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无线数字化覆盖工程技术方案与实现

2018.09.17      点击: 124

作者:张庆来


  在中央广播电视节目无线数字化覆盖工程的实施中,为推进无线广播电视数字化转换工作,利用全国无线广播电视骨干发射台进行规划,各新增配2部大中功率数字电视发射机和1部调频频段数字音频广播发射机,并对节目源、天馈线、塔桅、防雷接地、空调、供配电等进行了配套更新改造,转播中央电视台12套电视节目、1套中央模拟广播节目和3套中央数字广播节目。工程规划的单频网发射8套中央电视节目,多频网发射4套中央电视节目,其中多频网许可插播部分地方节目,启动3套中央广播节目的无线数字化覆盖试点。 
  2 技术标准 
  地面数字电视采用DS13-DS48,规划2个地面数字电视频道、安装两套地面数字电视广播发射系统,以单频网或多频网的形式覆盖。761,764, 794台与相邻台站转播CCTV-1等八套节目的频道采用单频组网,调频频段数字音频广播利用原中央一套频率进行改造。 
  系统采用DTMB标准体系,视音频压缩分别采用GY/T 257.1-2012(简称 “AVS+”)和GB/T 22726-2008(简称“DRA”)标准。 
  3 系统构成 
  如图1所示,地面数字电视系统的构成主要由前端系统、节目传送链路和地面覆盖网络3部分组成。 
  中央电视台前端系统实现12套电视节目的编码、复用,加扰加密生成1路传送码流,经单频网适配器后通过中星6A卫星传输,同时不加扰加密生成1路传送码流,经地面传输网络(光缆或数字微波等)进行备份传输。 
  3.1 地面数字电视前端系统 
  12套中央电视节目進行AVS+标清编码后,复用加扰为2个频点,一路为CCTV-1等8套节目,另一路为CCTV-7等4套节目,对通过卫星传送的码流进行加密/加扰,上传到中星6A。 
  视频编码采用AVS+标准,每套节目平均码率为2.2 Mbps,音频编码采用DRA标准(立体声),每套节目码率为128 kbps,复用后生成的两路传送流码率分别为18.624 Mbps和9.3 12 Mbps。 
  3.2 地面数字电视节传系统 
  如图2所示,主用节传系统由单频网适配、卫星调制器及卫星通道、专用卫星接收机和专用激励器中构成。采用中星6A作为节目传输主链路,2个载波加密传送;中央节目备份传输链路通过在各任务台站接收中星6B上MPEG-2编码方式的节目,在本地进行AVS+转码、统计复用的方式实现。 
  各发射台使用AVS+专用卫星接收机进行解调解扰接收后,给到发射系统。 
  主用卫星传送链路技术参数:中星6A转发器12 B(C波段),轨位东经125°,调制方式DVB-S。第一路码流下行频率4 131 MHz,垂直极化,QPSK 3/4符号率14.8 MSps滚降系数0.2;第二路码流下行频率4 145 MHz,垂直极化,QPSK 3/4符号率8.33 MSps滚降系数0.2。 
  3.3 地面覆盖网络 
  地面覆盖网络如图3所示,规划2个频道发射,不加密播出,采用单频网或多频网进行传输覆盖。其中一个频点含8套央视节目,以单频网方式进行发射;另一个频点含4套央视节目,以多频网方式进行发射。在节目、频点规划方面,考虑到有效利用频点带宽,贵州省计划在第二个频点内插入4套本地节目,与央视节目复用到一起以多频网方式进行发射。 
  两个频道发射CCTV-1等8套电视节目,C=3 780 16QAM0.8 PN945 720, 19.2 51 Mbps; CCTV-7等4套电视节目,C=14QAM 0.8 PN595 720, 10.3 96Mbps。 
  4 实施与实现 
  在中央广播电视节目无线数字化覆盖工程的实施中,根据总局和财政部的建设原则,由省局负责组织完成相关设施的建设或者更新改造。工程项目主要包括卫星接收系统、信号合成处理系统、发射系统、供配电系统和天馈线及多工系统等项目。 
  4.1 供配电系统 
  贵州省新闻出版广电局七九四台在供配电系统的实施中,根据贵州省新闻出版广电局七九四台电力供给配置的实际需求,适应贵州省雷电灾害多发特点,要求电源抗雷击性能好,在发电机利旧的情况下,在配电房新增了一台300 kVA稳压电源,解决了因市电的不稳定给设备带来的伤害;同时,在机房内新增了一台120 kVA UPS电源,解决了因市电的中断带来的停播。 
  4.2 信号合成处理系统 
  安装了中星6A和中星6B卫星接收天线,配置1台卫星接收机以及1台专用卫星接收机,接收中星6B上12套央视节目,配置1台EMR设备对从卫星上接收下来的12套节目进行AVS+转码(单台完成12路AVS+标清节目转码),同时,配置2台(1+1备份)EMR设备完成4套本地自办节目的AVS+标清编转码(单台完成4路AVS+标清节目编码或转码),然后将央视节目和本地节目进行统计复用及复用、码流切换后,通过发射系统进行无线覆盖。数码视讯配置2台EMR设备,完成12套央视节目和4套本地节目的统计复用和复用。配置1台码流切换器对处理好之后的节目流进行切换,并传输给激励器。 
  4.3 天馈线及多工系统 
  本次覆盖工程使用的2个频点原则上共用天线发射,结合贵州省新闻出版广电局七九四台铁塔、天馈线实际情况采取利旧或改造措施。 
  天馈线及多工系统包括调频和电视两种。其中,调频天馈线利旧,调频双工器根据CDR数字广播指标的要求进行了更新;电视天馈线由于带宽的要求,发射天线进行了更新,馈线利旧,新增三工器一套。 
  4.4 发射机系统 
  发射机包括数字电视和CDR数字广播两种。数字电视新增了1个单频网频点和1个多频网频点,接收中星6 B上央视12套节目作为备份信源,并插入4套本地节目(做1+1备份),所有节目进行AVS+标清编转码、统计复用及复用处理后与主路央视节目进行主备码流切换,最后传输给发射系统进行无线覆盖。同时新增了CDR数字广播,完成卫星上的1套中央模拟广播节目和3套中央数字广播节目接收,并通过CDR发射系统转发出去。 
  4.5 监测设备 
  配备用于地面数字电视节目,及调频数字广播节目播出效果监看监听的自台监测设备,为了保证节目传输安全,每个数字电视地面广播传输系统帧结构(Digital TelevisionTerrestrial Multimedia Broadcasting,DTMB)台站建设 1 套DTMB监看系统,同时,在每个CDR发射台站建设1套CDR监听系统完成对CDR信号无线覆盖的监测。 
  5 结语 
  通过中央广播电视节目无线数字化覆盖工程项目的实施,在省局、设备厂家和贵州省新闻出版广电局七九四台的共同努力和配合下,严格按照方案要求进行施工,在确保施工质量、施工进度和满足安全播出相关要求的同时,顺利地完成了该项目的全部工作任务,使数字电视和数字广播信号与模拟电视和模拟广播信号共存同播,为广播电视的模数转换工作打下了坚实的基础。 
  [参考文献] 
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  [2]王文凡,焦阳.基于动态权重的物联网自治区域路径发现算法[J].计算机仿真,2015(3):340-343. 

  [3]林金朝,余平,杨士中.移动环境下的路径分布模型[J].重庆大学学报(自然科学版),2001(4):51-54.