重庆市电视节目无线数字化覆盖工程浅析

张 启

1 中央电视节目无线数字化覆盖简介

1.1 技术标准

DTMB 标准：该标准由我国自主研发，采用时域同步正交频分复用（Time Domain Synchronous OFDM，TDS-OFDM）调制方式，具有码字捕获快速和同步跟踪稳健，频谱利用效率高、移动性能好、广播覆盖范围大、多业务广播方便等优点，于2007年8 月1 日起强制执行。

AVS+标准：AVS（Audio Video coding Standard，音视频编码标准）是《信息技术 先进音视频编码》系列标准的简称，是基于我国创新技术和部分公开技术，具备自主知识产权的第二代信源编码标准，也是数字音视频产业的共性基础标准。

1.2 系统简介

中央电视节目无线数字化覆盖工程将中央的12 套电视节目通过AVS+编码以及加扰加密合成为两个TS 流（分别为8 套节目和4 套节目），分别通过两台基于卫星传输的地面数字电视单频网适配器进行单频网适配后，再由地球站通过卫星上行通道送至中星6A 卫星；在各地方台站，利用卫星接收天线接收中星6A 传输的两个TS 流，分别送入单频网激励器和地面数字电视发射机通过两个频点进行了发射；同时，单频网适配器通过本地GPS 获取的10M/1PPS 信号，来确定发射时间，确保单频网组网的频率同步和时间同步。在接收端，用户通过支持DTMB 和AVS+解码的机顶盒或电视机，用室内或室外天线接收空中的地面数字电视信号，解码后收看。

2 长寿区的中央电视节目无线数字化覆盖

2.1 发射站点及工作频道

根据长寿当地的地形特征以及频谱现状，规划确定了两个站点，分别是主站西山发射台（海拔950m）和辅站罗围山发射台（海拔600m），工作频道均为DS17（传输4 套节目）及DS19（传输8 套节目），射频中心频率为506MHz 及522MHz。

2.2 系统组成

根据总体设计，单频网的适配工作已在节目的卫星上行前已完成，也就是说在卫星上行的节目流中已完成了SIP 插入和TS 流码流的适配工作，所以在长寿区的地面数字系统包含了下面几个部分：

1）卫星接收。西山主站和罗围山辅站的AVS+卫星接收机通过屋顶的卫星接受天线接收中星6A卫星转发的12 套中央广播电视节目（卫星参数分别为4130 V 14800 和4145 V 8329）TS 流送入激励器。

2）激励器及GPS。西山主站和罗围山辅站的单频网激励器根据各自台站GPS 提供的时间信息，配合从卫星机接收TS 流的SIP 中恢复出来的发射时刻信息，自动计算出本地延迟，确定发射时间，从而严格保证单频网组网的频率同步和时间同步。

3）发射机、双工器及发射天线。西山主站发射功率300W；罗围山辅站发射功率500W。因为是DS17 和DS19 两个频道共用一套发射天线，因此在西山及罗围山两个台站各配置了一台桥式双工器，将两个频道的发射机输出信号合为一路，并通过天馈线送至铁塔上的4 层4 面偶极子发射天线进行信号发射。

4）系统设备冗余。为保证安全播出，在建设时就充分考虑了设备的冗余，每个站点每个频道均配置主备两套卫星接收机、激励器及发射机，主备发射机通过同轴转换开关进行切换，当卫星接收机、激励器或发射机出现问题，同轴转换开关会检测到异常，会在3s 内自动转换至备用系统，保证节目的安全播出。

3 重庆市长寿区电视节目无线数字化覆盖工程

3.1 建设理论依据

3.1.1 关于本地节目插入

根据DTMB 标准，采用64-QAM 调制方式，在8MHz 带宽内可支持32.486Mbit/s 的净载荷数据传输率，最大可支持传输8 套标清电视节目。而长寿区地面数字传输的两个频道中，DS17 频道仅传输了4 套央视节目，占用约一半码率（16Mbit/s），所以剩余码率还能支持传输3-4 套标清的重庆本地电视节目。

3.1.2 关于备用信号源

在系统备份方面，虽然原有系统提供了卫星机、激励器和发射机的双备份，但是其信号源均为中星6A 卫星传输，卫星接收天线也仅安装一口，若卫星或卫星接收天线出现故障，信号势必中断。该工程采用中星6B 作为备用信号源，使用单独的卫星天线进行接收，从而使整个系统从信号源到发射机实现了双备份，保证系统运行的稳定性。

3.2 需克服的技术难点

3.2.1 关于编码问题

因为中央广播电视节目无线数字化覆盖采用的AVS+编码方式，用户端接收机顶盒也针对性的使用AVS+解码收看，所以本地节目的插入需进行AVS+编码；而且作为备份信号源的中星6B 卫星传输的中央广播电视节目采用的MPEG-2 编码压缩方式，所以需进行AVS+转码。

3.2.2 关于单频网适配器

不管接收自中星6B 卫星，用于DS19 频道传输的8 套中央广播电视节目的备用TS 流，还是本地3套节目与接收至中星6B 或中星6A 的4 套央视复用后的包含本地节目的TS 流，都因为重新编码（转码）复用后，造成单频网SIP 帧的损坏或丢失，从而造成单频网组网失败。所以还需将TS 流经过单频网适配器完成SIP 帧的插入和码率的适配后，再经过TS 流分配网络，接入各个站点的单频网激励器。

3.3 工程建设内容

3.3.1 本地信号的获取和AVS+编码

根据市文化委的要求，需要插入的本地节目包括重庆卫视、重庆新闻及长寿综合。其中重庆卫视可使用卫星机接收中星6B 上的重庆卫视（3807 V 6000）送入AVS+转码器转码后送入复用器，而重庆新闻及长寿综合则通过DVB-C 有线数字电视接收机获取并通过ASI 接口送入AVS+编码器进行编码后送入复用器。

3.3.2 中星6B 上央视12 套节目的获取和AVS+转码

使用卫星接收机接收中星6B 上的央视12 套节 目（3840 H 27500、3880 H 27500 及4115 H 21374）的TS 流，因为是MPEG-2 编码，所以需送入AVS+转码器进行转码后，生成符合AVS+标准的TS 流后传输至复用器。

3.3.3 节目的复用

在复用器中，从中星6B 接收并转码的12 套央视节目中选择DS19 传输的8 套央视相同的节目，生成TS 流作为DS19 的备用信号源送入三选一码流切换器1。同时将三套本地节目分别与中星6B 和中星6A（4145 V 8329）的4 套央视节目复合成为两路具有相同内容不同来源（中星6A 及中星6B）的7 套节目（央视4 套+本地3 套）TS 流送入三选一码流切换器3。

3.3.4 码流切换器

码流切换器1：三路输入分别为中星6A 主用卫星接收机（DS19）、中星6A 备用卫星接收机（DS19）以及中星6B 卫星接收机接收的8 套央视节目（DS19），切换输出送入单频网适配器（DS19）。

码流切换器2：仅使用两路输入，分别为中星6A 主用卫星接收机（DS17）及中星6A 备用卫星接收机（DS17），切换输出送至复用器。

码流切换器3：仅使用两路输入，分别为中星6A 央视4 套+本地三套（DS17）及中星6B 央视4套+本地三套（DS17），切换输出送至单频网适配器（DS17）。

3.3.5 单频网适配器及微波链路

单频网适配器对收到的TS 流进行SIP 帧的插入和码率的适配后，分别送入对应的主备单频网激励器以及发射机等进行发射，还有一路送入微波网络适配器适配后通过微波链路传输至罗围山辅站进行激励及发射。