引言:在90年代中期前,無線傳輸曾經是電視接收的主要方式之一。為此,在福州市區(qū)及周邊各縣建立了高山臺站及中轉站傳輸廣播電視信號,投入了大量資金。近年來隨著數(shù)字電視整轉平移的推進,光纖和直播衛(wèi)星已經成為中心城鎮(zhèn)及小片網電視節(jié)目的主要傳輸方式,地面無線傳輸由于缺乏足夠的接收終端及節(jié)目內容的匱乏,造成一定資源浪費。同時,隨著人們物質文化生活的需要,車載電視作為一種新興媒介逐漸興起,可以利用原有的高山臺站傳輸車載數(shù)字電視信號,繼續(xù)發(fā)揮社會效益和經濟效益。
正文:
一、高山臺站的現(xiàn)狀
目前福州周邊共有9個主要高山臺站傳播模擬電視信號。優(yōu)點是各高山臺站均建在較高地區(qū),信號視界良好,鐵塔、機房等基礎設施完善,基本覆蓋了全福州市區(qū)及平潭、羅源、永泰、閩侯、閩清等地區(qū)。缺點是因為光纖和直播衛(wèi)星已經承擔了電視信號的主要傳輸任務,造成人員、設備利用率較低,效益較差。浪費了社會資源。
二、車載數(shù)字電視的現(xiàn)狀
福州地區(qū)車載數(shù)字電視由福州電視臺主辦,于2009年開始試運營,以福州電視中心為主站,北峰紅旗茶廠為從站,目前已基本實現(xiàn)臺江區(qū)、鼓樓區(qū)、倉山區(qū)大部及晉安區(qū)、馬尾區(qū)小部分地區(qū)的覆蓋。缺點是目前覆蓋范圍只有福州主城區(qū),各縣城及偏遠地區(qū)尚無法覆蓋,未能充分發(fā)揮經濟和社會效益。
三、利用高山臺站擴大車載數(shù)字電視信號覆蓋范圍技術方案
(一)方案制定原則
1.實施目標:采用地面數(shù)字電視傳輸國家標準GB20600-2006,利用各縣(市)區(qū)現(xiàn)有高山臺站,擴大福州市移動數(shù)字電視覆蓋范圍,為福州各縣(市)區(qū)廣大車載用戶提供豐富多彩的新聞資訊、社會公益、生活服務等節(jié)目和信息。
2.頻率規(guī)劃:目前地面數(shù)字電視廣播有單頻網和多頻網兩種方式,單頻網的優(yōu)點是頻譜使用率和功率效率高,缺點是只有一個頻點傳輸?shù)念l道數(shù)量有限,多頻網優(yōu)點是可以利用多個頻點提供比單頻網數(shù)量更多的頻道,目前福州地區(qū)移動電視節(jié)目源單一,經審批批準的只有一個頻道,且單頻網技術成熟,在全國多個城市均有使用,故選擇使用單頻網,鑒于目前福州市區(qū)現(xiàn)有的發(fā)射頻段是DS-20,同時考慮節(jié)約頻譜資源,故擴大覆蓋范圍也采用DS-20頻段。
3.站點規(guī)劃:站點規(guī)劃主要考慮覆蓋范圍、基礎設施完善程度,目前福州地區(qū)廣播電視系統(tǒng)高山臺站設施完善,各高山臺站覆蓋范圍基本覆蓋本縣所有地區(qū),綜合以上兩點,初步選定鼓山珠峰頂、福清五馬峰發(fā)射站、閩清腹桂山發(fā)射站、永泰通天閣發(fā)射站、羅源高崗山發(fā)射站、平潭君山發(fā)射站等6個站點作為主發(fā)射點。
4.工作模式選擇:為減少產業(yè)界開發(fā)成本和生產成本,國家廣電總局在330種應用模式中選定了7種工作模式如下:
目前福州地區(qū)五區(qū)八縣范圍較大,若選擇覆蓋半徑較小的傳輸模式,勢必需要更多基站,出于節(jié)約投資的目的,考慮傳輸距離最長的模式一和模式三,雖然目前采用的是單頻網播放一套節(jié)目,但出于未來擴大節(jié)目套數(shù)的考慮,最終選用系統(tǒng)凈碼率較高的模式三(C=3780/16QAM/0.6/PN=945 720)為移動數(shù)字電視系統(tǒng)工作模式。
5.覆蓋范圍
由于車載電視的接收終端絕大多數(shù)是市內巴士及出租車,故目前以市區(qū)、縣城及市區(qū)與縣城間的交通干線為主要覆蓋點。不考慮地形因素時,在理論情況下,車載信號可以基本覆蓋五區(qū)八縣所有地區(qū),但是在閩清、羅源、福州交界處還有一小處盲點,應補點覆蓋。此外,在一些地方覆蓋范圍太大,覆蓋了寧德、莆田的部分地區(qū),應改變天線下傾角,減少對其他地區(qū)的干擾。
6.干擾控制
(1)干擾源分析:由于采用模式三保護間距達到37.5km,各高山臺站之間均小于這個保護間距,在覆蓋重疊區(qū)可能出現(xiàn)嚴重的同頻干擾,除此以外,還存在多徑干擾、頻率選擇性衰弱及多普勒擴展效應等,這些都會導致接收端無法正常解析信號。此外,在市區(qū)及縣城內由于高大建筑及多山地形的影響,也會造成覆蓋盲點。
(2)同頻干擾控制方案:由于福州地區(qū)屬于多山地形,山脈可以阻斷信號傳送從而形成實際上獨立的頻率空間,在規(guī)劃時應充分利用地形減少同頻干擾,采用改變發(fā)射功率,降低天線下傾角等方式改變傳輸距離,減少重疊區(qū)域,改善同頻干擾環(huán)境。對于市區(qū)覆蓋盲點,可以用小功率直放站予以覆蓋。最終的干擾控制方案要由專業(yè)測試軟件及實地測試情況決定。
(二)方案描述
1.標準選擇:目前數(shù)字電視地面廣播標準主要有如下3個:
(1) GY/T 236-2008《地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)實施指南》
(2) GY/T 237-2008《VHF/UHF地面數(shù)字電視廣播頻率規(guī)劃準則》
(3) GB 20600-2006《數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結構、信道編碼和調制》
2.系統(tǒng)總體框圖
根據(jù)GY/T 236-2008,國標地面數(shù)字電視系統(tǒng)包括前端、傳輸網絡、發(fā)射、接收端等四部分。
圖1:地面數(shù)字電視系統(tǒng)
(三)系統(tǒng)前端
1.組成:系統(tǒng)前端設備的作用包括編碼、復用、傳輸適配。
2.節(jié)目源:節(jié)目源可以來自衛(wèi)星接收,也可以自行編碼。
3.編碼及復用:編碼器采用MEPG-2標準格式對節(jié)目源送來的音視頻信號進行壓縮編碼,輸出規(guī)定碼率的TS流。復用器將多個編碼器輸出的不同節(jié)目的TS流復接成一個總的TS流。
4.同步適配:在組建單頻網時,從復用器輸出的TS流還需要通過單頻網適配器,完成單頻網秒幀生成、SIP插入、同步基準(時間基準1pps,頻率基準10MHz)插入以及PCR校正功能,以保證單頻網內的所有發(fā)射機能夠同步工作。系統(tǒng)的同步基準通常由GPS接收機提供。為適應區(qū)域單頻網內傳輸距離的變化,單頻網適配器的時延調整范圍為max1000ms。
5.網絡適配:目前使用一個ASI接口(異步串行接口)和傳輸網絡特定接口之間的接口轉換設備,為MPEG-2 TS流從中心向其他單元的傳輸提供一個透明的鏈路。
(四)系統(tǒng)傳輸網絡
系統(tǒng)傳輸網絡將前端輸出的TS流通過介質直接向發(fā)射機傳輸,本方案用光纖傳輸。采用光纖傳輸TS流時,相應的光端機設備支持SDI和DVB/ASI信號傳輸,同時具有抖動管理功能。
(五)系統(tǒng)發(fā)射部分
1.組成:采用單頻網技術的系統(tǒng)中的發(fā)射部分包括傳輸網絡適配、節(jié)目流的接收、時間基準和頻率基準的提供(GPS接收機)以及發(fā)射機和天饋線系統(tǒng)。
2.編碼:發(fā)射部分將前端送來的TS流信號經過編碼調制,并在基帶信號上進行線性及非線性預校正。
3.調制:數(shù)字基帶直接變換為制定發(fā)射頻率的射頻信號。
4.發(fā)射:信號經過功放放大并濾除帶外的無用分量后,饋送到發(fā)射天線發(fā)射。
(六)移動接收終端
移動接收終端包括接收天線、機頂盒和顯示器,天線進行門限范圍內的接收,機頂盒完成信號解調和解碼的過程。由于汽車空間限制,目前采用的是21英寸顯示器,標清節(jié)目對清晰度影響不大。
(七)安全播出保障措施
安全播出是廣電的生命線,必須重點確保。為了進一步加強管理,確保安全播出,技術上采取以下措施:
1.信號傳輸采用雙路由方式,光纜、微波互為備份;
2.發(fā)射系統(tǒng)采用主備機制,可實時倒換;
3.播出采用前端機房和發(fā)射機房同時人員值機監(jiān)看;
4.所有傳輸環(huán)節(jié)加入實時監(jiān)看;
5.發(fā)射機系統(tǒng)實施實時監(jiān)控,通過遠程監(jiān)控管理軟件實時聯(lián)網,可監(jiān)測播出情況,并且有遠程控制能力。
四、小結
隨著福建省廣電網絡公司的掛牌成立,各縣市廣播電視臺有線網絡資源已經全部劃歸省廣電網絡所有所有,各廣播電視臺特別是縣一級廣播電視臺收入銳減,經營出現(xiàn)較大困難,難以維系社會公益職能。
目前無線網絡(以地面無線廣播網為主)尚未劃分,有較強的開發(fā)潛力。且無線網絡由各縣市廣播電視臺掌握,播出內容具有排他性,能夠帶來較好的經濟效益。如果能夠利用高山臺站現(xiàn)有的人員設施進行地面數(shù)字廣播網建設,則能夠以較小的代價換來較大的利益。
參考文獻:
[1] 國家廣播電影電視總局.地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)實施指南[Z].2008-10-16