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数字电视地面广播的多频道的单频网系统

摘要

数字电视地面广播的多频道的单频网系统,它在数字电视地面广播网络系统内采用成熟的数据信号接口和中国国标GB20600-2006中系统帧结构、信道编码和调制技术进行信源和信道等处理,发射台(站)采用分米波频段的频率,以单频道大小相同或不同功率配置,并以邻频或隔频设置的多频道信号功率经无源器件合成或空中合成后,再经单一或多个宽频带发射天线进行无线发射;采用互为备份有线或无线传输链路实现信号传输,组成在一点发射至多点接收星型链路或总线式分支多节点树枝型链路中进行远距离传输和接收,架构中继台站所需多频道的单频网信号传输链路,并通过各种中继台站组成大区域多频道的单频网发射覆盖网络;用户端固定、移动或便携式接收。

著录项

  • 公开/公告号CN101494759A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2009-07-29

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 赵章佑;邓建平;

    申请/专利号CN200810189914.1

  • 发明设计人 赵章佑;邓建平;

    申请日2008-12-31

  • 分类号H04N7/08(20060101);H04N7/20(20060101);H04N7/26(20060101);H04N7/22(20060101);

  • 代理机构43105 株洲市奇美专利商标事务所;

  • 代理人余尚武

  • 地址 412000 湖南省株洲市建设南路108号家润多广场B座1109

  • 入库时间 2023-12-17 22:23:16

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2011-05-04

    授权

    授权

  • 2009-09-23

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2009-07-29

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字电视地面广播(Digital Television TerrestrialBroadcasting,DTTB)传输网络系统,特别是一种数字电视地面广播的多频道的单频网系统(Digital Television Terrestrial Broadcasting--Multi-band Single Frequency Network)。

背景技术

为了适应复杂的地面广播传输环境,目前国际上存在三种DTTB制式:美国高级电视制式委员会(Advanced television SystemsCommittee,ATSC),欧洲地面数字视频广播(Digital VideoBroadcasting-Terrestrial,DVB-T)和日本的ISDB-T(Integrated ServicesDigital Broadcasting-Terrestrial)。中国的DTTB标准正在申报第四个国际标准。DTTB网络的经营服务模式有三大类:1)国家公益性免费服务;2)市场经济的有偿服务;3)两者兼有的模式。

目前,国际DTTB相关的组网技术有三大类:1)“单频网”(SingleFrequency Network,SFN):各个发射机在同一电视频道发送同一数字电视节目(欧洲的DVB-T用于移动接收组网)。2)“多频网”(Multi-Frequency Network,MFN):同一数字电视节目由不同发射机的不同电视频道发送;并由“转发器”(translator)实现电视频道的转换(美国的ATSC用于固定接收组网)。3)“数字同频道重发器”(DOCR):在同一电视频道“重发”同一节目,接收端解调器在原理上把来自DOCR的信号,当作“主信号”的“回波”。

欧洲各国的DTTB采用的调制是高比特率64-正交调幅(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)或中比特率16-QAM(此信号可以进行移动接收),开展的业务是高(中)比特率固定接收;尚未见报道欧洲某个国家单独采用QPSK调制,进行移动接收模式的业务。新加坡动用1个8MHz带宽的电视频道发射QPSK调制信号,用于低比特率移动接收模式的业务;还动用另外一个8MHz带宽的电视频道发射64-QAM调制信号,用于高比特率固定接收模式的业务。由于他们总共只动用了两个电视频道来开展地面数字电视广播,也没有出现“固定接收模式的业务和移动接收模式的业务在同一发射台相邻电视频道并存”的情况。事实上DVB-T标准由于信号码率占用电视频道带宽为7.61MHz,在多个邻频道合成而馈送到天线前所使用的“多工器”的滚降特性达不到要求等技术原因,一般又不适宜采用邻频的同台发射设置。即便是开展移动接收业务,也是在一个城市区域内的单一电视频道的SFN系统。

美国的ATSC/8VS单载波系统不能支持移动接收业务,只能支持单一发射台DTTB的固定接收业务,由于该系统对上下邻近频道的保护率(D/U)的要求比DVB-T多载波系统要低12dB,就比较容易采用邻频的同台发射设置。但不能支持SFN的组网而采取MFN组网方式来解决大范围的相同节目覆盖问题。

日本ISDB-T标准重点开展的是地面数字高清晰度电视(HighDefinition Television,HDTV)广播;最近才开始利用其6MHz频道中13个频段的中间“频段”进行低比特率手机电视的试验性广播。

由此可见,各发达国家中尚未见报道“高比特率固定接收模式的业务和低比特率移动接收模式的业务在同一发射台邻近频道并存”而在某城市或地区开展(或试验)的事例。更没有采用这种技术设置进行大区域性组网的工程实践。

我国大部分城镇和农村都是通过地面广播方式接受电视服务的,占电视机用户总数的60%以上。依据中国国情,“固定接收”是“大众性”(majority)的,其DTTB的跨区域性覆盖比较强;而“移动接收”在相当长的历史时期内是“小众性”(minority)的,但其在国内高速发展交通网的条件下,其DTTB跨区域性覆盖同样也会不断增强。中国特色DTTB今后实用的业务模式很可能是:在实现大区域覆盖时,即在同一个覆盖服务区内有3个以上DTTB电视频道中,只有小数(1个)电视频道为移动接收模式的业务,其余多数(2个以上)电视频道都是固定接收模式的业务。这样一个市场特点,就需要在技术上实现(一个)大功率发射(包括中继)移动接收模式的电视频道与(多个)小功率发射固定接收模式的电视频道同台(网)设立。就未来世界DTTB发展趋势而言,这样一个网络结构同样适合于国外市场。

要实现多电视频道、多种业务的大范围DTTB同一性网络覆盖,在技术上必须要解决问题相当复杂,但其关键在链路;实质在精度;突破口在邻频上。大范围多个电视频道的单频网,能不能很好地链接成一个稳定可靠的覆盖网,这是关键。这也是世界性的技术难题。

要实现大范围DTTB同一性网络覆盖,要重点突破的就是邻频组网技术。无线频率特别是分米波频率就那么些,又要处理无线电视广播(过渡阶段)模拟信号-数字信号同播;移动与固定接收模式同台发射等具体实施要求。因此,无论如何也摆不开无线电视广播中数字信号-数字信号,数字信号-模字信号邻频组网的技术问题,这当中特别是涉及数字信号-数字信号、数字信号-模字信号大、小功率邻频的发端和收端问题。尤其固定接收模式要想在大范围内实现同频的重复覆盖,不解决邻频问题就难以实施,也就无法摆脱频率资源紧张所呈现的困惑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字电视地面广播的多频道的单频网系统,它将数字电视多路分米波分配系统(Digital TelevisionMultichannel UHF Distribution System,数字MUDS)部分技术属性与国标GB20600-2006中系统帧结构、信道编码和调制方式融合,结合未来DTTB市场发展的趋势,产生了利用国标GB20600-2006中系统帧结构、信道编码和调制方式的技术优势和现代制造技术进步的某些成果,形成了在DTTB同一个覆盖服务区内推出适合高比特率固定接收模式的业务和低比特率移动接收模式的业务在邻近或隔开频道并存的系统。即在DTTB网络系统内采用以成熟的数据信号接口(如:MPEG-2或AVS等)和国标GB20600-2006中系统帧结构、信道编码和调制技术进行信源和信道等处理后,发射台(站)采用分米波(UHF)频段(300MHz-860MHz-3000MHz)的频率,以单频道大小相同或不同功率配置,并以邻频或隔频设置的多频道信号功率经无源器件合成(或空中合成)后,再经单一或多个宽频带(带宽16300MHz)发射天线进行无线发射所形成的传输发射覆盖的网络系统。

数字电视地面广播的多频道的单频网系统的多个频道的单频网(SFN)信号,是不依赖全球定位系统(Global Position System,GPS),采用互为备份有线(光纤)或无线(含微波)传输链路实现信号传输。组成在一点发射至多点接收星型链路或总线式分支多节点树枝型链路中进行远距离传输和接收,架构中继台站所需信号传输链路,并通过各种中继台站组成大区域多频道的单频网发射网络。最终由用户端用无线接收天线(定向或全向)和数字机顶盒或数字电视机固定、移动或便携式接收几十套标准清晰度电视(Standard DefinitionTelevision,SDTV)或若干套高清晰度电视(High Definition Television,HDTV)节目、分众电视、数据广播等形成DTTB传输覆盖的无线网络系统。

一种数字电视地面广播的多频道的单频网系统,其特征在于它包括中央前端-中心发射台1、信号传输链路2、中继台站3、接收部分4其中:

所述中央前端-中心发射台1的节目信号输入部分1-1的节目信号输入至信源处理部分1-2,该信源处理部分1-2的各路信源处理通道1-2-1……1-2-n对多套节目信号进行信源编码-复用-加扰(或部分不加扰)处理后,将满足每一个频道净荷数据要求信号输出至所述信道处理部分1-3,该信道处理部分1-3各信道处理通道1-3-1……1-3-n分别按信道编码和调制方式进行处理成为各频道信号;所述信道处理部分1-3的各单频网信号经单频网信号发射部分1-6传输出去;所述信道处理部分1-3的各频道中射频信号输出经发射机组-合成-发射天馈部分1-4发射出去;

所述中央前端-中心发射台1的数据-软件管理控制中心部分1-5与所述节目信号输入部分1-1、信源处理部分1-2、信道处理部分1-3的相应接口相连;所述用户管理系统1-5-1、条件接收系统1-5-2、数据广播系统1-5-4、电子节目指南系统(EPG)1-5-5、其他系统1-5-6的用户管理数据、条件接收管理控制数据、数据广播信息、电子节目指南信息、其他视频流和分发控制信息等数据通过数据交换机系统1-5-7输入到相应的接口;设备管理数据信息通过数据交换机系统1-5-7与所述设备网管系统1-5-3通信接口相连接;

所述中央前端-中心发射台1还包括单频网信号发射部分1-6和上行数据接收部分1-7-n,该单频网信号发射部分1-6包括光发射系统1-6-1n和微波发射系统1-6-2n,其光发射系统1-6-1n信号输出与光传输链路2-1相连,其微波发射系统1-6-2n采用定向或全向发射方式输出与微波传输链路2-2相连;

所述中央前端-中心发射台1还包括上行数据接收部分1-7-n对各链路上行的数据接收,并进入数据交换机系统1-5-7跟用户管理系统1-5-1、条件接收系统1-5-2、设备网管系统1-5-3进行联系,完成区域性网络用户授权管理和运行设备、实施的监控等。

所述信号传输链路2包括互为备份的光纤传输链路2-1、微波传输链路2-2;其中光纤传输链路2-1通过中央前端-中心发射台1光发射系统1-6-1n、经传输光纤与链路中的下行信号光中继2-6-1、下行信号光接收站(机)2-6-3相连,其下行信号光接收站(机)2-6-3接收解调下行的多频道的单频网信号进入各自的中继台站3分前端-中继台3-1或骨干中继台3-2;而由分前端-中继台3-1上行的数据信号由上行数据发射机2-7-11、上行信号光中继2-7-12经过相同路径的光传输链路与中央前端-中心发射台1上行数据接收部分1-7-n和数据-软件管理控制中心部分1-5相连;其中微波传输链路2-2通过微波发射机1-6-2n、经微波发射传输链路与微波中继站2-6-2、微波接收站(机)2-6-4相连,其微波中继站2-6-2和微波接收站(机)2-6-4接收解调出多个频道的单频网信号也进入各自的中继台站3分前端-中继台3-1或骨干中继台3-2。

所述中继台站3包括经传输链路2所输出多频道的单频网信号进入分前端-中继台3-1、或骨干中继台3-2,或直接进行无线收发补点中继站3-3以对延续覆盖面进行信号传输发射覆盖。

所述接收部分4由接收天线部分4-1和机顶盒4-2加电视机或数字电视机(一体机)4-3构成。

所述一种数字电视地面广播的多频道的单频网系统,它在国内DTTB工程实现技术上突破了大功率邻频同台设置,并进一步实现了大小发射功率邻频或隔频的同台设置以及大区域性多频道的单频网建立,成为了世界性DTTB覆盖传输组网技术新突破。在DTTB工程实现网络上基于模拟发射台站的大台网结构,突破了国外单频网站间距离的限制,为经济可行,集约化建设中国的DTTB覆盖传输网络并大幅度拓展其市场应用空间,提供了实现模式。它能与城市有线数字电视平台共融建设,与电信、移动、IP数字流交融,为建立区域数字电视交互宽带网,推动三网融合打下坚实的基础。

附图说明

图1为本发明系统结构原理框图;

图2为本发明中央前端-中心发射台结构框图;

图3为本发明发射台单天线发射方式结构框图;

图4-1为本发明发射台双天线合成发射方式结构框图;

图4-2为本发明发射台多天线合成发射方式结构框图;

图5为本发明光纤传输链路的系统框图;

图6为本发明光波分复用-多频道SFN信号传输链路的系统框图;

图7为本发明高速码流-多频道SFN信号光传输链路的系统框图;

图8为本发明多级SMS等数据信号传输链接的系统框图;

图9为本发明数字微波-多频道的SFN信号传输链接的系统框图;

图10为本发明分前端-中继台结构框图;

图11为本发明骨干中继台宽带放大型结构框图;

图12为本发明直接进行无线收发补点中继站结构框图;

图13为接收端结构框图。

具体实施方式

本发明的基本框架如图1所示,是由中央前端-中心发射台1,信号传输链路2,中继台站3和接收部分4组成。

其中信号传输链路2的构成基本上由轴心树枝型(图1中2a、2b、2c)和链接型(图1中2c-2c-d、2c-2c-e-2c-e-f)结合实际选取,中继台站3的基本构成依信号传递路经不同,分有线和无线(含微波)中继;依覆盖的范围不同,分骨干(图1中3-1系列和3-2系列等)和补点(图1中3-3系列等)中继;依覆盖的作用差异,分添加节目(图1中3-1系列等)和直接中继(图1中3-2系列和3-3系列等);还可依直接收、发频率不同,分同频和变频中继等。

接收部分4由接收天线部分4-1和机顶盒4-2加电视机或数字电视机(一体机)4-3构成。

中央前端-中心发射台1的方框结构如图2、图3、图4所示;信号传输链路2方框结构如图5、图6、图7、图8、图9所示;中继台站3方框结构如图10、图11、图12、图4所示;接收部分4方框结构如图13所示。

图2是中央前端-中心发射台结构框图。

中央前端-中心发射台1是系统的信号中心和控制中心并兼有骨干发射台的功能,其主要技术特征是采用成熟的数字信源编码和处理技术,在对所传输的频道进行符合国标GB20600-2006中的信道编码和调制处理,并按照系统业务的需要,组成多频道的DTTB传输网中央前端-中心发射台;其主要特征是信号中心和控制中心并兼有骨干发射台,其骨干发射台采用以相邻频道或隔频道同台发射设置,多频道等功率或大小不等发射功率的同台发射;其信号中心向各传输链路发射传输多频道的单频网信号;其控制中心对业务数据广播,系统控制信息(含各链路上行的数据),网络软件运行等进行管理、授权及其他一系列控制。从而形成业务上移动接收模式与固定接收模式等兼有,并形成能有重复覆盖面的多频道的单频网的中心覆盖服务区。

所述中央前端-中心发射台1的节目信号输入部分1-1的节目信号输入至信源处理部分1-2,该信源处理部分1-2的各路信源处理通道1-2-1……1-2-n对多套节目信号进行信源编码-复用-加扰(或部分不加扰)处理后,将满足每一个频道净荷数据要求信号输出至所述信道处理部分1-3,该信道处理部分1-3各信道处理通道1-3-1……1-3-n分别按信道编码和调制方式进行处理成为各频道信号;所述信道处理部分1-3的各单频网信号经单频网信号发射部分1-6传输出去;所述信道处理部分1-3的各频道中射频信号输出经发射机组-合成-发射天馈部分1-4发射出去;其中发射机组-合成-发射天馈部分1-4又分大小功率都经过一台功率合成器合成为一路,再经过一个宽带发射天线进行发射方式如图3所示。

另一种方式是采用两个以上的功率合成器合成为多路,再经过两个以上的(或宽带)发射天线进行发射方式如图4-1、图4-2所示。

如图2所示:所述中央前端-中心发射台1的数据-软件管理控制中心部分1-5将所述用户管理系统1-5-1、条件接收系统1-5-2、数据广播系统1-5-4、电子节目指南系统(EPG)1-5-5、其他系统1-5-6的用户管理数据、条件接收管理控制数据、数据广播信息、电子节目指南信息、其他视频流和分发控制信息等数据通过数据交换机系统1-5-7输入到信源处理部分1-2相应的接口;设备管理数据信息通过数据交换机系统1-5-7设备网管系统1-5-3通信接口相连接。

如图2所示:所述中央前端-中心发射台1为联网型的中央前端-中心发射台时,对于所述信号传输链路2包括互为备份的光纤传输链路2-1、微波传输链路2-2;其中光纤传输链路2-1通过中央前端-中心发射台1光发射系统1-6-1n,向传输光纤链路中下行多频道的单频网信号,同时又要经中央前端-中心发射台1的接收机1-7-n接收由分前端-中继台3-1上行的SMS等数据信号,该数据信号与中央前端-中心发射台1的数据-软件控制中心部分1-5相连,构成系统用户管理数据准交互平台。其中微波传输链路2-2通过中央前端-中心发射台1微波发射系统1-6-2n,向微波发射传输链路中的微波中继站2-6-2、接收站2-6-4下行多频道的同、单频网信号。

所述中央前端-中心发射台1为独立型的前端中心发射台时,如图2所示对于所述信号传输链路2和上行数据接收部分1-7-n一般不需要设立。

所述信号传输链路2采用光纤传输时,在光纤数足够满足所传频道数时,可采用单模单芯单发射传输方式;但在较大区域性光路传输中,原用光纤骨干网络内能挤用的光纤数有限,或SDH系统暂不能满足时域精度和抖动等要求,为此宜采用单芯多(单)波长数字信号光纤传输方案。

图5是所述信号传输链路2中光纤传输链路的系统框图。

如图5所示:中央前端-中心发射台1的光发射系统1-6-1n、经传输光纤与链路中的下行信号光中继2-6-1、下行信号光接收站(机)2-6-3相连,其下行信号光接收站(机)2-6-3接收解调的下行多频道的单频网信号进入各自的中继台站3分前端-中继台3-1或骨干中继台;而由分前端-中继台3-1上行的数据信号由上行数据发射机2-7-11、上行信号光中继2-7-12和中央前端-中心发射台1的上行数据接收部分1-7-n经过相同路径的光传输链路与中央前端-中心发射台1的数据-软件管理控制中心部分1-5相连。

图6是所述信号传输链路2光波分复用-多频道SFN信号传输链路的系统框图。

如图6所示:由中央前端-中心发射台1光发射端1-6-1n内的多路SFN信号进入不同波长的光发射机进行光调制,把经调制的不同光波长且相同的光功率进入光复用器合成一个光输出口,再经过光分路把光功率分成所需的链路光纤数输出。其中每一路光纤内包含多个波长的光信号经过该传输路径的光路衰减进入该路光中继站或光接收站。在中继站内由光中继2-6-1进行光解复用,再分别光波长进行光功率放大后,再次进入光复用器合成一个光输出口,再进行下一阶段的中继传输。如果该中继站与系统的中继发射台站3同出一处,该光中继站内还设有光接收2-6-3,解调出多路SFN信号给中继台站3分前端-中继台3-1或骨干中继台。

采用光波分方式在一芯光纤长距离传输多套节目的SFN信号时,特别要注意光纤传输光离散性所造成的不均传输影响。同时还要注意传输路径超过500Km时,光纤的延时失真也会影响传输效果,应进行一次电信号解调后再次重新处理,然后再进行下一段的传输。

图7是所述信号传输链路2高速码流-多个频道SFN信号光传输链路的系统框图。这是只需单一光波进行信号传输的方案。

如图7所示:由中央前端-中心发射台1内的多路SFN信号分别进入光发射端1-6-1n各自的端口逻辑-路由信息产生等处理器,产生各自的高速数据流信号进入轮询复用成一路甚高速数据流进入单一光波长的光调制输出,再经过光分路把光功率分成所需的链路光纤数输出。其中每一路光纤内单波长光信号(包含的多个SFN信号)经过传输路径的光路衰减进入光中继站或光接收站。其中在光中继站内直接进行光中继2-6-1放大后,再次进入下一阶段的光中继传输。如果该光中继站与系统的中继台站3同出一处,该光中继站内还设有光接收2-6-3,解调出多路SFN信号给中继台站3分前端-中继台3-1或骨干中继台。

该方案由于采用高速数据流信号轮询复用处理措施和高速数据流的光调制技术,满足时域精度低于1×10e-8的多频道的单频网信号传输的需要,有效克服了在一芯光纤中传输多波长光传输离散性的影响,对于提高多节(2节以上)、远距离(大于50Km)传输SFN信号的质量和稳定性、可靠性效果明显,成为实现1万平方公里以上多频道的单频组网的关键系统技术。

由于SMS信号只能采用专用网络进行数据联络,图8是所述信号传输链路2多级SMS等数据信号传输链接的系统图。

如图8所示:采用光纤传输技术进行长距离传输的多级SMS等数据信号传输链接的系统,使得所述信号传输链路2由下行的单向式链路成为双向的光纤信号传输链路;当上行数据不通时,可借助于电信网把相关的用户数据传递给中央前端-中心发射台1控制中心。

图9是所述信号传输链路2数字微波-多个频道的SFN信号微波传输链路的系统框图,即一般采用数字微波或数字电视多路微波分配系统(Digital Television Multichannel Microwave Distribution System,数字电视MMDS或数字MMDS)技术传输多频道的单频网的SFN信号系统链接图。

如图9所示:由中央前端-中心发射台1内的多路SFN信号分别进入微波发射系统1-6-2n,与各种各样的微波中继站2-6-2、微波接收站2-6-4形成一点发射至多点接收星型链路或总线式分支多节点树枝型多路SFN信号微波传输链路。这是采用数字微波或数字MMDS成熟技术进行高速数据流(SFN信号有时钟同步信息)传输的新领域应用。并通过中央前端-中心发射台1单频网信号发射部分1-6的微波发射系统1-6-2n中数字微波或数字MMDS不同发射方式(定向或全向发射)以及微波中继站2-6-2的组合,形成与光纤传输链路2-1互为备份的系统信号传输链路2。

图1中已包含中继台站3结构的系统框图。

其特征在于所述中继台站3包括经信号传输链路2所输出的SFN信号进入分前端-中继台3-1、或骨干中继台3-2,或直接进行无线收发补点中继站3-3对延续覆盖面进行信号传输发射覆盖。

图10是所述中继台站3分前端-中继台3-1结构方框图。

如图10所示:由光-微波信号中继站2-6-1/2-6-2输出的多频道的SFN信号,进入分前端-中继台3-1中的信道处理部分3-1-3,特别是为了较好实现覆盖区(含一定范围重复覆盖面)内的移动接收,进行分频道信号覆盖面内的同步时域调整;然后进入发射机组-合成-发射天馈部分3-1-4按设计的发射功率配置进行发射覆盖。为了保证多频道的单频网络主传节目在大区域的重叠交叉覆盖质量,必须保持该重叠交叉覆盖区域内的信号数据结构和时域一致,因此当要添加节目时,由分前端-中继台3-1新添一个发射频道为其覆盖区域服务,其中新增加的节目通过添加节目-信源处理部分3-11-1的信源编码-复用等处理后,进入增加的信道处理部分3-11-3进行信道编码和调制处理,再融入本站的发射机组-合成-发射天馈部分3-1-4进行发射。其中发射机组-合成-发射天馈部分3-1-4的发射方式如图3、图4可选,以组成各种添加节目的有不同发射方式的分前端-中继台3-1。

其添加节目-信号处理部分3-11-1上行的SMS等数据,通过上行数据光发射机2-7-11或者上行数据光中继机2-7-12进入光纤回传通道往中央前端-中心发射台1输送。

所述中继台站3为一般型骨干中继台3-2时,如图10所示对于所述添加节目-信源处理部分3-11-1、信道处理部分3-11-3和上行数据光发射机2-7-11或者上行数据光中继机2-7-12一般不需设立。

图11是所述中继台站3骨干中继台3-2宽带放大型结构框图。

如图11所示:由光-微波信号中继站2-6-1/2-6-2输出的多频道的SFN信号,进入骨干中继台3-2(宽带放大型)中的信道处理部分3-2-3,由该部分中各路上变频器输出的射频(RF)信号进行小信号混合为多频道的宽带信号,直接进入线性度较好的宽带发射机,进行多频道宽带信号的功率放大,再由发射天馈系统发射出去。

图12所述中继台站3直接进行无线收发补点中继站3-3结构框图。

由图12所示:所述补点中继站3-3由接收端部分3-3-1接收放大后的主台信号,经输送电缆进入功放-发射部分3-3-3再进行信号的功率放大后发射出去。其结构主要是采用分设的信号定向天线接收,防自激的低噪声信号放大主台信号(应具有足够的信噪比)后,经传输电缆输送到离发射天线较近的宽带功率放大模块,再进行信号的功率放大后由发射天线定向或不定向发射出去。此方案中因涉及收发干扰、邻频、不等射频信号放大等技术要求,工程上对于连续采用此种无线收发补点中继站3-3方式的节数有一定的限制(链路技术参数高,一般可超过4节)。

图13是所述接收端4的结构方框图。

由图13所示:所述接收端部分4的接收天线部分4-1采用定向或不定向等多种程式。其中固定接收模式的天线程式和形式按用户端可接收到的信号场强分为强、中、弱、微和干扰大小的多种状况选配。远距离固定接收可选用高增益无源定向天线或经低噪天放来改善接收效果。由接收天线部分4-1接收的信号送入用户机顶盒4-2处理后还原出视频和音频信号提供给电视机,或通过数字电视机(一体机)4-3直接收看。

一个大范围的多频道的单频网建设问题的实质是无线频率资源紧缺的问题,能不能经济地链接成一个稳定可靠的覆盖网,这是关键。在大范围的工程实现上,中国国标GB20600-2006中单、多载波两种选项所依赖的时域精度不同,造成了所具有的可实施性有实质性的差别。大面积、大范围的工程实施中,高精度带来的就是高风险,高投资。而低精度要求就能明显降低运行风险,带来高可靠性、高效率、带来高产出。要解决利用原有广电发射台站资源的固定接收模式,就要考虑同频重复覆盖的实现问题。因为原有的广播电视台站的基本覆盖特点就是交叉和重复覆盖,只不过采用的是差频覆盖而已。DTTB的固定接收覆盖,要想平安渡过模拟信号-数字信号同播过渡期,从技术模式上就应具有能承担起在较大区域同频重复覆盖的能力。

数字电视地面广播的多频道的单频网系统是一个能承载庞大的业务信息系统工程。既涉及到以高清晰度电视(HDTV)为标志的数字电视的高端发展策略,也涉及到以农村基本型机顶盒为标志的大众型消费的数字电视规模经营发展策略,还涉及到无线移动接收和手机(便携)接收,娱乐和信息交融的产业发展策略的有效结合。

多频道的单频网组网中首先需要解决的实施技术问题是等功率邻频设置,其技术关键是克服邻频干扰基础上再克服邻频影响,从而有利于较大范围多频点的无线直放型同频补点(有源放大)覆盖。而要满足更大业务范围需要的移动与固定接收模式同网系统中,所必然遇到的大小不等功率邻频或隔频同台设置所涉及的技术问题更复杂。当同台发射不等功率相差10dB以上的多个频道信号时,如不采取一系列技术措施,至少在同一技术层面上,比采用等功率邻频设置系统来说,会使该系统劣化10dB以上覆盖指标而明显影响运行效果。

数字电视地面广播的多频道的单频网系统实现移动与固定接收同网,采用等功率合成和大小不等功率合成技术,除了国标GB20600-2006信道编码和调制处理方式所具有的接收电平门限和信噪门限较低,抗多径、抗脉冲干扰能力强等技术优势条件外,在工程实施中还涉及信道基带所占用的频道带宽,涉及信道偏差、漂移、精度,涉及在规定带宽技术条件下的邻频合成器的技术参数等。而发射端所具定的技术参数是总个系统的关键。在每个频道传输的信息(净荷率)所占用带宽小于或等于7.56MHz等设置的条件下,当发射端采用中等以下信道速率时(416-QAM或4QAM-NR),相邻频道的隔离度低限值要大于34dB(凹点),当发端采用中等以上信道速率时(32-QAM或64QAM)相邻频道的隔离度低限值要大于36dB(凹点),否则将明显影响大小不等功率合成后发射传输覆盖效果。

由小功率等级的功率合成器组成(固定接收)发射天馈系统与大功率的移动发射天馈系统采取同塔天线分设空中合成,单独发射的大功率移动发射机的输出肩比要大于或等于38dBc。而且系统的频率精度、稳定度等要不能低于固定接收发射机系统。

调制器与上变频器采用高精度(1×10e-8)10MHz锁相环锁频加锁相控制技术外,为确保发射机运行稳定性,上变频器应内置高精度(1×10e-8)10MHz锁相环锁频加锁相并采取预校正自适应控制。

数字电视地面广播的多频道的单频网系统依托国内农村市场的拓展,打造成节目接入系统、增值业务系统的一揽子运营平台,推动芯片制造,机顶盒、电视机整机生产,广电运营等企业和无线广播网络的发展;为最终摆脱国外DTTB技术模式约束和影响,促成我国DTTB网络建设的自主知识产权体系的建立奠定基础。同时对大幅度推动国内数字电视设备制造技术和软、硬件设备研发体系的发展和提高,进而推进我国民族产业的发展将起到重要作用。

数字电视地面广播的多频道的单频网系统能充分利用广电行业原有的无线发射台站资源,避免重复投资;基于条件接收系统(ConditionalAccessSystem,CAS)的采用,能真正实现对移动和固定(含便携式接收)用户收视的可靠管理和商业运营,系统商业运营性强,便于实现个性化收视管理;实现几十套标准清晰度电视(Standard Definition Television,SDTV)节目(含若干套HDTV节目)或分众电视的数字电视地面传输覆盖;发射机峰均比低,系统能耗小,其电磁污染小;可与城市数字电视平台共用数字前端系统,便于区域性联网的规模经营。

相对其他有线与无线(包括卫星)技术覆盖模式有如下优势:投资省(比农村的HFC网要省90%以上投资,比直播卫星网和相同规模的MMDS网省60%以上投资),建网速度快(发射基站建成就可组网);传输电视节目声图质量好(DVD或HDTV水准)、数量多(几十套);安全性高(可不用GPS系统,也不容易遭非法信号攻击),采用了数字条件接收系统(CAS)和用户管理系统(SMS),使无线网络的商业运营得到有效保障;运行成本低(只有用户端的极小量服务性维护和发射端的消耗),回报率高(一般约有二万用户即可收回基站设备投资),滚动发展完全可以赢利运营;节约大量的无线频率资源,频带利用率高(明显地改善目前UHF频段利用率)、干扰小,有利于利用原有的模拟电视发射台站资源和DTTB的频率规划;有效覆盖率高(如相对数字MMDS系统在丘陵地区可提高覆盖率40%),用户端成本低(相对数字MMDS约省30%以上);稳定性、可靠性、安全性均优于其他无线组网系统(总故障点只有数字MMDS和直播卫星网的1/9,是HFC网的1/4);兼容性、拓展性强,与城市数字电视可共用数字前端系统,避免重复投资。

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