广播电视移动收测研究.doc

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1、广播电视移动收测研究广播电视信号的覆盖收测分为固定和移动两种[1]，其中固定收测方式主要针对模拟广播电视的固定接收模式，而随着信号数字化的推进以及车载调频广播的兴起，移动收测成为现阶段广播电视信号覆盖测试的主要手段。移动收测是利用GPS和广播电视自动场强测试仪实时记录所有测试路径上的信号接收电平，获取较为全面的覆盖测试数据。在完成移动收测之后，需要根据场强仪记录的测试数据推导出根据覆盖中值场强规定的覆盖边界场形图，并在地图中获取直观的信号覆盖边界情况[2]。为了方便地实现测试数据到信号覆盖边界的转换，

2、利用Matlab工具编写应用程序来处理测试数据，首先需要推算出不同方向上的有效辐射功率ERP（EffectiveRadiatedPower），再依据中值场强计算覆盖边界距离和经纬度，以此快速、准确地绘制出覆盖边界场形图。将Matlab程序输出的包含覆盖边界经纬度等参数值的Excel文件导入Mapinfo二维电子地图，或者生成KML文件后显示在GoogleEarth三维电子地图中，实现覆盖场形在地图中的直观显示。1覆盖场形绘制流程考虑到移动收测过程中，场强仪自动记录的测试数据会随着周边环境的影响出现波动

3、，需要对几千个收测数据进行预处理，尽量确保数据的有效与准确。整个覆盖场形绘制的基本过程如下。第一步：对收测数据进行均值处理，降低测试与计算误差。第二步：根据发射点与测试点的经纬度计算两点之间的距离。第三步：根据发射天线、接收天线和测试位置属性等技术参数，采用DavidsonModel传输链路损耗模型计算测试方向上的传输损耗，推算出该方向上的有效辐射功率ERP值。第四步：根据该方向上的ERP值、覆盖中值场强和传输链路损耗模型来计算该方向上的覆盖边界距离[3]。第五步：根据覆盖边界距离、发射点经纬度以及发

4、射点至测试点连线与正北方向的夹角，计算覆盖边界点上的经纬度。第六步：自动生成直角坐标系、极坐标系两张覆盖图，并自动生成包含覆盖点经纬度、发射点至覆盖点连线与正北方向的夹角、覆盖边界距离的“覆盖收测计算数据.xls”文件。4学海无涯2覆盖场形绘制的程序实现4学海无涯覆盖场形绘制的Matlab程序由主程序调用覆盖计算功能函数子程序的方式实现。2.1主程序设计。Matlab主程序的实现流程如图1所示。（1）可交互参数输入覆盖场形绘制的计算涉及到一些基本参数，主要包括发射点经纬度、发射频率、发射天线高度、发射

5、天线类型、位置属性（例如大城市、中小城市等）、覆盖中值场强、测试天线增益、测试接收天线高度、覆盖规划接收天线高度、覆盖计算距离初值等。为了灵活设置参数，将需要输入的参数设计为对话框形式。其中发射天线类型、节目类型以及位置属性均是以选择不同代号的方式实现计算参数的确定。（2）测试数据导入采用德力DS2500场强仪移动收测得到的数据包含了测试点经纬度和信号接收电平，其格式为CSV（Comma-SeparatedValues），因此将Matlab程序设计为可直接导入CSV格式的测试数据接口，并自动统计导入数

6、据的数量。（3）测试数据均值处理导入的测试数据利用Matlab中的Smooth函数进行均值平滑处理，输出数据为测试数据中的前5个与后5个的中值。（4）调用覆盖计算功能函数覆盖计算功能函数作为子程序提供给主程序调用，实现了循环计算出各测试点对应的覆盖边界距离、覆盖点经纬度以及发射点至覆盖点连线与正北方向的夹角。（5）输出覆盖收测计算数据文件利用Matlab中的xlswrite函数，输出包含覆盖计算功能函数结果的文件。（6）绘制覆盖图利用Matlab中的plot和polar2函数自动绘制X-Y坐标系和极坐

7、标系的覆盖图，例如针对无锡地面数字电视DS-33频道收测结果完成的覆盖图如图2和图3所示。2.2子序设计。覆盖计算功能函数子程序的实现流程如图4所示。（1）计算测试点的场强值根据收测到的测试点接收电平，并通过测试天线增益以及测试信号频率计算出测试点场强值[4]。（2）计算发射点至测试点的距离、发射点至测试点连线与正北方向的夹角首先将发射点与测试点的经纬度转化为以弧度为单位的经纬度值，再转化为以地球球心为原点的XYZ坐标值，以此计算出发射点至测试点的距离、发射点至测试点连线与正北方向的夹角。（3）创建发

8、射天线垂直场形计算模型由于广播电视发射天线的频段、层数以及下倾角等各技术参数均不相同，因此不同发射天线有不同的垂直波瓣场形，由各天线供应商提供。为了在Matlab程序中仿真各发射天线的垂直场形，必须采用相关函数进行拟合。经过对多种发射天线垂直场形的演算，推导出采用y=sinx/x这一基本函数来拟合，且通过代入a、b、c、d这四个参数实现对不同发射天线类型的调整，使得拟合曲线尽量与厂家提供的垂直场形保持一致。具体函数为y=abs(a(sin(b(x-c))