国标DTMB地面数字电视单频网研究

陈飞

摘  要： 地面数字电视是广播电视传输覆盖网的重要组成部分，是各级政府提供广播电视公共服服务的主要手段。而地面数字电视的最大特点之一 就是可以使用单频网进行网络覆盖，目前，单频网已经成为地面数字电视系统中最为常用的组网方式，在整个行业中得到了广泛运用。

关键词： 地面数字电视;DTMB;单频网

我国正在全面推进广播电视无线传输发射数字化进程，加快构建技术 先进、传播快捷、覆盖广泛的公共文化传播新体系。同时，我国自主创新 的音视频编码技术也取得重大突破，  AVS+ 编码技术效率比 MPEG-2 标准提 高了50% 以上，优于H.264 标准，已被总局颁布为行业标准，并融入 AVS成 为国家标准。与传统的多频率地面无线覆盖技术相比较，单频网最直接的 好处是可以节省有限的频谱资源，能够以更高的频谱利用率覆盖更为宽广 的地域范围。

1 DTMB 地面数字电视与单频网优势

1.1  DTMB地面数字电视的优势

现阶段，  DTMB地面数字电视在接收技术与发射技术两个方面的成熟 度，以及相关设备的产业化方面，都已经达到了一定水平，基本满足我国 数字电视广播的发展需求。为更好地进行优势分析，下文将DTMB地面数 字电视与欧洲DVB-T标准进行比较。（ 1 ）数据传输带宽更高。根据有关 数据表明，在同等条件下，DTMB地面数字电视的有效载荷传输能力要高 出欧洲DVB-T10个百分点，在不浪费导频信号的情况下即可实现信号的同 步与均衡，在同等的无线频谱内，DTMB地面数字电视能够提供更高地带 宽。（ 2 ）信号覆盖范围更大。相比于欧洲 DVB-T， DTMB地面数字电视的 接收门限要高出2bB，保证了 DTMB地面数字电视在同等发射条件下可以实 现更大范围的覆盖，一方面节约成本，另一方面减少电磁污染。（ 3 ）频 率资源节约更好。  DTMB地面数字电视的帧结构特点，使其能够与信号发 送时间形成绝对同步，很大程度上能够节约我国的无线频率资源，提高对 城域、省域、市域等范围内的单频网支持。

1.2  单频网的优势

单频网组成的基本单元是发射机，当不同点位的发射机在同频同时的 同步状态下发射相同的射频信号，实现对指定区域的覆盖，这就是单频网 的组建与应用。其优势在于：（ 1 ）单频网利用率更高。通过对频率的规 划，可以实现单频网覆盖区域的扩大，随着覆盖区域的扩大，单频网的经 济效益越佳，实际的利用率也就更高。（ 2 ）单频网组建优化程度高。单 频网在基站布局、发射机功率选择上的优化程度较高，在组网过程中，小 功率发射机的不同组合取代了单一大功率发射机的使用，一方面使得单频 网发射机成本降低，另一方面也使射频信号辐射减少，环境污染减小。更 为重要的是通过优化，单频网覆盖的均匀性提升。（ 3 ）单频网覆盖范围 更广。单频网的多点同频发射技术，能够减少“阴影区”的存在，提高覆 盖率，清除城市、山区等区域的覆盖盲点。

2 DTMB 地面数字电视的技术应用

2.1  场强接收门限的设置

DTMB地面数字电视的场强接收门限值，应以晴天时的数值为准。另 外，要充分考虑随着使用时间的增长设备可能出现的老化和功能衰退问 题，以及设备在恶劣极端天气条件下运行的可能，为此，在进行场强接 收门限设置时，要注意保留余量，以确保设备在任何情况下都能够正常 运行。

2.2  覆盖方案的影响因素

DTMB地面数字电视覆盖方案的影响因素主要包括发射塔布局、发射 功率、覆盖区地理环境、建筑物布局等，这些影响因素对于方案中建设单 频网还是单一发射站等规划问题产生重要影响，应系统全盘考虑。

2.3  发射端设备选择标准

DTMB地面数字电视的发射端设备主要包括发射机和激励器。现阶 段，我国的发射端设备呈现固态化、灵活化、小型化发展趋势，在效率提 高、功耗降低、智能控制等方面体现出较大进步。

3 单频网组网的关键技术

科学技术的发展给电视广播领域带来了巨大的变革。电视数字化和网 络化技术浪潮来臨，对电视信号品质也有了更高的要求，这也加速了数字电视技术的发展进程。地面数字电视单频网组网技术主要包括：单频网网 络规划、组网模式选择、覆盖重叠区域接收性能调试以及单频网节目分配 网络等。

3.1  单频网网络规划

地面数字电视进行单频网网络规划要求所有发射机采用同一频率发 射，并且在不同的应用环境中可以组建结构不同的单频网络。对单频网组 网模式组网规划的研究将有利于各地区根据实际情况和业务需求选择最佳 网络模式，促进地面数字电视单频组网技术的有效应用。

3.2  单频网组网模式

地面数字电视单频网主要由前端系统、传输系统、发射系统和接收系 统组成。前端系统由编码器、复用器、加扰器组成，不同路径传输的节目 源经过编码器转换成适用于地面数字电视的码流，然后通过复用器合成一 路信号，按照DVB标准加扰算法对该信号进行加扰，输出TS码流;传输系 统负责将TS码流传输到地面数字电视的各个发射系统当中;发射系统则是 将TS码流经过调制、变频、滤波、放大等处理后进行地面发射;接收系统 主要任务是通过接收天线将高频调制信号进行变频、解调后得到数字电视 码流，经过复用、解码等操作完成用户端数字电视节目信号的接收。

3.3  单频网重叠区域接收性能

地面数字电视信号覆盖区域会存在重叠现象。在单频网发射机的重叠 覆盖区域，接收信号呈现多径衰落，重叠区域理论上不会产生同频干扰，  但是在实际应用过程中，一些覆盖区域仍然会出现接收信号不理想的现 象。地面数字电视信号接收效果与无线电发射台的位置、设备功率大小以 及接收机性能有关。因此，改善单频网的覆盖效果，对提高地面数字电视 单频网组网技术的推广和应用至关重要。

3.4  DTMB地面数字电视的发展前景

现阶段，随着技术水平的提高和实际需求的变化，DTMB地面数字电 视在应用过程中已经逐步实现了对便携、固定、移动等终端的同时同频信 号接收，使得SDTV、 HDTV的发射和传播范围进一步扩大。（ 1 ）便携终端 的接收。现阶段，智能手机、平板电脑等是便携终端的主流，使用人群基 数大、社会阶层覆盖广，主要作用是提供娱乐，满足休闲需求。（ 2 ）固 定终端的接收。固定终端可以分为两类，首先是家用类型的固定终端，固 定式的DTMB地面数字电视与有线数字电视在服务内容上有所互补，无论 是在城市还是在农村，二者的结合都使得广播电视业务实现了覆盖，随着 DTMB地面数字电视技术的成熟，与设备生产成本的降低，愈来愈多的家 庭选择使用DTMB地面数字电视，可以说家用类型的固定终端已经成为了 DTMB地面数字电视的主要用户。其次是公共场所的固定终端，诸如交通 枢纽、商场、写字楼、景区等所应用的电子屏，通过DTMB的相关技术，  能够将其纳入到DTMB的整体体系当中，从而实现社会信息公布的同步 性。（ 3 ）移动终端的接收。移动终端主要包括车载、机载、轨道交通等 封闭空间的终端设备。

5 结束语

DTMB地面数字电视技术的科学应用和单频网组建，有利于将国标 DTMB地面数字电视更好地进行推广，提高竞争力，为今后加快传输的信息化、网络化、智能化、现代化发展奠定良好基础。

参考文献：

[1]焦德强 . 浅谈DT MB地面数字电视以及单频网组建[J]. 数字技术与应 用，2019（11）.

[2]赵海英 .地面数字电视单频网组网技术的研究[J].卫星电视与宽带多媒 体，2020（01）.