張殷希，陸建華，陳 宏

（無(wú)錫廣播電視集團(tuán) 技術(shù)中心，江蘇 無(wú)錫 214061）

1 無(wú)錫地面數(shù)字電視覆蓋簡(jiǎn)介

由廣電總局推廣建設(shè)的國(guó)家地面數(shù)字電視工程主要是針對(duì)固定接收方式、以高清節(jié)目為目標(biāo)內(nèi)容的公益服務(wù)項(xiàng)目。自2009年以來(lái)，在全國(guó)各地級(jí)市逐步開(kāi)展了發(fā)射點(diǎn)建設(shè)與網(wǎng)絡(luò)覆蓋工程，播出1套CCTV1高清以及3套標(biāo)清節(jié)目，包括CCTV7、省衛(wèi)視和本地節(jié)目。

無(wú)錫位于長(zhǎng)江三角洲的發(fā)達(dá)地區(qū)，頻率頻道資源非常緊張，在經(jīng)過(guò)詳細(xì)收測(cè)與計(jì)算之后，規(guī)劃無(wú)錫地面數(shù)字電視播出使用DS-33頻道（中心頻率674 MHz）。而該頻道與周邊城市溧陽(yáng)以及上海的模擬電視同頻，因此項(xiàng)目實(shí)施中必須考慮同頻干擾問(wèn)題，采取必要措施以保證無(wú)錫地面數(shù)字電視在覆蓋區(qū)的良好接收，同時(shí)，不影響上述兩個(gè)城市同頻播出模擬電視節(jié)目原覆蓋區(qū)內(nèi)用戶的正常接收[1-3]。

2 二茅峰發(fā)射的可行性分析

無(wú)錫地面數(shù)字電視規(guī)劃發(fā)射點(diǎn)在廣電大廈，發(fā)射功率為1000 W?？紤]到廣電大廈沒(méi)有發(fā)射機(jī)房的配置，也沒(méi)有機(jī)房監(jiān)控、UPS等安全保障條件，且未配備24小時(shí)值班運(yùn)維人員。為了確保無(wú)錫地面數(shù)字電視的安全優(yōu)質(zhì)播出，無(wú)錫廣電提出在二茅峰發(fā)射點(diǎn)、采用100 W發(fā)射功率播出地面數(shù)字電視節(jié)目的設(shè)想，并獲得廣電總局批準(zhǔn)進(jìn)行更換發(fā)射點(diǎn)的技術(shù)試驗(yàn)。

為了掌握二茅峰發(fā)射點(diǎn)信號(hào)的覆蓋效果以及對(duì)周邊城市的干擾情況，將通過(guò)理論模型計(jì)算，并根據(jù)參考地形地貌的軟件覆蓋仿真進(jìn)行可行性分析。

2.1 地面數(shù)字電視固定接收覆蓋規(guī)劃場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算

據(jù)RRC-06技術(shù)建議書(shū)，在固定接收方式下，覆蓋規(guī)劃中值場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算公式為:Emed=Emed（ref）+C/N-C/N（ref）+20 lg（f/fref）。式中:參數(shù)取值參照GY/T236—2008《地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)實(shí)施指南》[1]，如表1所示。

因此，無(wú)錫地面數(shù)字電視DS-33頻道（中心頻率674 MHz）在64 QAM 0.6模式下，固定接收的覆蓋規(guī)劃中值場(chǎng)強(qiáng)值為54 dBμV/m。

2.2 覆蓋范圍比較

由于二茅峰發(fā)射臺(tái)的DS-33頻道發(fā)射天線高度為340 m，為了不影響周邊城市模擬電視的接收，無(wú)錫地面數(shù)字電視發(fā)射點(diǎn)在更改為二茅峰發(fā)射臺(tái)后，擬采用100 W發(fā)射功率進(jìn)行播出試驗(yàn)，并充分利用高山優(yōu)勢(shì)、發(fā)射臺(tái)已有建筑物的特點(diǎn)，形成有利的天線場(chǎng)型進(jìn)行有效覆蓋，盡量降低對(duì)周邊城市的干擾程度。

表1 地面數(shù)字電視固定覆蓋參數(shù)取值

為了預(yù)測(cè)對(duì)比更換發(fā)射點(diǎn)前后的覆蓋效果，采用法國(guó)FORSK研發(fā)的ATOLL無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件，結(jié)合江蘇全省50 m精度的三維地理圖，并根據(jù)廠家提供的一體化發(fā)射天線水平面方向圖、垂直面方向圖制作天線模型，分別對(duì)兩個(gè)發(fā)射點(diǎn)進(jìn)行覆蓋仿真分析:

1）廣電大廈發(fā)射點(diǎn)的覆蓋效果

規(guī)劃發(fā)射點(diǎn)廣電大廈的發(fā)射高度為120 m、發(fā)射功率為1000 W，DS-33頻道的覆蓋效果如圖1所示。

覆蓋仿真圖中兩種陰影分別表示模擬、數(shù)字電視的覆蓋情況，其具體含義如表2所示。

表2 覆蓋仿真圖圖示顏色的設(shè)置含義

2）二茅峰發(fā)射點(diǎn)的覆蓋效果

二茅峰發(fā)射點(diǎn)的發(fā)射高度為340 m，在發(fā)射功率為100 W情況下，DS-33頻道的覆蓋效果如圖2所示。

對(duì)比圖1和圖2可以看出，廣電大廈發(fā)射點(diǎn)的覆蓋在西北方向有較大盲區(qū)，這是由于該發(fā)射點(diǎn)的信號(hào)受到無(wú)錫城區(qū)西側(cè)多座山體的阻擋，整個(gè)西片區(qū)域的覆蓋均受到影響。相比較而言，二茅峰發(fā)射點(diǎn)由于自身海拔較高，從而在該區(qū)域的覆蓋有較大改善，但其他方向上的覆蓋情況要遜色于廣電大廈發(fā)射點(diǎn)。

2.3 同頻干擾情況比較

由于上海東方明珠發(fā)射塔與無(wú)錫二茅峰發(fā)射塔相距較遠(yuǎn)，且上海臺(tái)模擬電視的發(fā)射功率較大，因此兩地間無(wú)錫地面數(shù)字電視對(duì)上海模擬電視的同頻發(fā)射干擾影響較小，在這里重點(diǎn)分析無(wú)錫與溧陽(yáng)的同頻干擾情況。

根據(jù)廣電總局規(guī)劃，無(wú)錫DS-33頻道的發(fā)射天線采用一體化垂直極化天線；而溧陽(yáng)同頻模擬電視信號(hào)的發(fā)射天線采用水平極化方式。因此，數(shù)字對(duì)模擬電視信號(hào)造成干擾的最低場(chǎng)強(qiáng)取值，與模擬電視正常接收門(mén)限場(chǎng)強(qiáng)、數(shù)字電視對(duì)模擬電視信號(hào)的同頻干擾保護(hù)比、模擬電視接收天線前后比和水平垂直接收極化損耗有關(guān)，公式為

模擬電視接收門(mén)限場(chǎng)強(qiáng)70 dBμV/m－保護(hù)比40 dB+極化損耗6 dB+前后比10 dB=46 dBμV/m

同樣使用ATOLL無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件，仿真預(yù)測(cè)發(fā)射點(diǎn)建設(shè)在廣電大廈與二茅峰時(shí)，對(duì)溧陽(yáng)同頻模擬電視的干擾情況:

1）廣電大廈發(fā)射點(diǎn)的干擾情況

廣電大廈發(fā)射點(diǎn)的情況下，無(wú)錫DS-33頻道與溧陽(yáng)同頻道播出模擬電視的干擾情況如圖3所示。

干擾仿真圖中兩種陰影分別表示不同的門(mén)限接收?qǐng)鰪?qiáng)值，其具體取值含義如表3所示。

表3 干擾仿真圖圖示顏色的設(shè)置含義

2）二茅峰發(fā)射點(diǎn)的干擾情況

二茅峰發(fā)射點(diǎn)的情況下，無(wú)錫DS-33頻道與溧陽(yáng)同頻道播出模擬電視的干擾情況如圖4所示。

由圖3和圖4均可以看出，無(wú)錫DS-33頻道地面數(shù)字電視的播出，發(fā)射點(diǎn)無(wú)論設(shè)在廣電大廈還是二茅峰，溧陽(yáng)模擬電視的覆蓋區(qū)域在溧陽(yáng)發(fā)射點(diǎn)的東北方向上，均有可能受到無(wú)錫地面數(shù)字電視的干擾，實(shí)際受干擾的程度有待通過(guò)測(cè)試來(lái)確定。

3 覆蓋與干擾測(cè)試

為了更好地掌握無(wú)錫地面數(shù)字電視DS-33頻道在惠山二茅峰發(fā)射塔播出節(jié)目的覆蓋效果以及對(duì)上海、溧陽(yáng)同頻道模擬電視的干擾情況，詳細(xì)規(guī)劃并實(shí)施了覆蓋與干擾測(cè)試。

3.1 測(cè)試內(nèi)容

由上文的仿真結(jié)果表明，溧陽(yáng)同頻道播出的CCTV1節(jié)目可能存在的受干擾區(qū)域，位于距離二茅峰發(fā)射臺(tái)正西和西南方向的45～60 km之間。而在該區(qū)域內(nèi)，由總局無(wú)線局提供的資料得知，宜興DS-40頻道同樣播出CCTV1節(jié)目，或許能夠補(bǔ)充受干擾區(qū)域的信號(hào)覆蓋。此外，由于上海發(fā)射功率較大，上海DS-33頻道播出的本地節(jié)目在其行政區(qū)域內(nèi)能夠保證有效覆蓋，但其模擬電視信號(hào)有可能對(duì)無(wú)錫DS-33頻道的地面數(shù)字電視信號(hào)產(chǎn)生干擾。

為此，通過(guò)實(shí)際測(cè)試，必須掌握:

1）無(wú)錫DS-33頻道地面數(shù)字電視自身的覆蓋情況；

2）無(wú)錫DS-33頻道數(shù)字電視對(duì)溧陽(yáng)同頻道模擬電視的干擾情況；

3）宜興DS-40頻道在無(wú)錫至溧陽(yáng)方向上的覆蓋情況，觀察是否能夠有效補(bǔ)充溧陽(yáng)DS-33頻道模擬電視的覆蓋；

4）無(wú)錫DS-33頻道數(shù)字電視受上海同頻道模擬電視的干擾情況。

3.2 測(cè)試方法

無(wú)錫DS-33頻道覆蓋與干擾測(cè)試采用GPS導(dǎo)航、定位定點(diǎn)的方式進(jìn)行固定收測(cè)，詳細(xì)記錄測(cè)試位置的經(jīng)緯度以及與相關(guān)發(fā)射點(diǎn)的距離。在無(wú)錫、溧陽(yáng)、上海方向上分別收測(cè)DS-33頻道的信號(hào)電平以及實(shí)際接收的模擬電視和數(shù)字電視的圖像效果；在宜興、溧陽(yáng)覆蓋交疊區(qū)收測(cè)DS-40頻道的模擬電視信號(hào)電平和圖像效果。

根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，模擬電視、地面數(shù)字電視固定接收的覆蓋場(chǎng)強(qiáng)是在接收天線高度10 m、增益12 dB、饋線損耗5 dB的條件下規(guī)定的。而在實(shí)際測(cè)試中，使用天津德力900E標(biāo)準(zhǔn)天線作為接收天線，接收高度為4 m、增益為5 dB。為了使接收機(jī)實(shí)際收到的信號(hào)電平與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的狀況一致、測(cè)試結(jié)果與實(shí)際的接收效果相符，特別設(shè)計(jì)了在接收天線的輸出后安裝天線放大器、分配器和衰減器來(lái)進(jìn)行匹配。具體測(cè)試設(shè)備連接與各參數(shù)取值情況如圖5所示。

由于天線放大器的增益由產(chǎn)品規(guī)格決定，因此增加了衰減器來(lái)調(diào)整增益值；其中高度衰減因子是指10 m接收高度與4 m接收高度的場(chǎng)強(qiáng)差值。

3.3 覆蓋測(cè)試情況

為了掌握無(wú)錫DS-33頻道地面數(shù)字電視的覆蓋情況，分別在溧陽(yáng)、江陰、上海方向上進(jìn)行覆蓋測(cè)試，收測(cè)場(chǎng)強(qiáng)和實(shí)際接收效果如表4所示。

表4 無(wú)錫DS-33頻道地面數(shù)字電視覆蓋的測(cè)試情況

根據(jù)表中的收測(cè)數(shù)據(jù)可知，無(wú)錫DS-33頻道地面數(shù)字電視信號(hào)的覆蓋距離在西南方向?yàn)?4.83 km、正北方向?yàn)?9.40 km、東南方向?yàn)?9.44 km，上海同頻道模擬電視信號(hào)沒(méi)有對(duì)無(wú)錫數(shù)字電視覆蓋造成影響。二茅峰發(fā)射點(diǎn)的實(shí)際覆蓋基本滿足無(wú)錫市區(qū)的覆蓋要求。

3.4 干擾測(cè)試情況

無(wú)錫DS-33頻道地面數(shù)字電視信號(hào)對(duì)溧陽(yáng)同頻道模擬電視的干擾，以及宜興DS-40頻道節(jié)目的補(bǔ)充覆蓋情況，分別通過(guò)收測(cè)溧陽(yáng)DS-33頻道和宜興DS-40頻道的模擬電視接收?qǐng)鰪?qiáng)以及實(shí)際接收效果進(jìn)行測(cè)試分析，具體收測(cè)情況如表5所示。

表5 溧陽(yáng)DS-33頻道與宜興DS-40頻道的模擬電視收測(cè)情況

為了更加明確地掌握無(wú)錫DS-33頻道地面數(shù)字電視信號(hào)是否對(duì)溧陽(yáng)模擬電視接收產(chǎn)生影響，特在測(cè)試過(guò)程中關(guān)閉無(wú)錫數(shù)字電視信號(hào)后進(jìn)行模擬電視信號(hào)的收測(cè)，并與開(kāi)啟數(shù)字信號(hào)之后的接收效果進(jìn)行比較，收測(cè)結(jié)果沒(méi)有變化。此外，經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在溧陽(yáng)發(fā)射點(diǎn)東側(cè)自身覆蓋不足的情況下，宜興DS-40頻道模擬電視信號(hào)在該區(qū)域內(nèi)能夠有效地補(bǔ)充覆蓋。

4 小結(jié)

無(wú)錫DS-33頻道地面數(shù)字電視在發(fā)射點(diǎn)發(fā)生變動(dòng)的情況下，通過(guò)規(guī)劃中值場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算、發(fā)射天線場(chǎng)型建模、覆蓋與干擾仿真等一系列工作，推算二茅峰發(fā)射點(diǎn)可采用的發(fā)射功率，以達(dá)到既要保證一定覆蓋范圍、又不影響周邊城市同頻播出模擬電視的目的。

為了掌握無(wú)錫DS-33頻道的信號(hào)覆蓋以及干擾情況，就測(cè)試方案進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)劃，包括確定測(cè)試內(nèi)容、擬定測(cè)試路線、創(chuàng)新測(cè)試方法等。通過(guò)實(shí)際信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)以及接收效果的收測(cè)，驗(yàn)證了無(wú)錫DS-33頻道地面數(shù)字電視在二茅峰100 W發(fā)射功率時(shí)，基本保證了無(wú)錫市區(qū)的覆蓋要求，且對(duì)溧陽(yáng)、上海同頻道播出的模擬電視均未造成干擾。此外，待日后周邊同頻模擬電視改為數(shù)字化發(fā)射時(shí)，由于數(shù)字與數(shù)字信號(hào)之間保護(hù)比要求的降低，無(wú)錫DS-33頻道地面數(shù)字電視可適當(dāng)增大發(fā)射功率，進(jìn)一步提升覆蓋效果[4-5]。

[1]國(guó)家廣播電影電視總局.GY/T 236—2008地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)實(shí)施指南[S].2008.

[2]國(guó)家廣播電影電視總局.GB/T 14431—1993無(wú)線電業(yè)務(wù)要求的信號(hào)/干擾保護(hù)比和最小可用場(chǎng)強(qiáng)[S].1993.

[3]Planning of the digital terrestrial broadcasting service in parts of re?gions1and 3，in the frequency bands174～230 MHz and 470～862 MHz[C]//Proc.RRC-06.Geneva:ITU-R，2006.

[4]潘長(zhǎng)勇，馮景鋒，王勁濤.地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)應(yīng)用實(shí)踐[J].電視技術(shù)，2010，34（8）:14-16.

[5]趙安安，周強(qiáng)，管云峰，等.數(shù)字電視接收機(jī)中降低同頻干擾的方法[J].電視技術(shù)，2008，32（1）:42-44.