淺談地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用范文

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摘要：近年來，科技不斷發(fā)展，廣播電視行業(yè)也在不斷進步，從之前的開路模擬電視廣播升級為現(xiàn)在的地面數(shù)字電視廣播，不僅收視收聽質(zhì)量大大提高，而且單個頻道可傳輸?shù)碾娨暪?jié)目從一套提高到了八套，還可以傳輸高清節(jié)目。而地面數(shù)字電視的最大特點之一就是可以使用單頻網(wǎng)進行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，目前，單頻網(wǎng)已經(jīng)成為地面數(shù)字電視系統(tǒng)中最為常用的組網(wǎng)方式，在整個行業(yè)中得到了廣泛的運用。與傳統(tǒng)的多頻率地面無線覆蓋技術(shù)相比較，單頻網(wǎng)最直接的好處是可以節(jié)省有限的頻譜資源，能夠以更高的頻譜利用率覆蓋更為寬廣的地域范圍。本文主要介紹了單頻網(wǎng)的技術(shù)特點、組網(wǎng)設(shè)備、相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用實例。

關(guān)鍵詞：地面數(shù)字廣播電視；單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

1單頻網(wǎng)組網(wǎng)的優(yōu)勢及技術(shù)原理

1.1單頻網(wǎng)組網(wǎng)的優(yōu)勢

單頻網(wǎng)組網(wǎng)就是在不同的發(fā)射臺站使用相同的載波頻率、相同的信道編碼/調(diào)制以及相同的廣播電視節(jié)目來發(fā)射實現(xiàn)覆蓋一定范圍的服務(wù)區(qū)。有單頻網(wǎng)就有多頻網(wǎng)，多頻網(wǎng)頻率資源利用率低，信號輻射和電磁污染大，覆蓋范圍不夠均勻且對附近其他網(wǎng)絡(luò)有較大干擾，而單頻網(wǎng)就可以很好地解決這些問題，因此在未來地面數(shù)字電視中主流的組網(wǎng)方式會是單頻網(wǎng)而非多頻網(wǎng)。

1.2單頻網(wǎng)組網(wǎng)的技術(shù)原理

單頻網(wǎng)的工作原理與全球定位系統(tǒng)（GPS）相似，因此，想要了解單頻網(wǎng)的工作原理，就需要了解全球定位系統(tǒng)的工作原理。全球定位系統(tǒng)在進行導(dǎo)航時需要根據(jù)地理位置來進行導(dǎo)航，單頻網(wǎng)在此基礎(chǔ)上有一定的延伸，除此之外還加入了數(shù)字廣播電視技術(shù)。在實際進行信息傳播時，發(fā)射臺站通過GPS提供的時間信息配合完善的數(shù)字廣播電視技術(shù)，實現(xiàn)發(fā)射的頻率同步、時間同步及比特同步。

2單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)是一個網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)，由單頻網(wǎng)適配系統(tǒng)、節(jié)目分配傳輸系統(tǒng)、數(shù)字同步發(fā)射系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)等組成，下面著重介紹一下幾個主要的系統(tǒng)。

2.1單頻網(wǎng)適配系統(tǒng)

在整個單頻網(wǎng)系統(tǒng)的組建過程中，最重要的環(huán)節(jié)之一就是適配系統(tǒng)，在實際使用中，單頻網(wǎng)適配主要是通過單頻網(wǎng)適配器來完成，它的主要作用是實現(xiàn)碼率的適配以及秒幀初始化包（SIP）的插入，它的主要工作過程可以分為以下兩步：第一步就是SIP的插入，單頻網(wǎng)適配器根據(jù)GPS提供的時間信息在TS流中周期性地插入SIP，SIP嚴格定義了每個發(fā)射臺站的發(fā)射時間；第二步是TS流的碼率適配工作，在碼流數(shù)據(jù)不足一個TS包時自動插入單頻網(wǎng)適配空包完成TS流的碼率適配。

2.2節(jié)目分配傳輸系統(tǒng)

節(jié)目分配傳輸系統(tǒng)是信號傳輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)之一，它直接影響整個單頻網(wǎng)組網(wǎng)的成功構(gòu)建。一般來說，地面數(shù)字電視節(jié)目傳輸系統(tǒng)需要滿足的要求是要全透明傳輸，基于SIP相關(guān)定義要求，網(wǎng)絡(luò)所產(chǎn)生的最大延遲必須小于1s，這樣后面的同步發(fā)射系統(tǒng)才能實現(xiàn)同步。而且，最終的TS碼流抖動需要控制在100ns之內(nèi)，以保證地面數(shù)字電視激勵器不會因為TS流的抖動而誤認為節(jié)目源端在進行節(jié)目調(diào)整，從而導(dǎo)致激勵器執(zhí)行復(fù)位操作。目前，主要通過專用網(wǎng)絡(luò)（如光纖、微波、衛(wèi)星等），將單頻網(wǎng)適配器輸出的碼流分配到不同的發(fā)射站點，保證節(jié)目全透明傳輸。由于需要基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這種單頻網(wǎng)組網(wǎng)方式成本昂貴，但是質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

2.3數(shù)字同步發(fā)射系統(tǒng)

數(shù)字同步發(fā)射系統(tǒng)是單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)中最重要的處理單元，在各個發(fā)射站點，激勵器需要將接收到的TS復(fù)用流調(diào)制成射頻信號并根據(jù)SIP中定義的時間信息，結(jié)合當?shù)谿PS提供的時間信息，計算出本地延遲時間，保證射頻信號的載波同步和發(fā)射時間同步，滿足單頻網(wǎng)的同步要求。

3地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)實例

目前，地面數(shù)字廣播電視在國內(nèi)使用范圍非常廣泛，一些技術(shù)也取得了突破性進展。從2015年開始，中央在全國開展實施中央廣播電視無線數(shù)字化覆蓋工程，因此本文以重慶市長壽區(qū)為例，簡單介紹一下地面數(shù)字廣播電視在實踐中的使用。

3.1相關(guān)標準及傳輸頻道

根據(jù)廣電總局的統(tǒng)一規(guī)劃，長壽區(qū)的地面數(shù)字電視采用我國自主研發(fā)的DTMB標準，采用時域同步正交頻分復(fù)用（TimeDomainSynchronousOFDM，TDS-OFDM）調(diào)制方式，具有碼字捕獲快速和同步跟蹤穩(wěn)健、頻譜利用效率高、移動性能好、廣播覆蓋范圍大、多業(yè)務(wù)廣播方便等優(yōu)點。該標準于2007年8月1日起強制執(zhí)行。根據(jù)長壽當?shù)氐牡匦翁卣饕约邦l譜現(xiàn)狀，規(guī)劃確定了兩個站點，分別是主站西山發(fā)射臺（海拔950m）和輔站羅圍山發(fā)射臺（海拔600米），工作頻道均為DS17（傳輸4套節(jié)目）及DS19（傳輸8套節(jié)目），射頻中心頻率為506MHz及522MHz。3.2系統(tǒng)組成根據(jù)總體設(shè)計，單頻網(wǎng)的適配工作已在節(jié)目的衛(wèi)星上行前完成，也就是說，在衛(wèi)星上行的節(jié)目流中已完成了SIP插入和TS流碼流的適配工作，所以在長壽區(qū)的地面數(shù)字建設(shè)項目包含下面幾個部分。

3.2.1衛(wèi)星接收天線及數(shù)字衛(wèi)星接收機（節(jié)目分配傳輸系統(tǒng)）根據(jù)廣電總局的統(tǒng)一部署，長壽區(qū)地面數(shù)字廣播電視系統(tǒng)采用衛(wèi)星方式接收12套中央廣播電視節(jié)目，位于西山主站的DVS-2018衛(wèi)星接收機（四川九州電子科技股份有限公司）和羅圍山輔站UMH160接收機（惠州市偉樂科技股份有限公司）通過屋頂?shù)男l(wèi)星接受天線接收中星6A衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的12套中央廣播電視節(jié)目（衛(wèi)星參數(shù)分別為4130V14800和4145V8329）TS流送入激勵器。這種傳輸方式簡單可靠，碼流傳輸信號較為穩(wěn)定，相比微波傳輸更少發(fā)生信號抖動的問題，保證了碼流的全透明傳輸和單頻網(wǎng)組網(wǎng)的比特同步。

3.2.2激勵器及GPS（數(shù)字同步發(fā)射系統(tǒng)）激勵器是單頻網(wǎng)建設(shè)中一個重要的組成部分，長壽區(qū)目前主站和輔站均采用CTTBEXCITERXS激勵器（蘇州全波通信技術(shù)有限公司），該激勵器具備非線性預(yù)校正，指標優(yōu)良。同時，在西山主站及羅圍山輔站各配置一臺GPS/BDX（蘇州全波通信技術(shù)有限公司），該GPS可以提供10MHz標準頻率和每秒一個脈沖的1PPS標準時間給激勵器，激勵器根據(jù)GPS提供的時間信息，配合從衛(wèi)星機接收TS流的SIP中恢復(fù)出來的發(fā)射時刻信息，自動計算出本地延遲，確定發(fā)射時間，從而嚴格保證單頻網(wǎng)組網(wǎng)的頻率同步和時間同步。

3.2.3地面數(shù)字電視發(fā)射機、雙工器及發(fā)射天線（數(shù)字同步發(fā)射系統(tǒng)）西山主站采用KT-UDT515發(fā)射機（成都康特數(shù)字廣播電視設(shè)備有限公司），發(fā)射功率300W；羅圍山輔站采用AW-DT500-1發(fā)射機（蘇州全波通信技術(shù)有限公司），輸出功率500W。因為是DS17和DS19兩個頻道共用一套發(fā)射天線，因此，在西山及羅圍山兩個臺站各配置了一臺橋式雙工器，將兩個頻道的發(fā)射機輸出信號合為一路，并通過天饋線送至鐵塔上的4層4面偶極子發(fā)射天線進行信號發(fā)射。

3.2.4其他配套系統(tǒng)為了保證地面數(shù)字電視系統(tǒng)正常運行，還需對其他配套系統(tǒng)進行改造或者新增，如后備發(fā)電機、供配電系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)、監(jiān)控管理系統(tǒng)、空調(diào)冷卻系統(tǒng)等。

3.3系統(tǒng)設(shè)備冗余

為保證安全播出，在建設(shè)時就充分考慮了設(shè)備的冗余，每個站點、每個頻道均配置主備兩套衛(wèi)星接收機、激勵器及發(fā)射機，主備發(fā)射機通過同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)進行切換，當衛(wèi)星接收機、激勵器或發(fā)射機出現(xiàn)問題，同軸轉(zhuǎn)換開關(guān)會檢測到異常，會在3s內(nèi)自動轉(zhuǎn)換至備用系統(tǒng)，保證節(jié)目安全播出。

3.4場強覆蓋

該問題是實際調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的一個比較突出的問題，在單個發(fā)射站點或多頻網(wǎng)的情況下，為了擴大覆蓋范圍，我們可以選擇加大發(fā)射功率，但是在單頻網(wǎng)中卻不能采用這種方法，一味增大發(fā)射功率是無用的，有時候還會起到反向作用，因為多個發(fā)射器發(fā)出的同頻信號彼此之間會產(chǎn)生影響，相互交疊會產(chǎn)生回波，使得網(wǎng)絡(luò)相干區(qū)的多徑特征惡化。考慮到上述情況，主站和輔站的功率控制在300W和500W。對于部分接收盲區(qū)，我們也不能忽視，計劃采用小型同頻發(fā)射器進行修補，保證整個長壽區(qū)域都在地面數(shù)字電視覆蓋范圍之下。

4結(jié)語

單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)在地面數(shù)字電視行業(yè)中發(fā)揮了巨大的作用，它提高了頻譜的利用率，節(jié)省了大量的頻率資源并獲得了更大的覆蓋面，實現(xiàn)了更為平滑而且區(qū)域更大的覆蓋效果。目前，人們對于各方面的需求越來越高，在實際使用中，單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)仍然需要不斷完善和發(fā)展，才能更好地滿足行業(yè)發(fā)展的需求。

參考文獻：

[1]雷詳波.地面數(shù)字廣播電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及實踐[J].傳播力研究,2018,2(15):248.

[2]張洪春.地面數(shù)字廣播電視單頻網(wǎng)（SFN）組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與測試方法[J].電視指南,2017(17):241-242.

[3]王建生.地面數(shù)字廣播電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及實踐[J].數(shù)字通信世界,2015(5):5-8.

[4]楊延冬,呼和,黃艷萍,等.地面數(shù)字廣播電視單頻網(wǎng)（SFN）組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與測試方法[J].中國有線電視,2014(S1):374-377.

[5]黃浚.地面數(shù)字廣播電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)調(diào)制器實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2013(24):264.

[6]數(shù)字電視國家工程實驗室.地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)與覆蓋網(wǎng)絡(luò)[M].北京:科學(xué)出版社,2012.

作者：張啟 單位：重慶市長壽區(qū)廣播電視臺