单频网的关键技术的论文

单频网的关键技术的论文（共7篇）

篇1：单频网的关键技术的论文

关于单频网的关键技术的论文

1.OFDM多载波调制系统

OFDM多载波调制系统在CMMB和DTMB等都能够充分发挥功能。TDS-COFDM是DTMB应用过程中的主要时域同步较频分复用，OFDM基础上的循环前缀是CMMB应用的基础。OFDM在应用过程中的主要措施是将多个子信道应用于传输信道当中，不同子信道能够拥有不同的载波，在运行过程中，可以将需要传递的信号进行分割，子信道能够在不同的载波上对信号进行传递。这种分割法，可以将速率在信号传递过程中降低，并加长符号周期，促使回拨延时小于这一信息传递速度，这样一来就能够有效的减小反射波。OFDM在应用过程中，正交产生于载波当中，尽管重叠的部分产生于载波当中，其也可以在解调时充分发挥功能，因此使用者可以对宽带进行充分的利用，对较多的载波进行安排。

2.保护间隔

多径在应用过程中产生的.负面影响可以应用加长符号周期进行弥补，然而却无法彻底转变这一现象，恶劣的信道产生于地面广播当中，如果需要在播出中将产生的故障进行更加深刻的清理，则不同的保护间隔被应用于不同的标准当中，如CMMB和DTMB等。GI是DVB-T应用过程中的保护间隔，PN序列成为DTMB应用过程中的保护间隔，CP这一循环前缀负责作为CMMB的保护间隔，在应用过程中，只要保护间隔能够大于多径延时的长度，一定的干扰就不会给多径传输造成影响，接收端应用过程中可以接受恰当的导频信号，因此能够对符号的原始值进行恢复。多径效应失真包含两种现象，分别为迟滞和超前处理。

篇2：单频网的关键技术的论文

摘要：数字电视以SFN覆盖为主，相对于多频网，SFN不但具有技术优势、传输质量优势，同时能够利用同一RF频道播送多套电视节目，可以高效利用频谱资源，对于多频网中被禁用的部分频道，SFN可以重新启用，这有助于增加地面电视的可用频率范围及频道数量。本文探讨了SFN技术的传输标准与结构，并结合数字电视网络建设实例，说明了SFN的应用方法、覆盖效果。

关键词：单频网;数字电视;地面电视;应用

数字电视以数字信号传输信息，可以减少信号损失及改善接收效果，收视过程无重影、无噪声，且图像清晰，建设数字电视覆盖网络可以为用户提供质量更高的公共信息传输服务。我国内地的城市居民多利用有线电视传输网络接收数字电视，对于有线电视传输网络无法通达的乡村地区及城郊地区，具有移动接收及简单接收能力的地面数字电视成为了发展主流。为了促进地面电视实现良性发展，应合理规划网络覆盖模式。目前地面无线数字电视的常用覆盖模式为单频网(SFN)技术，本文研究了标准SFN技术在地面数字电视中的应用问题，以优化地面电视组网技术以及传输网络。

1传输标准与SFN结构

地面数字电视信号传输标准包括DTMB、ATSC、ISDB-T及DVB-T，其中DTMB标准技术特点鲜明，帧结构单位为整秒，能够确保SFN实现同步，组网设备相对简单、成本低，可以支持多媒体广播业务、高清电视业务，且具有扩展性强、兼容性好等优势，可强化覆盖网的拓展性与实用性，因此地面电视的SFN覆盖网多以DTMB为传输标准。SFN系统包括调制器、GPS接收机及适配器等，SFN系统结构如图1所示。SFN系统中的激励器主控通信，可调制信道编码及实现故障报警，同时需要支持整个SFN系统完成比特、时间及频率同步。SFN系统可在TS流中插入SIP包，向发射机传输TS流，激励器可解析TS码流及处理SIP包信息，在不改变PCR的基础上实现比特同步。激励器还能够连接不同的前端设备与分配链路，以1μs精度作为参考，在GPS中提取1PPS、10MHz的标准时间及标准频率，从而实现时间同步;频率同步的调制方式为TDS-OFDM，在调制状态下发射机的信号频率应相同，以利用激励器调整变频本振，使不同发射机的GPS时钟与10MHz参考源实现同步。SIP包是确保SFN实现同步覆盖的重要构成部分，间隔时间为1s，如间隔>1s，可能会导致激励器失步，抖动为±100ns;如超出标准抖动范围，极有可能导致激励器重启，全包抖动也为±100ns，在超出标准抖动范围时可导致网络延迟。SIP包由填充字节、功率控制、频偏设置、调整延时、广播寻址、最大延时、SI-SIP及SIP头构成。

2SFN技术的应用

2.1工程概况

某区广电局在早期安装了发射机，安装位置为广电大楼，发射机工作频率为2000W，工作模式为DTMB单载波，单载波的传输速率为25.989Mbps，LDPC编码效率为0.8，星座映射为32QAM，帧头格式为PN595，载波模式C=1;发射机的发射频点共为8个，发射频率在642~759MHz之间，可传送的数字电视为62套，采用四偶极子天线，天线处于垂直极化状态，可实现四层四面发射，发射塔与广电大楼的总高度为127m，发射点的实际海拔为73m。经测试证实发射系统的覆盖半径为32~50km，由于覆盖半径广及信号接收效果好，该系统在早期迅速发展了大量用户。另一方面，由于近年来该区的市政规划发生重大变化，发射塔附近、市区内建设了大量高层建筑，密集的高层建筑阻挡了无线信号，导致覆盖范围缩小，且覆盖区内的信号质量变差。为了保证信号电平强度达到要求，并扩大地面电视信号覆盖范围，该区广电局决定在高山上另建发射站，并组建SFN覆盖网。

2.2调制参数与数字频率

在建设SFN时需要确保固定覆盖与移动覆盖实现兼容，采用总局推荐的调制模式，将FEC码率调整为9.629Mbps，信号帧长为4725个符号，FEC选用0.4，设台最大距离为23.6km。帧头长度取78.7μs，信号电平最小值为-84dBm，C/N为12.9dB，交织720。在规划数字频率时充分利用了空闲频道，以减少频道干扰问题，同时对部分频道，包括公共新闻、文体、经济及影视频道等进行打包复用，以确保数字频率符合模数同播原则。为传输高清电视节目，应保证SFN系统中应用的编码器支持DRA标准及AVS标准，考虑到需要传输体育类及其他动态类节目，将节目的带宽调整至1.5Mbps左右，尽量避免带宽<1.0Mbps。在规划数字频率时还要求每个频道传输的电视节目≥6套，EPC占用的带宽应控制在0.3kbps左右，同时利用剩余带宽传输部分广播节目。为了降低SFN组建难度，采用了循序渐进式建网及覆盖方法，先完成骨干台的.选点及覆盖工作，确保骨干台实现大功率、多点覆盖，在测算发射台覆盖范围时依据CCIR曲线图。曲线图的绘制基准为1kW发射功率、4m接收天线，天线增益10dB，发射功率2.5kW，接收场强取45dBμV，门限值为30dBμV。

2.3发射系统与信号接收

建网时采用了DTMB1kW型数字发射机，发射机的频率为475~807MHz，其构成部分包括控制单元、耦合器、合成器、放大器、分配器及激励器，将功率较大的BLF888A型管作为末级功放。末级功放的设计原则为模块化、宽频带及超线性，可实现热插拔，因此可以降低发射机的安装及维护难度。控制模块可实时监控末级功放与激励器等相关构件的工作状态，并将监测数据传送到信号发射质量监控系统当中。控制模块的接口协议包括TCP/IP协议及RS485协议，利用上述接口协议不但能够有效管理发射机工作状态，同时可以实现远程监测，发现信号传输过程受到干扰时能及时调整SFN系统运行状态，从而保证SFN系统中的天馈模块、发射机与激励器等的技术指标、工作性能达到国家标准。在天线信号接收方面，本系统采用的接收方式包括便携式接收与固定接收，便携式接收分为室外接收与室内接收两种模式。室外便携接收的条件较为复杂、天线总类繁多，包括公交系统接收及出租车接收等，信号接收效果与高层建筑屏蔽、信号额外损耗有关，天线增益接近0，在部分情况下可造成嵌入天线出现负增益。室内便携接收主要被用于偏远地域及有线电视难以覆盖的区域，一般情况下SFN系统可使天线增益12~15dB。固定接收是常见的天线接收形式，天线具有增益性及特定的方向性，安装在屋顶上或距地面10m高的区域。由于SFN传输环境当中存在多种干扰源，包括多普勒频移、电磁波及建筑反射干扰等，且系统中存在覆盖盲区，如隧道、偏远郊区、地下室及高层建筑阴影区等，为了抑制干扰、减少覆盖盲区及提高接收天线增益，在部分区域设置了直放站。

2.4SFN覆盖测试

为了测试SFN的覆盖效果，在组网工作完成后进行了开路测试，测试的发射站共为三个，台站的发射功率均为1kW，间距为37.06km、24.56km、21.58km，静态延时均为0，采用垂直极化方式。在测试的过程中如出现LDPC误包，则失败判据为LDPC误包率，将判决门限定为1%。为减少干扰，在测试时需要适当限制天线场形，同时控制好交叠区内的最长延时，避免延时超过保护间隔。在测试时发现，覆盖网中的信号重叠区域达到两个以上，如开启的发射站达到2个以上，则可以确保接收点场强得到有效提升，但在场强得到提升的同时，无法有效增强接收点C/N或灵敏度。经测试后证实移动接收LDPC>0的区域在覆盖网中所占的比例约为5%，LDPC=0区域约为95%。电平区间<-80dbm，覆盖区域为2%;电平区间为-70~-80dbm，覆盖区域为6%;电平区间为-60~79dbm，覆盖区域为26%;电平区间为-50~-59dbm，覆盖区域为48%;电平区间为-40~-49dbm，覆盖区域为16%;电平区间>-40dBm，覆盖区域为2%。

3结语

综上所述，在地面电视系统中应用数字化编制处理技术可以保证信息传输过程的可靠性、实时性及快速性，让用户能够收看到清晰的图像。为了推广地面数字电视，应重视运用SFN技术。在运用SFN技术时需要严格执行国家标准，确保覆盖网的同步性达到要求。在构建SFN时，应注意做好频率规划，充分挖掘频谱潜力，确保正常播出模拟电视;同时要注意对SFN发射网络进行优化调整，减少信号辐射、电磁波、覆盖盲点及覆盖盲区，进而有效提高覆盖率。

参考文献：

[1]李彩伟,张晓林,张展,李铀,李辰,于志坚.DTMB接收机对单频网覆盖地点概率估计的影响研究[J].电视技术,2015,39(11):83-88.

[2]程露,刘斌,李玉环,戚红霞.基于地面数字电视覆盖网的农村应急广播系统设计与实现[J].卫星与网络,2014(7):72-77.

[3]袁邈桐,叶思成.AES67Livewire+:数字电视音频网络传输技术发展新趋势[J].电声技术,2015,39(12):80-83.

[4]刘世安,陆军.一种数字电视整机接收性能的自动化测试方法[J].现代电子技术,2014(23):122-125.

[5]蔡维萍,蔡维坚.广电网络数字电视系统IP化设计--以江西广电网络数字电视系统IP化为例[J].科技创新导报,2015(23):64-66.

篇3：单频网的关键技术的论文

随着数字电视技术的发展,数字电视产业逐渐形成了有线数字电视系统、卫星数字电视系统、地面数字电视系统互为补充,并行发展的格局。单频网是地面数字电视产业重要的组网方式之一,它由多个位于不同地点、处于同步状态的发射机组成数字电视覆盖网络,网络中的各个发射机以相同的频率、在相同的时刻发射相同的节目以实现对特定服务区的可靠覆盖。单频网组网过程中需要解决的一个关键问题是所有发射机的同步问题,这个问题的关键在于信号源到发射机的传输、适配。

1 地面数字电视单频网

地面数字电视单频网(SFN:Single Frequency Network)是由多个位于不同地点、处于同步状态的发射机组成的数字电视覆盖网络,以相同频率、在相同时刻发射相同节目,以实现对特定区域的可靠覆盖。

单频网具有有利于频谱规划、提高频谱利用率、较好的信号覆盖特性、降低信号辐射、减少电磁污染、增强信号覆盖均匀度等诸多优点,对单频网组网关键技术的研究将能大大促进我国数字电视产业发展,改善我国频率资源紧张的状况。随着DTMB标准成为我国强制性标准以及老挝、柬埔寨等国对DTMB标准的采纳,我国及采用DTMB标准的国家地面数字电视单频网建设正处于起步阶段,国内、国际市场推广前景将非常广阔。[1]

单频网具有很多优点,首先是有利于频率规划。在我国空间频谱资源紧张的情况下,可以大大节约宝贵的频率资源,提高频谱利用率。其次,由于无线电信号本身的特性,在高楼林立的城市或丘陵山地环境中,无论单个数字电视发射站点的发射功率多大都会有很多信号覆盖不到的区域,这些覆盖不到的区域被称作覆盖盲区或盲点,单频网则可通过多点同频发射的办法来解决覆盖盲区问题,获得较好的覆盖率。第三,单频网技术还可降低发射机设备的成本;通过优化和调整单频网发射网络(基站数量、分布、发射天线高度、发射功率等),可以使用多个较小功率发射机代替一个大功率发射机,以降低信号辐射、减少电磁波污染、增强覆盖均匀度,也可以根据需要随时改变覆盖意图。

2 单频网组网技术

同频干扰是单频网广播面临的最大问题。传统单频网依靠GPS同步各发射机的发射时间,靠保护间隔保证天线收到的不同信号能同时到达接收机。一旦超过保护间隔允许的距离,两个或两个以上的同频信号到达接收机时间不同,将导致接收机解码失败。故而靠GPS同步的方式仍有很多不足。实际上,根本不需要在各发射站完全同步,只需要解决各基站同频信号交叉覆盖地区的同步问题即可。

我们通过研究单频网的建站距离,不断地进行实地检测信号,对单频网组网技术有了更好的认识,通过改善以下两点即可解决同频干扰和信号盲区的问题:(1) 只需对各基站同频信号交叉覆盖地区,采用时延调节模块进行相应调整;(2) 相邻基站采用不同极化方式发射信号。通过对这两种方式的选用或全部采用,基本能保证各基站“同频干扰”现象消失。这是单频网得以实现的一个技术保证,并在一些地区得到成功的商业运用[3]。

2.1国标地面数字电视单频网组网结构图

这种单频网广播模式,可以省掉各个基站复杂昂贵的GPS时钟同步系统,降低系统复杂性,提高安全性;妥善处理某些交叉覆盖区的同频干扰现象。

2.2 单频网补点发射基站

前端处理好的数字化信号输入微波宽频带发射机或光发射机(经有线电视光缆)传输,转发基站接收到信号后,将微波天线上的下变频器转为UHF信号,或将有线电视光缆送来的地面数字电视广播UHF波段信号,经滤波后对所有RF射频信号进行适当延时调整后(传统方案中是对不同频道TS流进行延时,相对比较复杂),经小功率发射机作单频网发射,覆盖5～20 km范围用户。

按照中国数字电视地面广播编码标准GB 20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》所建议的单频网组网模式:“本标准系统也可以采用不依赖于GPS的主从结构方案,全系统自动调节各自相对于主发射机的时延,实现了整个单频网的发送时间同步”,该方案是有权威理论支持的。由于不象传统方式采用昂贵的GPS同步设备,故不需设置保护间隔。该方案已在内地多个地区单频网广播中得到很好应用,是真正质优价廉的可靠的单频网组网技术方案。其原理图见图2。

信号源采用MMDS微波或光缆传输,而不是各接收基站接收开路地面数字电视广播信号后另行转发,是为了保证后面发射基站信号不至于时延过于滞后,难以保证交叉覆盖区接收点同步接收到不同基站信号。一般来说,离前端近的基站设计时延调整多些。距离前端远的基站时延调整少些,则比较容易平衡。

通过在多个单频网交叉覆盖区测试数据,调整补点基站的不同时延,可保证在交叉覆盖区的信号能基本同步到达接收机,接收机即可正常接收解码,消除同频干扰的影响。

如图3所示,在2个交叉覆盖区内(可事先估算出位置),用一条直线画出2交叉覆盖区域中同频干扰最严重的地方,到该地实测确定后,对2个转播基站中的一个进行时延调整,一般在5～20 μs 之间。经过这样的调整,相邻发射基站的发射时间不一定严格同步,但只要保证在交叉覆盖区中心点收到的两个不同基站的信号能同时到达接收机,同频干扰现象就会消失。测试时可以采用仪器与机顶盒接收相结合的办法进行。一般通过几次调整,就可以解决问题,以后也基本不需要再调试。如有多个基站信号交叉覆盖区,相邻的基站可以采用不同的极化方式(水平或垂直),这样能最大限度降低同频干扰的影响。因为用户主要是固定接收,只要采用相同的天线架设方式即可,不会影响其日常收看电视。在一些农村地区,有时仅需采用不同极化方式安装转发基站,不需调整基站发射时延也可以保证交叉覆盖区的良好接收效果。

另外,采用定向发射或降低某个相邻基站的发射功率等办法,也可以进一步降低同频干扰。

2.3 单频网组网优点[4]

(1) 有利于频率规划。在我国频谱资源有限的情况下,可以大大节约宝贵的频率资源,提高频谱利用率。

(2) 可解决覆盖盲区问题。在高楼林立的大城市,单台数字电视发射发射机无论功率多大,都会有一定信号盲区或盲点,单频网则可通过多点同频发射的办法来获得较好的覆盖率。

(3) 单频网组网可降低发射机设备的成本。通过优化和调整单频网发射网络(基站数量、分布、发射天线高度、发射功率等),使用多个较小功率发射机代替一个超大功率发射机。

(4) 单频网组网有利于降低信号辐射、减少电磁波污染、增强覆盖均匀度。

(5) 便于移动接收。

2.4实测单频网信号频谱图

图4中,波瓣越多,多路信号的时延差越大,波瓣越深,多路信号的电平差越小。良好的单频网信号的频谱应该是波瓣少而且深。

3 单频网建站距离

地面数字电视单频网最大建站距离是单频网的重要参数,它决定了单频网的发射站点的选取、建设成本以及建网的复杂性。地面数字电视单频网的最大设台距离主要取决于地面数字电视系统抗回波(多径)干扰的能力,系统如果可承受的回波延时越长,单频网设台距离可以越大。符合GB20600-2006的地面数字电视系统抗回波干扰的能力依赖于发射端信号的帧结构以及接收端的信道估计与均衡算法。目前的测试结果表明:地面数字电视传输系统各种工作模式的抗0 dB回波干扰延时长度一般都能做到与各自信号帧结构中的帧头长度基本相当。随着地面数字电视系统接收端算法的改进,以及发射天线和接收天线的设计,也可以接收超过帧头长度的多径信号,这样符合GB20600-2006的地面数字电视广播单频网设台距离也将进一步增大[5]。

地面数字电视广播单频网设台距离可根据GB20600-2006规定的信号帧结构的帧头持续时间来考虑,帧头持续时间即是抗多径干扰的保护时间,在保护时间内接收到的不同信号可以被接收选择出最佳电平的信号。

如系统采用PN420帧头,GB20600-2006规定的基带符号率为7.56 Msps,帧头长度t=420×1/7.56 μs=55.56 μs,射频信号在此时间内的传输距离l=55.56 μs×3×108 m/s= 16.67 km,这也是单频网设台的最大距离。

对于PN595帧头,t=78.7 μs,l=23.61 km,

对于PN945帧头,t=125 μs,l=37.5 km,

因此,单频网设台的最大距离最好选为16.67 km。

4 山西地面数字电视单频网的建设情况

我公司在太原、晋中、运城、晋城、长治、忻州等地已建好多个基于双国标的单频网。

太原:DS-31,4台1 kW发射机;

晋中:DS-30,4台1 kW发射机;

运城:DS-33,3台1 kW发射机;

长治:DS-16,3台1 kW发射机;

忻州:DS-21,3台1 kW发射机。

5 结束语

综上所述,合理地对地面数字电视单频网进行组网,不仅能解决信号覆盖问题,同时节约成本。本文阐述的国标地面数字电视单频网组网技术已经在山西省得到了成功的应用,与其他的GPS同步各基站发射时间的单频网组网方案相比,更加简单和实用。

摘要：在研究国内相关标准、技术的基础上,主要对地面数字电视单频网组网中涉及的关键技术单频网组网的同频干扰与建站距离等问题进行分析和阐述,并开发了采用两种机制的网络管理系统软件,解决了单频网组网过程中相关设备远程管理的问题。同时,介绍了山西省国标地面数字电视单频网的建设情况。

关键词：地面数字电视,单频网,同频干扰,建站距离

参考文献

[1]白微微.DTMB单频网组网概述[J].电视技术,2010(8):17-19.

[2]于丽娟.山西国标地面数字电视技术规划初探[J].山西电子技术,2010(5):77-79.

[3]宋曦彤,张晓林,文慧霞,等.一种国标地面数字电视单频网覆盖的规划方法[J].电视技术,2009(11):9-11.

[4]许振峰.单频网技术及其在移动电视网中的应用[J].有线电视技术,2009(6):50-53.

篇4：单频网的关键技术的论文

本文分析介绍了芜湖多媒体广播（CMMB）单频网技术系统，不仅明确了单频网组网的基本要求，还提出了在单频网规划和后期测试实践中的注意要点。

网络布局总体情况

在一般的无线网络设计中，发射机在不同的区域使用不同的射频频道来发送独立的节目内容，即多频网工作方式。但相比单频网的组网方式，多频网需要耗用大量的频率资源，由于目前世界各国频率资源相当宝贵，因此各国的手机电视移动多媒体网络的组网方式大多采用单频网为主的方案。

根据安徽中广传播的统一部署，芜湖地区CMMB采用U波段48频道（中心频率794 MHz）播出。2008年底和2009年一期工程主要包括中央信号接收、前端系统建设、芜湖转播台（主发射）与小赭山发射站的建设。工程建设完工后，解决了主城区范围内室外移动信号接收及大部分室内信号接收的问题，信号覆盖良好，但城北区信号相对较弱，部分地区暂时无法收看节目。

城北区包含安徽省第一家国家级经济技术开发区，其中有奇瑞汽车集团、海螺集团、鑫科材料、美的空调等大型知名企业以及兴发工业园、芜湖软件园等，是高新技术人才的集中地。随着CMMB终端服务平台的完善与升级，升级这里的信号覆盖效果，对今后终端用户的市场拓展能够起到良好的促进作用。

根据芜湖市基础设施情况、本市移动市场推广的需求，加之城北区的信号状况，并结合CMMB单频网的技术要求，2011年CMMB特别新建了芜湖市兴发工业园移动基站发射点。该站点位于芜湖市城北区，天线挂高约50米，有效解决了城北区信号较弱的问题。尤其是奇瑞汽车集团也驻扎在经济技术开发区，芜湖兴发工业园基站的建成，无疑为奇瑞汽车开发车载移动电视提供了保障。目前的芜湖市城区CMMB单频网系统已经达到了中广移动标准城区覆盖率90%以上的要求。

市区3个站点的规划及技术参数列表如下：

交叠区域的信号适配调整

从理论上来说，基于OFDM技术，系统都可以利用单频网中所有到达接收机的信号，只要这些信号间的时延差不超过保护间隔，这种能量叠加效应称为单频网的网络增益。如果时延差超出OFDM符号的整个长度，贡献作用完全消失，通过增强的干扰成分产生符号间干扰，过大的时延差就会产生SFN的固有干扰，这就需要做相应的网络规划予以避免。

对CMMB来说，循环前缀长度（即保护间隔时间长度）为51.2μs,通过计算，其CMMB系统发射台站的保护距离为15.36km（ Dmax=Tg×c，其中，c为电磁波传输速度：3×10 m/s；Tg为保护间隔时长：51.2μs）。也就是说，芜湖市区上述3个台站相邻距离不能超过15.36km。实际情况是，1号站与2号站间的距离为6.73km；2号站与3号站间的距离为9.96km；而1号站与3号间的距离15.34km，接近于CMMB组建单频网保护间隔的要求，需要调试组网，在交叠区实地测试覆盖与干扰的情况。

交叠区域的理论计算依据链路计算的方法，估算出在UHF频段—800M左右，单发射台（ERP:1KW；发射天线有效高度150m；接收机天线高度1.5m）所能达到的覆盖半径约为8.0km，覆盖面积约200km。根据这一结果，估算出交叠区域中，为使得接收端3个发射机之间的相对时间延时和多径在保护间隔内，就必须对发射机参数（主要是调制器的时延量）进行调整（包括粗调和细调），或者调整天线高度、角度等，从而改善接收信号的质量。

例如，3号站（兴发工业园）未建之前，芜湖长江大桥（距离小赭山2号站直线距离约6km）南、北端及桥上收测信号，场强并不高，为-72dBm(统计平均值，下同)，但信噪比高，所以误码率低，能够收看；但是，3号站（与大桥直线距离也是6km左右）建成运行后，有用户投诉开车经过长江大桥时无法收看。

经过实地测试，3个台站同时工作时，在大桥附近收测信号场强值为-58dBm,属于可用功率值，但大部分误码率达到10E-2，出现停顿、掉帧现象，这就是单频网典型的交叠区固有干扰。经过技术人员的不懈努力，反复调整3台发射机的时延差，使得它们相对时间延时和多径落在保护间隔内。再次收测信号信噪比（SNR）大于10dB，误码率为5E-6。

同时，在我们广电部门的参与下，专门进行移动路测，路线为广电中心——卷烟厂——奥林匹克公园——滨江公园——长江大桥——国信大酒店——凤鸣湖——湾里镇——芜湖政务中心——广电中心。收看信号稳定、流畅，没有出现停顿、马赛克等现象。

随着网络的完善和优化，以及中广传播终端服务平台的升级，CMMB的发展进入了快速上涨通道。截至目前，芜湖CMMB用户已近10万户（含芜湖县、南陵县、繁昌县、无为县）。

本文特别感谢中广传播安徽分公司技术部朱傲平同志的帮助。

表1 站点规划及技术参数

篇5：单频网的关键技术的论文

1 单频网组网系统的简述

所谓的单频网组网, 是指将多个不同位置的发射台保持在同步的状态, 实现在相同的时间, 以相同的频率来发射相同的信号, 达到对一定范围内的服务区进行控制和覆盖目的的一种组网技术。

单频网组网技术同传统的多频网相比, 具有更加广泛的覆盖范围和覆盖效果, 这种技术的最大优势就是在于其能够对无线传输信道的多径干扰产生最强的抵抗力, 最大程度的降低多径干扰给电视广播带来的影响。在频谱利用率和网络覆盖质量方面, 单频网的功能和效果是传统的多频网无法比拟的, 并且基于单频网的优势, 单频网必然会给我国的数字电视广播带来更大的影响, 成为数字电视广播中的主流组网方式。

2 单频网系统的工作原理

全球定位系统是一项根据准确的地理位置来进行导航的系统, 而单频网的工作原理正是基于全球定位系统而存在的, 不仅是对全球定位系统功能的进一步延伸, 同时也是实现数字电视广播技术进一步完善的重要途径。

首先, 地面数字电视广播的单频网利用全球定位系统达到同步授时的目的。其次, 单频网利用授时信号将时间标签——秒帧初始化包插入到TS码流中。第三, 已经携带了秒帧初始化包的TS码流又会按照不同的节目分类, 通过分配网络将TS码流分配给不同的发射台站。最后, 各个发射台站的调制器在接收到TS码流之后, 会通过秒脉冲和秒帧初始化包来进行同步处理, 构成单频网的整体循环结构, 实现发射频率、时间和节目的同步化。简单来说, 单频网的工作原理即:依靠全球定位系统进行授时——TS码流携带秒帧初始化包——TS码流分配——发射台发射。

3 单频网组网调制器实现的关键技术

在整个地面数字电视广播系统中, 调制器是单频网结构中的最后环节, 是将接收到的TS码流通过编码和调制, 在规定的时间内, 以同样的频率发送到不同的发射台中, 最终完成各个不同位置的发射台发送出相同的信号和节目, 对一定区域进行控制和覆盖的目的。通常情况下, 单频网的调制器中会带有同步处理模块, 按照全球定位系统中的授时来对发射的频率、时间进行控制, 并且最终能够实现整个地面数字电视广播节目的同步。由此可见, 调制器不仅是整个单频网系统中的重要组成部分, 也是完成地面数字电视广播的最终和最后环节。这就对调制器实现的关键技术提出了要求。

3.1 调制器的延时调整

每个传输到发射台的TS码流的传输延时都是不同的, 而为了实现地面数字电视广播的同步播出, 就要求每个发射台对不同TS码流的延时进行调整和补偿, 使每个到达发射台的TS码流都能够保持一致, 并且建立在此基础之上, 还能够根据电视广播的实际需要来对单频网络进行调整。

3.2 控制调制器的兼容

在地面数字电视广播的单频网组网过程中, 调制器无法兼容是最常见的问题。不同厂家生产出的调制器由于在硬件的组建和构成上存在着差异, 导致硬件处理的时间、秒帧初始化包的起始编码调制位置的不同, 这就促使不同发射台发射出的电视广播在频率和时间上达不到一致, 无法实现同步化。针对调制器无法兼容的问题, 主要可以采取以下措施:

3.2.1统一数据帧调制位置

当前我国的地面数字电视广播统一标准中并没有对数据帧的调制位置进行统一的规定, 这就导致不同厂家生产出的调制器, 在调制位置上产生了一定的差异, 加之每个厂家生产出的调制器完成基带处理的时间都是不同的, 在地面数字电视广播中仍然会造成同步发射时间的差异。这就需要国家对数据帧的调制位置进行统一的规定, 实现单频网组网方式的规范化管理, 这是保证不同厂家生产出的调制器能够互相兼容, 使不同发射器能够在同一时间发射出同样频率的电视广播的有效途径。首先, 要将秒帧初始化包更换为MPEG-2空包形式, 并以此来作为编码调制中的第一个空包。其次, 国家还应该对调制器基带处理的延时进行规范和控制, 保证不同厂家生产出的调制器的延时能够保持一致, 可以通过对调制器的延时进行调整和补偿来实现。

3.3 实现调制器测试向量

在调制器成型滤波器前, 应该将秒帧初始化包转换成空包, 并且将数据帧统一转换成0, 通过示波器对信号进行测试向量, 使调制器能够在同一时刻发射出同样的频率, 实现地面数字电视广播的同步化。

4 总结

综上所述, 实现地面数字电视广播的同步, 是科学技术和社会经济发展的需求。然而, 当前我国的地面数字电视广播同步化的过程中还存在很多限制性的因素, 单频网组网是地面数字电视广播中重要的构成部分, 因此, 应该找到有效的措施对单频网组网调制器实现的关键技术进行规范和控制。

参考文献

[1]白杨, 冯景锋, 黎阳.地面数字电视广播单频网组网调制器实现的关键技术[J].广播与电视技术, 2011, 12 (15) :103-113.

[2]何剑辉, 冯景锋, 刘骏.地面数字电视广播单频网组网工程实施研究[J].广播与电视, 2010, 12 (16) :94-103.

篇6：CMMB单频网组网技术

1 CMMB单频网基本结构

CMMB单频网主要由网络前端、传输网及数字发射机组成, 其基本结构如下图所示:

1.1 网络前端

网络前端主要由卫星接受机、GPS接收机、编码器、交换机、复用器和码流监测器等组成, 其主要功能是对接收到的视音频信号和数据信号进行编码复用, 然后把具有同步信息的多路节目传输流信号输出给传输网。以我台前端为例其框图如下图所示:

1.1.1 编码器

其主要功能是对模拟的视频信号进行编码处理组成H.264码流格式对模拟的音频信号进行编码处理组成数字AAC++码流格式然后整合视频和音频数据成为同步的节目码流按照相应格式输出给复用器。我台用的北京创毅视讯公司的编码器采用最新的算法, 可支持多种时隙 (1时隙、2时隙、4时隙) 的码率输出, 也可通过手动设置灵活设置输出码率。另外增加了添加台标和字幕的功能, 可对添加的播出效果进行预览, 而且台标和字幕支持真彩色.并且视频支持模拟复合信号输入和数字SDI信号输入及预处理功能 (图像调整、噪声过滤、亮度, 对比度调整) , 音频支持数字AES-EBU和嵌入SDI音频输入及立体声音频编码。

1.1.2 复用器

其主要功能是将多路节目及数据码流复用在一个数据码流中然后用一个符合要求的接口把数据输出出去, 技术上其支持时间分片技术集成, 支持在一个无线信道里应用不同的调制模式。

1.1.3 码流监测器码流监测器主要

用来监测复用器输出的码流有无以及码流是否正常, 当复用器码流无输出或者错误时进行报警;码流监测器支持两路PMS码流输入分析, 并可对输入的码流进行输出选择;同时对选择的码流进行多路分配, 最多可实现八路同时输出。CMMB码流监测器实现了复用器的热备切换, 当主复用器输出的码流异常时, 可通过监控软件自动或手动切换到备复用器。码流监测器还省去了码流分配器, 码流监测器输出的八路码流可同时输出到不同传输网络。

1.1.4 GPS接收机

G P S接收机负责给复用器提供10MHz频率基准、1PPS (1秒钟一个脉冲) 时间基准和TOD信号, 以实现所有发射机同步工作。

1.1.5 卫星接受机

卫星接受机负责接收卫星上的电视信号及广播信号以及其它数字信号来作为前端系统除本地节目外的信号源。

1.1.6

交换机交换机负责将卫星接受机及编码器输出的各个信息包独立地从源端口送至目的端口, 避免了互相发生碰撞干扰。

1.2 传输网

传输网负责把具有同步的多路节目传输流信号从前端传送到各个发射台, 便于同步调制发射;一般有两种类型, 一是光纤传输网, 二是微波传输网, 我台采用单路ASI/SDI光端机光纤传输网。其基本组成框图如下:

1.3 数字发射机

传输网传来的多路节目传输流信号到达数字发射机的调制器后, 调制器将信号进行信道编码并调制成射频信号然后送到功放进行功率放大, 最后通过发射天线将射频信号发射到周围空间。如下图所示, 其中GPS接收机为调制器提供10MHz频率基准、1PPS时间基准和TOD信号使多个发射机能同步工作。

2 CMMB单频网的技术原理

CMMB单频网的基本技术原理就是三个同步即频率同步, 时间同步和比特同步。频率同步是为确保接收机能将接收信号之外的其他发射机来的信号视为回波, 一般允许偏差1Hz, 为了达到这个要求, 每个发射机中的所有振荡器的频率都必须满足一个很小的频率差, 以保证发射机信号频率达到需要的精度, CMMB发射机采用由GPS接收机提供的10MHz信号作为共同的参考。时间同步是为了确保其他发射机信号与要接收信号之间的时延在接收机能够抵抗的多径时延范围内, 为此要求不同发射机的发送信号之间的时延应该比系统能够抵抗的时延最大值小很多, 这样系统能够抵抗更长的多径时延, 一般时间同步精度要求±1μs。实际应用中, 有时要在单频网的某个特定发射机上精确调节时间偏移量, 以达到对某个覆盖区域最好的覆盖效果。比特同步是指单频网中各发射机在相同的时刻发送相同的信号帧, 即不同发射机同一时刻发送的信号帧应完全一致, 不存在差异, 这就要求所有信号帧在各个发射机中被完全一样的调制。在射频信号分散产生的单频网中, 为保证比特同步, 除了首先要保证输入到单频网中各个调制器的码流逐比特对应相同, 同时还要求各个调制器对输入码流的分组也相同, 使得对一个信号帧调制的数据逐比特对应相同, 此外调制器的随机化过程也应相同。

3 CMMB单频网的特点

3.1 可对盲区进行填补发射

由于无线电信号本身的特性, 在高楼林立的大城市中, 无论单个数字电视发射站点的发射功率多大都会有很多地方信号覆盖不到, 这些覆盖不到的区域就是盲区, CMMB单频网通过同频直放站的 (相当于和原来的信号组成单频网) 补点发射的办法就可以覆盖这些盲区, 或得较好的覆盖率。

3.2 节省频谱资源

传统的多频网模式必须要利用蜂窝原理在相邻区域采用不同的频率来防止同频干扰, 而数字电视单频网技术则可以通过组建单频网来实现数字电视广播, 在一个大区域内使用同样的频率资源, 这样可以大大地提高频率利用率。对于CMMB而言, 频率资源也是非常有限的, 因此采用单频网技术对于CMMB来说是至关重要的。

3.3 较高的功率效率

单频网技术不仅使网络频率效率提高, 而且可以使网络的功率效率提高, 这个道理比较明显, 例如在一个接收点, 它的功率变化幅度较大, 采用传统的方法唯一的办法是加大发射机功率, 让该点的功率富裕量大, 才能保证正常接收, 造成功率浪费;采用单频网模式, 接收点可以接收不同发射机的信号, 同时也可以接收多路发射和折射的信号, 这些多径信号的平均效应可以降低场强的变化范围, 同时对每个发射机的功率要求也降低了。

3.4 更平均的功率覆盖

在传统网络中, 只有单一的大功率发射机在区域中间发射, 必定会造成近端场强高, 而远端场强弱, 功率分布不均匀, 同时在楼宇和高大建筑的背面, 必定会有阴影区, 同样接收效果不好。而在单频网中, 多个发射机接近均匀地分布网络中, 这样的效果使得功率比较均匀地分布在整个区域, 同时也避免了楼宇有大的阴影区域, 显而易见改善了功率的均匀覆盖效果。

3.5 可灵活调整或增加覆盖区

对于CMMB广播来说, 前期建网后, 总有一些区域可能没有达到理想的覆盖效果, 这样可以采用单频网技术对网络进行灵活的调整, 可以采用增加单频网发射机和同频直放站的方法来改善覆盖效果。

4 单频网如何布网单频网布网应注意以下几点

4.1 网络规划

单频网的网络规划就是在满足三个同步的前提条件下, 如何根据最低的接收场强和保护率等规划参数以及覆盖区的环境和覆盖要求来优化单频网的台站位置、功率和天线的方向图, 以获得最好的覆盖效果和功率利用效率。网络规划合理可降低单频网建设的成本, 避免干扰, 提高效率。

建站距离因为CMMB信号的符号间插入的循环前缀CP为51.2us, 根据多径信号之间的时延差不能超过循环前缀的长度的要求, 因此相邻发射台站之间的距离最大不要超过51.2μs×3×108米/秒=15.36Km, 以保证单频网相邻发射台站之间不会产生符号干扰重叠覆盖区的优化从理论上说单频网覆盖区的重叠不会产生同频干扰, 但是由于多种因素, 可能造成接收效果不理想, 这就得靠优化各发射站点的功率、信号延时来改善组网效果, 其优化原则是要尽力减少长延时和强多径信道存在的区域。单频网一般可以做到的是在重叠覆盖区多径较强时, 可以将延时控制得较小 (例如小于10us) ;在多径延时较长时, 可以将多径的强度控制得较小 (小于10dB) 。

4.2 超出安全距离的情况

当单频网的相邻发射台站超出15.36Km的安全距离时, 就会有一部分交叉覆盖区域, 在交叉覆盖区内, 如果接收到的主信号与另一发射台多径干扰信号的信号强度之比超过接收门限也可以接收正常, 但如果信噪比低于接收门限时, 就有可能引起干扰。为此建站时可以综合考虑当地的地理和人口分布情况, 适当加大建站距离, 保证大部分地区的覆盖。

5 单频网测试

在实际的建站过程中, 要精确的进行单频网测试必须采用频谱仪, 但由于很多发射台并不配置频谱仪, 为此也可以用手机来进行粗略的测试。如果采用同一厂家激励器, 在出厂前先对激励器进行测试, 在安装好发射机后, 在中间交叉覆盖区用手机观察接收效果, 所接收的信号应该没有误码、马赛克、卡和信号停顿的现象, 如果有以上的现象就要分析, 是否是功率和接收条件造成的, 如果图像流畅, 就表明单频网是组网成功了。不同厂家的发射机, 最好在开通另一台时, 先在机房里, 把两个厂家的激励器先调节好, 能够组成单频网后再开通另一台发射机, 这时基本上都能组网成功。

参考文献

[1]李远东.CMMB超理论问距SFN设计的研究, 《电视技术》2010年9期.

篇7：单频网的关键技术的论文

工程实施技术路线 (电视) :基于卫星传输链路 (卫星传输链路为主, 地面光纤分配为辅) , 实现中央电视台12套电视节目的分发 (分为两个TS流) ;为防止版权溢出, 电视节目采用CA加扰;各地通过卫星接收, 使用两个频点, 进行单频网或多频网覆盖;信源编码采用AVS+/DRA编码;信道采用国标地面数字电视 (DTMB) 标准。

图1所示为基于卫星传输链路的DTMB单频网的系统框图。前端是几个AVS+编码器, 编码器把12套节目编码完以后, 有一个复用器, 有两个TS流, 有一个CA加扰, 为了防止版权的溢出, 然后通过单频网适配器, 通过卫星调制器, 通过卫星传输链路到发射台站, 用接收机来收, 再解扰, 再用地面数字电视发射机进行发射。由多个位于不同地点、处于同步状态的发射机组成的地面数字电视覆盖网络, 网络中的各个发射机以相同的频率、在相同的时刻发射相同的 (码流) 已调射频信号 (比特) , 以实现对特定服务区的可靠覆盖, 要求频率、时间、比特同步。

当前卫星链路传输面临以下挑战: (1) 卫星加扰传输的大延时是否超出原有单频网适配器的最大设计值? (2) 卫星调制器的引入破坏了单频网TS流分配的“透明传输”要求; (3) 节目加扰造成的新困惑, 如“双环嵌套”难题。

针对挑战1, 进行卫星传输链路的延时和抖动测量, 方法A:卫星链路传输延时基本在250ms左右 (248.5~249.3ms) , 不同的卫星接收机存在较小的差异, 由于测量时间较短的关系, 卫星传输链路的抖动并不明显。方法B:测试得出的系统传输链路延时为252~255ms, 不同卫星机顶盒和CA解扰/未解扰的不同有一定的偏差。得出结论, 即使考虑到我国各地的地理位置差异, 卫星传输延时也与现有地面数字电视单频网技术要求中的1s要求有相当大的差距, 即通过卫星传输链路进行节目分发的方式可以满足地面数字单频网的组网要求。

针对挑战3, 采取两种实验方法进行解扰实验。试验一:使用码流播放器播放含4套加扰节目的码流;码流播放器输出的基带信号直接作为两台接收机的输入;CAM/接收机对码流中的节目解扰后输出;码流仪对解扰后的码流进行录制, 并对录制好的码流进行16进制比对。试验共计进行了5次TS码流录制, 录制后的TS文件的大小分别为:999MB、787MB 824MB、851MB、476MB。试验结果是5次比对的结果均为两份码流完全一致。得出结论:不同的CAM卡/接收机对于相同的输入码流, 其输出也相同。试验二:使用码流播放器播放提前准备的含4套加扰节目的码流, 码流播放器的输出作为单频网适配器的输入, 其输出的基带信号直接作为两台CAM/接收机的输入, CAM/接收机对码流中的节目解扰后输出, 码流仪对解扰后的码流进行录制, 并对录制好的码流进行16进制比对。试验结论, 解扰后的码流可保证SIP间隔均匀。

解决挑战2所面临的问题, 进行以下尝试。尝试一:设备能否不改?得出在“透明传输”模式下, 即卫星调制器关闭码率适配功能之后, 卫星调制器需要输入TS流码率保持绝对恒定, 试验时不同厂家的三台设备中只有一台勉强满足这一要求。在对单频网适配器提出约束要求 (码率输出绝对稳定, 输出ASI时钟与外参考锁定) 的前提下, 不修改当前单频网适配器和激励器也可以完成建立基于卫星链路的地面数字电视单频网组网工作。尝试二:对现有设备进行软件升级。在卫星调制器打开码率适配功能, 关闭PCR修改功能的条件下, 现有单频网适配器和地面数字电视激励器厂家可以通过代码升级的方法, 在不改变其现有硬件平台的基础上, 增加相应的特定空包插入和恢复功能, 实现地面数字电视单频组网覆盖目标。

基于卫星传输链路的DTMB单频网组网开路验证测试, 得出:在相同的测试区域, 大塔和491台单独覆盖时, 业务均有不同程度的覆盖盲区;在大塔和491台两部发射机同时开机时, 若两部发射机工作于单频网不同步状态, 则相互造成较大的干扰, 原先单独开机时能正常接收的区域大大缩小;在大塔和491台两部发射机同时开机, 且两部发射机工作于单频网同步状态时, 测试区域中业务可用度达到了98%以上, 远超过之前三种工作状态, 证明单频组网成功。