佛山CMMB單頻網系統的構建與維護

程厚民，許真全，曹 宇

（佛山電視臺 發射部，廣東 佛山 528051）

1 CMMB簡介

CMMB 全稱 China Mobile Multimedia Broadcasting，即中國移動多媒體廣播，是指通過衛星和地面無線廣播的方式，供18 cm（7 in）以下小屏幕、小尺寸、移動便攜的手持類終端如移動通信手機、車載GPS等接收設備，隨時隨地接收廣播電視節目和信息服務等業務的系統。

CMMB系統立足中國國情，可以低成本、快速地實現移動多媒體廣播信號在全國的覆蓋，促進東西部“數字鴻溝”的彌合；采用STiMi傳輸技術，充分考慮了中國開展移動多媒體廣播業務的需求和特點，是一項具有先進性、實用性和經濟性的自主技術。

CMMB地面覆蓋方式有單發射機和單頻網（SFN）兩種方式。對于城區面積較大、單發射臺站方式無法滿足基本覆蓋要求的地區，采用單頻網（SFN）覆蓋方式，即基于若干發射臺站建成本地區單頻網實現基本覆蓋，陰影地區由同頻轉發器補充覆蓋解決[1-2]。

2 佛山CMMB單頻網的構建

2.1 佛山概況

佛山市地處廣東省珠江三角洲腹地，東倚廣州，西通肇慶，南連江門、中山，北接清遠，南鄰港澳。佛山地理位置優越，經濟發達，現轄禪城區、南海區、順德區、高明區和三水區。全市總面積3848.49 km2，常住人口719萬人。

2.2 站點規劃

佛山各轄區均有廣播電視發射站點，如圖1所示。CMMB項目的規劃思路是最大限度地利用現有的站點資源盡快地建成本地單頻網，實現CMMB信號的有效覆蓋。其中，季華路電視塔、西樵山電視塔、三水電視塔、順德煙墩崗電視塔、南海雷崗5個塔的高度及基礎設施都符合建設發射站點的要求，雖然各站點之間的間隔距離均超出CMMB系統保護間隔所限定的距離（15.36 km），只有季華塔至西樵山，季華塔至南海雷崗距離較為理想，考慮到建設成本和物業協調等因素，佛山CMMB單頻網第一期工程以季華塔為中心，以上述5個站點組建單頻網絡。

圖1 佛山各轄區均有廣播電視發射站點

為了避免距離超過15.36 km的相鄰站點在相干區的干擾，各發射塔將視后期的測試情況對發射天線作下傾處理，以減輕同頻干擾情況，并通過調整發射機的延時，確保相干區的同步。各站點覆蓋范圍以各區城區為主，不宜覆蓋過大。第一期工程實施之后，根據網絡覆蓋測試情況，建設輔助站點或直放站，進行盲區覆蓋。

2.3 系統構成

佛山CMMB前端系統于2010年1月組裝完成，信道調制編碼參數為：調制模式為OFDM；星座映射方式為QPSK；編碼方式采用外編碼RS240/224、內編碼LD?PC3/4的模式；系統碼率為5.5 Mbit/s[3]；各站點發射功率1000 W；播出頻道為13頻道；中心頻率474 MHz；轉播8套節目，即佛山新聞頻道、精彩影視、中央新聞、中央5臺等央視節目共6套電視節目，還有2套數字廣播節目。

在前端系統，中央臺節目經衛星接收，本地節目經編碼器編碼，均送入交換機，由交換機將各路節目IP包轉發給主備復用器，主備復用器各輸出一路復用后的信號給碼流選判器，在自動模式下由其選擇質量最好的一路信號作為節目信號源，通過光纖網絡傳送至季華路機房[4]。季華路機房光接收機有兩路輸出，一路輸出給季華路發射機主激勵器，一路輸出到分配器。分配器輸出兩路信號，一路送給季華路發射機備激勵器，一路送給適配器，經ASI/IP轉碼后，輸出IP格式信號至交換機，由交換機將信號轉發至四路IP微波設備，傳送至各區發射站。各區接收微波信號后，經交換機、IP/ASI轉碼，輸出ASI信號供發射機調制發射，如圖2及圖3所示。

3 指標測試

為了解CMMB系統在佛山地區的實際播出效果及信號覆蓋情況，佛山電視臺聯合廣電總局技術人員使用CMMB綜合測試儀，對該系統在佛山市的覆蓋進行了路測，接收電平分布及接收效果分布情況如圖4～圖6所示。

季華電視塔單點播出時，佛山市整體覆蓋電平偏低，距發射點4.5 km之外的地方，接收場強惡化，許多路段場強低于-75 dBm，介于-80～-85 dBm之間，接收不成功的路段，主要是場強較低，導致信噪比低于門限值，造成誤碼[5]。在對CMMB發射機功率測量以及參照原來模擬信號的覆蓋等均正常的情況下，最主要的原因是利用多功器，CMMB信號和佛山臺模擬信號共用原有發射天線，且與極化方式為水平極化，以及數字、模擬天線上下傾角差別有關。目前，增開南海雷崗發射站，加強了對禪桂中心城區的覆蓋。

4 系統的升級與改進

季華路電視塔、南海雷崗、順德煙墩崗機房CMMB相關設備的安裝和調試工作已經完成，3臺發射機能夠正常組成單頻網發射。下一步的工作是繼續完成剩余站點的建設。在CMMB單頻網運行維護過程中，筆者對系統進行了一些升級和改進工作。

4.1 編碼器升級

在CMMB單頻網的試運行過程中，接到用戶投訴，反映車載GPS導航儀上收不到CMMB信號。經過調查，發現確實有一些型號的導航儀無法收看CMMB節目。在和廠家溝通后，下載了升級數據包和授權文件，在前端機房對編碼器進行了升級，解決了該問題。

4.2 更換網絡適配器

最初使用的是PBI設備，后來改用DEKTEC公司的DTE-3120。DTE-3120體積更小，支持二維FEC糾錯編碼，具有碼流分析的功能。液晶屏上可以顯示比特率、IP、MAC地址等信息。碼流分析功能在故障分析中很有用。

4.3 增加復用器備用系統

在前端機房增加一個戴爾的復用器，作為中興復用器的備用設備。主復用器出問題時，可以切換到備用系統上。在實際應用中，曾出現主復用器升級過程死機，導致所有發射機掉功率的情況，而在切換到備用服用器后單頻網恢復正常。

4.4 IP微波防雷

珠三角地區雷雨天氣較多。佛山的IP微波雖未出現遭雷擊損壞的情況，但在運行一段時間后，還是為IP微波的收發端設備均增加了防雷保護措施。具體做法是在IP微波的室外單元和天線之間加裝防雷擊的保護器。

4.5 遠程監控

季華路電視塔機房專設了一臺監控計算機。該計算機與機房的交換機相連，設置好IP地址后，可以通過瀏覽器訪問IP微波，網絡適配器等設備。加裝發射機遠程監控軟件后，可以監看各發射機的工作狀態，實現功率報警，遠程開關機等功能。

5 故障及解決方法

在CMMB單頻網運行的過程中，筆者對目前遇到的設備故障及解決方法做了總結：

1）發射機頻繁掉功率。曾有一段時間，各臺發射機出現不斷掉功率的現象。經查詢故障記錄，均為TOD丟失，10 MHz丟失。激勵器在單頻網工作狀態下，需要由GPS提供標準的時間參考和頻率參考，才能做到同頻同時播出。如果時間頻率參考丟失，激勵器會自動卸掉功率，避免不同步造成覆蓋區的同頻干擾。由此，可判定是GPS出現故障。開始筆者嘗試把GPS斷電源，然后再重啟的方法，在重新獲得時鐘和頻率參考后，激勵器會重新上功率。此后，GPS一再出現這個現象，通知廠家過來更換了新的GPS，到目前暫時沒再出現此故障。

但GPS重啟后，重新鎖定的時間比較長，需要15 min左右，發射機停機時間比較長，因此這并非理想的解決方法。如果GPS故障發生在前端系統，將會導致所有發射站點播出中斷。所以為了整個系統的穩定運行，需要為GPS系統準備一個可靠的備份系統，能做到主備系統之間的無縫切換，確保安全無間斷播出。

2）微波傳輸分配系統的故障。中廣為CMMB單頻網選用的傳輸分配系統是RedLine的IP微波，新聞中心的信號源經光纖傳到季華路電視塔機房后，經交換機由4路IP微波傳到各區。在微波信號中斷的故障中，一次是因為微波室內單元的故障導致中斷，一次是因為微波天線安裝不牢固，被大風吹離了原來位置。經更換相關設備和加固天線后，目前工作穩定。

3）復用器故障。復用器是單頻網系統的重要設備，信號的復用、同步信息的插入、調制信息的插入、時隙的分配都在復用器里面進行，如果出現問題，整個網絡都會受到影響。

2011年1月1日0時，復用器的時鐘錯誤顯示為“2011年1月0日”，導致單頻網各站點無法同步，播出中斷。廣東多個地市CMMB網絡亦出現此故障。

作為應急播出，筆者將季華路發射機改為MFN多頻網播出。當1月1日凌晨過后，復用器時鐘轉為“1月1日”，將發射參數改回SFN，CMMB單頻網恢復正常。

4）電源故障。雷崗發射機房，曾因雷電引起浪涌電壓過高，導致發射機電源空氣開關跳閘，發射機關機。今后需做好無人值守機房的防雷、供電安全建設。

6 系統維護的體會與思考

在系統維護中，如何讓單頻網更穩定地工作是首要任務。其中，工作量最大的就是無人值守機房出現了設備故障。因為季華路電視塔機房24 h都有值班人員，故而能夠隨時進行故障處理。若其他站點出現問題，就需要第一時間趕赴現場。今后的重點工作應該是，繼續完善單頻網系統結構，盡量減少這些機房設備發生故障的機會。

首先，要考慮搭建另一套信號傳輸系統（如光纖傳輸方式），2種不同路由的信號源同時接入發射機激勵器。一些重要設備采用備份方式。比如機房的GPS設備，最好能采用2部GPS接收機分別連接主備激勵器的方式。在主激勵器的GPS設備出現故障時，利用激勵器的自動切換功能，轉到備用激勵器上播出。

其次，做好例行檢查和搶修總結。在檢查中及時發現設備的隱患。特別是像GPS天線，IP微波天線等不容易查看到的部分。定期手動切換發射機的激勵器，確保兩個激勵器都能正常工作。在搶修過程中，做好與廠家和中廣工作人員的溝通，協調工作。搶修結束后，及時討論總結，提高判斷故障的能力。

最后，要善用遠程監控功能。設備出現故障時，先通過監控計算機大致判斷出現故障的原因，做一些嘗試恢復的工作。比如，發射機的遠程開關機，IP微波的重啟（reboot）功能。即使做了如上處理故障仍然存在，也可以縮小判斷的范圍，減少工作量。

[1]中國移動多媒體廣播(CMMB)簡 介 [EB/OL].[2011-07-12].http://www.dvbcn.com/2009-4/2-30357.html.

[2]王波，劉江鵬.CMMB單頻網的建設與思考[J].衛星與網絡，2009（9）：28-33.

[3]國家廣播電影電視總局.GYT 220.1—2006移動多媒體廣播第1部分：廣播信道幀結構、信道編碼和調制[S].2006.

[4]解偉.移動多媒體廣播(CMMB)技術與發展[J].電視技術，2008，32（4）：4-7.

[5]戴閩魯.CMMB無線網絡測試與分析[M].北京：電子工業出版社，2009：95-105.