中央广播电视节目无线数字化覆盖工程

董慧频　贾培荣

1.鄂尔多斯广播电视网络中心　内蒙古　鄂尔多斯市　017000 2.鄂尔多斯广播电视台　内蒙古　鄂尔多斯市　017000

中央广播电视节目无线数字化覆盖工程

董慧频1贾培荣2

1.鄂尔多斯广播电视网络中心内蒙古鄂尔多斯市017000 2.鄂尔多斯广播电视台内蒙古鄂尔多斯市017000

笔者对中央广播电视节目无线数字化覆盖工程技术与实践做了介绍。重点介绍了地面无线数字化广播电视组单频网的工作流程与原理。

数字发射机中星6B中星6A单频网

2015年，为了提升全国广播电视公共服务水平和质量，进一步巩固中央广播电视节目无线覆盖成果，加强广播电视的传播力和影响力，积极弘扬社会主义核心价值观，实现无线广播电视的数字化，网络化转换，中央广播电视无线数字化覆盖工程开始实施。第一步目标是实现中央电视台12套节目全国数字化覆盖和中央人民广播电台3套节目地级市数字化覆盖，全国共计划建设6230部地面无线数字电视发射机，其中新增5846部发射机，改造原有384部，每个台站配置两部发射机。数字音频广播发射系统全国新增330座调频广播发射机，每个台站配置一台发射机。第二步是2016以后，根据中央电视节目无线数字化覆盖效果，继续补充完善覆盖建设，以进一步扩大覆盖面。这次中央广播电视无线数字化建设同时，内蒙古自治区为实现‘十个全覆盖’工程，也准备在全区85个台站新增85部大，中功率地面数字电视发射机，用于转播自治区本级蒙汉语电视节目。本文主要从原理技术方面论述中央广播电视无线覆盖工程。

1　无线数字化覆盖工程介绍

此次无线数字化覆盖工程中央统一前端信号处理，使用我国自主知识产权的AVS信源编码方式，而信道编码采用最新低密度校验码LDPC纠错，十二套电视节目通过数字采样，信源、信道编码，复用为两路TS数字流，再经过加扰加密，两路TS流分别各自进入两路单频网适配器，再传输到上星站，通过中星6A覆盖全国，设计有两路备用传输通道，一路是通过另一颗卫星中星6B备用覆盖，还有一路是直接适配处理（不加扰加密）送入广电国家干线网，通过广电光缆网或微波网传输备用信号，这两路备用信号和主路信号到达各地发射台后，卫星信号经解扰解密后和地面信号分别进入码流自动切换机，自动切换机在主路信号有故障时，可根据设定次序自动切换到备用信号上，但是要注意的是，通过卫星的两路信号通过单频网适配器，到地方发射台后才能满足单频网组网要求，而另一路光缆或微波传输的信号是不能满足发射机组单频网要求的。信号到地面发射台再分出原两路TS流，分别进入二部发射机发射。设计一台发射8套节目，分别是中央电视节目CCTV-1、2、4、7、9、10、11、12；另一台发射4套节目，节目是CCTV-13、14、15、16，这十二套电视节目是免费发射的，卫星加密只是因为卫星信号在周边国外也能收到，为了防止产生知识产权纠纷，保护版权。

图1　地面数字电视广播总体架构图

2　地面数字电视架构

这次基于卫星传输链地面数字电视单频网是我国创新首次使用的技术，随着北斗卫星和GPS导航定位的成熟发展，单频网有条件能够实现并普及，单频网最直接的好处是频谱效率提高，以前各地区频率资源分配紧张，虽然已经间隔分配，但还是免不了产生同频干扰。实验证明，因为同频干扰，同等发射功率下发射覆盖面积会缩小百分之五十以下，各发射台为了增加覆盖面积，争相提高功率压制对方，产生恶性循环，而单频网是各发射台信号频率同步，调制时间同步，调制比特同步，这样多个发射台同时工作所带来的分集效果，充许覆盖区重叠且大大改善原有覆盖边缘的峭壁效应，增加节目覆盖面积，并且还可以降低总功耗。单频网对各发射点频率、调制时间、调制比特的同步要求非常严格，而北斗和GPS的1PPS秒和10MHZ做为标准的时间和频率基准为全国各地发射台发射信号的频率同步，调制时间同步，调制比特的同步提供了共同基准，从而为单频网的组建创造了条件。单频网适配器主要以北斗系统为基准，GPS系统备用。这次通过卫星传输组建全国单频网技术上要求比地面区域组单频网复杂，难度大，遇到以下几个问题，一是卫星接收解扰时间延迟的问题，单频网要求最大延时不能超出1秒。经过测试，卫星链路传输延时在250MS左右，能满足单频网要求；二是单频网信号要求调制比特同步，信号经过单频网适配器时，TS流要填充空包，然后通过卫星QPSK调制器时，TS流还要填充空包，那么在接收端，单频网适配器空包与卫星调制空包互相怎么分别和争离，这个问题要求解决。卫星调制时，信号的PCR也被改写，这些破坏了单频网要求TS流传输分配的“透传”要求，在尽可能不改变现有硬件平台的基础上，在卫星调制器打开码率适配功能，并关闭PCR修改功能的条件下，现有单频网适配器和地面数字电视激励器厂家可以通过固件代码升级的方法在不改变现有硬件平台的基础上，增加相应“特定空包”，插入和恢复功能，实现地面数字电视单频网覆盖目标。

3　地面数字广播架构

数字音频广播发射系统，前端由中央人民广播电台前端系统统一对3套广播节目（中10-老年之声，中12-娱乐广播，中16-对农广播）进行编码和复用，生成一路传送码流，音频编码采用DRA+规范，信道帧结构，信道编码和调制采用CDR标准。传输链路是节目码流进入中央台“卫星100路广播编码复用平台”送入地球站，上传中星6B卫星，备份信号是上传另一颗亚太6号卫星，各地地面发射台用卫星接收天线接收信号，用数字声音广播专业卫星综合接收机解出信号再进入CDR调频广播发射机，发射机计划使用现有中1（中国之声）的广播频率，如图2所示。新增CDR发射机采用模数同播方式，同时播出1套模拟调频广播节目和3套数字音频广播节目。按照技术要求模拟调频广播发射功率要与原中1模拟广播发射功率一致，数字信号功率要比同播的模拟功率低14dB，然后新增CDR发射击机与原有中1模拟FM发射机通过同轴开关进行发射切换，再与台内原有FM发射系统共用天馈系统，原有多工器，馈线，天线根据现状确定新增或改造方案。最后注意接收数字音频要用专用收音机，现在已有厂家生产出数字调频和普通调频CDR/ FM兼容的收音机产品。

图2　调频数字音频广播发射系统结构图

这次中央广播电视无线数字化覆盖工程实施需要各方配套系统的补充和改造，机房要有足够的面积和空间，需要整体设计和安排，对旧的设备可能要搬移；同时机房要增加新的专用风冷空调；对铁塔上天馈线的安排也要根据实践情况科学设计和安排；供配电的功率和容量也要增加；防雷接地也要坚固，接地电阻要小于4欧母。现在，中央广播电视节目无线数字化覆盖工程正在实施中，时间短，任务重，施工需要具体情况具体分析，我们要根据实际情况科学设计，合理安排现有资源。相信在全体技术人员的辛勤努力工作下，一定会圆满完成任务。

审稿人：周速飞内蒙古广播电视网络信息有限公司正高级工程师

责任编辑：王学敏

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