广播电视台地面数字电视无线覆盖系统研究

刘鑫

（山东省沂水县融媒体中心 山东省临沂市 276400）

当前全国各地城市均已按总局的指导意见和安排进行了地面数字电视无线覆盖系统的建设，数字电视无线覆盖系统的发展与应用也非常之成熟了，实际建设和运行过程中会因地区差异受到不同程度的影响。因此，为了提高在建设和运行过程中广播电视台地面数字电视无线覆盖系统的质量，在对地面数字电视无线覆盖方式分析的基础上，分析了影响因素，提出了策略。

1 地面无线数字电视系统传输覆盖概述

地面无线数字电视系统传输覆盖技术与以往传统卫星数字电视技术对比具有成本更低、更容易进行推广普及等特点；与有线数字电视传输覆盖技术相比，具有不需要进行大量线路的敷设，抗干扰性强等特点。地面无线数字电视系统传输覆盖技术的施工量较小，简单的线路敷设就可以实现大范围传输和覆盖，受自然影响因素较小。

地面无线数字电视系统传输覆盖技术在施工过程当中，可以对施工成本进行有效的控制，工程造价低。从当前各地方的实践应用来看，地面无线数字电视系统传输覆盖技术较为稳定，受大雪、暴雨、台风等自然灾害的影响非常小，信号传统覆盖效果理想。有效的推动了广播电视台节目的普及和观看。

2 地面无线数字电视系统传输覆盖方式

当前地面数字电视无线覆盖系统传输覆盖的方式主式主要有多频网、单频网和综合组网三种类型，本文主要是对这三种覆盖方式进行分析。

2.1 多频网

多频网是传统常见的一种传输覆盖方式，在多频网中，所有的发射机使用不同的频率进行传输，各个发射机独立工作，相互之间不会造成干扰。多频网的缺点：对稀缺的频谱资源有着巨大的需求。随着宽带无线通信和广播业务的快速增长，运营商不得不面对频率短缺的现实，因此需要使用频谱效率更高的传输技术。

2.2 单频网

单频网是地面数字电视和多媒体广播系统中一种重要的组网技术，其突出的优势是网络中所有发射机可以采用相同的频率来传送同一套节目，从而可以最大限度地利用宝贵的无线频谱资源。此外，通过单频网还可以使单个发射机的功率降低，并使服务区域内信号的覆盖更加均匀。但电波多径干扰对单频网的系统设计提出了挑战。而基于OFDM的多载波技术的应用，则为这一问题提供了解决方案。继DAB 之后，英国在1998年首次建成了基于DVB-T 的单频网。目前，已有多个国家和地区建设了地面数字电视和移动多媒体广播单频网，单频网已经成为一项较为成熟的技术。

与蜂窝网和无线局域网等其他无线网络类似，地面数字电视和多媒体广播网络也需要根据要求对某个给定区域进行准确的覆盖。这些给定的区域可能是一个国家，也可能仅仅是某个小县城。在每个网络的服务区域内，都需要确保每个角落都有足够高的信号质量。一般来讲，用单个发射机无法完成对某个较大的给定区域的完全覆盖，而需要通过使用多个发射机，并进行适当的频率和功率规划来实现。

为了解决频谱资源的利用率问题，单频网采用了严格同步的发射机在同一频率上传输相同的数据。相对于多频网，单频网可以实现同一节目只使用一个频率来完成较大范围内的覆盖，从而提高频谱的利用率。所以与多频网相比较，单频网的优势主要表现在：更全面、均匀的覆盖，更小的干扰，更高的功率利用率和可靠性，以及对频谱资源更有效的利用。

2.3 综合组网

我国国土面积较大，各地方的地形环境区别也较大，对于一些地形较为复杂的县市，单一使用多频网或者是单一使用单频网都无法满足地面数字电视无线覆盖的需求。针对这一情况，一般会根据实际情况，采用单频网和多频网进行综合组网的方式来进行设计，提高信号的覆盖范围和质量。例于湖南省沅江市，其地形为相对较为方正合规，在覆盖方式的建设当中，采用大功率对发射点均衡分布模式，信号的覆盖范围和质量都较为理想；例于湖南省桃江县，其地形呈现出长条形，在覆盖方式的建设当中，采用小功率对发射点均衡分布模式，信号的覆盖范围和质量都较为理想。

3 地面数字电视无线覆盖影响因素分析

当前，对于地面数字电视无线覆盖情况主要是采用覆盖整体效果来进行评价。从各地地面数字电视无线覆盖系统建设的情况来看，主要受发射参数、发射频率、极化方式、接收参数等因素的影响。

（1）发射参数。不同地区，采用不同的发射参数进行发射，其覆盖范围会有较大的区别，因此必须要根据实际情况调整到最佳的发射参数密切相关。

（2）发射频率。从覆盖效果的角度来讲，主要是在于信号接收问题，信号接收较为理想，那么覆盖效果就较为理想。从各地的建设和调试情况来看，当发射频率控制在550～700MHz 之间时，信号按收效果是较为理想的。

（3）极化方式。极化方式主要是会信号的覆盖区域和范围产生较大的影响，从各地的建设和调试情况来看，采用垂直极化天线，其信号的覆盖区域和范围较为理想。

（4）接收参数。接收参数主要是影响到覆盖面积，一般情况下，接收设备设置的接收参数灵敏度越高，信号接收高度越高，那么覆盖面积就会越大，信号接收效果较好。反之，接收设备设置的接收参数灵敏度越低，信号接收高度越矮，那么覆盖面积就会越小，信号接收效果不理想。

4 提高地面无线数字电视系统传输覆盖质量的主要策略

从全国各地的建设实践来看，地面无线数字电视系统传输覆盖系统及覆盖质量情况不一。针对地面无线数字电视系统传输覆盖质量不佳的情况，可以采用相应的措施，从而有效的提高地面无线数字电视系统传输覆盖质量。

4.1 提高发射机传输功率

提高发射机传输功率是提高地面无线数字电视系统传输覆盖质量的有效途径。因我国各地方地形山貌的复杂性，信号在发射出去后，信号的传输和接收都会受干扰，进而影响接收质量。

广播电视台工作人员在地面无线数字电视系统传输系统建设时，应该根据测试情况并结构安装的现时状况，适当提高系统发射机的传输功率，该措施能有效的弥补传输信号在传输过程中因传输缓慢或信号衰减造成的的信号传输覆盖质量不佳的问题。另外还可采用调高发射天线的办法来提高信号的覆盖质量。

4.2 提升信号强度

提升信号强度是提高地面无线数字电视系统传输覆盖质量的有效途径。可根据各地区信号传输系统的覆盖质量情况，运用数字电视转发器装置，实现系统信号的提升，保障单频网的覆盖效果及覆盖面积。该措施主要应用在地下隧道、山谷、河流等区域，采用设备检测并显示地面数字电视信号的实时信号强度，并加安装数字电视转发器，有效提升信号强度，改造成本较低。

4.3 提升机械接收能力

提升机械接收能力是提高地面无线数字电视系统传输覆盖质量的有效途径。为了实现提高地面无线数字电视系统传输覆盖质量，需要实现接收设备接收能力的提升。从各地地面无线数字电视系统传输系统建设和调试的过程中得知，很多县市广播电视台接受设备存在老化，设备性能低下的问题。应该对这些设备进行淘汰，更新换代，用最新的接收设备，高性能接收天线和高性能接收机必须配置到位，并对无线数字电视系统优化改进，提高信号传输覆盖质量。

4.4 漏缆方式

漏缆在各地广播电视台地面无线数字电视系统传输系统的建设中应用较多，具有覆盖距离长且有效覆盖范围窄、覆盖均匀等特点，但是为了有效防止信号覆盖过程中出现问题，必须要结合施工现状灵活运用。从各地的建设经验来讲，一般都是借助辐射天线选择漏缆形式，该方式可以实现相互连接，完善数据的输出。

4.5 优化覆盖方式

从当前的应用实践情况来看，多频网和单频网两种不同的覆盖方式都可采用。单频网主要通过功率补点方式实现全区域的覆盖，而多频网是利用网络组建方式实现全区域覆盖。单频网的应用较多，也有使用单频组网方式消除干扰因素的，进一步优化覆盖方式。

5 案例分析

中央广播电视节目无线数字化覆盖工程计划东山发射台使用两个频道发射12 套中央电视节目和4 套本地节目，系统架构如图1所示。

图1：地面数字电视无线覆盖系统架构示意图

发射台主发射机为2 台高斯贝尔1kW 电视数字发射机，备发射机为2 台1kW 的Screen 发射机，工作频点514 MHz 和658 MHz。为提高东山发射台地面无线数字电视系统传输覆盖质量，采取了上述五种提高传输覆盖质量的主要策略。覆盖测试结果表明：除了少部分地区误码率较大外，其余部分地区误码率指标均在正常范围内。在误码率较大区域，信号仍能正常接收，这表明整体覆盖效果理想。

6 结语

截至2021年6月，我国广播电视台已基本完成地面无线数字电视无线覆盖系统的建设。地面无线数字电视无线覆盖系统实际的应用过程中也表现出了较好的优点，抗毁性和移动性较强，成本低廉，受外界自然环境因素影响小，能够实现覆盖全面性。但是该技术的应用时间还不是很长，在应用过程中还存在这些那样的问题，需要工作人员结合应用实况对期进行创新研究，进一步扩大信号的覆盖面积，同时提高信号的稳定性。