數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃之淺見

數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃之淺見

【摘要】本文論述了數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)建設(shè)中存在的問題及建議解決方案，同時對數(shù)字電視單頻網(wǎng)、多頻網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問題進行了討論。

【關(guān)鍵字】DTTV，SFN，MFN

概述

數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)作為一種無線覆蓋傳輸平臺，可以完成多種業(yè)務(wù)，目前可以開展的業(yè)務(wù)范圍有：

★車載移動接收，如公交車、個人用轎車等，收視人群眾多，廣告收益大；

★移動接收，如便攜式接收，便攜式電視機，筆記本電腦等，未來還可以升級到手機電視；

★家庭定點接收，每個家庭可以收看到多套數(shù)字電視節(jié)目；

★公眾場合分眾定點接收，如賓館、車站、醫(yī)院、旅游點等。

系統(tǒng)建設(shè)完成后，可以開展的增值業(yè)務(wù)有：

★可以同時轉(zhuǎn)播多套立體聲廣播；

★可以通過該平臺發(fā)送數(shù)據(jù)等移動多媒體服務(wù)，如IPDC（IP-Datacast）廣義數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)，該IPDC系統(tǒng)能提供多樣化的商業(yè)業(yè)務(wù)：即時新聞與股市、交通/旅游數(shù)據(jù)、多媒體傳輸、交互式網(wǎng)頁/主題式內(nèi)容搜索/影院電影數(shù)據(jù)與預(yù)告片、電子股票、電子商務(wù)、交互式廣告等。

總之，該系統(tǒng)不僅是一個電視廣播系統(tǒng)，同時還是一個多媒體廣播系統(tǒng)，在

這個系統(tǒng)平臺上，未來可以逐步發(fā)展很多增值業(yè)務(wù)。隨著數(shù)字電視技術(shù)的飛速發(fā)展，該系統(tǒng)還可以升級為帶回傳的雙向傳輸系統(tǒng)，業(yè)務(wù)范圍將不斷拓展。

根據(jù)國家有關(guān)部門規(guī)劃，2005年1/4的電視臺（覆蓋全國主要城市）將發(fā)射和傳輸數(shù)字電視信號；2008年用數(shù)字電視轉(zhuǎn)播北京奧運會；2010年計劃全面實現(xiàn)數(shù)字電視廣播；2015年停止模擬廣播電視的播出。

但是在全國很多省市的系統(tǒng)的建設(shè)及試驗中，普遍存在下列問題：

★注重單臺發(fā)射機的性能，忽略系統(tǒng)整體的性能，不利于系統(tǒng)擴展；

★對模擬電視了解比較多，而對數(shù)字電視的“網(wǎng)絡(luò)”性能了解少，所以沒有進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；

★對系統(tǒng)的使用要求沒有明確的認識，對移動覆蓋和固定覆蓋的差別認識不夠；

★對未來數(shù)字電視取代模擬電視沒有足夠的認識，所以系統(tǒng)建設(shè)多為短期行為。

鑒于上述問題，本文在大量實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，提出一些建議方案，以供參考。

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

未來的數(shù)字電視是一個“網(wǎng)絡(luò)”，而不是單個“發(fā)射臺站”，如單頻網(wǎng)（SFN）、多頻網(wǎng)（MFN），強調(diào)網(wǎng)絡(luò)概念，所以設(shè)計思想產(chǎn)生了革命性變化。

未來的數(shù)字電視至少是以省、市為一個獨立的網(wǎng)絡(luò)，由多個發(fā)射臺站組成，播出相同的節(jié)目。與原來模擬電視發(fā)射系統(tǒng)相比，系統(tǒng)化設(shè)計變得尤為重要，所以在建設(shè)初期必須考慮網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃！

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)是一個“網(wǎng)絡(luò)化”工程，系統(tǒng)平臺由3個網(wǎng)絡(luò)組成，即數(shù)字電視單頻網(wǎng)、節(jié)目分配傳輸網(wǎng)和遠程監(jiān)控管理網(wǎng)，無線覆蓋網(wǎng)由多個發(fā)射臺站（基站）、單頻網(wǎng)前端、演播室（包括編碼復(fù)用）等組成，以完成廣播覆蓋功能，是系統(tǒng)的核心部分；遠程監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)是系統(tǒng)的重要組成部分，完成系統(tǒng)管理功能；

節(jié)目分配及數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)是上述兩個網(wǎng)絡(luò)的紐帶，完成節(jié)目分配和監(jiān)控回傳等功能。

以前的模擬電視系統(tǒng)，主要考慮單臺站覆蓋，站點相對較少，所以對遠程監(jiān)控和節(jié)目分配網(wǎng)絡(luò)要求較少，隨著網(wǎng)絡(luò)的擴大，對于數(shù)字電視系統(tǒng)，站點管理變的越來越重要，節(jié)目分配要求的帶寬越來越大，所以在系統(tǒng)建設(shè)初期，必須考慮三個網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃。

2.系統(tǒng)組成

系統(tǒng)一般由以下5個子系統(tǒng)組成，

典型的系統(tǒng)原理圖

單頻網(wǎng)系統(tǒng)主要由SFN適配器、GPS時鐘、數(shù)字電視發(fā)射機等組成，與多頻網(wǎng)系統(tǒng)（MFN）相比，增加了SFN適配器和GPS時鐘設(shè)備。

b．單頻網(wǎng)的核心技術(shù)

單頻網(wǎng)的核心技術(shù)問題主要為同步問題，主要包括三個同步：

★頻率同步，即所有發(fā)射臺的載波頻率必須相同；

★時間同步，即各個發(fā)射臺在同一時間播出同一節(jié)目；

★碼元同步，即調(diào)制信號的比特率必須同步。

上述同步主要通過GPS時鐘和SFN適配器來解決。

GPS時鐘主要有兩個功能，一是提供10MHz參考頻率，一是提供1秒定時脈沖（1PPS）。在鎖定狀態(tài)下頻率穩(wěn)定度可以達到1E～12量級，時間精度達到±50nS。

在中心站SFN適配器對輸入的TS流進行巨幀處理（MIP），插入時間、信令等信息，然后送入節(jié)目分配網(wǎng)絡(luò)。在各發(fā)射臺站，對應(yīng)的SFN適配器解析MIP包，計算傳輸延時并自動進行補償，即可實現(xiàn)單頻網(wǎng)同步的要求。

4.多頻網(wǎng)

a.數(shù)字電視多頻網(wǎng)的特點

數(shù)字電視多頻網(wǎng)是由多個發(fā)射臺發(fā)射組成的數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)絡(luò)，相鄰發(fā)射臺采用不同的發(fā)射頻率在同一時間發(fā)送同一套節(jié)目，所以系統(tǒng)至少需要兩個以上頻率。

數(shù)字電視多頻網(wǎng)的主要優(yōu)點是：

★由于相鄰站點發(fā)射頻率不同，所以不需要同步，相對建設(shè)成本低；

★每個發(fā)射臺站可以覆蓋較大區(qū)域，站點間距離沒有限制。

數(shù)字電視多頻網(wǎng)的主要缺點是：

★車載用戶在大范圍內(nèi)移動接收時需要更換頻道；

★需要的頻道至少2個以上。

b.多頻網(wǎng)的適用范圍

多頻網(wǎng)比較適合于高山臺固定覆蓋，如解決村村通問題等，利用高山臺的優(yōu)勢，最大限度地發(fā)揮每個臺站的覆蓋效率。在目前MPEG2編碼的基礎(chǔ)上，每個頻道至少可以傳輸10套以上標清節(jié)目，最多可達16套左右，覆蓋半徑在50公里以上。

5.混合組網(wǎng)

所謂混合組網(wǎng)就是在大城市采用單頻網(wǎng)，而在城市間高速公路采用多頻網(wǎng)大區(qū)跨接，減小布點密度。

a.混合組網(wǎng)的特點

單頻網(wǎng)與多頻網(wǎng)的建設(shè)成本不在于是否需要同步設(shè)備，而在于建網(wǎng)的站點密度。單頻網(wǎng)站間距離有限制，對于高速公路覆蓋成本很高；而多頻網(wǎng)站間距離沒有限制，適合于大區(qū)域覆蓋，但車載用戶在跨區(qū)接收時需要換臺?；旌辖M網(wǎng)的目的在于汲取單頻網(wǎng)和多頻網(wǎng)的優(yōu)點，既可以實現(xiàn)大范圍移動覆蓋，又可以大大降低系統(tǒng)建設(shè)成本。

在城市內(nèi)采用單頻網(wǎng)設(shè)計，保證城市移動接收質(zhì)量；在高速公路沿線采用多頻網(wǎng)設(shè)計，充分利用每個發(fā)射臺站的覆蓋效率，既保證可移動接收，又可減少站點數(shù)量；系統(tǒng)需要的頻點大約為2～3個；通過混合組網(wǎng)，可大大降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費用。

b.混合組網(wǎng)的可行性

混合組網(wǎng)的關(guān)鍵是機頂盒可在兩個頻率交界處自動換臺，這樣即可解決車載用戶跨區(qū)接收的問題，也能保證移動接收性能。

從目前技術(shù)看，解決機頂盒自動換臺不難實現(xiàn)。可以采用雙高頻頭的方