无锡地面数字电视覆盖与同频干扰分析和测试

张殷希，陆建华，陈 宏

（无锡广播电视集团 技术中心，江苏 无锡 214061）

1 无锡地面数字电视覆盖简介

由广电总局推广建设的国家地面数字电视工程主要是针对固定接收方式、以高清节目为目标内容的公益服务项目。自2009年以来，在全国各地级市逐步开展了发射点建设与网络覆盖工程，播出1套CCTV1高清以及3套标清节目，包括CCTV7、省卫视和本地节目。

无锡位于长江三角洲的发达地区，频率频道资源非常紧张，在经过详细收测与计算之后，规划无锡地面数字电视播出使用DS-33频道（中心频率674 MHz）。而该频道与周边城市溧阳以及上海的模拟电视同频，因此项目实施中必须考虑同频干扰问题，采取必要措施以保证无锡地面数字电视在覆盖区的良好接收，同时，不影响上述两个城市同频播出模拟电视节目原覆盖区内用户的正常接收[1-3]。

2 二茅峰发射的可行性分析

无锡地面数字电视规划发射点在广电大厦，发射功率为1000 W。考虑到广电大厦没有发射机房的配置，也没有机房监控、UPS等安全保障条件，且未配备24小时值班运维人员。为了确保无锡地面数字电视的安全优质播出，无锡广电提出在二茅峰发射点、采用100 W发射功率播出地面数字电视节目的设想，并获得广电总局批准进行更换发射点的技术试验。

为了掌握二茅峰发射点信号的覆盖效果以及对周边城市的干扰情况，将通过理论模型计算，并根据参考地形地貌的软件覆盖仿真进行可行性分析。

2.1 地面数字电视固定接收覆盖规划场强计算

据RRC-06技术建议书，在固定接收方式下，覆盖规划中值场强的计算公式为:Emed=Emed（ref）+C/N-C/N（ref）+20 lg（f/fref）。式中:参数取值参照GY/T236—2008《地面数字电视广播传输系统实施指南》[1]，如表1所示。

因此，无锡地面数字电视DS-33频道（中心频率674 MHz）在64 QAM 0.6模式下，固定接收的覆盖规划中值场强值为54 dBμV/m。

2.2 覆盖范围比较

由于二茅峰发射台的DS-33频道发射天线高度为340 m，为了不影响周边城市模拟电视的接收，无锡地面数字电视发射点在更改为二茅峰发射台后，拟采用100 W发射功率进行播出试验，并充分利用高山优势、发射台已有建筑物的特点，形成有利的天线场型进行有效覆盖，尽量降低对周边城市的干扰程度。

表1 地面数字电视固定覆盖参数取值

为了预测对比更换发射点前后的覆盖效果，采用法国FORSK研发的ATOLL无线网络规划软件，结合江苏全省50 m精度的三维地理图，并根据厂家提供的一体化发射天线水平面方向图、垂直面方向图制作天线模型，分别对两个发射点进行覆盖仿真分析:

1）广电大厦发射点的覆盖效果

规划发射点广电大厦的发射高度为120 m、发射功率为1000 W，DS-33频道的覆盖效果如图1所示。

覆盖仿真图中两种阴影分别表示模拟、数字电视的覆盖情况，其具体含义如表2所示。

表2 覆盖仿真图图示颜色的设置含义

2）二茅峰发射点的覆盖效果

二茅峰发射点的发射高度为340 m，在发射功率为100 W情况下，DS-33频道的覆盖效果如图2所示。

对比图1和图2可以看出，广电大厦发射点的覆盖在西北方向有较大盲区，这是由于该发射点的信号受到无锡城区西侧多座山体的阻挡，整个西片区域的覆盖均受到影响。相比较而言，二茅峰发射点由于自身海拔较高，从而在该区域的覆盖有较大改善，但其他方向上的覆盖情况要逊色于广电大厦发射点。

2.3 同频干扰情况比较

由于上海东方明珠发射塔与无锡二茅峰发射塔相距较远，且上海台模拟电视的发射功率较大，因此两地间无锡地面数字电视对上海模拟电视的同频发射干扰影响较小，在这里重点分析无锡与溧阳的同频干扰情况。

根据广电总局规划，无锡DS-33频道的发射天线采用一体化垂直极化天线；而溧阳同频模拟电视信号的发射天线采用水平极化方式。因此，数字对模拟电视信号造成干扰的最低场强取值，与模拟电视正常接收门限场强、数字电视对模拟电视信号的同频干扰保护比、模拟电视接收天线前后比和水平垂直接收极化损耗有关，公式为

模拟电视接收门限场强70 dBμV/m－保护比40 dB+极化损耗6 dB+前后比10 dB=46 dBμV/m

同样使用ATOLL无线网络规划软件，仿真预测发射点建设在广电大厦与二茅峰时，对溧阳同频模拟电视的干扰情况:

1）广电大厦发射点的干扰情况

广电大厦发射点的情况下，无锡DS-33频道与溧阳同频道播出模拟电视的干扰情况如图3所示。

干扰仿真图中两种阴影分别表示不同的门限接收场强值，其具体取值含义如表3所示。

表3 干扰仿真图图示颜色的设置含义

2）二茅峰发射点的干扰情况

二茅峰发射点的情况下，无锡DS-33频道与溧阳同频道播出模拟电视的干扰情况如图4所示。

由图3和图4均可以看出，无锡DS-33频道地面数字电视的播出，发射点无论设在广电大厦还是二茅峰，溧阳模拟电视的覆盖区域在溧阳发射点的东北方向上，均有可能受到无锡地面数字电视的干扰，实际受干扰的程度有待通过测试来确定。

3 覆盖与干扰测试

为了更好地掌握无锡地面数字电视DS-33频道在惠山二茅峰发射塔播出节目的覆盖效果以及对上海、溧阳同频道模拟电视的干扰情况，详细规划并实施了覆盖与干扰测试。

3.1 测试内容

由上文的仿真结果表明，溧阳同频道播出的CCTV1节目可能存在的受干扰区域，位于距离二茅峰发射台正西和西南方向的45～60 km之间。而在该区域内，由总局无线局提供的资料得知，宜兴DS-40频道同样播出CCTV1节目，或许能够补充受干扰区域的信号覆盖。此外，由于上海发射功率较大，上海DS-33频道播出的本地节目在其行政区域内能够保证有效覆盖，但其模拟电视信号有可能对无锡DS-33频道的地面数字电视信号产生干扰。

为此，通过实际测试，必须掌握:

1）无锡DS-33频道地面数字电视自身的覆盖情况；

2）无锡DS-33频道数字电视对溧阳同频道模拟电视的干扰情况；

3）宜兴DS-40频道在无锡至溧阳方向上的覆盖情况，观察是否能够有效补充溧阳DS-33频道模拟电视的覆盖；

4）无锡DS-33频道数字电视受上海同频道模拟电视的干扰情况。

3.2 测试方法

无锡DS-33频道覆盖与干扰测试采用GPS导航、定位定点的方式进行固定收测，详细记录测试位置的经纬度以及与相关发射点的距离。在无锡、溧阳、上海方向上分别收测DS-33频道的信号电平以及实际接收的模拟电视和数字电视的图像效果；在宜兴、溧阳覆盖交叠区收测DS-40频道的模拟电视信号电平和图像效果。

根据相关技术标准，模拟电视、地面数字电视固定接收的覆盖场强是在接收天线高度10 m、增益12 dB、馈线损耗5 dB的条件下规定的。而在实际测试中，使用天津德力900E标准天线作为接收天线，接收高度为4 m、增益为5 dB。为了使接收机实际收到的信号电平与标准规定的状况一致、测试结果与实际的接收效果相符，特别设计了在接收天线的输出后安装天线放大器、分配器和衰减器来进行匹配。具体测试设备连接与各参数取值情况如图5所示。

由于天线放大器的增益由产品规格决定，因此增加了衰减器来调整增益值；其中高度衰减因子是指10 m接收高度与4 m接收高度的场强差值。

3.3 覆盖测试情况

为了掌握无锡DS-33频道地面数字电视的覆盖情况，分别在溧阳、江阴、上海方向上进行覆盖测试，收测场强和实际接收效果如表4所示。

表4 无锡DS-33频道地面数字电视覆盖的测试情况

根据表中的收测数据可知，无锡DS-33频道地面数字电视信号的覆盖距离在西南方向为24.83 km、正北方向为29.40 km、东南方向为29.44 km，上海同频道模拟电视信号没有对无锡数字电视覆盖造成影响。二茅峰发射点的实际覆盖基本满足无锡市区的覆盖要求。

3.4 干扰测试情况

无锡DS-33频道地面数字电视信号对溧阳同频道模拟电视的干扰，以及宜兴DS-40频道节目的补充覆盖情况，分别通过收测溧阳DS-33频道和宜兴DS-40频道的模拟电视接收场强以及实际接收效果进行测试分析，具体收测情况如表5所示。

表5 溧阳DS-33频道与宜兴DS-40频道的模拟电视收测情况

为了更加明确地掌握无锡DS-33频道地面数字电视信号是否对溧阳模拟电视接收产生影响，特在测试过程中关闭无锡数字电视信号后进行模拟电视信号的收测，并与开启数字信号之后的接收效果进行比较，收测结果没有变化。此外，经过测试发现，在溧阳发射点东侧自身覆盖不足的情况下，宜兴DS-40频道模拟电视信号在该区域内能够有效地补充覆盖。

4 小结

无锡DS-33频道地面数字电视在发射点发生变动的情况下，通过规划中值场强计算、发射天线场型建模、覆盖与干扰仿真等一系列工作，推算二茅峰发射点可采用的发射功率，以达到既要保证一定覆盖范围、又不影响周边城市同频播出模拟电视的目的。

为了掌握无锡DS-33频道的信号覆盖以及干扰情况，就测试方案进行了详细规划，包括确定测试内容、拟定测试路线、创新测试方法等。通过实际信号场强以及接收效果的收测，验证了无锡DS-33频道地面数字电视在二茅峰100 W发射功率时，基本保证了无锡市区的覆盖要求，且对溧阳、上海同频道播出的模拟电视均未造成干扰。此外，待日后周边同频模拟电视改为数字化发射时，由于数字与数字信号之间保护比要求的降低，无锡DS-33频道地面数字电视可适当增大发射功率，进一步提升覆盖效果[4-5]。

[1]国家广播电影电视总局.GY/T 236—2008地面数字电视广播传输系统实施指南[S].2008.

[2]国家广播电影电视总局.GB/T 14431—1993无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强[S].1993.

[3]Planning of the digital terrestrial broadcasting service in parts of re⁃gions1and 3，in the frequency bands174～230 MHz and 470～862 MHz[C]//Proc.RRC-06.Geneva:ITU-R，2006.

[4]潘长勇，冯景锋，王劲涛.地面数字电视广播单频网应用实践[J].电视技术，2010，34（8）:14-16.

[5]赵安安，周强，管云峰，等.数字电视接收机中降低同频干扰的方法[J].电视技术，2008，32（1）:42-44.