地面數字電視廣播單頻網傳輸覆蓋工程初探

汪凱農

【摘? 要】下文立足于我國地面數字電視廣播單頻網傳輸覆蓋工程建設實際情況，以某地區的電視廣播覆蓋建設為例，詳盡闡述了地面數字電視廣播單頻網傳輸覆蓋工程建設方案以及工程中的技術要點。

【關鍵詞】數字電視;單頻網;網絡覆蓋工程

地面數字電視發展和社會發展息息相關，自上世紀八十年代起，我國就開始推進地面數字電視建設發展。地面數字電視廣播單頻網傳輸的主要優勢在于其特殊的信號調劑方式以及信道編碼方式。目前，我國所施行的《數字電視地面廣播傳輸系統幀結構、信道編碼和調制》標準，為地面數字電視廣播單頻網建設指出了發展方向，采用單多載波調劑方式、TDS-OFDM復用，表現出高傳輸效率、高抗干擾性能等多個優勢，且支持移動接收以及高效率固定接收。時至今日，我國各地地面數字電視廣播單頻網傳輸覆蓋工程建設都取得了一定成效，在實踐中，地面數字電視廣播單頻網傳輸覆蓋工程有效解決了我國部分山區、農村電視覆蓋率低，電視覆蓋工程建設難的問題。為促進地面數字電視的進一步發展，就需要立足當前的傳輸網覆蓋工程建設經驗，加強對相關技術原理以及理論知識的探究。

一、地面數字電視廣播單頻網傳輸覆蓋工程建設基本情況

這里以某山地、丘陵地貌地區為例，地面數字電視廣播單頻網傳輸覆蓋工程建設，需充分利用原有的有線網絡，在有效改造的基礎上實現數字化改進。一方面，需要對有線網絡覆蓋的區域進行改造，采用模數轉換的方式，將模擬信號轉變為數字信號。另一方面，需要針對網絡尚未涉及到的區域，通過建立基站的方式來拓展信號的覆蓋面積，通過有線網絡、無線網絡的協調運作，完成信號全覆蓋。

二、數字電視廣播單頻網傳輸覆蓋工程建設方案

該工程以原網絡覆蓋情況、擬建地地形地貌為基礎，為實現全覆蓋，根據用戶數量以及環境參數，通過優化系統參數來提高系統性能。部署方案為：前期部署以“大功率發射模式”為主，共規劃44套左右有線、無線共用前端，傳輸數十套符合國家當前標準的節目，在有線網擴建的基礎上，能夠傳輸百余套節目信號。方案以“單頻網”規劃為基礎，實現復雜地形條件下的信號全覆蓋，為解決部分信號傳輸不暢的問題，采取小功率寬帶發射機進行彌補。該工程需滿足央視、省衛視、部分境外節目、電子節目等業務的傳輸要求，保證該地區能夠享受到可改進、先進、適用的電視業務。為適應網絡業務發展要求，通過增加互聯網協議IP、復用器、編碼器，同時為準視頻、視頻、交互節目、互聯網接入等服務提供基礎條件，設備在安裝、調試完畢后，進行模擬測試，檢查覆蓋率是否符合標準。具體而言，該數字電視廣播單頻網傳輸覆蓋工程可分為三個部分：數字電視前端系統、數字電視接收系統、單頻網國標數字電視發射系統。

（一）數字電視前端系統

數字電視前端系統涵蓋節目編碼、節目拾取設備、多路復用設備、轉碼設備、計算機認證權限、儲存管理服務設備、網管系統、廣告字幕插播系統等。數字電視前端系統建設基于已有的設備機房設施，集成需要增加的傳輸系統。數字電視前端系統基于MPEG-2標準，根據國內成熟的數字電視廣播單頻網傳輸覆蓋工程建設經驗。如圖1所示，該工程采取典型的數字電視前端系統方案，滿足業務營銷、服務、管理等要求。

（二）單頻網國標數字電視發射系統

一般情況下，地面數字電視組網均采用單頻組網的方式，為滿足數字電視信息化、網絡化發展需要，適應復雜的地形地貌特征，擴大信號覆蓋范圍，保證信號傳輸的穩定性，應根據我國現行的《數字電視地面廣播傳輸系統幀結構、信道編碼和調制》標準，采用單頻網同步技術，保證覆蓋區域的所有發射機都能夠發射相同的數字信號，同時采取相同的調劑方式、信道編碼方式等，進而達到全面提高覆蓋率的效果。并且，相同的調劑方式、頻率等，能夠進一步提高頻譜利用率，節省頻率資源。在此基礎上，通過合理優化發射參數，以多個小的功率發射機替代大功率發射機，進一步降低工程建設成本，減少電磁污染，確保信號覆蓋均勻性，同時也能夠根據當地數字電視業務發展情況對覆蓋狀況進行有效調整。

該工程單頻網同步依靠GPS技術實現，根據GPS提供的時間參考信號以及位置參考信號，可避免信號校對出現差錯，GPS接收機的主要作用是為單頻網適配器提供精準的脈沖數以及穩定性較高的頻率信號，經過測試，單頻網和高頻率信號的結合，頻率穩定度量級符合國家標準，時間精準度為“±45ns”。工程采用典型單頻網地面發射站，除基本設備外，根據工程需求，配套安裝信號光端機、GPS同步接收設備、GPS同步時鐘接收設備、地面數字電視發射設備、網絡適配器等等。為確保設備之間的兼容性符合要求，所有激勵器均采用統一生產廠家提供的同一型號設備。根據現行《數字電視地面廣播傳輸系統幀結構、信道編碼和調制》標準，采取標準中的模式5，具體為：LDPC 0.8;載波數3780;子載波調制16QAM;交織參數720;傳輸最大數據率21.658Mbps;C/N 12.7dB。

就當地實際情況而言，發射站點選擇需考慮到信號覆蓋面積，為降低數字電視廣播單頻網傳輸覆蓋工程建設成本，考慮全面分析地形地貌，建設主站進行全方位覆蓋，針對主站沒能覆蓋，同時又有一定覆蓋需求的區域，采用小功率分站進行補足，后期若是需要調整，直接通過安裝ASI分配器，保證信號能夠傳輸至相應的輔助站點即可。在發射塔以及天線饋線方面，根據運營商要求，在各個通信運營商鐵塔的基礎上進行拓展，饋線直接安裝在發射塔上，同時根據各個地區的實際經驗，在各個方向進行靈活配置，以適應現場復雜地形;在天線極化方面，綜合采用垂直極化、水平極化兩種模式;在高頻接地方面，根據國家現行標準進行接地，同時在天線以及鐵塔頂端安裝避雷針并進行有效接地處理;在電源穩壓方面，為提高信號覆蓋聯系性以及穩定性，綜合利用UPS電源以及直接供電。

（三）數字電視接收系統

數字電視接收系統由天線、接收機、儲存設備、數據設備、電視構成，接收天線搜索地區信號，然后將信號傳輸至調諧器，調諧器調整信號下一步進行信號解碼，然后信號傳輸至碼流復用器TS，最后進行音頻、視頻解析以及數據輸出，用戶通過數據設備直接觀看節目。

結束語

綜上所述，頻率資源目前日益緊張，想要大范圍使用同一個頻率實現全網覆蓋難度較大，同時各個信道的編碼標準也有了較大的改變，各地所使用的ACS2視頻編碼標準要求更高，廣大從業者應認識到，需充分分析既往經驗、成熟案例，并結合當地實際情況建設地面數字電視廣播單頻網傳輸覆蓋工程，以充分發揮工程效益。

參考文獻：

[1]張小苗，杜旭婧.河北省央視節目地面數字電視覆蓋工程建設概述[C]// 中國新聞技術工作者聯合會2018年學術年會.0.

[2]李志艷.地面數字電視廣播單頻網傳輸覆蓋工程初探[J].記者搖籃，2019（5）.

[3]鐘儀權，王基民，鄒宗成.中央無線數字電視鄉鎮補點覆蓋工程信號源傳輸方案[J].中國有線電視，2019（3）.

[4]張曉輝.淺談廣播電視無線數字化覆蓋工程信號源傳輸方案[J].電視指南，2017（8）.

[5]周興偉，劉駿，李雷雷，et al.中央廣播電視節目無線數字化覆蓋工程地面數字電視頻率規劃研究[C]// 中國新聞技術工作者聯合會2017年學術年會.0.

[6]劉寧國.淺談廣西鄉鎮無線發射臺站中央廣播電視節目無線數字化覆蓋工程的相關設計與安裝規范[J].視聽，2017（5）.

（作者單位：安徽廣播電視臺黃山發射臺）