浅谈地面数字电视及单频网组建

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摘要:本文探讨了DTMB地面数字电视与单频网优势,研究了DTMB地面数字电视的技术应用,分析了单频网组建条件,以及DTMB地面数字电视的发展前景。

关键词:DTMB；地面数字电视；单频网组建

地面数字电视广播系统的一个最大特点在于它能够有效抵抗无线信道的多径干扰,确保数字电视信号的接收质量。地面数字电视单频网由多个位于不同地点、同频、同步的地面数字电视发射机组成的网络,以实现对特定服务区域的有效覆盖。DTMB是我国自主研发的数字电视地面传输标准,DTMB地面数字电视单频网的组建,不仅有利于节约频谱资源,提高我国的频谱资源利用率,更能够降低信号辐射,减少电磁污染,其覆盖强度的均衡优势,使其的推广与应用具有广泛性。

1DTMB地面数字电视与单频网优势

1.1DTMB地面数字电视的优势。现阶段,DTMB地面数字电视在接收技术与发射技术两个方面的成熟度,以及相关设备的产业化方面,都已经达到了一定的水平,基本满足我国数字电视广播的发展需求。为更好地进行优势分析,下文将DTMB地面数字电视与欧洲DVB-T进行比较。(1)数据传输带宽更高。根据有关数据表明,在同等条件下,DTMB地面数字电视的有效载荷传输能力要高出欧洲DVB-T10个百分点,在不浪费导频信号的情况下即可实现信号的同步与均衡,在同等的无线频谱内,DTMB地面数字电视能够提供更高地带宽[1]。(2)信号覆盖范围更大。相比于欧洲DVB-T,DTMB地面数字电视的接收门限要高出2bB,这体现在接收灵敏度方面是极大地提升,这也保证了DTMB地面数字电视在同等发射条件下可以实现更大范围的覆盖,一方面节约成本,另一方面减少电磁污染。(3)频率资源节约更好。DTMB地面数字电视的帧结构特点,使其能够与信号发送时间形成绝对同步,相比于欧洲的DVB-T,DTMB地面数字电视能够更好、更简单地实现同一信号的同频同时发送,这在很大程度上能够节约我国的无线频率资源,提高对城域、省域、市域等范围内的单频网支持。1.2单频网的优势。单频网组成的基本单元是发射机,当不同点位的发射机在同频同时的同步状态下发射相同的射频信号,实现对指定区域的覆盖,这就是单频网的组建与应用。其优势:(1)单频网利用率更高。通过对频率的规划,可以实现单频网覆盖区域的扩大,随着覆盖区域的扩大,单频网的经济效益越佳,实际的利用率也就更高。(2)单频网组建优化程度高。单频网在基站布局、发射机功率选择上的优化程度较高,在组网过程中,小功率发射机的不同组合取代了单一大功率发射机的使用,一方面使得单频网发射机成本降低,另一方面也使射频信号辐射减少,环境污染减小。更为重要的是通过优化,单频网覆盖的均匀性提升[2]。(3)单频网覆盖范围更广。单频网的多点同频发射技术,能够减少“阴影区”的存在,提高覆盖率,清除城市、山区等区域的覆盖盲点。

2DTMB地面数字电视的技术应用

2.1场强接收门限的设置。DTMB地面数字电视的场强接收门限值,应以晴天时的数值为准。另外,要充分考虑随着使用时间的增长设备可能出现的老化和功能衰退问题,以及设备在恶劣极端天气条件下运行的可能,为此,在进行场强接收门限设置时,要注意保留余量,以确保设备在任何情况下都能够正常运行。2.2覆盖方案的影响因素。DTMB地面数字电视其覆盖方案的影响因素主要包括发射塔布局、发射功率、覆盖区地理环境、建筑物布局等,这些影响因素对于方案中建设单频网还是单一发射站等规划问题产生重要影响,应系统全盘考虑。2.3发射端设备选择标准。DTMB地面数字电视的发射端设备主要包括发射机和激励器。现阶段,我国的发射端设备呈现固态化、灵活化、小型化发展趋势,在效率提高、功耗降低、智能控制等方面体现出较大地进步。而且,现阶段国产设备占据了市场的主流,一方面是由于国产设备的性价比较高,无论是质量还是指标都能够满足市场需要,另一方面则是由于国产设备的适用性较高,在后期维护方面的成本较低。

3单频网组建条件分析

DTMB地面数字电视单频网的核心组成是中心发射站、辅助发射站和分配传输网三个部分,其他组成部分还包括激励器、GPS接收装置、适配器等。在组建单频网时,要注意满足三个方面的条件:(1)射频信号要保持时间的同步,为此单频网内的每一个发射站都需要装备有GPS时钟接收器,以便于统一时间。(2)单频网中的各个发射站在发射信号时要保持统一载频频率。(3)单频网中的各个发射站的载波调制模式要相同。总体来看,单频网要想实现正常运行,确保单频网中每个发射站的同频同时发射信号是最为关键的环节,这也是发射端的最大难点。而DTMB地面数字电视接收端的最大难点则是发射点交叉覆盖情况下实现信号接收的可靠稳定。为解决发射和接收的难点问题,现阶段,DTMB地面数字电视的调制技术采用TDS-OFDM模式,在技术上保证了信号帧与时间的决定同步。

4DTMB地面数字电视的发展前景

现阶段,随着技术水平的提高和实际需求的变化,DTMB地面数字电视在应用的过程中已经逐步实现了对便携、固定、移动等终端的同时同频信号接收,使得SDTV、HDTV的发射和传播范围进一步扩大[3]。(1)便携终端的接收。现阶段,智能手机、平板电脑等是便携终端的主流,使用人群基数大、社会阶层覆盖广,主要作用是提供娱乐,满足休闲需求。另外,计算机USB接收器也属于便携终端范畴。(2)固定终端的接收。固定终端可以分为两类,首先是家用类型的固定终端,固定式的DTMB地面数字电视与有线数字电视在服务内容上有所互补,无论是在城市还是在农村,二者的结合都使得广播电视业务实现了覆盖,随着DTMB地面数字电视技术的成熟,与设备生产成本的降低,愈来愈多的家庭选择使用DTMB地面数字电视,可以说家用类型的固定终端已经成为了DTMB地面数字电视的主要用户。其次是公共场所的固定终端,诸如交通枢纽、商场、写字楼、景区等所应用的电子屏,通过DTMB的相关技术,能够将其纳入到DTMB的整体体系当中,从而实现社会信息公布的同步性。(3)移动终端的接收。移动终端主要包括车载、机载、轨道交通等封闭空间的终端设备。

5结语

DTMB地面数字电视技术的科学应用和单频网组建,能够有效推动我国广播电视业的发展,与有线数字电视形成服务内容、客户类型的互补,形成市场的良性竞争,从而促使数字电视发展的更加完善,技术水平不断提高,覆盖范围不断扩大。同时,有利于将国标DTMB地面数字电视更好地进行推广,提高竞争力,为今后加快传输的信息化、网络化、智能化、现代化发展奠定良好地基础。

参考文献

[1]唐骁炜.浅析中国地面数字电视传输标准DTMB国际推广[J].中国战略新兴产业,2019(16):50.

[2]杨植文.基于国际的地面数字电视广播网的组建及应用前景分析[J].东南传播,2018(12):145-146.

[3]代明,周兴伟,孙红云,等.我国地面电视全数字频率规划方案实施的重点与难点[J].广播与电视技术,2018(6):24-29.

作者:焦德强 单位:河南省无线发射传输管理中心