cmmb传输覆盖技术及现状

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　2011年3月23日－25日，由CCBN组委会主办，中广互联承办的CCBN2011数字技术未来系列论坛（简称DTF）在国展综合楼召开。　　　3月24日下午，CCBN2011数字技术未来系列论坛（简称DTF）召开第二天，DTV传输与测试论坛在国展226会议室举行。中广传播集团有限公司工程部总经理刘波先生作了题为《CMMB传输覆盖技术及现状》的报告。图为：中广传播集团有限公司工程部总经理刘波以下为演讲实录：　　刘波：感谢各位同仁抽出时间，大家一起探讨CMMB传输覆盖技术及现状。我是中广互联传播技术部的刘波，借此机会把我们历经几年关于CMMB网络建设的一些情况和我们承载CMMB技术方案之后所采用的相应的技术与各位同仁分享，也是想通过这种方式汇报一下我们的情况；还有就是希望起到抛砖引玉的效果，希望来自于产业界或者是该方面的专家能够为我们下一步的建设提供思路和技术上的支持。　　我今天主要从以下几个方面来给各位同仁汇报一下情况：　　1.CMMB网络覆盖现状。2.CMMB网络覆盖方案。3.CMMB网络覆盖需求分析。4.CMMB传输技术。5.CMMB网络覆盖整体思路。6.对产业的期望。　　CMMB网络覆盖现状　　截止到目前位置，中广传播集团有限公司历经2年的大规模建设期后，已经完成国内332个地级城市的CMMB覆盖建设，近百个县级行政单位也实现了良好的CMMB信号开通，全国已建成886个1KW级的大功率发射站点，其中2010年就建成了393个大功率站点，2千多个中小功率补点系统，180多个城市已经建成了2个大功率发射点以上的单频网系统，而这些数据将在2011年里被全面改写。 　　CMMB网络覆盖方案　　我们定位为一个新的技术标准结合传统的技术方式的一种技术体现，从现在网络的实现方式来说，CMMB的网络建设还是以大功率的覆盖站点和大功率站点所组成的单频网，以及小功率补点来实现的这种全方位的城区覆盖。我们在某些地方现在开通了单功率单发射站点，这主要是针对某些城市城区面积较小、楼宇密度较低、地势较平淡的地区。针对这些地方我们可以通过一台1千瓦，或者500瓦就可以满足需求。单个发射台占主要由卫星接受器、编码器、复用器、调制器和发射系统。　　针对一些城市区域面积比较大，地貌也复杂或者是本身城市建筑形态比较复杂的那些城市来说，单点发射已经不能满足这个城市的基本覆盖。采用单位频网覆盖方式，即基于若干发射台站建成本地区单频网实现基本覆盖，单频网组网应以最少的发射点、最小的干扰可能性完成最大的覆盖范围。单频网络系统包括各发射台站、传输分配网络、节目源接入处理系统三个子系统。　　CMMB作为一个运营项目来说的话，成本和网络的有效性都是我们现在的立命之本，所以我们要在这方面有很大的精力去考虑采用什么样的有效的覆盖方案，采用什么样的稳定去有效而且可靠的传输技术。针对于城市来说，它的单点建设，或者说它的单频网建设完成之后，我们还要完成中小功率补点覆盖的建设。主要也是针对城市复杂的地方，针对一些阴影的地区，就是覆盖这些大功率站点覆盖的盲区，或者是有些重点区域的室内，我们都会实行中小功率的覆盖。这种覆盖是我们去跟移动、电信、联通沟通，把他们的技术做一个相应的搬移，沿用到广电的覆盖。实际上CMMB的覆盖，在很多方面已经体现了三网的融合；包括：发射系统、传输技术。　　结合刚才所说的，现在我们已经覆盖了这么多城市，建了这么多大功率站点，也建了这么多小功率站点。那么我们的具体网络效果是怎么样的？2010年中广传播集团联合中国移动对全国CMMB网络开展了一次测试，这个测试结果是去年6月份的，到了去年年底又有了很大的变化。大家可以看一下这个图纸，我们当时一共测了319个城市。就这张图来说，它分成三个区域。浅蓝色是室外的测试，深蓝色是室外的定点测试，白色的框是室内的移动测试；室外的定点测试超过了180个以上，室外的移动测试超过了100；室内定点能够达到95%以上的也就是20%多。实际上我们去年大功率发射站点的建设，实际上有很大一部分是在去年的6月份之后开始启动并且大规模去实现的。实际上我也很有这个信心，我们现在的网络覆盖效果要远远好于当时的测试数据。　　CMMB当前覆盖所采用的主要技术手段　　1.数字电视发射机技术 　　只要是数字电视发射机，很多都是类似于这样的一些架构；包括：相应的电源还有附属的一些系统组成的。数字电视发射机目前仍然是CMMB网络覆盖的主流设备，通过数字电视发射机组成的单频网对于覆盖的方式的选择来说也仍然解决CMMB覆盖的主流方案，但随着元器件技术的发展和产业的有效推进，经过近几年的发展，数字电视发射机无论是在发射机的工作效率、稳定性、工艺、智能、成本的有效控制等方面也有了很大的进步，这些进步不仅仅是国外的发射机生产厂家，也包括大批国内的发射机生产厂家，同时，适应于不同覆盖场景的发射机也应运而生，CMMB网络覆盖所使用的发射机功率等级也从主流的1KW扩展到包括50W、100W、200W、300W、500W在内的多个等级，设备类型也包含了室内型和室外型，大大提高了应用的灵活性。小功率会对发射系统要求的条件都会有大大的降低，包括对日后的运行维护都会提供很大的便利。　　同时我们目前还有另外一种方案也在评估过程中，这种方案在国内和国外都有使用，具体的结构是一个近端机+N个远端机的方式，其中近段机配置GPS、时延调整模块、激励器等，远端机为功方设备，实现组网，一方面确保了系统输出频谱的一致性，另一方面也减少了处理环节，降低成本。　　实际上我们接触到，在国内已经有一些厂家开始研究这方面的技术，实际上真正应用这样的技术的是目前在日本的松下，他们已经完整了推出了这样的解决方案，我们之前也跟他们进行了相应的沟通，其实他们的理念还是有一定的参考性。但是目前在日本那边，他们做这种覆盖的时候更多的是倾向于小功率，也就是30瓦、40瓦、50瓦这种功率，不是像我们做的上百瓦的功率。　　2.数字电视直放站覆盖技术　　直放站，是在无线通信信号传输过程中起到信号增强的一种无线电信号发射中转设备。在移动通信中使用直放站作为实现大覆盖目标的必要手段之一，主要是由于以下的特点：使用直方站一是在不增加发射大站数量的前提下保证网络覆盖质量。二是直方站的造价远远低于有同样效果的无线发射系统。它与发射站相比，有结构简单、投资较少和安装方便等优点。　　实际上像这种很多都是，从移动的角度来说很多都是室外型的，就是挂在墙上，通过一定的隔离效果，就可以构成这样的一种转化系统，这种转化系统造价的成本将会很低的，但是使用的方便性将是我们搭建数字电视发射机系统所不具备的。　　数字电视直放站的分类　　其实我们是把移动直放站原样的搬过来。比如：光纤直放站，一个近端站，一个远端站，可以把信号高质量的传到远端站然后进行发送。直放站里面还有一个ICS的，也就是加大ICS模块。ICS是干扰消除系统的简称，ICS技术采用自适应噪声抵销器，利用干扰源的输出，通过数字滤波器与自适应算法的配合，最佳地估计干扰值，以从混有干扰的输入中减去干扰估值，实现干扰与信号完整的分离。自适应滤波器最重要的特性是能有效地在未知环境中跟送时变的输入信号，使输出信号达到最优。　　刚才所说的主要是针对于覆盖方面的技术，针对于传输方面的技术。可能各位专家也知道，当我们要组网的时候，实际上我们的信号源是要从我们的主站发送到各个单频网站点的。这些信号怎么样到达各个网站单频点的？我们还是依靠传统的传输技术，只是在我们近两年的不断摸索过程中，我们这种传输技术的方式或者方案，有了较大的灵活的调整。目前来说的话，我们比较关注的这几个方面：1.传输技术。2.覆盖技术。传输技术主要是通过光缆、微波，或者是其它的不同网络传送到各个台站，确保他们在同频、同一时刻发送同一节目。从这方面来说的话，我们现在也跟各位专家和同仁汇报一下我们所采用的技术。 　　一方面，我们利用现有的有限资源进行传输。实际上各位专家也都知道，单芯光缆信号在光缆里面传输是完全没有任何障碍的。这是我们最早做使用的一种技术，它的缺点大家也都知道，它要占据整整一芯光缆，这对我们的资源是非常浪费的。后来我们又用SDH光传输；我们还在有些省市在具体的传输方式上也利用有线电视网实现了CMMB复用流的传输，它的缺陷是通过有线电视网络传输过程中时间控制将会有一些不可预期的负面的结果，但是它也仍然是我们所采用的一种方式之一。第二种主流的方式是利用无线资源进行传输。有：利用SDH数字微波，还有就是利用传统的MMDS来实现它的分配，这样就可能要进行一些设备的处理，包括我们要把信号调制，在信道编码这边要先进行信道编码之后再进行MMDS传输，这就要求当地广电必须拥有现成的MMDS频率。第三种方式就是IP微波实现CMMB复用流的传输，这本身是用于移动和联通他们在做WiFi过程中所使用的技术，但是我们把它用到CMMB当中仍然有一些去适合或者说迎合CMMB方式的传输。CMMB主要是普向信号，针对于IP网来说，它的相对要求是较低的，因为我们是广播的，我们看到的信号都是时时在播发下去的，大家通过手机或者是通过PMP看到的图象应该是连续的，如果出现中断的话，那么你们所看到的图象将会是不连续的，而我们IP的这种方式，它如果传数据是没有问题的，它可以到接受端之后再把这个包解出来都是可以的，而针对于图象信号，我们不能把它寄希望于它去做大量的缓冲，然后再去解除这个图象信号。针对这个情况，我们也和相应的厂家提出了这样的要求，这些厂家也针对我们这种需求做出了相应的调整，也就是满足了我们CMMB信号的传输和复用。他们甚至做出一些；因为IP微波是一个双向，这种方式的实现，不但适合于正向传输，而且适合于站点运行数据反向的传输。　　下面几个框图，就是我们把这几种常用的传输方案列了一个框图给大家展示一下。刚才是几种传输的方案，现在谈一谈CMMB网络覆盖需求的分析。　　网络覆盖大致是什么样的需求？实际上由于用户对于覆盖的期望，他希望随时随地都能看到CMMB，都能看到电视或者都能看到他所感兴趣的东西，随着业务要求不断提升，我们对大片区域进行广覆盖。我们号称室外已经达到95%了，这种说法听起来很好听，但是实际上真正的有多大的意义，可能还是值得我们进一步探讨和评估。也就是说用户希望他们的移动终端除了使用之外，还要求支撑各种业务。对于各地不同的地形、不同的气侯环境、不同的覆盖需求，无论是单发射站覆盖还是采取单频网覆盖，在信号无线覆盖上都会存在很多盲区和盲点，势必影响整体的CMMB（U波段）网络服务质量，现阶段针对主要存在各种具体的应用场景需要解决。针对于CMMB覆盖来说，我们把它分成：常规的广覆盖，常规室内覆盖和各种特色场景覆盖。　　常规广覆盖包括密集城区、一般城区等，该场景具有楼宇分布较密集、高达，楼层相对较高并且楼宇分布不规则或成片分布，穿透损耗很大的特点。用户分布密集，业务量大，数据业务分布比例较高。在广覆盖中，还存在一些如高速铁路，应急通信等特殊的覆盖场景，需要采用特殊的解决方案来满足应用需求。常规室内覆盖一般采用室内分布系统满足覆盖和网络服务质量。　　随着CMMB商用的步伐加快，我们将把创建CMMB精品网络作为我们的一个重点，这也是我们的一个目标。我们已经明确了在这个建设过程中，我们要陆续开始确保我们CMMB覆盖区域内尽可能的实现无缝的连续覆盖。无论传输环境多复杂，我们根据不同的无线环境，我们在建设阶段又提出了一个概念，叫作“全场景无线立体化覆盖解决方案” ，并且我们将延续这种思路去进行几方面的覆盖。该方案在实际网络规划中设备将涵盖：大功率发射机、中小功率发射机、大功率发射站等等。　　我们都知道“密集城区”。到目前为止我们做过的覆盖，我认为几个覆盖是比较有难度的，相对来说上海是比较难的。为什么呢？因为上海的高楼，城市建设的规则性不像北京。北京虽然很大，但是北京覆盖相对来说反而好做。为什么呢？它相对来说比较规则，楼宇的高度没有特别高，特别密集的。而上海不一样，它可能有一个区域非常密集，楼又非常高。而有一段区域可能又很平缓。所以这个对我们的覆盖场景，这是我们所提出来的一种覆盖场景，而这种覆盖场景往往是讨论我们采用什么样的覆盖方案要去解决的。针对于这种场景，我们一般还是采用“以单频网络建设为主”并且要结合地形、地貌的特征，或者建筑物的特征，合理的选择基站。建成单频网的站点之后还要进行一些深度的覆盖。这种建设主要还是针对于密集城区的大厦林立，高低不一的情况，针对于室外可以分层。比如：大功率的网和中小功率站点的这种组合和室内分布系统的一种组合。一般区域相对来说，他的地貌比较平缓，楼宇相对来说分的比较散，而且这时候从覆盖的角度来说，它对于信号的影响，裂化的速度要慢得多，这样的话我们采用几种常规的覆盖。　　一方面是单频网做大范围的覆盖，或者是通过大功率直放站进行室外的大范围覆盖。针对数目阻挡的区域，可还要配合室外分布式方案使用。这个我们有一个明显的感觉，我们收的CMMB的信号，就是用手机看电视很明显的一个状态就是在夏天的某一个区域是看不到的，但是当叶子落掉之后，我冬天看是很好的。随着城市绿化环境的改善，实际上这种情况也会对我们的覆盖采取什么样的方案提出新的要求。还有就是高速公路。现在各个省把高速公路也都作为覆盖的内容，很多人可能希望在旅程过程中能够收看到适合自己喜欢看的针对性的节目，高速公路的覆盖也是我们将要去考虑的。考虑到用户大多数都是在车里面，所以我们考虑到要有车体的穿透损耗，对于普通的客车穿透损耗一般是在5-8dB，终端移动速度一般在80千米-120千米范围内，在满足覆盖要求的情况下，要求站点尽量少，这样有利于节省投资。同时还要考虑到包括我们要预留恶化量，山体对信号的反射，时间色散的影响，最大定时提前量的影响，对隧道覆盖的考虑，对无线参数的调整等。在网络拓扑结构上可考虑链结连接，接力覆盖，以节省传输链路。为什么现在也提及要对高速公路地方覆盖呢？其实也是源于我们和移动现在建立了良好的合作关系之后，很多移动的覆盖的基站，他的资源也是可以跟我们共享，这样我们就可以一起来做这种针对于交通主干道的覆盖。　　整体目标　　2011年网络覆盖是以用户发展为导向，根据浅在用户分布情况进行有针对性的覆盖，总体目标如下：实现广播网络覆盖中国大陆全部地级以上（含地级）城市和百强县，地级及地级以上城市城区室外覆盖率达到95%以上，百强县城区室外覆盖率达到95%以上，重点场所实现室内覆盖。网络的规划思路。　　我们现在不再去强调什么呢？我们不再纠结于非得要用1千瓦的大功率来做，我们要用多种，20W-30W甚至100W，这些中小功率的发射极都是我们的一个方案。 　　最后我要给产业这边提出一个我们的一些想法。CMMB自出道以来，网络覆盖经历1年的规模实验其，2年多的应用期，目前已经建成了全球最大的移动广播电视网，在此期间产业界的许多专家和同仁为我们提供了大量的技术支持和产业支持，也正因此才有了今天CMMB的蓬勃发展，但我们仍然清醒的认识到CMMB网络覆盖还有诸多问题：覆盖体系技术多元化尚且不够，技术方案相对单一；覆盖成本仍然较高，基于运营需求的覆盖设备仍存在较大的发展空间等等。我说的这些事情，是需要我们产业界还需要进一步的努力。比如：我们的设备功率，我们的设备安装的条件等等，甚至是设备具体到体积是什么样的体积，还包括下一步我们去做各种类型、各种场景覆盖的时候，都会有这方面的很多需求。　　寄予致力于CMMB网络覆盖产业界同仁的期望：我们也迫切的希望缠结界和我们一起共同努力，共同发展，不断探索适合我国无线覆盖发展的技术解决方案和思路。　　谢谢大家，占用大家时间。