地面数字电视广播单频网系统及传输覆盖

范金波

【摘要】地面数字电视广播单频网技术要求是2012年国家颁布的一项国家标准，随着近年来科技的发展，我国的电子信息技术也全面普及，在给人们生产生活提供便利的同时，也在实际生活中得到了应用，电视广播是信息传播的一种主要形式，如何在单频网中通过系统优化提升其传输覆盖？本文通针对这一问题对地面数字电视广播单频网的研究，探讨了其系统机构和传输覆盖，并提出了优化完善的方法，单频网的完善可以解决传输覆盖工程中工作不到位的情况，提升覆盖工程范围和效果。

【关键词】地面数字电视广播;单频网;传输覆盖

中图分类号：TN929                              文獻标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.21.015

广播电视体系中占据主要地位的是地面数字电视广播，不仅具有图像质量好，不容易受到干扰、无重影的特点，还可以在同一个电视频道内有多套电视节目，目前全球共有4套地面数字电视广播的传输标准，而我国的数字广播系统起步比较晚，2017年正式实施，而国际上很多国家地面广播系统已经比较完善，覆盖率已到达99%，我国也逐渐朝着国际化方向发展，单频网系统技术的应用也渐渐成熟。

1. 单频网概述

单频网是由多个位于不同地点处于同步状态的发射机组成的地面数字电视覆盖网络，网络中相同的发射机在工作时发射相同的频率、在同一时刻发射相同的码流，以完成对服务区的信息覆盖，随着数字电视广播网络的快速发展，对单频网来讲是机遇更是一种挑战，在城市或则嘈杂的市区，由于环境比较复杂，可能存在一定的盲区，而无线电技术可以利用其多点发射的功能解决覆盖不到盲区的问题，但在单频网系统工作时，仍会遇到一些技术性问题，体现在单频网的接收端接收机接受发射端发射的信号上，如何可靠的接受发射信号是单频网系统在工作中的技术难题，除此之外，受多种因素的影响，单频网在使用时会受到限制，为推动地面数字电视广播的蓬勃发展，需要全方位考虑多种因素的影响。

1.1 信道环境

一般来讲，信道是指一种传输媒质，需要经过采样和量化处理，采样之后，如何对采样的信号进行量化是最很关键的一步，量化的过程实际上就是在采样过后，采样取得的值依旧是模拟信号的值，模拟信号值是什么，采样的值就是什么，没有变化，由于采样量比较多，各不相同，处理起来会增加一定的困难，为了采样值处理的方便性，可以把多个值变成有限个值，因此，就需要对采量值进行量化处理，量化处理过后，就是对信号进行迎接的信号编码，信道编码的实际意义就是把数字信号转变为符合信道传输的煤质的情况，由于信道的环境比较复杂，单单用低压很难表示信道的复杂环境，需要使用其他事的编码符合信道的传输环境，常常采用的有编码有三种，信号彩印等一系列的处理之后，就可以在信道中传播了等信号传输过后，在经过反方向的过程，把电压编译为二进制的代码，在转换为模拟信号，就能够被人们理解和采用了。

不同频段的无线电波的传输方式和特点各不相同，无线信号的传输方式有以下几种;其中包括（直射、反射、绕射、）以及散射波，地面广播电视的信道环境有高斯环境、瑞斯环境和莱斯环境。①高斯传播是一个射频通信信道，也是指加权高斯白噪音通道，包含了各种频率的特定噪音，在系统的评价功能上，高斯信道占据重要的地位，②：在信号宽带小于制定宽带时，瑞丽传播信道中存在平坦衰落，多径可以当做一径处理，信号宽带宽于一定宽带时，每个频段接受的增益不同，此时的多径不可以当做一径处理，要分别考虑各自的增益。高斯分布的平方和的开方，相当于二分之一的高斯分布，信号由正交多个路径叠加在一起的两部分组成，当路径数达到高斯分布要求时，就满足高斯分布，正交两部分平方的开方就是瑞利分布。

1.2 传输损耗

顾名思义，传输损耗就是信号在发射机发射的过程中，损失的功率，又可以称作路径损耗，在发射和接受之间受外界因素的影响而消耗的能量，在射频波传输时，就会增加功率的损耗。特定电磁频率（非常高且非商业）被空气完全阻挡或过滤。大路径损耗：描述大尺度衰落的几种常用模型有自由空间模型，Burlington模型。传输损耗用lr表示。其计算公式为：Lr=20lgd+20lgf+32.4。

2. 单频网系统

地面数字电视单频网的的结构框架为：复用器、单频网适配器、传输分配网络、激励器、GPS系统、发射机、接收机、监控系统等组成。

2.1 适配系统

想要建立单频网首先要制定相应的适配系统，适配系统是适用于适配器等一系列方面的一套控制系统，还具有自适应的特点，单频网适配器工作的原理是将国际标准的频率和标准的时间运用到地面的广播当中去，单频网依据适配器提供的数据进行处理，在考虑每个站点的最大频率延时时，适配器和系统处理的最大延时精确到0.000001s单位，为了简化延时的计算，要清楚站点之间的距离，以10us传输3KM标准进行计算。

2.2 传输系统

在广播电视的接受网络信号的同时，信号参数一般采用一定的离散间隔数据来进行数据的接收，但是在接受信号的时候要保证各个数值之间保持最小的距离，同时网络数据要保持一定规律的移动，增加网络信号的抗干扰能力。继电器是网络信号接收系统中的保护系统，可以加强其工作环境中的抗损耗能力，延长信号接收器的使用寿命，同时继电保护系统使用方式简单易操作，在各个网络信号接收系统和行业都可以大展身手。数字业务网在进行数字的模拟信号时，采用不同的数字模拟系统有不同的效率，虽然过程中二进制的效率低于原始的信号采集模式，但是通过有效的编码模式可以为二进制的模拟系统创造传输媒介，促使其在一定的条件下加大工作效率，不断的满足信号接受系统的需求。同时，这种情况下，需要满足的条件包括：在保证信号接受过程中的经济效益达到最高水平，就不能改变其网络传输过程中的信号接收地址。

2.3 发射系统

发射系统在系统中发挥处理单元的重要作用，是单频网中重要的组成部分，

发射机一般是将接收机的工作同步到发射机上，把传输信号同步带编码程序上编译成发射信号，在确保最大延时范围内的条件下发射出去，想要实现单频网的同步，可以参照接收机的时间作为发射机和调制器的依据。

3. 单频网传输覆盖

单频网的建立首先要选择发射机，对发射机在工作性能上有严格的要求，选择性能比较好运行比较稳定的发射机，在信号传输时具有一定的安全性与可靠性，

同时还要确保发射器的技术水平，保证其不受外界环境条件的干扰，在不同的环境条件下稳定运行，保证信号的发射和传输都具有一个稳定性。传输模式主要有以下几点，如表1所示，分析在3种不同的传输模式下，模式在特点上存在的差异。

表1 传输模式设置对比分析

传输模式 调制方式 保护间隔 内纠错码率 模式特点

传输模式1 64QAM 1/32 7/8 接收功能不好，在市区受干扰严重，无法到达到移动接收功能，但传播的速度快

传输模式2 QPSK 1/4 1/2 传输功能略低于接收功能，且不受外界环境干扰

传输模式3 QPSK 1/4 2/3 传输速度快，接收效果好

4. 结束语

综上所讲，对单频网的工作原理进行了分析，能够根据测试的结果对单频网的性能进行优化，解决覆盖盲区或者覆盖不到位的现象，对重叠信号、天线、角度、发射功率进行优化，现如今社会，单频网技术在地面广播的广泛应用，极大地解决了地面数字电视广播传统的技术难题，大大提高了对频率资源的充分利用，确保接收机和发射机在信号传输和信号接收上能够更加的稳定，使用单频网技术或者增加补点器技术减少覆盖盲区，大范围的传输覆盖盲区可以使用增加基站的方法，采用补点器能够扩大覆盖范围，保证传输覆盖区域的可靠性。

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