浅谈地面数字电视单频网组网技术应用范文

本站小编为你精心准备了浅谈地面数字电视单频网组网技术应用参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

摘要：近年来，科技不断发展，广播电视行业也在不断进步，从之前的开路模拟电视广播升级为现在的地面数字电视广播，不仅收视收听质量大大提高，而且单个频道可传输的电视节目从一套提高到了八套，还可以传输高清节目。而地面数字电视的最大特点之一就是可以使用单频网进行网络覆盖，目前，单频网已经成为地面数字电视系统中最为常用的组网方式，在整个行业中得到了广泛的运用。与传统的多频率地面无线覆盖技术相比较，单频网最直接的好处是可以节省有限的频谱资源，能够以更高的频谱利用率覆盖更为宽广的地域范围。本文主要介绍了单频网的技术特点、组网设备、相关技术及应用实例。

关键词：地面数字广播电视；单频网组网技术

1单频网组网的优势及技术原理

1.1单频网组网的优势

单频网组网就是在不同的发射台站使用相同的载波频率、相同的信道编码/调制以及相同的广播电视节目来发射实现覆盖一定范围的服务区。有单频网就有多频网，多频网频率资源利用率低，信号辐射和电磁污染大，覆盖范围不够均匀且对附近其他网络有较大干扰，而单频网就可以很好地解决这些问题，因此在未来地面数字电视中主流的组网方式会是单频网而非多频网。

1.2单频网组网的技术原理

单频网的工作原理与全球定位系统（GPS）相似，因此，想要了解单频网的工作原理，就需要了解全球定位系统的工作原理。全球定位系统在进行导航时需要根据地理位置来进行导航，单频网在此基础上有一定的延伸，除此之外还加入了数字广播电视技术。在实际进行信息传播时，发射台站通过GPS提供的时间信息配合完善的数字广播电视技术，实现发射的频率同步、时间同步及比特同步。

2单频网组网技术

地面数字电视单频网是一个网络化的系统，由单频网适配系统、节目分配传输系统、数字同步发射系统和监控管理系统等组成，下面着重介绍一下几个主要的系统。

2.1单频网适配系统

在整个单频网系统的组建过程中，最重要的环节之一就是适配系统，在实际使用中，单频网适配主要是通过单频网适配器来完成，它的主要作用是实现码率的适配以及秒帧初始化包（SIP）的插入，它的主要工作过程可以分为以下两步：第一步就是SIP的插入，单频网适配器根据GPS提供的时间信息在TS流中周期性地插入SIP，SIP严格定义了每个发射台站的发射时间；第二步是TS流的码率适配工作，在码流数据不足一个TS包时自动插入单频网适配空包完成TS流的码率适配。

2.2节目分配传输系统

节目分配传输系统是信号传输的重要环节之一，它直接影响整个单频网组网的成功构建。一般来说，地面数字电视节目传输系统需要满足的要求是要全透明传输，基于SIP相关定义要求，网络所产生的最大延迟必须小于1s，这样后面的同步发射系统才能实现同步。而且，最终的TS码流抖动需要控制在100ns之内，以保证地面数字电视激励器不会因为TS流的抖动而误认为节目源端在进行节目调整，从而导致激励器执行复位操作。目前，主要通过专用网络（如光纤、微波、卫星等），将单频网适配器输出的码流分配到不同的发射站点，保证节目全透明传输。由于需要基础设施建设，这种单频网组网方式成本昂贵，但是质量稳定可靠。

2.3数字同步发射系统

数字同步发射系统是单频网组网技术中最重要的处理单元，在各个发射站点，激励器需要将接收到的TS复用流调制成射频信号并根据SIP中定义的时间信息，结合当地GPS提供的时间信息，计算出本地延迟时间，保证射频信号的载波同步和发射时间同步，满足单频网的同步要求。

3地面数字电视单频网实例

目前，地面数字广播电视在国内使用范围非常广泛，一些技术也取得了突破性进展。从2015年开始，中央在全国开展实施中央广播电视无线数字化覆盖工程，因此本文以重庆市长寿区为例，简单介绍一下地面数字广播电视在实践中的使用。

3.1相关标准及传输频道

根据广电总局的统一规划，长寿区的地面数字电视采用我国自主研发的DTMB标准，采用时域同步正交频分复用（TimeDomainSynchronousOFDM，TDS-OFDM）调制方式，具有码字捕获快速和同步跟踪稳健、频谱利用效率高、移动性能好、广播覆盖范围大、多业务广播方便等优点。该标准于2007年8月1日起强制执行。根据长寿当地的地形特征以及频谱现状，规划确定了两个站点，分别是主站西山发射台（海拔950m）和辅站罗围山发射台（海拔600米），工作频道均为DS17（传输4套节目）及DS19（传输8套节目），射频中心频率为506MHz及522MHz。3.2系统组成根据总体设计，单频网的适配工作已在节目的卫星上行前完成，也就是说，在卫星上行的节目流中已完成了SIP插入和TS流码流的适配工作，所以在长寿区的地面数字建设项目包含下面几个部分。

3.2.1卫星接收天线及数字卫星接收机（节目分配传输系统）根据广电总局的统一部署，长寿区地面数字广播电视系统采用卫星方式接收12套中央广播电视节目，位于西山主站的DVS-2018卫星接收机（四川九州电子科技股份有限公司）和罗围山辅站UMH160接收机（惠州市伟乐科技股份有限公司）通过屋顶的卫星接受天线接收中星6A卫星转发的12套中央广播电视节目（卫星参数分别为4130V14800和4145V8329）TS流送入激励器。这种传输方式简单可靠，码流传输信号较为稳定，相比微波传输更少发生信号抖动的问题，保证了码流的全透明传输和单频网组网的比特同步。

3.2.2激励器及GPS（数字同步发射系统）激励器是单频网建设中一个重要的组成部分，长寿区目前主站和辅站均采用CTTBEXCITERXS激励器（苏州全波通信技术有限公司），该激励器具备非线性预校正，指标优良。同时，在西山主站及罗围山辅站各配置一台GPS/BDX（苏州全波通信技术有限公司），该GPS可以提供10MHz标准频率和每秒一个脉冲的1PPS标准时间给激励器，激励器根据GPS提供的时间信息，配合从卫星机接收TS流的SIP中恢复出来的发射时刻信息，自动计算出本地延迟，确定发射时间，从而严格保证单频网组网的频率同步和时间同步。

3.2.3地面数字电视发射机、双工器及发射天线（数字同步发射系统）西山主站采用KT-UDT515发射机（成都康特数字广播电视设备有限公司），发射功率300W；罗围山辅站采用AW-DT500-1发射机（苏州全波通信技术有限公司），输出功率500W。因为是DS17和DS19两个频道共用一套发射天线，因此，在西山及罗围山两个台站各配置了一台桥式双工器，将两个频道的发射机输出信号合为一路，并通过天馈线送至铁塔上的4层4面偶极子发射天线进行信号发射。

3.2.4其他配套系统为了保证地面数字电视系统正常运行，还需对其他配套系统进行改造或者新增，如后备发电机、供配电系统、防雷接地系统、监控管理系统、空调冷却系统等。

3.3系统设备冗余

为保证安全播出，在建设时就充分考虑了设备的冗余，每个站点、每个频道均配置主备两套卫星接收机、激励器及发射机，主备发射机通过同轴转换开关进行切换，当卫星接收机、激励器或发射机出现问题，同轴转换开关会检测到异常，会在3s内自动转换至备用系统，保证节目安全播出。

3.4场强覆盖

该问题是实际调试中发现的一个比较突出的问题，在单个发射站点或多频网的情况下，为了扩大覆盖范围，我们可以选择加大发射功率，但是在单频网中却不能采用这种方法，一味增大发射功率是无用的，有时候还会起到反向作用，因为多个发射器发出的同频信号彼此之间会产生影响，相互交叠会产生回波，使得网络相干区的多径特征恶化。考虑到上述情况，主站和辅站的功率控制在300W和500W。对于部分接收盲区，我们也不能忽视，计划采用小型同频发射器进行修补，保证整个长寿区域都在地面数字电视覆盖范围之下。

4结语

单频网组网技术在地面数字电视行业中发挥了巨大的作用，它提高了频谱的利用率，节省了大量的频率资源并获得了更大的覆盖面，实现了更为平滑而且区域更大的覆盖效果。目前，人们对于各方面的需求越来越高，在实际使用中，单频网组网技术仍然需要不断完善和发展，才能更好地满足行业发展的需求。

参考文献：

[1]雷详波.地面数字广播电视单频网组网技术及实践[J].传播力研究,2018,2(15):248.

[2]张洪春.地面数字广播电视单频网（SFN）组网关键技术与测试方法[J].电视指南,2017(17):241-242.

[3]王建生.地面数字广播电视单频网组网技术及实践[J].数字通信世界,2015(5):5-8.

[4]杨延冬,呼和,黄艳萍,等.地面数字广播电视单频网（SFN）组网关键技术与测试方法[J].中国有线电视,2014(S1):374-377.

[5]黄浚.地面数字广播电视单频网组网调制器实现的关键技术[J].电子技术与软件工程,2013(24):264.

[6]数字电视国家工程实验室.地面数字电视发射系统与覆盖网络[M].北京:科学出版社,2012.

作者：张启 单位：重庆市长寿区广播电视台