重慶市電視節目無線數字化覆蓋工程淺析

張 啟

1 中央電視節目無線數字化覆蓋簡介

1.1 技術標準

DTMB 標準：該標準由我國自主研發，采用時域同步正交頻分復用（Time Domain Synchronous OFDM，TDS-OFDM）調制方式，具有碼字捕獲快速和同步跟蹤穩健，頻譜利用效率高、移動性能好、廣播覆蓋范圍大、多業務廣播方便等優點，于2007年8 月1 日起強制執行。

AVS+標準：AVS（Audio Video coding Standard，音視頻編碼標準）是《信息技術 先進音視頻編碼》系列標準的簡稱，是基于我國創新技術和部分公開技術，具備自主知識產權的第二代信源編碼標準，也是數字音視頻產業的共性基礎標準。

1.2 系統簡介

中央電視節目無線數字化覆蓋工程將中央的12 套電視節目通過AVS+編碼以及加擾加密合成為兩個TS 流（分別為8 套節目和4 套節目），分別通過兩臺基于衛星傳輸的地面數字電視單頻網適配器進行單頻網適配后，再由地球站通過衛星上行通道送至中星6A 衛星；在各地方臺站，利用衛星接收天線接收中星6A 傳輸的兩個TS 流，分別送入單頻網激勵器和地面數字電視發射機通過兩個頻點進行了發射；同時，單頻網適配器通過本地GPS 獲取的10M/1PPS 信號，來確定發射時間，確保單頻網組網的頻率同步和時間同步。在接收端，用戶通過支持DTMB 和AVS+解碼的機頂盒或電視機，用室內或室外天線接收空中的地面數字電視信號，解碼后收看。

2 長壽區的中央電視節目無線數字化覆蓋

2.1 發射站點及工作頻道

根據長壽當地的地形特征以及頻譜現狀，規劃確定了兩個站點，分別是主站西山發射臺（海拔950m）和輔站羅圍山發射臺（海拔600m），工作頻道均為DS17（傳輸4 套節目）及DS19（傳輸8 套節目），射頻中心頻率為506MHz 及522MHz。

2.2 系統組成

根據總體設計，單頻網的適配工作已在節目的衛星上行前已完成，也就是說在衛星上行的節目流中已完成了SIP 插入和TS 流碼流的適配工作，所以在長壽區的地面數字系統包含了下面幾個部分：

1）衛星接收。西山主站和羅圍山輔站的AVS+衛星接收機通過屋頂的衛星接受天線接收中星6A衛星轉發的12 套中央廣播電視節目（衛星參數分別為4130 V 14800 和4145 V 8329）TS 流送入激勵器。

2）激勵器及GPS。西山主站和羅圍山輔站的單頻網激勵器根據各自臺站GPS 提供的時間信息，配合從衛星機接收TS 流的SIP 中恢復出來的發射時刻信息，自動計算出本地延遲，確定發射時間，從而嚴格保證單頻網組網的頻率同步和時間同步。

3）發射機、雙工器及發射天線。西山主站發射功率300W；羅圍山輔站發射功率500W。因為是DS17 和DS19 兩個頻道共用一套發射天線，因此在西山及羅圍山兩個臺站各配置了一臺橋式雙工器，將兩個頻道的發射機輸出信號合為一路，并通過天饋線送至鐵塔上的4 層4 面偶極子發射天線進行信號發射。

4）系統設備冗余。為保證安全播出，在建設時就充分考慮了設備的冗余，每個站點每個頻道均配置主備兩套衛星接收機、激勵器及發射機，主備發射機通過同軸轉換開關進行切換，當衛星接收機、激勵器或發射機出現問題，同軸轉換開關會檢測到異常，會在3s 內自動轉換至備用系統，保證節目的安全播出。

3 重慶市長壽區電視節目無線數字化覆蓋工程

3.1 建設理論依據

3.1.1 關于本地節目插入

根據DTMB 標準，采用64-QAM 調制方式，在8MHz 帶寬內可支持32.486Mbit/s 的凈載荷數據傳輸率，最大可支持傳輸8 套標清電視節目。而長壽區地面數字傳輸的兩個頻道中，DS17 頻道僅傳輸了4 套央視節目，占用約一半碼率（16Mbit/s），所以剩余碼率還能支持傳輸3-4 套標清的重慶本地電視節目。

3.1.2 關于備用信號源

在系統備份方面，雖然原有系統提供了衛星機、激勵器和發射機的雙備份，但是其信號源均為中星6A 衛星傳輸，衛星接收天線也僅安裝一口，若衛星或衛星接收天線出現故障，信號勢必中斷。該工程采用中星6B 作為備用信號源，使用單獨的衛星天線進行接收，從而使整個系統從信號源到發射機實現了雙備份，保證系統運行的穩定性。

3.2 需克服的技術難點

3.2.1 關于編碼問題

因為中央廣播電視節目無線數字化覆蓋采用的AVS+編碼方式，用戶端接收機頂盒也針對性的使用AVS+解碼收看，所以本地節目的插入需進行AVS+編碼；而且作為備份信號源的中星6B 衛星傳輸的中央廣播電視節目采用的MPEG-2 編碼壓縮方式，所以需進行AVS+轉碼。

3.2.2 關于單頻網適配器

不管接收自中星6B 衛星，用于DS19 頻道傳輸的8 套中央廣播電視節目的備用TS 流，還是本地3套節目與接收至中星6B 或中星6A 的4 套央視復用后的包含本地節目的TS 流，都因為重新編碼（轉碼）復用后，造成單頻網SIP 幀的損壞或丟失，從而造成單頻網組網失敗。所以還需將TS 流經過單頻網適配器完成SIP 幀的插入和碼率的適配后，再經過TS 流分配網絡，接入各個站點的單頻網激勵器。

3.3 工程建設內容

3.3.1 本地信號的獲取和AVS+編碼

根據市文化委的要求，需要插入的本地節目包括重慶衛視、重慶新聞及長壽綜合。其中重慶衛視可使用衛星機接收中星6B 上的重慶衛視（3807 V 6000）送入AVS+轉碼器轉碼后送入復用器，而重慶新聞及長壽綜合則通過DVB-C 有線數字電視接收機獲取并通過ASI 接口送入AVS+編碼器進行編碼后送入復用器。

3.3.2 中星6B 上央視12 套節目的獲取和AVS+轉碼

使用衛星接收機接收中星6B 上的央視12 套節 目（3840 H 27500、3880 H 27500 及4115 H 21374）的TS 流，因為是MPEG-2 編碼，所以需送入AVS+轉碼器進行轉碼后，生成符合AVS+標準的TS 流后傳輸至復用器。

3.3.3 節目的復用

在復用器中，從中星6B 接收并轉碼的12 套央視節目中選擇DS19 傳輸的8 套央視相同的節目，生成TS 流作為DS19 的備用信號源送入三選一碼流切換器1。同時將三套本地節目分別與中星6B 和中星6A（4145 V 8329）的4 套央視節目復合成為兩路具有相同內容不同來源（中星6A 及中星6B）的7 套節目（央視4 套+本地3 套）TS 流送入三選一碼流切換器3。

3.3.4 碼流切換器

碼流切換器1：三路輸入分別為中星6A 主用衛星接收機（DS19）、中星6A 備用衛星接收機（DS19）以及中星6B 衛星接收機接收的8 套央視節目（DS19），切換輸出送入單頻網適配器（DS19）。

碼流切換器2：僅使用兩路輸入，分別為中星6A 主用衛星接收機（DS17）及中星6A 備用衛星接收機（DS17），切換輸出送至復用器。

碼流切換器3：僅使用兩路輸入，分別為中星6A 央視4 套+本地三套（DS17）及中星6B 央視4套+本地三套（DS17），切換輸出送至單頻網適配器（DS17）。

3.3.5 單頻網適配器及微波鏈路

單頻網適配器對收到的TS 流進行SIP 幀的插入和碼率的適配后，分別送入對應的主備單頻網激勵器以及發射機等進行發射，還有一路送入微波網絡適配器適配后通過微波鏈路傳輸至羅圍山輔站進行激勵及發射。