地面電視數(shù)字化整體轉(zhuǎn)換實(shí)踐研究

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1引言

根據(jù)地面電視數(shù)字化的有關(guān)文件的要求，上海市寶山區(qū)廣播電視臺(tái)于2016年底開(kāi)始對(duì)原模擬電視頻道（UHFDS-35頻道）進(jìn)行數(shù)字化整體轉(zhuǎn)換工作，并于2017年5月正式開(kāi)播地面無(wú)線(xiàn)數(shù)字電視頻道，實(shí)現(xiàn)了本臺(tái)電視信號(hào)全面數(shù)字化。

2總體設(shè)計(jì)方案

2.1總體規(guī)劃。寶山區(qū)位于上海市北部，東臨長(zhǎng)江和黃浦江交匯口，全境東西長(zhǎng)約17km，南北約23km，轄區(qū)面積約300km2。根據(jù)滬文廣影視<2016>613號(hào)文要求，對(duì)寶山區(qū)寶山電視臺(tái)地面模擬電視進(jìn)行數(shù)字化整體轉(zhuǎn)換，建成雙國(guó)標(biāo)（AVS+DTMB）地面數(shù)字電視DS-35頻道單點(diǎn)覆蓋寶山城鄉(xiāng)，并根據(jù)轉(zhuǎn)換后的發(fā)射參數(shù)，對(duì)覆蓋范圍進(jìn)行收測(cè)，以滿(mǎn)足廣大人民群眾的收視需求。本次整體轉(zhuǎn)換主要涉及頻道規(guī)劃、節(jié)目源傳輸、前端系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)系統(tǒng)、天饋系統(tǒng)和供電系統(tǒng)的改造。2.2技術(shù)方案。（1）頻道規(guī)劃寶山電視臺(tái)發(fā)射塔高度為116m，電視無(wú)線(xiàn)播出使用DS-35頻道，發(fā)射功率為1kW，目前正在使用。根據(jù)滬文廣影視<2016>613號(hào)文件及附件2規(guī)定，寶山電視臺(tái)原模擬電視頻道DS-35可以直接作為數(shù)字電視頻點(diǎn)，無(wú)需改頻。（2）節(jié)目源及傳輸鏈路東方明珠提供NGB-W試點(diǎn)9套標(biāo)清節(jié)目信號(hào)源（包含寶山一套本地節(jié)目），寶山電視臺(tái)提供寶山一套標(biāo)清節(jié)目（或高清節(jié)目）作為本地節(jié)目主路信號(hào)源。東方明珠與寶山電視臺(tái)之間通過(guò)東方有線(xiàn)所提供的光纖鏈路進(jìn)行節(jié)目傳輸。（3）發(fā)射站點(diǎn)的頻道信息和國(guó)際模式參數(shù)寶山發(fā)射臺(tái)站的信息表如表1所示。國(guó)標(biāo)模式參數(shù)表如表2所示。（4）整體轉(zhuǎn)換前端系統(tǒng)技術(shù)方案DTMB前端系統(tǒng)圖如圖1所示?？刂圃頌?，東方明珠NGB-W前端機(jī)房提供9套AVS+編碼的標(biāo)清節(jié)目包，每套節(jié)目的碼率1.8Mbps，總碼率為16.2Mbps（其中，已包含一套取自東方有線(xiàn)前端機(jī)房的“寶山一套”本地標(biāo)清節(jié)目，亦作為寶山一套的備路節(jié)目信號(hào)源），通過(guò)東方有線(xiàn)光纖鏈路傳輸至寶山電視臺(tái)發(fā)射機(jī)房；經(jīng)光電轉(zhuǎn)換接收、IP-ASI適配轉(zhuǎn)換后送到EMR綜合處理器（EMR媒體綜合處理平臺(tái)是全信源、全信道、全功能的數(shù)字電視處理平臺(tái)，具備完成信源處理、復(fù)用加擾、調(diào)制解調(diào)等功能，兼容多種板卡混插，具有強(qiáng)大的功能融合性），在EMR中先通過(guò)解復(fù)用濾掉寶山一套節(jié)目，送出8套標(biāo)清節(jié)目包給復(fù)用器。寶山電視臺(tái)提供寶山一套本地主路標(biāo)清節(jié)目SDI信號(hào)源，經(jīng)AVS+高清編碼器編碼（標(biāo)清碼率2Mbps；如果今后播出高清節(jié)目，碼率保留8Mbps）。AVS+編碼器輸出2路ASI信號(hào)：其中一路送給復(fù)用器與東方明珠8套節(jié)目再?gòu)?fù)用，打包成完整的9套標(biāo)清節(jié)目包，再送給ASI切換器；另一路ASI信號(hào)直接送給ASI切換器。該方案中之所以沒(méi)有采用直接轉(zhuǎn)發(fā)東方明珠現(xiàn)成的9套標(biāo)清節(jié)目包，一是因?yàn)槿∽詵|方有線(xiàn)的寶山一套信號(hào)源中間環(huán)節(jié)多、安全性差，多次編解碼后延時(shí)較大、圖像質(zhì)量也有下降；二是可以作為備份，如果本地AVS+編碼器發(fā)生故障時(shí)，可以應(yīng)急轉(zhuǎn)播東方明珠信號(hào)源；另一個(gè)重要原因是如果今后開(kāi)播無(wú)線(xiàn)高清本地頻道，還是需要執(zhí)行這一方案，所以一步到位。ASI切換器輸出到主備發(fā)射機(jī)系統(tǒng)（應(yīng)急切換時(shí)，只保證寶山一套本地節(jié)目播出），最后通過(guò)寶山電視臺(tái)的DS-35頻道發(fā)射。寶山電視臺(tái)寶山一套本地節(jié)目采用不加密清流播出。2.3系統(tǒng)設(shè)備。本次地面電視數(shù)字化整體轉(zhuǎn)換方案所有設(shè)備列表如表3所示。其中，新添置1臺(tái)DS-35主發(fā)射機(jī)，DS-35備發(fā)射機(jī)是由原1kW模擬電視發(fā)射機(jī)數(shù)字化升級(jí)改造而來(lái)。

3整體轉(zhuǎn)換方案的實(shí)施

3.1發(fā)射機(jī)系統(tǒng)。新添的一臺(tái)全新的1kW數(shù)字電視發(fā)射機(jī)作為主機(jī)，數(shù)字前端包括光電轉(zhuǎn)換器、IP交換機(jī)、IP-ASI適配器、復(fù)用器以及碼流切換器，構(gòu)成一套完整的數(shù)字電視信號(hào)系統(tǒng)，但還缺少一臺(tái)備份發(fā)射機(jī)組成“1+1”雙機(jī)冗余。由于原有的1kW全固態(tài)模擬電視發(fā)射機(jī)是在2012年采購(gòu)的，使用還不到5年，而且當(dāng)初購(gòu)置時(shí)，就考慮到了模轉(zhuǎn)數(shù)的可行性，所以，此次通過(guò)更換激勵(lì)器和濾波器，升級(jí)成國(guó)標(biāo)DTMB數(shù)字電視發(fā)射機(jī)做為備機(jī)；由于模擬發(fā)射機(jī)和數(shù)字發(fā)射機(jī)的功率差異，原模擬1kW發(fā)射機(jī)改造后，相當(dāng)于數(shù)字發(fā)射機(jī)300W左右，雖然比起主機(jī)功率小了不少，但也能構(gòu)建地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)系統(tǒng)“1+1”主備最小冗余。另外，主備發(fā)射機(jī)的同軸倒換開(kāi)關(guān)也沿用原設(shè)備，不做變動(dòng)。3.2天饋系統(tǒng)。因頻率不變，數(shù)字電視發(fā)射機(jī)功率變動(dòng)不大，故采用原有DS-35天饋系統(tǒng)，無(wú)需對(duì)天饋系統(tǒng)進(jìn)行改造。寶山電視臺(tái)天饋線(xiàn)參數(shù)表如表4所示。3.3供電系統(tǒng)。寶山電視臺(tái)發(fā)射機(jī)房原有配電系統(tǒng)已具備雙路市電自動(dòng)倒換電力柜和30kVA三相UPS電源，滿(mǎn)足數(shù)字電視發(fā)射機(jī)供電需求，故本次整轉(zhuǎn)保持原有供電系統(tǒng)無(wú)需改造，只需分別引兩路低壓供電到前端設(shè)備機(jī)柜?？紤]到前端設(shè)備屬于重要核心設(shè)備，以及考慮到系統(tǒng)連接的安全性和便利性，因此把地面數(shù)字電視系統(tǒng)的前端設(shè)備全部放置到發(fā)射機(jī)房的前端設(shè)備機(jī)柜中，機(jī)柜配有市電和UPS電源兩路供電，雙電源設(shè)備分別接市電和UPS電源，單電源設(shè)備全部接入U(xiǎn)PS電源供電。3.4信號(hào)覆蓋收測(cè)。3.4.1測(cè)試內(nèi)容。寶山電視臺(tái)地面數(shù)字電視35頻道站點(diǎn)已完成數(shù)字化轉(zhuǎn)換。為了能夠全面、準(zhǔn)確反應(yīng)寶山區(qū)DS-35覆蓋性能和效果。2017年2月下旬，對(duì)寶山區(qū)DS-35的的覆蓋進(jìn)行移動(dòng)收測(cè)和固定收測(cè)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，得出以實(shí)際數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的DTMB網(wǎng)絡(luò)整體覆蓋情況。3.4.2測(cè)試方法及數(shù)據(jù)分析。（1）移動(dòng)接收寶山發(fā)射臺(tái)的發(fā)射功率為800W時(shí)，采用高度為4m的八木定向天線(xiàn)垂直架設(shè)（垂直極化）固定接收，覆蓋半徑約為22.6km，覆蓋半徑內(nèi)覆蓋質(zhì)量客觀評(píng)估等級(jí)在“滿(mǎn)意”條件以上的，即電平值≥-83dBm以上的占總采樣點(diǎn)的90%。寶山電視臺(tái)發(fā)射塔水平接收距離9.2km以?xún)?nèi)區(qū)域，采用單根為4m的八木定向天線(xiàn)垂直或者水平架設(shè)（垂直或水平極化）固定接收，均可良好接收寶山臺(tái)信號(hào)。（2）室內(nèi)外固定接收設(shè)備采用家用7單元八木天線(xiàn)、普通機(jī)頂盒、內(nèi)置DTMB電視機(jī)和便攜式場(chǎng)強(qiáng)儀等，從場(chǎng)強(qiáng)數(shù)值和電視機(jī)接收的圖像穩(wěn)定性和清晰度來(lái)分析判斷信號(hào)覆蓋情況。從接收的效果來(lái)看，離發(fā)射塔較近，且開(kāi)闊的室外，信號(hào)強(qiáng)接收效果比較好，圖像穩(wěn)定清晰，即使采用普通的拉桿天線(xiàn)也能穩(wěn)定接收，無(wú)馬賽克現(xiàn)象。在離發(fā)射塔相對(duì)較遠(yuǎn)的地方，室內(nèi)信號(hào)覆蓋不理想，有的收不到信號(hào)，有的圖像卡頓靜幀并經(jīng)常出現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象，把天線(xiàn)架到室外后，接收效果有明顯改善。3.4.3DS-35頻道無(wú)線(xiàn)發(fā)射覆蓋情況。由寶山電視臺(tái)發(fā)射塔構(gòu)成的DS-35頻道地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)（中心頻率690MHz，發(fā)射功率800W），采用國(guó)標(biāo)推薦工作模式4（C=1，0.8，16QAM，PN=595，交織=720），基本覆蓋寶山區(qū)的室外DTMB用戶(hù)。

4結(jié)束語(yǔ)

寶山區(qū)地面數(shù)字電視廣播發(fā)射站點(diǎn)的建成，實(shí)現(xiàn)了模擬無(wú)線(xiàn)電視的數(shù)字化轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電視收視效果相比模擬電視，圖像質(zhì)量明顯提高，沒(méi)有了模擬電視時(shí)的重影和雪花噪點(diǎn)，讓廣大觀眾能更好地收看寶山一套本地節(jié)目；同時(shí)，地面數(shù)字電視也是對(duì)不能收看有線(xiàn)數(shù)字電視的用戶(hù)的有益補(bǔ)充，居民可以多一種選擇，免費(fèi)收看本地節(jié)目和CCTV-12電視節(jié)目。接下來(lái)，要做的就是盡快開(kāi)播寶山一套高清地面數(shù)字電視頻道，滿(mǎn)足人們收看更高質(zhì)量電視節(jié)目的需求，這對(duì)于提高寶山區(qū)的廣播電視公共服務(wù)能力具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊森,許雷.南通地面數(shù)字電視系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)踐[J].廣播與電視技術(shù),2017(10):112-114.

[2]GB20600-2006.數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制.2006.

[3]GB/T26666-2011.地面數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)實(shí)施指南.2011.

作者:須斌 單位:上海市寶山區(qū)廣播電視臺(tái)