435-2012。

◆ 发射机的射频输出频谱完全符合 GB20600-2006 频谱模板要求。

◆ 为了提升发射机的发射功率，采用低功耗超线性设计，有效的降低了非线性失真。

◆ 为了保障产品的稳定性、可靠性，设计了大环路 AGC 功能，保持功率恒定输出。

◆ 支持 LED 灯及触摸液晶显示屏指示主要报警和监控信号。

◆ 为了适应不同的工作环境，配备高效率功放开关电源，输入电压范围宽。

◆ 开关电源并联均流输出,保证了设备稳定性。

◆ 发射机具备自我保护、故障自我诊断功能来降低故障率。

◆ 具有多重防雷措施和完善的保护装置来保障发射机安全工作。

◆ 发射机具备遥控遥测接口，以方便进行监测(远程/本地)发射机工作状态。

◆ 对发射机工作状态有实时监控和报警功能。

◆ 智能化全数字面板控制,操作简单、方便。

◆ 采用先进的风机强迫制冷设计方案。

◆ 模块化结构设计带来的安装维修方便，结构外形美观，大方。

4.2 原理简介

DUT-8313(1kW) 地面数字电视广播发射机由主、备两个激励器(选配)；主、备前级推动单元(选配)；三路功率分配器、三路功率合成器、3个400W功率放大器、输出滤波器、供电电源组、防雷保护、显示屏监控单元和散热系统等组成。

数字电视广播激励器将通过传输网络输入的传输码流(TS流)经过信道编码与调制单元(满足国标GB20600-2006中规定的内容)处理后，输出的数字IQ信号送入D/A(AD9789)进行D/A变换，并将D/A转换信号送入上变频处理单元转换成射频信号，进入可变增益放大器(ADL5330ACPZ)进行功率控制和开机输出功率缓释放，最后进行模拟滤波及射频开关机保护，输出射频信号。输出的射频信号送入自动增益控制(AGC) ，经过AGC单元控制，和前级推动单元放大输出，又经过射频切换选择主备推动后，进入每一路功率分配器分别推动3个400 W功率放大器放大后，再经过3路功率合成器完成整机功率合成，进入输出滤波器，最后通过天馈系统实现射频信号的无线发射，完成信号覆盖。

5 发射机调试

5.1 主路(前级推动单元(主) )调试

1) MGC状态，输出功率600～700 W试运行：按“锁定”键3秒解锁后，确认前级推动单元主工作于MGC状态(MGC灯亮，如果工作于AGC状态，应按AGC/MGC键，使之指示到MGC状态)，在“射频输入衰减”菜单(如果未在“射频输入衰减”菜单，可按“选择”切换到该菜单)，原始值为31 dB，按“前级功放”键开启功放输出，再按▼(下)键，RF衰减值减小，随着该值减小发射机功率开始增加，当总输出功率600～700 W时停止，此时检查发射机各功放输出、合成器、滤波器和天馈连接处温度应正常(略高于环境温度)，运行约30分钟各接头温度、驻波、电压电流应正常，否则应及时关机排除发热原因。

2) MGC状态，输出功率900～1 000 W试运行：继续减小“射频输入衰减”值，当前级推动单元指示功率“正常”，触模屏显示整机功率900～1 000 W停止，观察约1小时，功放输出各连接处略有温升且均匀为正常。这时检查前级激励器的液晶显示屏显示设备的工作状态是否正常；

3) 切换至正常工作状态：观察发射机工作正常后，解锁后按AGC/MGC键，使发射机工作于AGC状态，现在发射机即工作于出厂设置的最佳工作状态，整机功率指示约为1 000 W。

5.2 备份(前级推动单元(备))调试

1) 通过操作监控单元液晶触模屏，点击“射频切换器”进入下级菜单，将工作状态切换到备用激励器和备用前级推动单元；

2) 调试备前级推动单元：其调试方法和主前级推动单元相同，只是不需要在小功率状态试运行，直接在MGC状态调试发射机整机功率到900～1 000 W，然后切换到AGC即可。但是注意最后调试完成后再将发射机切换到主激励器/推动单元工作状态。同时设置为激励器/推动单元自动选择状态。

6 结束语

现在，DUT-8313(1 kW)地面数字电视发射机在我台已经运行一年多了，它优越的性能、工作的稳定可靠、界面的清晰可见以及它支持 LED 灯及触摸液晶显示屏指示监控信号和主要报警，以达到对发射机工作状态的实时监控和报警功能为我们的安全播出提供了保障。目前，广播电视数字传播形式是我国电视信息化的最佳途径，地面数字化广播的发展为我国的模拟向数字化创造了条件，促进了我国数字技术信息大发展。