甘肃700 MHz频率迁移技术工程的实施及应用分析

徐 冰

（甘肃省广播电视局广播电视监测中心，甘肃 兰州 730000）

2022年是全国地面数字电视700 MHz频率迁移工程实施之年，也是中国广电（中国广播电视网络集团有限公司）5G建设及运营取得实质性成果的关键一年。中国广电要启用5G 700 MHz频段移动通信基站，首先解决的问题就是将700 MHz频段原规划为广播业务的频率全部完成迁移。甘肃700 MHz频段广播业务主要是地面数字电视，按照国家广电总局地面数字电视广播频率规划，此次甘肃涉及700 MHz频率迁移的无线发射台站约743座1 224部发射机。其中，播出中央广播电视节目的发射机849部，播出地方广播电视节目的发射机约375部，发射功率从50～2000 W不等。甘肃省700 MHz频率迁移工作具有无线发射台站分布广，更换发射机数量大，技术工程复杂等特点。文章通过实例应用分析，就频率迁移实施过程中相关技术进行了解析。

1 甘肃频率迁移工程实施规划

2022年1月，甘肃进入700 MHz频率迁移工程实施阶段。此次所涉及技术工程主要是更换1 224部地面数字电视发射机，更换170余副四层四面电视发射天线和210余副一体化电视发射天线（在勘查中如天馈系统指标达不到相关要求则全部更换）。为了避免发生广播电视安全播出事故，更换维护发射机和天馈系统采取同步规划方案、同步安装实施。在频率迁移过程中，要达到新旧发射系统无缝对接，频率迁移后的覆盖面和播出质量等要与频率迁移前相当。在停用原发射系统前，必须确保新发射系统安装到位，既“先建设、后停用”。

考虑到中央广播电视节目无线地面数字覆盖项目（以下简称“中央地数项目”）配置的设备基本相同，地方广播电视节目无线地面数字覆盖项目（以下简称“地方地数项目”）配置设备因地制宜，各不相同的情况，制定了先迁移702～798 MHz地面数字电视发射系统，后迁移702～798 MHz之外地面数字电视发射系统，并优先完成中央地数项目，最后再集中技术力量完成地方地数项目频率迁移的原则。甘肃地域狭长，地形复杂，山脉纵横交错，海拔相差悬殊，高山、盆地、平川、戈壁等兼而有之，地貌复杂多样，且各发射台通达情况和实施难度各不相同。如陇南山路陡峭，雨水较多，部分发射设备安装在租用的通信基站，位置偏远，人工搬运里程多；甘南、临夏海拔高，高山发射台站居多，但绝大部分发射设备安装在自建广播电视发射台，车辆可以直接到达；定西涉及地方地数项目发射机较多，部分设备安装在空间狭小的通信基站，需铁塔公司协助才能进入，采用单频网覆盖难度大。综上，计划先完成陇南、甘南、临夏等地频率迁移工作，后完成定西等地频率迁移工作。

2 发射机主要技术要求

发射机作为地面数字电视无线覆盖主要设备，其稳定性、可靠性、操控性、维护性等整机性能直接关系到广播电视节目覆盖质量、接收效果和今后运行维护成本以及广播电视安全播出。发射机整机应重点关注以下几个方面的技术要求。

2.1 工作模式及组网方式

发射机工作模式支持GB 20600—2006规定的所有工作模式，在各种工作模式下，最大净码率符合标准规范（8 MHz带宽）。为了满足各地实际播出和组网需求，还应支持多频网（MFN）和单频网（SFN）组网方式。其中，单频网（SFN）组网方式还应支持基于卫星传输的地面数字电视单频网和基于IP传输的地面数字电视单频网这2种单频网模式，同时符合GD/J 066—2015和GY/T 341—2020要求。

2.2 激励器

激励器的性能直接决定了发射机整机性能，必须采用主、备双激励器配置，实现在线冗余保护。既当主、备激励器有一台损坏或无输出时，发射机应快速（100 ms内）自动切换或手动切换至正常激励器，使发射机在一台激励器故障情况下能够继续正常工作。同时，激励器须具备自动切断射频输出功能和断电保护功能。既发射机断电后自动保存上次设置的工作参数，电力恢复后，直接调用断电前工作参数，自动恢复工作。

2.3 控制方式

此次频率迁移所涉及发射台，一部分是有专业技术人员值守骨干台站，大部分是无人值守台站。为了便于控制和监测发射系统，及时发现问题，维护设备，发射机应具备本地和遥控2种控制方式。既通过遥控遥测接口连接上位机，实现发射机工作环境监测、工作状态监测、信号流程监测和发射机保护及故障报警的信息交互，并能够根据控制中心的指令进行发射机的工作控制。网管功能应满足GB/T 37345—2019规定的接口要求，通信协议使用TCP/IP协议，帧格式、指令码、参数码符合GB/T 37345—2019[1]。

3 工程实施技术分析

此次频率迁移工程使用的设备绝大部分是LFV-1000（300/50）型UHF地面数字电视广播发射机和GT-5900四偶极子电视发射天线。为了确保频率迁移中各设备精准高效的更换安装，根据试点安装时积累的经验，结合实际需求，从功率放大器、电源、天馈线、信号线、天馈系统、接地线的安装以及接线工艺等方面进行了相关技术分析。

3.1 前期勘查

此次频率迁移技术工程几乎涉及全省各发射台，发射台管理部门既有广播电视行政管理部门，又有电视台和融媒体中心，还有发射系统安装在租用通信运营商铁塔等情况。为了在最短时间内准确、快速、高质量完成台站频率迁移任务，确保广播电视安全播出，在安装前应先进行前期勘查，与安全播出责任单位明确以下几个方面。首先明确拆除原发射系统设备位置（原机位更换），拆除的发射机改造后可作为备机使用。确定信号源线、电源线、天馈线的位置，并将所有相关线路引放到发射机附近。其次，发射机需要配有槽钢底座，底座与地面接触良好并固定牢固（将发射机安放在底座上），底座须进行接地处理，双重漏电保护。发射机采用前进风后出风的散热通道，安装时与后面的空间预留至少1.5 m以上，便于散热和维护维修[2]。最后，确定原有配置的UPS不间断电源位置，将380 V电源线UPS输出端子引到发射机接电端。发射机供电电压为三相四线交流电，最大耗电不超过4 kVA。

3.2 功率放大器

发射机机柜正前方有5个槽位，左边4个槽位为功放模块位置，从左至右的顺序为4到1，功放模块位置码标在功放模块的前面板上。在安装过程中应注意拔插时一定要做到功放模块与合成器孔位对接精准，在对接前有牵引针的作用下，模块会较为准确地入槽，要缓慢推进，不可过于快速和用力。在机柜最右侧是预防模块，预防相当于前级的功能，具有信号切换和初步放大功能。

3.3 电源

认真查看整机接线图，在连接电源线的过程中一定要断开外部电源。在接入市电时区别三项电的线序，切不可将零线与火线混淆，一旦零线接错会直接烧掉激励器、授时器等设备，并做好线路标签。发射机采用2台开关电源给功放均流供电，电压输出为直流电50 V，稳定性高，维护方便。功率容量达到6 kW，冗余量超过100%，任意一电源模块出现故障，不影响整机满功率播出。

3.4 天馈线

发射机合成器输出接头为L29-KK，合成器与滤波器连接后，滤波器输出连接至双工器，双工器输出连接至天馈线法兰盘，连接方式均为L40硬馈连接。硬馈切割、去毛刺工艺需要严格执行，接口处圆滑无内卷和毛刺，连接处缝隙不得超过2 mm，硬馈不能有变形弯折。发射机与假负载连接的硬馈高度不低于2 m。

3.5 信号线

确定前端信号源ASI信号线，区分8套中央节目和4套中央节目的信号线，对应连接到相应发射机的激励器后面板上。全省省域单频网为DS-24，播出中央广播电视总台综合频道、财经频道、中文国际频道、科教频道、社会与法频道、新闻频道、少儿频道、音乐频道8套中央电视节目和12套中央数字广播节目。市域单频网按照国家广电总局地面数字电视广播规划频率播出中央广播电视总台农业农村频道、纪录频道、戏曲频道、英语新闻频道4套中央电视节目。

3.6 接地线

发射机内部设备及模块应与机箱接地良好，再将机箱整体接地，采用16 mm铜皮接地，并与接地网充分焊接好，使设备接地良好。

3.7 天线系统

此次频率迁移涉及更换的电视发射天线系统约380余副，其余天线系统则使用原天线系统。其主要原因是原中央和地方地数项目中，绝大部分配置的天线为UHF四偶极子电视发射天线，可以继续使用。原项目中使用缝隙天线的，如新规划频率带宽相隔较近，则全部更换为UHF四偶极子电视发射天线，如规划频率相隔较远或天线安装位置有限，则更换为2副一体化天线。

3.8 接线工艺

接线时强弱电要分离，避免电磁干扰，并使分散接线组成整齐的线束，连接线须放置安全处，室外线须做好防老化防水措施。线路要整齐美观，尽量避免线路交叉绞在一起。在有桥架的机房，走线须横平竖直，提前规划好线路，避免二次走线。同时减少线路长度，减少信号的损耗，线路铺设时要提前做好标签标记，便于后期维护。天馈线入机房后需要预放至双工器上方，并做好固定，避免因馈线移动而导致连接处虚接打火（虚接对于发射机伤害巨大，可导致模块功放管烧毁）。最为重要的是法兰盘与馈线连接处插芯状态，如遇到法兰盘老化严重的需要及时换新。

3.9 开机运行

发射机在首次开机时须低功率运行，正常工作后再缓慢增加功率，边增加功率边查看各模块电流状态，最终使发射机达到最佳工作状态。

4 单频网调试优化

随着700 MHz频率迁移工作的稳步推进，为了保障广播电视节目的覆盖效果和质量，必须对省域、市域、县域单频网组网效果进行运行调试优化。其主要目的就是验证单频网同步状态（解决同频率、同节目源在同一区域正常播出），优化覆盖效果。全省单频网调试优化工作主要以覆盖中央广播电视节目的频率为主，共涉及448个台站896部发射机。虽然台站分布广、发射机数量较多，但各同频发射机之间距离相对较远，覆盖范围小（78%以上发射功率为50 W），部分地区又有高山阻隔，其重点工作应放在地域较为开阔的河西等地（如敦煌市）。

单频网调试优化，首先要确保同一单频网使用同一节目源（在前期中央地数项目中，中央节目单频网节目信源已具备同一信源，并配置了单频网适配器），其次就是在单频网发射台之间的重叠覆盖区选择合适的测试点进行固定点测试，通过调整天线指向改变不同台站的接收效果，测试信号是否同步。通过调整时延，达到最佳效果（测试方法参考《地面数字电视广播信号覆盖质量客观评估和测量方法第1部分:室外固定接收》GB/T 28438.1—2012）。必要时还应进行移动测试，分别针对单个发射台覆盖效果和整体的覆盖效果进行对比测试。在进行同步测试时应注意，对单频网中2个相邻的发射台进行测试时，应关闭周边同频发射机。如接收天线指向发生变化，应重新进行测试。在确认回波图中的主信号时，应通过改变其中一个发射机的延时或者打开（关闭）发射机[3]。

5 频率干扰

频率迁移完成后，在试运行期间，个别发射台存在频率干扰，干扰原因可能是发射机滤波器效果不佳、天线指标不达标、无线电波在空中互调产生的谐波，以及无线电频率次要业务侵占主要业务等原因所致，如平凉崆峒区DS-24。

DS-24频率范围为558～566 MHz，DS-25频率范围为606～614 MHz，2个频道的频率划分不是连续的，存在40 MHz间隙（566～606 MHz）。根据《中华人民共和国无线电频率划分规定》“458～566 MHz主要业务是广播，次要业务是固定、移动、无线电定位”“566～606 MHz主要业务是固定、移动、无线电导航、无线电定位”[4]。

综上，首先要协调解决频率干扰问题，应由当地无线电管理部门会同广播电视行政管理部门对照无线电频率划分，判断发射台发射机频率是否符合划分规定，其次通过实地检测设备判定发射系统的相关设备发射参数等是否符合无线电管理相关规定。如广播业务不符合相关规定，应由广电部门消除干扰，如符合相关规定还存在频率干扰，由当地无线电管理部门按照“次要业务不得对业经指配或将来可能指配频率的主要业务电台产生有害干扰，不得对来自业经指配或将来可能指配频率的主要业务电台的有害干扰提出保护要求”，由次要业务单位消除干扰，维护广电部门频率使用合法权益。

6 结束语

甘肃地面数字电视700 MHz频率迁移工程完成后，将采用单频网组网方式覆盖中央和地方的广播电视节目，有效利用了日益拥挤的频率资源，加强了广播电视无线传输覆盖管理。文章总结了在频率迁移过程中功率放大器、电源、天馈线、信号线、天线系统、接地线、接线工艺以及单频网调试优化和频率干扰等方面操作的技术要求，提出了解决方案，有效保障了频率迁移工程质量，保持了全省广播电视公共服务水平。