地面数字电视单频网同频干扰探讨
2020-01-02付强
付 强
(山西广播电视无线管理中心石岭关微波站,忻州 034000)
通过针对地面数字电视单频网中经常出现的同频干扰问题进行深入分析,可以进一步掌握出现同频干扰问题的成因,并制定针对性的解决对策,为维护地面数字电视单频网的畅通传输奠定良好基础。
1 同频干扰问题的产生
我国的广电总局通过全面建设地面数字电视,已经覆盖我国338个地级以上城市,为了促进地面电视实现模数转化,广电总局联合财政部门上马了广播电视数字化覆盖工程,进一步明确了全国范围内的无线广播电视台应该充分利用现有核心传输网络,实现中央广播电视节目的无线数字化落地覆盖。在各省市相继进行无线数字覆盖工程时,为了能够有效减少频率资源消耗,部分区域选择了单频网覆盖模式,该种组网方式使不同区域内同步运行的发射台站于相同时间发送同一信号,从而覆盖全部信号服务区。采用单频网主要优势是能够进一步节约有限频谱资源,但其应用中缺陷是容易同时接收多种台站传送的信号,从而出现同频干扰问题[1]。
2 同频干扰主要影响因素
如果运行中的单频网覆盖空间内出现同频干扰的问题,会导致用户端的数字电视产生马赛克现象,或不能对数字信号进行正常接收等问题,从而对网络系统的稳定运行造成严重影响,也加大了网络系统的维护难度,对单频网实际运行状态产生影响。导致出现同频干扰问题主要包含以下几种技术指标:第一是信号发射系统提前预定运行模式实际运行中的PN 序列长度;第二是来源于两个不同信号发射台的网络信号在抵达同一接收系统时所产生的时延差;第三是来源于两个不同信号发射站台的数字信号在抵达相同接收系统时所产生的电平差;第四是数字对数字所产生的同频干扰保护率,这一数值关系通常取决于系统相关技术参数,可以通过实验室测试得到。
广电总局针对地面数字电视的系统运行提出了其操作模式,结合相关技术参数分析可以发现,随着某种运行模式相关数据率的不断提升,同一频道中能够进行承载传输的广播业务和电视业务数量相继增加,广播电视业务整体质量不断提升,但其接收机的限制也不断扩大。通过前期的实验室无线测试结果以及数字电视组网过程分析可以发现,不同的模式适用于不同的环境,有的适合移动与固定两种接收模式,有的适合各种复杂的城市环境内固定接收工作,有的适用于农村、郊区等较为简单的城市环境中的固定接收。在实施组网建设的过程中,应该避免对数字电视节目的清晰度以及节目套数等进行过度追求,需要充分考虑信息覆盖区域中的地形地貌、人口结构等现实需求,选择恰当的运行模式。
例如选择如下运行模式,其数据率是21.658Mbps,交织模式为720,帧头模式是420,编码效率是0.8,调制方式是16QAM,载波模式是C=3780,这一模式属于多载波调制,数据率相对较高,适用于室外固定接收工作。在选择发射系统相关工作模式之后,通过室外固定接收作为主要的信息接收模式,而在这种单频网中出现信息干扰主要包含以下几种元素:第一是P 接收点相关接收电平远远超出每米51dBµV 的接收界限,第二是P点处两个发射信号的电平差超出同频干扰的保护率界限15dB,第三是P 点中两种信号时延差超出55.6µs 这一PN 序列长度。即在某单频网的接收点P 处,会接收到超出两个以上的无线数字信号,假如P 点所接收的两种信号均处于接收装置覆盖范围,而其电平差为15dB,或两种信号之间的时延差比55.6µs 要低,则各个台站信号抵达接收点所产生的时间差会小于系统保护间隔,针对这种干扰问题,可以进行抵消处理,使接收装置顺利完成解码工作,相反的情况下,如果远远超出系统保护间隔范围,则无法抵消干扰,影响接收机的解码质量。
3 消除同频干扰的具体措施
3.1 网络仿真分析
分析出现同频干扰这一问题的原因,利用仿真规划软件针对其中的同频干扰和覆盖效果实施模拟仿真。在系统按照上述技术参数运行时,保护间隔的限制为16.7千米,将发射台站1的间距设计为15千米,这一距离处于保护间隔当中,把发射台站2的间距设置为20千米,这一距离超出了保护间隔,通过仿真软件模拟两个发射站台在相应的技术参数下相关同频干扰分布规律,结果发现两个台站间距超出PN 序列的长度界限,所以导致两种发射台站相关覆盖区域内出现同频干扰问题。
3.2 优化设计方案
针对地面数字电视相关单频网内的同频干扰问题,通常可以按照以下调整方法进行处理:
第一是于发射端处设置延时,第二是在发射端处设置功率,比如把附近某一台站相关发射功率适当调低,确保交叠覆盖区域内的各个台站信号整体强度差距维持在15dB 之上,第三是在接收端位置选择网状天线或多单元的八木天线,第四是在接收端针对用户端的信号接收位置进行调整,通过附近建筑物将其中的多个或某一个同频信号有效屏蔽和遮掩掉[2]。
在对同频干扰问题进行系统分析后,可以发现正式组网建设前,针对网络覆盖所产生的同频干扰利用覆盖仿真软件提前进行效果仿真模拟。在网络内部产生干扰问题后,选择适合的技术措施对具体方案实施优化设计,避免组网工作结束后,用户端产生无法正常接收的问题,影响实际效果和网络覆盖。
4 结束语
综上所述,随着我国地面数字化电视网建设范围不断扩大,逐渐暴露出各种问题,比如单频网中的同频干扰问题,在一定程度上,影响了网内数字信号接收质量,降低了数字电视的观看效果,针对该种问题,应该对地面单频网中的同频干扰问题进行深入分析,寻找有效的解决措施,保障信号正常传输。