国家地面数字电视标准单频网技术

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1、国家地面数字电视标准单频网技术广播电视规划院冯景锋刘骏李国松【摘要】：单频网是地面数字电视广播系统的重要组网模式和应用方式。本文重点介绍了符合GB20600-2006的地面数字电视国家标准单频网系统的基本概念、单频网网络结构以及单频网的建设，并以2007年北京地区技术试验为例简单说明了地面数字电视单频网的调整和优化。【关键词】：单频网，多频网，节目分配网络，网络优化，重叠覆盖区，载噪比门限，信号裕量，信道冲激响应前言2006年8月30日，国家标准化管理委员会发布了《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》标准，标准号为GB20600-2006。2008年1月1日

2、，国家广电总局批准在北京地区采用地面数字电视传输国家标准正式试验播出地面数字电视广播业务，拉开了我国地面模拟电视广播向地面数字电视广播过渡的序幕，标志着我国地面数字电视广播进入到一个崭新的时代。1单频网概述众所周知，由于数字处理技术的引入，相对传统模拟电视广播而言，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，保证数字电视信号的接收质量，而不会像接收模拟电视信号那样出现重影。这样，只要控制多点发射的同源信号的相对延时在一定范围之内，数字电视接收系统仍旧能够无失真的恢复源信号。基于此，地面数字电视广播系统可以通过组建单频网（SFN：SingleF

3、requencyNetwork）系统来实现数字电视信号的有效覆盖。地面数字电视单频网是由多个位于不同地点、处于同步状态的发射机组成的数字电视覆盖网络，以相同频率，在可控制的时刻发射相同节目，以实现对特定服务区的可靠覆盖。与传统模拟电视的多频网（MFN:Multi-FrequencyNetwork）相比，地面数字电视单频网具有如下优势：1频谱利用率高在频率资源紧缺的今天，单频网的使用可以大大的节省频率资源，提高频率资源复用率。在超过一个发射点所能覆盖的区域内，传统模拟电视传输同一套节目需要占用多个频道资源，而数字电视的单频网只需用1个频道即可。网络覆盖质量好传统的模拟

4、电视广播网通常采用单点大功率发射进行广播电视信号覆盖，在整个覆盖区域，信号能量分布不均匀，离发射点越近，信号越大，接收越可靠，离发射点越远，信号越小，接收越不可靠。在单频网系统中，通过发射点的合理设置，信号分布更加均匀，这样可以保证信号接收质量在整个覆盖区域内同样可靠。因此，在地面广播电视覆盖网中，在保证覆盖区边缘场强相同的情况下，单频网中所有发射点的发射机输出总功率一般小于单发射点的发射功率。此外，对于城市环境，由于高楼的阻挡，通常单点大功率无法解决覆盖，仍会存在一些信号盲区，这种情况下就可以采用单频网方式来覆盖，形成有效的空间分集效果。当然，相对多频网而言，地面数字

5、电视广播单频网的网络结构更复杂、网络建设和维护成本更高。2单频网构建地面数字电视广播单频网的建设涉及单频网的网络结构、单频网节目分配网络以及发射站点的选取等方面。2.1单频网网络结构地面数字电视单频网的网络结构形式多样。一般来说，根据射频信号产生方式的不同，地面数字电视单频网结构主要有两种形式：射频信号集中产生和射频信号分散产生。2.1.1射频信号集中产生在地面数字电视广播单频网构建过程中，为了保证各个发射点信号完全同步，可以使用同一调制器来产生地面数字电视射频信号作为主站信号，并通过无线方式传送到其它各发射站点。图1给出了基于射频信号集中产生方式的地面数2字电视单频网

6、示意图。从图中可以看出，基于射频信号集中产生方式的地面数字电视单频网结构相对简单，无需同步信号。然而此种结构的网络只有主站发射的射频信号质量能够得到充分保证，而其它站点发射的信号质量依赖于从前一级站点接收到的信号。地面数字电视射频信号质量每中继一次都会存在不同程度的劣化，从而限制了地面数字电视单频网射频信号中继的次数。同时，为了进一步保证从站接收后再次发射信号的质量，一般都会对从站转发设备的性能提出较高的要求。为此，目前国际上一般较少采用此种类型的网络结构来构建地面数字电视广播单频网。RF信号RF信号从站1次从站1RF信号RF信号MPEG-2地面数字RF信号复用器电视调

7、制器从站2次从站2主站RF信号TS码流从站3次从站3图1基于RF信号分散产生的地面数字电视广播单频网结构2.1.2射频信号分散产生基于射频信号分散产生的地面数字电视广播单频网是目前普遍采用的组网方式，如图2所示。来自复用器的TS码流首先送入到单频网适配器进行适配，完成码率适配和秒帧初始化包（SIP）插入功能，具体适配过程可参见GY/T229.1《地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法》，适配后形成包含秒帧初始化包的TS流通过节目分配网络传送到各个发射台，经过调制器同步处理后变换成射频信号进行发射。在地面数字电视单频网的构建过程中，