数字微波技术在地面无线数字化覆盖工程中的应用

石 嵬

（大连广播电视发射台，辽宁 大连 116001）

0 引 言

根据大连市广播电视节目地面无线数字化覆盖工程对节目传输的要求及其他业务发展需求，2020年5月，经由大连市文化和旅游局（广播电视局）协调，大连广播电视发射台技术部门就大连市广播电视节目地面无线数字化覆盖工程对大连广播电视发射台机房（绿山）及旅顺口区、金普新区、普兰店区、瓦房店市、庄河市、长海县共6个区市县机房进行现地勘查，对大连广电中心微波站等3座微波站及大连广播电视发射台等12座无线发射转播台站的微波设施进行更新改造。

1 数字微波传输的具体作用

数字微波传输具有较强的保密性和抗干扰能力，在保障国家安全方面具有非常关键的作用。利用数字微波来对广播电视信号进行传输，对于确保信息的安全性具有非常重要的意义[1]。数字微波技术作为特殊的战略性资源具有不可或缺性，在维护国家安全方面具有非常重要的作用。在对各类重要节目信号传输时，利用数字微波传输网来进行，不仅能够为各级电视台提供重要的节目源，而且能够与卫星和电缆互为备份，以一个闭合的保护环形式来有效地确保广播电视信号传输的安全性和可靠性[2]。

当前数字电视业务开始普及，数字微波传输网在广播电视节目传输业务中的优势更好地体现出来，成为可靠的节目源传输手段[3]。数字微波具有较强的安全性和可靠性，能够更好地满足一些高可靠性的传输业务，更好地为用户提供优质的服务，对于进一步扩展广播电视服务群体具有非常重要的意义。在当前台站自动化管理系统和监视网建设过程中，数字微波技术发挥了重要的作用，加快推动了相关设备管理、运行管理及监控报警等业务自动化的实现。

2 主要技术创新点

2.1 网络规划

根据广播电视节目传输要求及其他业务发展需求，随着IP化的发展、各类业务的IP化趋势，未来微波通信也将是IP化的时代。因此，大连市数字微波传输网络拟采用面向未来支持IP演进的微波系统，本期传输规划400 Mb·s-1微波系统，采用2+0波道配置，128QAM调制模式，波道带宽为29.65 MHz，在不使用XPIC技术的情况下，单波道可达200 Mb·s-1的吞吐容量[4]。

2.2 路由设计

使大连市8套数字电视节目作为各无线发射转播台站的信号源，需建立本地的微波传输网络，开展数字微波传输网更新改造[5]。数字微波链路路由规划如表1所示。

表1 数字微波链路路由链路

2.3 路由断面图及各项指标

为了保证方案的准确可靠性，对本次需改造的数字微波传输网包括大连广电中心微波站等3座微波站以及大连广播电视发射台等12座无线发射转播台站进行实地踏勘。根据实地踏勘情况，进行微波链路仿真规划，结果如表2所示。

表2 微波链路仿真规划

对大连广播电视发射台—大连广电中心微波站的链路进行仿真分析，从结果来看，链路可视通，可保障链路99.999%以上的可用度。

2.4 干扰分析和优化

根据干扰链路和被干扰链路的相对位置、角度不同，链路干扰可分为几种不同的干扰类型，本期项目涉及的几种干扰类型分别是越站干扰、前背干扰及侧向干扰[6]。项目实际的干扰是给出的基本类型中的一种或是几种的组合。本期项目对链路干扰进行优化设计，部分站点的频点分配及极化安排相对标书设计做了优化调整，以达到降低干扰的目的。

3 技术与工程方案

3.1 各发射台具体情况

3.1.1 大连广播电视发射台

大连广播电视发射台机房（绿山）一楼电视机房内现有17CH（数1 kW）、34CH（数1 kW）、35CH（数1 kW）、47CH（数1 kW）、28CH（模10 kW）、16CH（模10 kW）及22CH（模10 kW）共7台发射机播出。

本次新增一主一备共两部27CH（1 kW）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载及多功器等设备。总前端生成的TS传送码流不加扰加密，经TS-IP适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源，将本市新闻综合、生活频道、公共频道、文体频道、综合影视频道、少儿频道、财经频道及乐天购物8套节目进行AVS+编码复用，生成一路传送码流，送至大连广电中心IP微波传输链路。

3.1.2 旅顺广播电视台

旅顺广播电视台机房内现有95.6 MHz（模1 kW）、24CH（模1 kW）、2CH（模1 kW）、12CH（模1 kW）、18CH（模1 kW）、35CH（数1 kW）以及47CH（数1 kW）共7台发射机播出。新增一主一备共两部16CH（1 kW）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载，升级改造一路16CH多功器端口。由于机房内UHF频段使用双功器35CH（数1 kW）/47CH（数1 kW），因此由制造厂商改造升级现有多功器，追加一路16CH多功器端口并使用台内原有天线进行播出。

传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的TS传送码流不加扰加密，经TS-IP适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。

3.1.3 金州大黑山发射台

金州大黑山发射台机房内现有98.4 MHz（模500 W）、104.3 MHz（模1 kW）、10CH（模300 W）、37CH（模1 kW）、17CH（数1 kW）、35CH（数1 kW）、47CH（数1 kW）、31CH（模1 kW）及43CH（模1 kW）共9台发射机播出。新增一主一备共两部13CH（1 kW）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载，升级改造一路13CH多功器端口。由于机房内UHF频段使用双功器35CH（数1 kW）/47CH（数1 kW），因此由制造厂商改造升级现有多功器追加一路13CH多功器端口，并使用台内原有天线进行播出。

传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的TS传送码流不加扰加密，经TS-IP适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。

3.1.4 普兰店南山发射台

普兰店南山发射台机房内现有92.6 MHz（模300 W）、12CH（模300 W）、42CH（数300 W）、47CH（数300 W）、3CH（模100 W）、25CH（模1 kW）、33CH（模1 kW）以及39CH（模1 kW）共8台发射机播出。新增一主一备共两部14CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载，升级改造一路14CH多功器端口。由于机房内UHF频段使用五功器42CH（数300 W）/47CH（数300 W）/25CH（模1 kW）/33CH（模1 kW）/39CH（模1 kW），因此由制造厂商改造升级现有多功器，追加一路14CH多功器端口，并使用台内原有天线进行播出。

传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的TS传送码流不加扰加密，经TS-IP适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。

3.1.5 普兰店老白山发射台

普兰店老白山发射台一楼机房内现有6CH（模1 kW）、17CH（模1 kW）、42CH（数300 W）、47CH（数300 W）以及29CH（模3 kW）共5台发射机播出。新增一主一备共两部14CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载，升级改造一路14CH多功器端口。由于机房内UHF频段使用五功器宽带口/17CH（模1 kW）/42CH（数300 W）/47CH（数300 W）/29CH（模3 kW），因此由制造厂商改造升级现有多功器，追加一路14CH多功器端口，并使用台内原有天线进行播出。

传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的TS传送码流不加扰加密，经TS-IP适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。

3.1.6 瓦房店西山发射台

瓦房店西山发射台二楼机房内现有27CH（模1 kW）、21CH（模1 kW）、47CH（数300 W）、29CH（数300 W）、9CH（模300 W）、15CH（模1 kW）、106.5MHZ（模1 kW）、17CH（数300 W）、97.5 MHz（模300 W）以及90.4 MHz（模300 W）共10台发射机播出。新增一主一备共两部15CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载，升级改造一路15CH多功器端口。由于机房内UHF频段使用六功器27CH（模1 kW）/21CH（模1 kW）/15CH（模1 kW）/47CH（数300 W）/29CH（数300 W）/17CH（数300 W），新增设备15CH与台站现有设备频道重合，因此需要拆除原有15CH模拟设备，使用台内原有天线进行播出。

传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的TS传送码流不加扰加密，经TS-IP适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。

3.1.7 瓦房店岳山发射台

瓦房店岳山发射台机房内现有103.7 MHz（模1 kW）、91.5 MHz（模1 kW）、98.4 MHz（模300 W）、96.4 MHz（模1 kW）、47CH（数300 W）、32CH（数300 W）、30CH（模1 kW）、18CH（模1 kW）、24CH（模2 kW）以及7CH（模3 kW）共10台发射机播出。新增一主一备共两部15CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载，升级改造一路15CH多功器端口。由于机房内UHF频段使用六功器47CH（数300 W）/30CH（模1 kW）/24CH（模2 kW）/18CH（模1 kW）/32CH（数300 W）/宽带口，因此由制造厂商改造升级现有多功器，追加一路15CH多功器端口，并使用台内原有天线进行播出。

传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的TS传送码流不加扰加密，经TS-IP适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。

3.1.8 庄河城山发射台

庄河城山发射台机房内现有97.0 MHz（模3 kW）、100.0 MHz（模1 kW）、107.4 MHz（模100 W）、7CH（模300 W）、18CH（模1 kW）、9CH（模1 kW）、24CH（模 1 kW）、41CH（数300 W）以及47CH（数300 W）共9台发射机播出。新增一主一备共两部12CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载、80 m馈线以及VHF（6-12）4层4面双偶极子天线独立使用。

传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的TS传送码流不加扰加密，经TS-IP适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。

3.1.9 庄河鸡冠山发射台

庄河鸡冠山发射台机房内现有94.9 MHz（模1 kW）、101.5 MHz（模1 kW）、103.4 MHz（模300 W）、4CH（模1 kW）、16CH（模1 kW）、30CH（模1 kW）、44CH（数300 W）以及47CH（数300 W）共8台发射机播出。新增一主一备共两部12CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载、75 m馈线以及VHF（6-12）4层4面双偶极子天线独立使用。

传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的TS传送码流不加扰加密，经TS-IP适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。

3.1.10 庄河花院发射台

庄河花院发射台机房内现有38CH（数300 W）和47CH（数300 W）共2台发射机播出。根据此次项目需要，庄河花院发射台申请新增一主一备共两部12CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载、65 m馈线以及VHF（6-12）4层4面双偶极子天线独立使用。

传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的TS传送码流不加扰加密，经TS-IP适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。

3.1.11 长海广播电视台

长海广播电视台机房内现有91.7 MHz（模1 kW）、94.0 MHz（模1 kW）、98.2 MHz（模300 W）、96.0 MHZ（模1 kW）、12CH（模1 kW）、14CH（模1 kW）、20CH（模1 kW）、47CH（数300 W）以及35CH（数300 W）共9台发射机播出。新增一主一备共两部16CH（300 W）地面数字国标电视发射机、同轴开关、假负载，升级改造一路16CH多功器端口。由于机房内UHF频段使用三功器35CH（数300 W）/47CH（数300 W）/宽带口，因此由制造厂商改造升级现有多功器，追加一路16CH多功器端口，并使用台内原有天线进行播出。

传输链路以数字微波传输为主用，市总前端生成的TS传送码流不加扰加密，经TS-IP适配器转换后通过地面传输网络（数字微波）传输，作为市节目信号源；区（市、县）节目在和市级节目进行复用后，经单频网适配器适配，经数字微波链路传送到各区（市、县）发射转播台站。

3.2 方案选型

本次项目方案选型如图1所示。信源编码模式采用AVS+技术方案，在编码器、码流监测、解码器的选择上采用AVS+标准。AVS+是我国自主的音视频编码标准。AVS+编码标准基于AVS标准框架，通过新增的工具如高级熵编码AEC模式、增强场编码技术、图像级的自适应加权量化以及同极性场跳过模式编码，使视频编码效率和编码质量达到国际先进水平。

图1 方案选型系统框图

涉及的产品支持几乎所有模拟及数字音视频 输 入 接 口，包 括CVBS、YPbPr、SD/HD-SDI、HDMI视频输入接口、平衡模拟音频（XLR）、非平衡模拟音频（RCA）及AES/EBU、HDMI、SD/HDSDI嵌入音频输入接口，可对标清及高清的视频进行编码，支持AVS/AVS+编码格式，具有极高的编码压缩效率及极佳的视频质量，广泛应用于数字电视播出系统中。

4 项目执行情况及成果

2020年11月至2021年4月，建设部门完成了数字微波传输网，对涉及台站的IP微波设备、微波发射接收天线、馈线、交换机、辅材及附属设施等设备进行了全面、完整的施工。

经过前期立项、筹备、实地调研、安装调试，系统最终进入实际应用。建立本地的微波传输网络后，开展数字微波传输网更新改造，在原有传输大连市8套数字电视节目的基础上，增加传输大连市8套调频广播节目作为各无线发射转播台站的信号源。

5 结 语

随着网络技术的快速发展，广播电视无线传输覆盖网在数字化、网络化的引导下，进一步加快自动化、智能化升级的步伐，进而提高广播电视无线传输网的建设水平。

通过本项目的建设，大连广播电视发射台构建了完善的本地无线广播电视覆盖网络，大幅度提升了大连市广播电视公共服务能力，提高了传输效率和安全性，增大了传输容量，确保了节目的安全传输、播出，提高了社会对各种突发事件、自然灾害的应急处置能力。项目在原有传输大连市8套数字电视节目的基础上，增加传输大连市8套调频广播节目作为各无线发射转播台站的信号源。项目在技术架构、系统管理、传输分配、服务质量上的全面升级，能够推进无线数字广播电视业务的应用和发展，更好地为广大群众提供丰富多彩的广播电视服务。