地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)覆蓋方法研究

□ 莊軍 沈莉

一、數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)信道的重要特征

數(shù)字電視廣播的傳輸方式有三種，包括有線、地面以及衛(wèi)星傳播，其中地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)信道在空氣中自由傳播，但受到外界信道條件影響極大。

地面數(shù)字電視廣播信道主要包含了大尺度效益和小尺度效應，前者用來預測無線覆蓋的范圍，后者用來短距離或短時間的信號強度適應，下面詳細介紹幾種地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)信道的特點。

(一)數(shù)字電視廣播信道的電磁波的傳播特點

電磁波在傳播的過程中主要呈現(xiàn)出以下幾點特征：

首先，當無障礙物阻擋的時候，磁波的傳播是直射波，直射波在視距覆蓋的范圍內(nèi)實現(xiàn)無遮擋的傳播，使得數(shù)字電視廣播接收到的信號是最強的。

其次，當電磁波遇到不同建筑物或者是接收到反射點的時候，會轉(zhuǎn)化成為多徑反射波，這類電波的信號強度較直射波的信號強度較低。

再次，當電磁波在多山地區(qū)或者是高大建筑物之中會經(jīng)過反射達到多接收點的傳播信號，形成強度與反射波差不多的繞射波。

最后，當電磁波傳播所處的空氣中經(jīng)離子刺激之后并發(fā)生二次發(fā)射之后會在漫反射的物理作用之下達到接收點的傳播信號，這時的電磁波的表現(xiàn)形式是散射波，這類電磁波的產(chǎn)地信號的強度是最弱的。

(二)地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)信道的地理環(huán)境具有較強的復雜性和多樣性

地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)信道的傳播環(huán)境多是在經(jīng)濟較為發(fā)達的城市之中，其中最典型的區(qū)域具有以下幾點特征：

首先，信道傳播的地區(qū)多是收建筑物并且經(jīng)濟比較繁茂的地區(qū)。其次，電視廣播信號的使用多是居民區(qū)，所以地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)信道的地區(qū)多是較為常見并且比較規(guī)則的建筑物小區(qū)。最后，在遠郊較為偏僻的地區(qū)，地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)信道也有一定的覆蓋范圍和影響，所以地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)信道傳播在山丘、湖泊以及平原為主的農(nóng)村或者是郊區(qū)也有一定的影響作用。

(三)地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)信道的使用者在接收范圍上有一定的靈活性

地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)信道的使用者在接收信道信號的時候表現(xiàn)為移動的性質(zhì)，主要有以下幾種：第一種就是固定接收的用戶，這類用戶在使用信號的時候多是在天線的輔助下進行信號的固定接收，另一種就是便攜式的接收，在任何形式的接收上，電視天線移動的范圍在0.5米的范圍內(nèi)，形成最佳的接收效果。最后一種接收方式是移動接收方式，主要應用在移動設備的信號接收上，移動設備的信號接收天線較地面的天線至少高出1.5米。

二、地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的覆蓋方法

(一)地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)覆蓋區(qū)域分析

覆蓋區(qū)域在設置的時候應當依據(jù)接收點的具體地理環(huán)境進行設置，在確定地理環(huán)境模型之后建立信道傳輸模型，注意的概念就是地點概率以及時間概率，地點概率主要是考慮信號達到接收點的概率，地面的數(shù)字電視多數(shù)是移動的，要求移動接收的概率應當達到95%以上，時間概率主要是要考慮在給定場強的時間概率的問題。

常州市市區(qū)南北長、東西窄，傳媒發(fā)射塔位于新北區(qū)，市中心高樓林立，傳媒塔天線相對高度315米，武進塔相對高度205米，根據(jù)地形和周圍環(huán)境，采用傳媒塔為主，武進塔為輔的設備。主塔傳媒滿功率播出，輔塔小功率補點覆蓋。

(二)設置單頻網(wǎng)數(shù)字臺站（配置單頻網(wǎng)中間設備、發(fā)射機、臺站）

區(qū)別多頻網(wǎng)播出，單頻網(wǎng)播出必須增加相關(guān)設備。

單頻網(wǎng)適配器采用了UBS公司的DTMB-4010。為了實現(xiàn)主備路單頻網(wǎng)信號的切換，單頻網(wǎng)系統(tǒng)中還增加了單頻網(wǎng)適配器切換器，當主單頻網(wǎng)適配器故障或發(fā)生可觸發(fā)切換的告警時，自動切換到備用單頻網(wǎng)適配器。當主單頻網(wǎng)適配器恢復工作時，自動切換回主單頻網(wǎng)適配器。

單頻網(wǎng)技術(shù)不僅使網(wǎng)絡頻率效率提高，而且可以使網(wǎng)絡的功率覆蓋效率提高。例如在一個功率變化幅度較大接收點，采用傳統(tǒng)的方法是加大發(fā)射機功率，讓該點的功率富裕量大，才能保證正常接收，造成功率浪費。若采用單頻網(wǎng)模式，接收點可以接收不同發(fā)射機的信號，同時也可以接收多路直射和反射的信號，這些多徑信號的平均效應可以降低場強的變化范圍，同時對每個發(fā)射機的功率要求也降低了。相對于模擬電視，數(shù)字電視發(fā)射機功率一般為1000W，降低了能耗，減少了環(huán)境電磁污染。

地面數(shù)字電視發(fā)射臺位置的選擇應當結(jié)合當?shù)氐臉I(yè)務規(guī)劃以及建設目標進行安排，降低數(shù)字臺站的建設成本，優(yōu)先考慮模擬電視發(fā)射機相同位置同塔發(fā)射，通常在建設單頻網(wǎng)數(shù)字臺站的時候，應當優(yōu)先考慮天線的高度、天線方向圖以及基本與原模擬臺站保持一致，使得數(shù)字臺站的有效輻射功率數(shù)值在原有的基礎上減少十分之一。在設計單頻網(wǎng)的時候，應當充分考慮地理環(huán)境，減少帶來的單頻網(wǎng)間的相互干擾，預先選取臺站，使得兩個數(shù)字站臺之間呈現(xiàn)出最大的保護間隔，充分利用天然的地理環(huán)境。

(三)單頻網(wǎng)參數(shù)及頻率的選擇

根據(jù)傳輸節(jié)目的數(shù)量和接收效果的要求以及各發(fā)射點的間隔距離，選擇采用何種編碼模式。各個參數(shù)不同，組合成的模式多種多樣，各種模式的傳輸效率、抗干擾能力等都會有差異，因此選擇合適的模式對業(yè)務的順利開展相當重要。我臺數(shù)字移動頻道目前只有兩套節(jié)目（2套節(jié)目碼率不超過6M），而且大多數(shù)終端位于公交車上，所以依據(jù)自身情況參照總局的推薦，我臺選擇了下面這種模式（表1）：

表1

模數(shù)同播時期，模擬電視正常播出的時候，應當尋找可以利用地面數(shù)字電視發(fā)射的頻道，需要對發(fā)射機位置周圍的無線電視頻譜使用情況進行分析，選擇相對負擔較小、電磁環(huán)境相對干凈的頻道開展地面數(shù)字電視業(yè)務。應當考慮以下幾個步驟：

首先，將指配的數(shù)字臺站在作為參考臺站，選擇頻道確定為當前的使用頻道，計算一定區(qū)域內(nèi)的指配數(shù)字臺站，防止有害臺站的出現(xiàn)，并在最大限度上篩選出門限模擬臺站。

其次，根據(jù)擬選擇區(qū)域的模擬臺站的ERP和指配數(shù)字臺站的有害強數(shù)值，在參考模擬臺站和指配數(shù)字臺站之間篩選出免受干擾的模擬臺站。

再次，將選擇剩下的模擬臺站當做多進行進一步的深入干擾縫隙。

最后，將指配數(shù)字臺站當做最終選擇，計算其他模擬臺站的有害場數(shù)值，分析指配數(shù)字臺站業(yè)務區(qū)域受模擬臺站的干擾情況。再次應當注意的是，對同地域的數(shù)字臺站的模擬電視干擾需要結(jié)合當?shù)氐臄?shù)字和模擬ERP來進行有效的保護。

三、總結(jié)

本文重點介紹了地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)的特點和單頻網(wǎng)覆蓋方法，認識到單頻網(wǎng)能夠更便捷地滿足人們對于高清電視節(jié)目的要求，促進電視在人們生活之中的廣泛應用。

1.楊生,董慧頻,李瑞珍.地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)覆蓋及系統(tǒng)原理[J].內(nèi)蒙古廣播電視技術(shù),2014(03)

2.蔡凡,王丹丹,何大治.應用于地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的時鐘鎖頻技術(shù)[J].電視技術(shù),2014(18)