廣東移動電視單頻網的構建

童龍文，黃少俊

（廣東省廣播電視技術中心，廣東 廣州 510098）

1 廣東移動電視概述

廣東是全國最早開展移動電視的省份，早在2003年就開始試播移動電視信號，并于2005年正式成立股份制公司進行運營。

廣東移動電視采用28頻道進行無線廣播，目前成功從原有的歐洲標準轉換成國家標準[1-2]，系統可用帶寬為14.438 Mbit/s，共傳送6套MPEG-2編碼的標清電視節目，分別是廣東移動頻道一臺、廣東移動頻道二臺、廣東珠江頻道、廣東衛視頻道、廣東體育頻道以及中央新聞頻道。

廣東移動電視的信號現已良好覆蓋了廣州市城區、東莞市城區、佛山市大部分城區以及江門鶴山等地市。

在節目終端接收平臺上，廣東移動電視已經在廣州成功拓展了公交車接收平臺、出租車接收平臺、私家車付費接收平臺、珠江夜游豪華游輪和水上巴士接收平臺、大型樓盤巴士接收平臺以及高檔寫字樓、酒樓等固定場所接收平臺，并開展了多方位的業務。

未來，廣東移動電視還將繼續做大做強，在省內重要城市、交通干線進行信號覆蓋與接收平臺建設，逐步向全省移動電視運營商的目標邁進。

2 廣東移動電視單頻網系統

廣東移動電視節目信號通過光纖由廣東電視臺總控和廣東省網絡股份有限公司傳輸到越秀山發射塔機房內，之后進行信源編碼、復用、單頻網信號適配、分配以及傳輸等重要環節。

2.1 廣東移動電視前端系統

廣東移動電視整個前端系統如圖1所示。

圖1 廣東移動電視前端系統

移動電視6套節目信號通過光纖送到越秀山發射塔移動電視機房后，分別進入6臺編碼器進行MPEG-2編碼，然后送入復用器進行統計復用，最后通過單頻網適配器后進行信號分配。

編碼器使用的是Thomson超級編碼器ViBE，它具有雙重編碼功能，能在低碼率的情況下進行MPEG-2編碼，并達到標清圖像質量。復用器使用的是Thomson DBX4300，具有統計復用功能，在任何時刻，總的輸出碼率都是恒定不變的。統計復用控制器使用的是Thomson DBS2908，通過集線器與各個編碼器和復用器相連，動態調整各個播出節目編碼器的實時碼率。

傳輸流經過復用器后送到單頻網適配器，插入單頻網同步信息MIP包后送往碼流分配網絡。單頻網適配器使用的是北京廣電天地科技有限公司的TD-2160。

2.2 廣東移動電視單頻網信號分配傳輸系統

廣東移動電視單頻網信號產生后，必須傳輸到各個發射基站，提供給數字地面電視發射機使用，圖2是單頻網信號的分配傳輸系統。

圖2 單頻網信號分配傳輸系統

信號分配器使用的是北京數碼視訊的10k407 ASI/SDI信號分配器，分配器將移動電視單頻網信號分成5路：第1路分配信號通過同軸電纜直接接入移動機房內的數字地面電視發射機中；第2路信號通過光纖送到廣州番禺衛星地球站的發射機中；第3路信號先經過光纖傳輸，再通過無線微波SDH電路傳輸到烏石排、圭峰山發射機；第4路信號通過光纖送到廣州黃埔發射機中；第5路信號則在光纖傳輸后經過光纖SDH專用電路送到大雁山發射機中。

2.3 廣東移動電視發射系統

廣東移動電視采用單頻網進行運營，目前共設置了6個站點，其中3個（越秀山發射塔、衛星地球站、豐樂大廈）在廣州市區范圍內，其余3個分布在其他地市。

單頻網信號傳到各個發射基站后，直接送入數字地面電視發射機進行信道編碼處理和功率放大，經過專用天饋線系統后向外發射，如圖3所示。為了實現單頻網中各個發射機的同步，必須在發射機的激勵器中輸入GPS提供的10 MHz基準頻率信號及1PPS（秒脈沖）同步信號。

3 廣東移動電視的實踐

廣東移動電視從單機試播到單頻網運行已有近10年的時間，在這些年里，廣東省廣播電視技術中心克服了不少的難題，獲得了大量的資料，積累了寶貴的經驗。

3.1 信源編碼方式的選擇

移動電視屬于無線廣播，頻率資源甚為寶貴。希望能在有限的頻帶內傳輸盡可能多的節目，所以采用高壓縮率的信源編碼方式顯得非常重要。目前常用的壓縮編碼方式有 MPEG-2，H.264，AVS等，且H.264和AVS比MPEG-2具有更高的壓縮率。但是由于產業成熟度不同，目前在國內移動電視廣播中，運營商都是采用MPEG-2的信源編碼。

隨著H.264、AVS技術的發展及產業鏈的完善，移動電視采用高壓縮率的H.264，AVS作為信源編碼將是大勢所趨。

筆者曾在移動電視網絡中對比測試過這3種信源編碼方式[3]，在不影響安全播出的情況下利用現有系統，將3種編碼方式混合一起進行播出，取得了第一手資料。測試表明，在同等工作條件下，H.264，AVS編碼壓縮效果比MPEG-2提高了1倍，這意味著若MPEG-2換成H.264，AVS編碼，傳輸的節目套數將成倍增長。

3.2 單頻網的構建

比起模擬電視，移動電視除了具有數字技術的優勢外，其另一個優勢還在于可以構建單頻網[2]。構建單頻網不僅可以節約日益緊張的無線頻率資源，還可以讓無線電視廣播信號無縫覆蓋成為現實。

構建良好的單頻網，需要考慮眾多的問題。基站間的距離、發射機的功率、發射基站天線的規劃、覆蓋區域的地形等因素都會影響單頻網的效果。以下談幾點經驗體會：

1）合理規劃各個發射基站的間距，保障單頻網穩定可靠地運行。在規劃整個單頻網時，應該按照所選保護間隔參數值進行站點設置（參見表1），盡量避免超出發射機最大間距設置站點。

表1 保護間隔與站點最大距離

但是在實際工作中，由于諸多客觀因素的制約，也會出現超出發射機最大間距設點的情況，這就需要進行合理的統籌和調整。兩個站點距離超出保護間隔時，通常會產生信號干擾區域。此時，可以調整基站的延時，將信號干擾區域移至功率大的基站一側或荒山野嶺一帶，從而減少或消除干擾。

2）在決定各個基站的發射功率時，不必一味追求高功率，可以根據基站的重要性進行選擇。

一般而言，基站可以分成“中心站”、“輔助站”、“補點站”等。

所謂“中心站”是指在某一地市/城市的所有發射基站中，起到全局作用或者最重要作用的發射站點。中心站發射機的發射功率較大，達到數千瓦級別，有效覆蓋半徑可以達到幾萬米，一般設置在具備良好基礎設施的專用電視發射塔內。

“輔助站”主要覆蓋重要的小區域，通常是中心站無法覆蓋或信號微弱的部分地區。輔助站所用發射機的發射功率較小，只要數百瓦，有效覆蓋半徑約為10 km，站點通常選在區域制高點的建筑物上面。

“補點站”用于覆蓋狹小區域，范圍包括地下隧道、室內停車場、某棟建筑物等等，起到補點作用。一般補點站使用直放站，功率從毫瓦到數瓦級別，覆蓋半徑非常有限。

3）對每個發射基站的發射天線高度進行考量時，也不一定是越高越好。由于單頻網中有多部發射機同時工作，為了減少干擾，必須根據每個基站的覆蓋區域安排天線高度，并設置好發射天線的下傾角度。

另外，由于垂直極化天線具有較好的近區場強分布，在多水、潮濕和多樹林等環境之下，垂直極化天線的近區場強分布比水平極化效果更好，因此移動電視的天線多采用垂直極化方式。

4）信道參數的組合種類繁多，既希望獲得最好的覆蓋效果，又希望傳輸的碼率最大，但這兩者之間是存在矛盾的，只能從自身的實際情況出發，結合各種實測數據來最終確定信道工作參數。

地面電視廣播經歷了黑白電視到彩色電視的輝煌時代，也經歷了有線電視強烈沖擊的年代，目前正處于模擬技術向數字技術過渡的關鍵時刻。希望數字地面電視產業能夠茁壯成長，為廣大的人民群眾提供更多、更好的服務。

[1]GB 20600—2006，數字電視地面廣播傳輸系統幀結構、信道編碼和調制[S].2006.

[2]楊知行.地面數字電視傳輸技術與系統[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[3]黃少俊，童龍文，陳智基.H.264和AVS編碼在地面數字電視廣播系統的應用[J].電視技術，2009，33（7）：4-6.