地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量探討

時(shí)間:2022-05-09 15:03:25

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地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量探討

摘要:地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果受到發(fā)射系統(tǒng)內(nèi)多個(gè)環(huán)節(jié)的影響,而覆蓋效果的好壞直接影響終端用戶的收視體驗(yàn)。一個(gè)地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)即使設(shè)計(jì)、建設(shè)之初能夠達(dá)到理想的目標(biāo),但如果疏于維護(hù),日積月累后,其覆蓋效果也會(huì)越來(lái)越差。本文詳細(xì)介紹了某發(fā)射臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果的測(cè)試,包括測(cè)試內(nèi)容、指標(biāo)、原理、方法,并根據(jù)測(cè)試結(jié)果提出了改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞:地面數(shù)字電視;覆蓋;測(cè)試

1概況

某發(fā)射臺(tái)站國(guó)標(biāo)地面數(shù)字電視共用6個(gè)頻點(diǎn)傳播電視節(jié)目,每個(gè)頻點(diǎn)播放12套AVS節(jié)目,使用2臺(tái)1000W寬帶發(fā)射機(jī),每臺(tái)發(fā)射機(jī)3個(gè)頻點(diǎn),每個(gè)頻點(diǎn)發(fā)射功率為300W。據(jù)臺(tái)站技術(shù)人員反映,目前電視信號(hào)接收效果比較差,導(dǎo)致用戶投訴和流失影響運(yùn)營(yíng)。國(guó)家廣播電視總局研修學(xué)院受邀進(jìn)行該臺(tái)站國(guó)標(biāo)地面數(shù)字電視無(wú)線覆蓋評(píng)估測(cè)試,協(xié)助排查信號(hào)覆蓋不好的原因并提出相應(yīng)改進(jìn)建議。該臺(tái)站國(guó)標(biāo)地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)組成如圖1所示。復(fù)用后的6個(gè)頻點(diǎn)電視節(jié)目TS流經(jīng)過(guò)國(guó)標(biāo)地面數(shù)字電視激勵(lì)器調(diào)制后,3個(gè)頻點(diǎn)信號(hào)合成一路,送入寬帶發(fā)射機(jī)放大,經(jīng)多工器、天饋系統(tǒng)發(fā)射到空中。本次測(cè)試將分別針對(duì)影響信號(hào)質(zhì)量的激勵(lì)器、發(fā)射機(jī),按照2008年廣電總局發(fā)布的廣播電影電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《地面數(shù)字電視廣播激勵(lì)器技術(shù)要求和測(cè)量方法》(GY/T229.2—2008)進(jìn)行測(cè)試,同時(shí)在場(chǎng)地測(cè)試空中信號(hào)質(zhì)量,測(cè)試用到的儀器如表1所示。

2激勵(lì)器測(cè)試

地面數(shù)字電視廣播激勵(lì)器是地面數(shù)字電視廣播發(fā)射系統(tǒng)的核心,其主要功能是將TS流進(jìn)行信道編碼并調(diào)制到相應(yīng)的頻率,以增強(qiáng)抗干擾能力,適宜空中傳播,因此也稱為調(diào)制器。激勵(lì)器的技術(shù)指標(biāo)好壞直接影響發(fā)射機(jī)的性能及空中覆蓋的效果。本次主要測(cè)試激勵(lì)器的MER(調(diào)制誤差率)及帶肩等指標(biāo),如圖2所示。測(cè)試系統(tǒng)由節(jié)目前端、被測(cè)激勵(lì)器、衰減器、頻譜分析儀和ETL組成:節(jié)目前端采用的是機(jī)房?jī)?nèi)經(jīng)過(guò)復(fù)用器出來(lái)的TS碼流;激勵(lì)器輸出的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)衰減后輸入頻譜分析儀或ETL;MER和帶肩可由ETL直接測(cè)得,其他指標(biāo)由頻譜分析儀測(cè)試直接得到或者經(jīng)計(jì)算得到。測(cè)試地點(diǎn)為發(fā)射機(jī)房,在激勵(lì)器射頻輸出經(jīng)功率合成器后取信號(hào)。所有6個(gè)頻點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果如表2所示。

3發(fā)射機(jī)測(cè)試

數(shù)字電視TS流經(jīng)激勵(lì)器編碼調(diào)制后,需經(jīng)過(guò)前級(jí)推動(dòng)功放、末級(jí)功放放大,然后通過(guò)帶通濾波器濾除帶外信號(hào),送至天饋系統(tǒng)發(fā)射到空中,同時(shí)經(jīng)定向耦合器耦合出入射、反射信號(hào)供給監(jiān)控單元。測(cè)試系統(tǒng)由節(jié)目前端、被測(cè)發(fā)射機(jī)、耦合器、天饋系統(tǒng)、頻譜分析儀和ETL組成,如圖3所示。節(jié)目前端采用的是機(jī)房?jī)?nèi)經(jīng)過(guò)復(fù)用器出來(lái)的碼流;發(fā)射機(jī)的輸出負(fù)載為天饋系統(tǒng)(受現(xiàn)場(chǎng)條件限制,天線不是理想負(fù)載,會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生一點(diǎn)影響);耦合器出來(lái)的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)衰減后輸入頻譜分析儀或ETL;MER和帶肩可由ETL直接測(cè)得,其他指標(biāo)由頻譜分析儀直接測(cè)量或經(jīng)測(cè)量后再計(jì)算得到。測(cè)試地點(diǎn)在發(fā)射機(jī)房,選發(fā)射機(jī)功放合成器測(cè)試口。測(cè)試結(jié)果如表3所示。

4場(chǎng)地測(cè)試

在真實(shí)環(huán)境中,信號(hào)受到許多因素的影響,不同地區(qū)、不同時(shí)間、不同天氣和采用不同天線將收到不同強(qiáng)度的信號(hào),尤其是還會(huì)受到動(dòng)態(tài)多徑和多普勒頻移的影響。現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)路測(cè)試就是通過(guò)發(fā)射機(jī)發(fā)送一定功率的測(cè)試信號(hào),經(jīng)過(guò)無(wú)線傳輸后,由接收機(jī)在具有典型特征(城市、郊外和農(nóng)村)的不同地點(diǎn)(含室內(nèi)和室外)進(jìn)行固定點(diǎn)接收測(cè)試,或在多條路徑上(含車輛能高速行駛的路段)進(jìn)行移動(dòng)接收測(cè)試。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中的測(cè)試內(nèi)容包含以下兩個(gè)方面。一是在多個(gè)固定地點(diǎn)(室內(nèi)和室外)接收數(shù)字電視節(jié)目,評(píng)價(jià)其效果。為測(cè)試覆蓋范圍,需要在距離發(fā)射塔不同直線距離的地點(diǎn)接收測(cè)試節(jié)目信號(hào);出于代表性的考慮,選擇地點(diǎn)時(shí)應(yīng)兼顧室內(nèi)和室外、不同高度和密度的建筑物群落、不同居民密度的地區(qū)。二是沿多條路線,在移動(dòng)中接收數(shù)字電視節(jié)目,評(píng)價(jià)其效果。為測(cè)試覆蓋范圍,需要在距離發(fā)射塔不同距離的地點(diǎn)接收測(cè)試節(jié)目信號(hào)。出于代表性的考慮,選擇路徑時(shí)應(yīng)兼顧車速較高和較低的路段、各種類型建筑物群落。場(chǎng)地測(cè)試主要采用接收?qǐng)D像和聲音質(zhì)量主觀判據(jù)來(lái)進(jìn)行,同時(shí)記錄接收信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)和頻譜。其中,在固定點(diǎn)測(cè)試時(shí),需測(cè)試接收機(jī)端功率裕量;在移動(dòng)測(cè)試時(shí),需記錄位置、車速等信息(如有條件,可記錄誤碼秒數(shù))。

4.1固定接收測(cè)試

接收系統(tǒng)由測(cè)試車輛、接收天線、機(jī)頂盒、電視、場(chǎng)強(qiáng)儀、衰減器和供電系統(tǒng)組成。移動(dòng)接收時(shí),采用路測(cè)儀記錄數(shù)據(jù)。定點(diǎn)接收時(shí),測(cè)試人員下車,架起測(cè)試天線,高度約4~5m。根據(jù)發(fā)射塔地理位置和當(dāng)?shù)氐匦吻闆r,首先通過(guò)GPS在地圖上選擇好固定點(diǎn),然后規(guī)劃車輛行駛路線。測(cè)試時(shí),根據(jù)GPS的位置信息到達(dá)測(cè)試點(diǎn),首先架起八木天線,然后用場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)試場(chǎng)強(qiáng),轉(zhuǎn)動(dòng)天線尋找最大接收?qǐng)鰪?qiáng)方向。整個(gè)接收系統(tǒng)由車載逆變器供電。場(chǎng)地測(cè)試系統(tǒng)如圖4所示。

4.2固定接收測(cè)試點(diǎn)選取

為了能準(zhǔn)確地評(píng)估性能,必須收集足夠多測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)。一般來(lái)說(shuō),30~100個(gè)點(diǎn)是必要的,更多的測(cè)試點(diǎn)可以更加準(zhǔn)確地反映覆蓋情況,但將增加更多的工作量。測(cè)試點(diǎn)的選擇可以按照多種方法進(jìn)行:在地圖上從發(fā)射點(diǎn)開(kāi)始,根據(jù)輻射方式,按照一定的角度和距離進(jìn)行分割,測(cè)試從距離發(fā)射塔3km的距離開(kāi)始,按照不大于3km的距離沿著輻射方向向遠(yuǎn)處測(cè)試,此方法至少應(yīng)測(cè)量8條輻射路徑上的點(diǎn),每條輻射路徑的角度間隔不應(yīng)大于20°;根據(jù)業(yè)務(wù)覆蓋的需要,按照人口密集程度來(lái)選擇相關(guān)的測(cè)試點(diǎn);按照現(xiàn)有的模擬電視接收效果反饋選擇測(cè)試點(diǎn);服務(wù)測(cè)試可能存著一些特別的因素(多徑、飛機(jī)擾動(dòng)或建筑物的墻和樹(shù)木等),如果測(cè)試點(diǎn)周圍存在這些因素時(shí),必須在測(cè)試報(bào)告中記錄下來(lái)。如果在某些測(cè)試點(diǎn)不能正常進(jìn)行測(cè)試,應(yīng)該有詳細(xì)的記錄。針對(duì)測(cè)試中出現(xiàn)突發(fā)錯(cuò)誤或隨時(shí)間變化的連續(xù)錯(cuò)誤的情況,如果可能,最好記錄該測(cè)試點(diǎn)的數(shù)據(jù)。本次測(cè)試主要測(cè)試點(diǎn)分布如圖5所示。

5改進(jìn)建議

該地區(qū)地面數(shù)字電視覆蓋總體情況不盡理想,通過(guò)此次測(cè)試,我們對(duì)各種可能的原因進(jìn)行了排查。由于系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài),發(fā)射機(jī)功率測(cè)量和天饋測(cè)量測(cè)試暫未進(jìn)行,待其DTMB發(fā)射系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行正常并完成信號(hào)覆蓋優(yōu)化后,可再次開(kāi)展正式的覆蓋測(cè)試并提供相應(yīng)的覆蓋報(bào)告。通過(guò)此次覆蓋測(cè)試和問(wèn)題查找,我們從以下三個(gè)方面提出整改建議。

5.1工程安裝

用戶接收天線到機(jī)頂盒間線路信號(hào)衰減大造成收視不好,建議重新整改用戶接收線路,如宏星制衣廠測(cè)試點(diǎn)。激勵(lì)器射頻輸出射頻同軸電纜使用有線電視的75Ω阻抗電纜,與射頻前端系統(tǒng)的50Ω系統(tǒng)阻抗不匹配,會(huì)導(dǎo)致反射和信號(hào)性能惡化,建議更換為低損耗的50Ω射頻同軸電纜。激勵(lì)器射頻功率合成使用有線電視分路器,該功分器系統(tǒng)射頻阻抗75Ω,與射頻前端系統(tǒng)的50Ω系統(tǒng)阻抗不匹配,會(huì)導(dǎo)致反射和信號(hào)性能惡化,建議使用50Ω阻抗的射頻功率合成器。

5.2發(fā)射機(jī)技術(shù)指標(biāo)校準(zhǔn)

測(cè)試中,調(diào)制器、發(fā)射機(jī)的性能圖5固定測(cè)試點(diǎn)分布指標(biāo)不穩(wěn)定,變化大(調(diào)制器MER為34.4dB~37.2dB、星座圖指標(biāo)變化大且頻繁),建議嚴(yán)格按照《地面數(shù)字電視廣播激勵(lì)器技術(shù)要求和測(cè)量方法》(GY/T229.2—2008)和《地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)要求和測(cè)量方法》(GY/T229.4—2008)要求,校準(zhǔn)調(diào)制器發(fā)射機(jī)指標(biāo)參數(shù)、發(fā)射機(jī)技術(shù)指標(biāo)。該指標(biāo)直接影響地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)性能和地面數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的覆蓋效果。此指標(biāo)的調(diào)整需要發(fā)射機(jī)廠商到場(chǎng)支持。功放的輸出功率沒(méi)有進(jìn)行校準(zhǔn),無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量每臺(tái)發(fā)射機(jī)的真實(shí)發(fā)射功率和每個(gè)頻點(diǎn)的發(fā)射功率。發(fā)射功率直接影響信號(hào)覆蓋效果,該指標(biāo)的測(cè)試需要進(jìn)行設(shè)備停機(jī)。

5.3接收終端用戶使用的接收

終端信道解調(diào)芯片的型號(hào)較老,建議后續(xù)采購(gòu)時(shí)升級(jí)到最新版本的芯片,以提高整體的抗干擾性能,擴(kuò)大覆蓋范圍。在部分城區(qū),我們測(cè)試發(fā)現(xiàn)使用SiliconTuner接收機(jī)接收失敗,但使用CANTuner接收機(jī)接收正常。經(jīng)分析,疑似高頻頭飽和。因此,在后續(xù)采購(gòu)新終端前要先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室和場(chǎng)地驗(yàn)證測(cè)試,確保設(shè)備可用性。

6結(jié)語(yǔ)

本次測(cè)試根據(jù)被測(cè)發(fā)射臺(tái)站所用設(shè)備、實(shí)際應(yīng)用環(huán)境等制定測(cè)試方案及測(cè)試計(jì)劃,包括關(guān)鍵設(shè)備工作狀態(tài)測(cè)試、場(chǎng)地測(cè)試等,并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析,找出影響覆蓋質(zhì)量的問(wèn)題,提出整改建議。該發(fā)射臺(tái)站按照提議進(jìn)行了整改,目前其地面數(shù)字電視廣播覆蓋效果明顯提升。

作者:王偉 單位:國(guó)家廣播電視總局研修學(xué)院