廣播電視臺地面數字電視無線覆蓋系統研究

劉鑫

（山東省沂水縣融媒體中心 山東省臨沂市 276400）

當前全國各地城市均已按總局的指導意見和安排進行了地面數字電視無線覆蓋系統的建設，數字電視無線覆蓋系統的發展與應用也非常之成熟了，實際建設和運行過程中會因地區差異受到不同程度的影響。因此，為了提高在建設和運行過程中廣播電視臺地面數字電視無線覆蓋系統的質量，在對地面數字電視無線覆蓋方式分析的基礎上，分析了影響因素，提出了策略。

1 地面無線數字電視系統傳輸覆蓋概述

地面無線數字電視系統傳輸覆蓋技術與以往傳統衛星數字電視技術對比具有成本更低、更容易進行推廣普及等特點；與有線數字電視傳輸覆蓋技術相比，具有不需要進行大量線路的敷設，抗干擾性強等特點。地面無線數字電視系統傳輸覆蓋技術的施工量較小，簡單的線路敷設就可以實現大范圍傳輸和覆蓋，受自然影響因素較小。

地面無線數字電視系統傳輸覆蓋技術在施工過程當中，可以對施工成本進行有效的控制，工程造價低。從當前各地方的實踐應用來看，地面無線數字電視系統傳輸覆蓋技術較為穩定，受大雪、暴雨、臺風等自然災害的影響非常小，信號傳統覆蓋效果理想。有效的推動了廣播電視臺節目的普及和觀看。

2 地面無線數字電視系統傳輸覆蓋方式

當前地面數字電視無線覆蓋系統傳輸覆蓋的方式主式主要有多頻網、單頻網和綜合組網三種類型，本文主要是對這三種覆蓋方式進行分析。

2.1 多頻網

多頻網是傳統常見的一種傳輸覆蓋方式，在多頻網中，所有的發射機使用不同的頻率進行傳輸，各個發射機獨立工作，相互之間不會造成干擾。多頻網的缺點：對稀缺的頻譜資源有著巨大的需求。隨著寬帶無線通信和廣播業務的快速增長，運營商不得不面對頻率短缺的現實，因此需要使用頻譜效率更高的傳輸技術。

2.2 單頻網

單頻網是地面數字電視和多媒體廣播系統中一種重要的組網技術，其突出的優勢是網絡中所有發射機可以采用相同的頻率來傳送同一套節目，從而可以最大限度地利用寶貴的無線頻譜資源。此外，通過單頻網還可以使單個發射機的功率降低，并使服務區域內信號的覆蓋更加均勻。但電波多徑干擾對單頻網的系統設計提出了挑戰。而基于OFDM的多載波技術的應用，則為這一問題提供了解決方案。繼DAB 之后，英國在1998年首次建成了基于DVB-T 的單頻網。目前，已有多個國家和地區建設了地面數字電視和移動多媒體廣播單頻網，單頻網已經成為一項較為成熟的技術。

與蜂窩網和無線局域網等其他無線網絡類似，地面數字電視和多媒體廣播網絡也需要根據要求對某個給定區域進行準確的覆蓋。這些給定的區域可能是一個國家，也可能僅僅是某個小縣城。在每個網絡的服務區域內，都需要確保每個角落都有足夠高的信號質量。一般來講，用單個發射機無法完成對某個較大的給定區域的完全覆蓋，而需要通過使用多個發射機，并進行適當的頻率和功率規劃來實現。

為了解決頻譜資源的利用率問題，單頻網采用了嚴格同步的發射機在同一頻率上傳輸相同的數據。相對于多頻網，單頻網可以實現同一節目只使用一個頻率來完成較大范圍內的覆蓋，從而提高頻譜的利用率。所以與多頻網相比較，單頻網的優勢主要表現在：更全面、均勻的覆蓋，更小的干擾，更高的功率利用率和可靠性，以及對頻譜資源更有效的利用。

2.3 綜合組網

我國國土面積較大，各地方的地形環境區別也較大，對于一些地形較為復雜的縣市，單一使用多頻網或者是單一使用單頻網都無法滿足地面數字電視無線覆蓋的需求。針對這一情況，一般會根據實際情況，采用單頻網和多頻網進行綜合組網的方式來進行設計，提高信號的覆蓋范圍和質量。例于湖南省沅江市，其地形為相對較為方正合規，在覆蓋方式的建設當中，采用大功率對發射點均衡分布模式，信號的覆蓋范圍和質量都較為理想；例于湖南省桃江縣，其地形呈現出長條形，在覆蓋方式的建設當中，采用小功率對發射點均衡分布模式，信號的覆蓋范圍和質量都較為理想。

3 地面數字電視無線覆蓋影響因素分析

當前，對于地面數字電視無線覆蓋情況主要是采用覆蓋整體效果來進行評價。從各地地面數字電視無線覆蓋系統建設的情況來看，主要受發射參數、發射頻率、極化方式、接收參數等因素的影響。

（1）發射參數。不同地區，采用不同的發射參數進行發射，其覆蓋范圍會有較大的區別，因此必須要根據實際情況調整到最佳的發射參數密切相關。

（2）發射頻率。從覆蓋效果的角度來講，主要是在于信號接收問題，信號接收較為理想，那么覆蓋效果就較為理想。從各地的建設和調試情況來看，當發射頻率控制在550～700MHz 之間時，信號按收效果是較為理想的。

（3）極化方式。極化方式主要是會信號的覆蓋區域和范圍產生較大的影響，從各地的建設和調試情況來看，采用垂直極化天線，其信號的覆蓋區域和范圍較為理想。

（4）接收參數。接收參數主要是影響到覆蓋面積，一般情況下，接收設備設置的接收參數靈敏度越高，信號接收高度越高，那么覆蓋面積就會越大，信號接收效果較好。反之，接收設備設置的接收參數靈敏度越低，信號接收高度越矮，那么覆蓋面積就會越小，信號接收效果不理想。

4 提高地面無線數字電視系統傳輸覆蓋質量的主要策略

從全國各地的建設實踐來看，地面無線數字電視系統傳輸覆蓋系統及覆蓋質量情況不一。針對地面無線數字電視系統傳輸覆蓋質量不佳的情況，可以采用相應的措施，從而有效的提高地面無線數字電視系統傳輸覆蓋質量。

4.1 提高發射機傳輸功率

提高發射機傳輸功率是提高地面無線數字電視系統傳輸覆蓋質量的有效途徑。因我國各地方地形山貌的復雜性，信號在發射出去后，信號的傳輸和接收都會受干擾，進而影響接收質量。

廣播電視臺工作人員在地面無線數字電視系統傳輸系統建設時，應該根據測試情況并結構安裝的現時狀況，適當提高系統發射機的傳輸功率，該措施能有效的彌補傳輸信號在傳輸過程中因傳輸緩慢或信號衰減造成的的信號傳輸覆蓋質量不佳的問題。另外還可采用調高發射天線的辦法來提高信號的覆蓋質量。

4.2 提升信號強度

提升信號強度是提高地面無線數字電視系統傳輸覆蓋質量的有效途徑。可根據各地區信號傳輸系統的覆蓋質量情況，運用數字電視轉發器裝置，實現系統信號的提升，保障單頻網的覆蓋效果及覆蓋面積。該措施主要應用在地下隧道、山谷、河流等區域，采用設備檢測并顯示地面數字電視信號的實時信號強度，并加安裝數字電視轉發器，有效提升信號強度，改造成本較低。

4.3 提升機械接收能力

提升機械接收能力是提高地面無線數字電視系統傳輸覆蓋質量的有效途徑。為了實現提高地面無線數字電視系統傳輸覆蓋質量，需要實現接收設備接收能力的提升。從各地地面無線數字電視系統傳輸系統建設和調試的過程中得知，很多縣市廣播電視臺接受設備存在老化，設備性能低下的問題。應該對這些設備進行淘汰，更新換代，用最新的接收設備，高性能接收天線和高性能接收機必須配置到位，并對無線數字電視系統優化改進，提高信號傳輸覆蓋質量。

4.4 漏纜方式

漏纜在各地廣播電視臺地面無線數字電視系統傳輸系統的建設中應用較多，具有覆蓋距離長且有效覆蓋范圍窄、覆蓋均勻等特點，但是為了有效防止信號覆蓋過程中出現問題，必須要結合施工現狀靈活運用。從各地的建設經驗來講，一般都是借助輻射天線選擇漏纜形式，該方式可以實現相互連接，完善數據的輸出。

4.5 優化覆蓋方式

從當前的應用實踐情況來看，多頻網和單頻網兩種不同的覆蓋方式都可采用。單頻網主要通過功率補點方式實現全區域的覆蓋，而多頻網是利用網絡組建方式實現全區域覆蓋。單頻網的應用較多，也有使用單頻組網方式消除干擾因素的，進一步優化覆蓋方式。

5 案例分析

中央廣播電視節目無線數字化覆蓋工程計劃東山發射臺使用兩個頻道發射12 套中央電視節目和4 套本地節目，系統架構如圖1所示。

圖1：地面數字電視無線覆蓋系統架構示意圖

發射臺主發射機為2 臺高斯貝爾1kW 電視數字發射機，備發射機為2 臺1kW 的Screen 發射機，工作頻點514 MHz 和658 MHz。為提高東山發射臺地面無線數字電視系統傳輸覆蓋質量，采取了上述五種提高傳輸覆蓋質量的主要策略。覆蓋測試結果表明：除了少部分地區誤碼率較大外，其余部分地區誤碼率指標均在正常范圍內。在誤碼率較大區域，信號仍能正常接收，這表明整體覆蓋效果理想。

6 結語

截至2021年6月，我國廣播電視臺已基本完成地面無線數字電視無線覆蓋系統的建設。地面無線數字電視無線覆蓋系統實際的應用過程中也表現出了較好的優點，抗毀性和移動性較強，成本低廉，受外界自然環境因素影響小，能夠實現覆蓋全面性。但是該技術的應用時間還不是很長，在應用過程中還存在這些那樣的問題，需要工作人員結合應用實況對期進行創新研究，進一步擴大信號的覆蓋面積，同時提高信號的穩定性。