大慶DTMB系統建設思路與測試簡介

一、國標DTMB簡介

1.國標DTMB

DTMB，全稱Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting。Altera Stratix II FPGA助力清華DTV開發DTMB。 在數字電視地面、有線、衛星傳輸方式中，數字電視地面傳輸系統環境最為復雜，也因其技術要求最高、受眾廣而備受關注。地面系統的標準化工作也十分重要。 2006年推出了我國數字電視地面標準DTMB，DTMB于2007年8月1號成為中國廣播業地面電視信號的強制標準。

2.主要技術特點

根據地面數字多媒體電視廣播的服務需求、傳輸條件和信道特征， 國標DTMB傳輸系統采用了創新的時域同步正交頻分復用（TDS－OFDM）單多載波調制方式。 國標DTMB以時域正交頻分復用調制技術為核心，采用了創新的TDS—OFDM調制，原創的數字電視廣播幀結構，原創的廣播同步傳輸技術等一系列的創新技術，形成了自有知識產權體系，具有自己鮮明的技術特點。

2.1 傳輸效率或頻譜效率高

在歐洲DVB-T中，用于同步和信道估計的導頻載波數量占總載波的10%。國標DTMB的PN序列放在OFDM保護間隔中，既作為幀同步、又作為OFDM的保護間隔。

傳輸效率在多載波技術和單載波技術進行比較時，被認為是多載波技術的弱點，國標DTMB的核心技術正是針對解決這個問題而開發的。

2.2 抗多徑干擾能力強

多載波系統和單載波系統相比，OFDM系統具有抗多徑干擾的能力，抵抗多徑干擾的大小相應于其保護間隔的長度。由于國標的時間保護間隔中插入的是已知的（系統同步后）PN序列，在給定信道特性的情況下，PN序列在接收端的信號可以直接算出，并去除。去掉PN序列后的OFDM信號與時間保護間隔為零值填充的OFDM信號等價，而時間保護間隔為零值填充的OFDM與時間保護間隔為周期延拓的OFDM在同樣信道下的性能是等價的。而且，在多徑延遲超過時間保護間隔的情況下，國標DTMB仍能工作。

2.3 信道估計性能良好

在AWGN信道下，TDS-OFDM的信道估計性能優于C-OFDM。這是由于TDS-OFDM用于信道估計的PN序列具有20dB左右的擴頻增益，同時又沒有C-OFDM做信道估計時特有的插值誤差。盡管國標DTMB的樣機功能還有待改善，但其AWGN信道的測試結果仍優于基于C-OFDM的國內外系統。 對于多徑信道，TDS-OFDM的PN序列與多徑信道造成的干擾信號是統計正交的。雖然TDS-OFDM信道估計的性能無法在原理上與C-OFDM直接比較，但是它與其他傳輸系統中采用PN序列進行信道估計的性能相當。

2.4 適于移動接收

移動接收產生了多普勒效應和遮擋干擾，使傳輸信道具有隨時間變化的特性（時變特性）。而需要強調的是任何OFDM系統的信號處理都是基于信道傳輸特性準時不變的假設（應用FFT的基本條件），即在一個OFDM符號的時間內，假設信道是不變的，信道的變化被認為是在OFDM符號間發生的。TDS-OFDM的信道估計僅取決于OFDM的當前符號，而C-OFDM的信道估計需要4個連續的OFDM符號。可以看出，國標DTMB系統更適于移動接收。

二、大慶DTMB系統

1.系統建設條件

首先，在群眾需求方面，大慶地區的無線電視用戶數量較大，且用戶對于收視質量的要求也較高，尤其是油田單位的用戶，他們在這方面的需求要更高，而這部分用戶占有著相當大的比例。DTMB系統的建設和投入使用顯然能夠更好的迎合這部分用戶的愿望，對于我們大慶分公司來講也是一個很好的契機。

其次，由于擁有大慶電視塔這一資源，就可以將這套DTMB系統的天線置于大慶電視塔高255米處，這樣就可以形成更大范圍的覆蓋。對比大慶分公司現有的這套MMDS系統，DTMB具有發射功率大，繞射、穿透能力強的優勢，所以我們采取占用5個頻道，發射機功率為1KW的建設方案，系統覆蓋半徑在使用4-6米接收天線時超過了50公里，在使用10米接收天線時超過了55公里。不僅覆蓋大慶地區，甚至對省網所規劃的大慶—綏化大區有一定的覆蓋，更重要的是可以以此為龍頭，帶動整個地區的DTMB系統進一步發展。

2.系統現狀

大慶分公司于2009年開始DTMB系統建設，現已建成，并且于2010年9月份開通省網絡公司的DTMB信號。在混入本地節目后，于2010年10月份開始正式播出。該套系統的發射采用羅德施瓦茨數字信號1KW發射機。所用發射天線置于大慶電視塔高度255米處，為六層四面的雙偶極子板結構，現有發射機四部以及饋線一根。目前占用5個頻點，播出節目數40套以上。

系統建成后，為了確保系統在正式投入使用后能夠安全穩定運行，我們以大慶電視塔為中心，在大慶市內選取了六條線路對系統覆蓋情況和收視質量進行了實地測試。

測試結論：

此次測試所用天線為八木天線和機頂盒配套的吸盤（介質桿）天線，即數據表格中的“標準”天線。

由于本次測量中沒有GPS定位系統，在測量距離和絕對高度上不能確保精確，會產生一定的誤差，且使用的德力DS1191DVB綜合測試儀為模擬用，本身會有少許誤差，根據我們以往的測試經驗，一般比數字信號測試儀器低15db左右，因此表格中數據只作參考。

綜合以上各種情況，我們對本次測試得出如下結論：此次測試的DTMB系統基本可以實現大慶地區的覆蓋，可以投入使用。

三、總結

綜合我們掌握的數據和DTMB系統的實際運行狀況，我們可以把此套DTMB系統與正在運營的MMDS系統覆蓋網進行比較。

我們這套DTMB系統的發射功率大，很多距離較近且開闊的地帶甚至可以做到移動接收，收看效果非常好，對于信號接收環境較差的地區，比如龍鳳區，由于電廠的遮擋，過去只能建小分配網，但現在可以實現直收；紅崗區的太平山是過去MMDS系統的盲區，而現測試DTMB系統可以正常覆蓋。在這些地區，現在運營的這套DTMB系統都表現出自身的優越性。

從理論上分析，該套DTMB系統發射功率為1000W，遠高于現有MMDS的數字50W功率，因此在傳輸距離上有優勢，且在遠距離時應該比MMDS系統的抗干擾能力強，受周邊環境和天氣變化的影響較小。在發射頻率上，DTMB為730MHz-794MHz，理論上繞射、穿透力都很強，而MMDS的發射頻率為2..5GHz-2.7GHz，幾乎沒有繞射和穿透力。因此，以上的分析同時具有理論支持。

至此，可以確定大慶分公司建成的這套DTMB系統在保持較好的可靠性和穩定性的前提下實現了更大范圍的覆蓋，突出了國標DTMB的自身優勢，也適合在大慶地區進一步推行。