国标地面数字电视单频网测量思路思考

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1简述国标地面数字电视单频网的结构

电视覆盖网主要包括单频覆盖网和多频覆盖网两种，与多频网对比，单频网最大的特点在于具备多个不同地点的、同步状态的无线电发射台，无线电发射台在同一时间以相同的频率发射相同的信号，就可以对一定区域进行全面的、有效的覆盖。将兆帧初始化包（MIP）插入TS流，保证DVB-T单频网发射端在频率、比特、时间方面同步。当TS流进入单频网适配器的时候，就会自发的进行适配，适配会形成包含秒帧初始化包（SIP）的TS流，再由节目分配网络将包含秒帧初始化包（SIP）的TS流传送到各个发射台，在对网络传输时间进行补偿的时候，主要依据是单频网同步所需的时间，地面数字电视激励器会根据单频网适配器特有的工作模式发送相关的节目。国标地面数字电视单频网结构与DVB单频网的主要区别在于，DVB单频网中的MIP可以随意进入兆帧位置，就国标单频网而言，SIP的插入就不那么“随意”了，因为单频网适配器每秒插入SIP的时候，必须保证与GPS的1PPS对齐。在DVB单频网中，想要确定兆帧的起始位置就必须借助指针定位第（n+1）个兆帧，然而由于单频网适配器中的空包问题存在，计算的正确性难以保证，在国标单频网中，MIP包被SIP包代替，由于SIP与1PPS的同步性，所以可以以1PPS来确定输出SIP包，此过程中不需要使用指针，更有效的避免了计算的问题。

2选择传输系统的参数

系统参数是衡量单频网性能的重要参数。系统参数不仅包括调制编码方式、纠错码率，还包括符号交织和保护间隔等，这些因素共同决定了系统的有效码率、覆盖半径、移动速度等性能。系统的工作模式选择是根据实际情况来确定的，一般情况下，组建单频网的半径都应超过16km，而在相关工作者建设过程中，如果单频网的覆盖重叠区域过大，载噪比不可避免的会降低，继而导致某些区域出现场强大却收不到信号的不良现象。因此，在组建单频网的时候，要充分考虑场强重合的问题，尽可能的减小重叠区面积，减小覆盖区域因发射点不同步相互干扰。通过以上的讨论可知在落实单频网传输模式选择的时候，我们需要严格的遵循如下的三个原则：第一，子发射台的距离尽量小于且接近于单频网理论覆盖半径；第二，选择具有较低载噪比门限的模式以减小发射机的功率；第三，选择净荷速率较高的传输模式保证在有限的频率资源下传输最多的码流。值得一提的是，如果单频网的搭建受到空间或者其他特殊情况限制时，可以从天线的角度出发考虑，减小信号覆盖的重叠区域，选择方向性天线进行发射，通过调整方向图来改变覆盖重叠区大小。当然在对天线的传输系统参数进行选择的时候，也需要从覆盖半径、移动/固定接收方式、载噪比和净荷速率等角度出发综合考虑。

3单频网组网测试

保证单频网内各个子发射机同步发出信号是单频网组网过程中最关键的问题，但是实际情况下，由于子发射台和中心台之间的距离想要都保持相等是十分困难的，所以我们也很难使得发射机在接收到输入TS包的时间也一致。因此，我们需要采取一定的措施以保证发射机接、收输入TS包时间一致，一般情况下，我们让那些收到信号较早的发射机不立刻发射信号，而是等待一段时间后再进行信号的发射。如果我们能将发射机的信号发射时间调整到正常水平时，就能够取得时延补偿的最好效果，也能更好地实现网内各子发射器的同步发射。然而实际情况下也会也会出现时延补偿调整不当的情况，此时单频网就会出现“失步”，各个子发射机的信号就会受到不同程度的干扰。当子发射机受到的干扰程度突破了接收机的解调解码的能力范围时，信号接收过程将无法完成。基于以上讨论我们可知发射机的时延补偿对于单频网意义非凡。在实际的单频网调试过程中，我们只有通过对时延补偿进行一定的实验测试活动，才能对其具体的补偿情况有所了解，这样一来，才能根据需要进行相关的修正活动。实验室中单频网发射机时延补偿测试主要有三种：第一，时域测量：对频道脉冲响应进行测量。对于接收机来说，其接收到的来源于单频网子发射机的信号是多径信号的一种，所以完全可以将其看作是多径信道的一个径，将单频网建模成为等幅多径信道。各个子发射机的延迟时间数据可以通过CIR观测取得。时域测量：测量频道脉冲响应的这种测试方法有其优势也有其弊端。就优势而言，它能直接确定时延值，而弊端则表现在其需要配备具有调节功能的CIR测试仪。第二，频域测量：对频谱变化进行观察。当接收信号频谱出现波动时，说明信号中存在多径信号，若接收信号频谱出现波瓣，并且带宽与时延值成反比，则说明信号中存在路径时延。基于此，可以利用频谱分析仪观察接收信号确定有无路径时延。频域测量：观察频谱变化这种测量方法的优点在于可以直接看出时延对频谱的影响，而缺点在于对延时的测量要求较为严格，过大或者过小不都不易观测频谱图，因为外界环境的变化都会严重的影响频谱图，频谱图的不清晰会影响测量结果。第三，参考接收机测量。这种测量方法主观忽略了信号发射、接收之间的时间差，落实测量需要有两台一模一样的接收机，一台接收机将作为实验的对照设备，最终测量的结果是发射机时延和接收机处理时延的总和。参考接收机测量方法的优点显而易见，但其缺点也很突出。这一方法不但实验操作过程相对复杂，而且其结果得到的时间值是发射机时延的相对值，缺乏直观性。

4结束语

国标地面数字电视单频网是我国的地面数字电视单频网发展的必然趋势，虽然现阶段此项技术的落实还存在一些问题，但是相信通过相关工作者的努力一定可以合理的解决问题，为我国的地面数字电视单频网事业添加助力。

作者:任彦霖 单位:国家新闻出版广电总局四九一台