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[摘要]本文在简述定西市地面无线数字电视发射系统的构成、建设规划、定西市区地面电视覆盖范围及频率使用情况的基础上，深入探讨了地面数字电视系统建设过程中应注意的问题、可能出现的故障、及解决办法，并对系统安装后进行测试的情况进行了详细说明。
[关键词]无线地面数字电视实施方案驻波比传输标准HDTV
地面数字电视作为无线传输技术，既能摆脱有线的束缚，又具有造价低、覆盖面广的优势，因此成为我国数字电视普及的重要方式之一。
2008年元旦，地面电视在北京正式开播之后，广电总局计划在2009年完成100个城市的地面数字电视覆盖，3年内实现对全国的覆盖。根据这一规划，2010年11月8日，定西广播电视台在定西市岳家山转播台安装了一套无线地面数字电视发射设备，12月20日开始正式向定西市区及周边乡镇进行无线地面数字电视广播，用户只需拥有一台地面电视接收机顶盒，便可接收到一套高质量的高清电视节目(中央一台)、一套标清电视节目(中央七台)和2套地方台电视节目(甘肃文化频道、定西市综合频道)。根据定西地面电视的产业发展状况，今后还将逐渐增加多套电视及广播节目。
规划方案及前期工作
1.覆盖范围
定西市市区四面环山，在以城中心为圆点的20公里范围内，山地占总面积达65.6％，平原占26.4％，河流占8％。定西市安定区下辖2个街道、12个镇及7个乡，总面积为3638平方千米，总人口为46万(2004年)，其中城区人口11.2万。在自然环境方面，具备了实现市区无线覆盖的条件；在人口状况方面，由于拥有广大的农村用户，因此具有较大的发展潜力。
定西地面电视发射台站距市区5公里位于东经104°38′，北纬35°34′，海拔2154米，相对高度254米的岳家山转播台，发射机平均功率为1KW，天线主瓣面对市中心，可最大限度利用有效发射功率实现城区覆盖。通过适当的补点填充，在理想状态下，该发射点应能覆盖定西全部城区。
2.频率规划
根据定西本地已使用的频率及周边县市的频率使用情况，定西地面电视系统采用UHF频段进行无线地面数字电视广播。发射频率选择为DS－45CH，带宽8MHz(频率范围766～774MHz，中心频率770MHz，波长390mm)。
3.相关技术标准
定西地面电视系统在搭建过程中主要选择了以下相关标准：
★GY／T5044-1999县级广播电视工程建设标准
★GY／Z 175-2001《数字电视广播条件接收系统规范》
★GY／Z 174-2001《数字电视广播业务信息规范》
★GY／1r 229.1-2008《地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法》
★GY／1r 229.2-2008《地面数字电视广播激励器技术要求和测量方法》
★GY／T 229.3-2008《地面数字电视传输流复用和接口规范》
★GY／T 229.4-2008《地面数字电视广播发射机技术要求和测量方法》
★GY／T 230《数字电视广播业务信息规范》
★GY／T 231《数字电视广播电子节目指南规范》
★GY／T 236-2008《地面数字电视广播传输系统实施指南》
★GY／T 237-2008《VHF／UHF频段地面数字电视广播频率规划准则》
★GY／T 238.1-2008《地面数字电视广播信号覆盖客观评估和测量方法的第一部分：单点发射室外固定接收》
我国地面数字电视传输标准主要工作模式、工作参数及系统净码率(Mb／s)分别为：
(1)C=3780、16QAM、0.4、PN=945、720，9.626
(2)C=I、4QAM、0.6、PN=595、720，10.396
(3)C=3780、16QAM、0.6、PN=945、720，14.438
(4)C=I、16QAM、0.8、PN=595、720，20.791
(5)C=3780、16QAM、0.8、PN=420、720；21，658
(6)C=3780、64QAM、0.6、PN=420、720；24.365
(7)C=I、320QAM、0.8、PN=595、720；25.989
根据先期的测试及综合论证，定西最终选择了C=3780、16QAM编码效率0.8、PN=420净荷数据率为21.658Mb／s的调制参数。
4.主要设备及指标
发射机及相关设备：定西的地面电视系统采用福建某公司生产的1KW UHF地面数字广播电视发射机。其产品具备风冷、液冷两种散热解决方案，整机采用模块化机柜式结构、新型高质量数字功放管，及智能化自我诊断监控系统，可在提高发射机技术指标及整机工作效率，降低系统功耗，增加设备稳定性的基础上，实现长时间稳定工作。
在具体功能方面，该系统采用最新TDS-OFDM调制技术及LDMOS放大模块，具有数字式非线性幅度与相位预校正及线性预校正功能；在系统监控模式方面，可实现无线连接、远程操控，维护人员可通过网络及无线Modem对系统进行监控，大大加快了设备故障查找时间，提高了维护效率，具体系统构成见图1。
主要技术指标：
★肩带比(fn±4.2M)(dBc)>37
★调制误差率(MER)(dB)>34
★反射损耗(dB)≥20
★邻信道内发射功率抑制(dBc)≤-48
★邻信道外发射功率抑制(dBc)≤-65
★相位噪声fdBc)1KHz<-90，10KHz<－110，100KHz<-120，
★带内不平坦度(f0±3，591M)(dB)≤±0.3
此外，定西地面数字电视系统采用北京数码视讯科技有限公司生产的SUMA VISION 10K312型复用器做为复用设备，卫星接收机采用同洲PSl00型高／标清数字电视综合解码器。
稳压电源设备：采用SBWfS)-GB-30型微机控制广电专用稳压器，其由国内某厂商专为广电系统稳定电压而设计，该机整机性能良好，当外界供电网络电压波动或负载发生变化时，能自动保持输出电压的稳定性。与其他稳压器相比，具有容量大、效率高、无波形畸变、电压调节平衡、适用负载广泛、可长期连续工作的特点。此外，由于采用微电脑控制模式，其还具备数字显示等功能。
天馈线系统：定西地面电视系统发射天线采用四缝隙天线，采用水平极化方式，在挂高50米时，增益可达7.5db。缝隙天线工作于电视米波第Ⅲ波段(167～223MHz)和分米波第Ⅳ、V波段(470～860MHz)。天线结构设计简单、先进合理，具有增益高、损耗低、重量轻、风阻小、易于安装及维护等优势，且天线顶部有避雷针，具有避雷性能。根据实测，定西岳家山50米铁塔平台至电视机房的距离76米，定制78米ψ50馈管做为主馈线， 缝隙天线水平面场型见图2。
系统建设实施细则
1.天馈线安装
定西广播电视台的施工人员在仔细研究厂家提供的安装图及馈电系统图的基础上，采用了下列安装步骤：对吊装天线进行调整，使振子保持水平位置，振子上的排水孔朝下，天线主向调整到市区方向(西北方向)；安装变阻器前，用无水酒精将法兰口处擦拭干净，以便各个变阻器接口受力均匀使电接触面保持良好接触；变阻器安装后用摇表(2500V摇表，大于200MΩ)检查绝缘度是否符合要求；安装分支电缆前，进行绝缘度检查，将同一变阻器的分支电缆，连接至该变阻器的任意一个输出头；吊装主馈电缆，安装分馈电缆；安装完毕后，对天线系统进行逐级检查，以排除故障因素，并检查是否满足技术要求，全部结束后，对天线系统各接口进行密封：IF70法兰接口和螺纹接口用乐泰胶密封，用丁基胶将封口处缠住后，再用自粘胶带在外面缠紧两层，用PVC电工绝缘胶带缠两屋，最后再用玻璃胶在PVC外面均匀涂抹一层，以达到水密和气密封装的目地；DTMB发射机输出直连1-5／8主馈螺纹馈管；天馈线系统整体安装后，用矢量网络分析仪对天线的电压驻波比进行测量，其电压驻波比应为VSWR≤1.1。
2.供电及稳压电源配置
定西地面电视配电变压器额定容量为100KVA，根据测算，变压器容量100KVA输出=有功功率100KVA×0.8(功率因数)=80KW负载，实际最大可带100KVA×0.8(功率因数)×0.8(传输效率)=64KW的负载。目前定西台设备负载情况如下：发射机系统为18.7KW、值班室监控为1.7KW、安定区发射机为1.36KW、生活办公用电为10KW、冬季采暖期间取暖设备全部开启时为52.7KW(实行轮换值班实际使用26.35KW)，即整体负载功率达到55.11KW，还有8.89KW的余量。而1KW DTMB数字电视发射机负荷需达到1.6KW(说明书标明整机功率为7KW)，因为全固态发射机属于非线性，需要考虑谐波影响及功率因数的问题，应按2～2.5倍的负载功率来计算稳压器额定容量，因此，1KW DTMB数字电视发射机应选择额定容量为10kVA以上的电源稳压器。
按照测算数据，定西定制了广电专用SBW(s)-GB-30稳压电源为发射机及附属设备供电。
3.节目信号接入方式
定西提供的中央台节目信号选取自中星6B卫星的中央台节目(央视高清频道、下行频率4100MHz、垂直极化、符号率27500、FEC3／4、MPEG--2编码格式)信号，通过30米同轴电缆引入发射机机房(卫星接收机输入用F头)，送入高／标清数字电视综合解码器后，经ASI输出送入复用器进行数据复用后分别送入发射机A、B激励器。地方台节目则通过数字微波系统传输，经DVB解码器解出节目后通过视音频线路送入H.264编码器，输出ASI经复用器数据复用后进入发射机经四缝隙天线发射，信号具体连接情况见图3。
4.监测系统
发射机控制系统。本机监控系统由主控CPU、数据处理器、驻波监控电路、控制板、按键开关、液晶显示屏及开关电源组成。其控制形式分为本地及遥控两种。本地控制模式为：开机后，首先，本机监控系统通过采样接口XCl实时采集发射机的模拟量和状态量数据，经数据处理器光电隔离后送入单片机80196进行运算、判断后存入数据表中；其次，通过RS232通信接口X5读取激励器的参数和状态数据，通过RS485通信接口X4读取功放单元的参数和状态数据，存入数据表中，并在液晶屏上显示；最后，通过控制接口XC7完成对发射机的开关机控制及驻波比过大保护和过热保护。同时，单片机80196实时通过按键开关读取菜单操作键数据，以完成菜单操作及液晶屏显示切换。遥控模式为：单片机80196通过RS485通信接口X3接收到上位机系统的指令，完成数据的上传及发射机远距离控制。其主控CPU供电为5V，采样和控制电路供电分别为5V及12V。
无线信号监测的连接。首先，将3台无线机顶盒HDMI高清输出接口与NEG液晶监控器HDMI高清输入接口分别连接。其次，按照串行RS-232通信口制作方法，制作一根20米的数据连接线，在计算机连接端加装RS--485～RS-232转换接口，接入计算机COMl，具体方式见图4。
5.测试数据
设备安装完毕后，依据《SJTl0351-1993-电视发射机技术条件》、《GB-9159-1988-无线电发射设备安全要求》及《GYT 299.4-2008-地面数字电视广播发射机技术要求和测量方法》，用测试仪器对设备各项指标进行测试。如阻抗、射频接头、供电电压、工作环境温度、相对温度、激励器工作状态、安全性能等，测试的具体数据见表1。系统建设中应注意的问题
根据定西的实践，在搭建地面电视系统时应注意以下几方面的问题。
首先，安装配电系统中应特别注意三相电源的相位。焊接连接头一定要牢固，连接头要选择质量好且易焊接的红铜材质，材质不好的连接头不但焊接非常费劲，且焊接质量也不过关。安装微机控制电源时应平稳安置，以防正常工作后产生不必要的噪声，稳压电源与发射机要保持一定距离，以利于散热和维修。
其次，中星6B中央台节目下行频率为4175MHz，信号为C波束，应采用3米正馈天线接收，高频头应选择规格为输入3.4～4.2GHz，输出950～1750 MHz，增益65dB的高频头。功分器应选择工作频率为950～2150MHz四功分产品。选择F头时，英制的应为9.3毫米，公制的应为9.7毫米，且连接卫星接收机的一端一定要用英制式，选用的F头不合适将会影响信号传输质量。
第三，连接复用器进行参数调整时一定要注意计算机是否有病毒，应严格按照业务配置列表进行操作，复用器的连接操作要专人专管，不允许无关人员用其他计算机进入复用器进行操作，以防止其数据参数被误更改。
[关键词]无线地面数字电视实施方案驻波比传输标准HDTV
地面数字电视作为无线传输技术，既能摆脱有线的束缚，又具有造价低、覆盖面广的优势，因此成为我国数字电视普及的重要方式之一。
2008年元旦，地面电视在北京正式开播之后，广电总局计划在2009年完成100个城市的地面数字电视覆盖，3年内实现对全国的覆盖。根据这一规划，2010年11月8日，定西广播电视台在定西市岳家山转播台安装了一套无线地面数字电视发射设备，12月20日开始正式向定西市区及周边乡镇进行无线地面数字电视广播，用户只需拥有一台地面电视接收机顶盒，便可接收到一套高质量的高清电视节目(中央一台)、一套标清电视节目(中央七台)和2套地方台电视节目(甘肃文化频道、定西市综合频道)。根据定西地面电视的产业发展状况，今后还将逐渐增加多套电视及广播节目。
规划方案及前期工作
1.覆盖范围
定西市市区四面环山，在以城中心为圆点的20公里范围内，山地占总面积达65.6％，平原占26.4％，河流占8％。定西市安定区下辖2个街道、12个镇及7个乡，总面积为3638平方千米，总人口为46万(2004年)，其中城区人口11.2万。在自然环境方面，具备了实现市区无线覆盖的条件；在人口状况方面，由于拥有广大的农村用户，因此具有较大的发展潜力。
定西地面电视发射台站距市区5公里位于东经104°38′，北纬35°34′，海拔2154米，相对高度254米的岳家山转播台，发射机平均功率为1KW，天线主瓣面对市中心，可最大限度利用有效发射功率实现城区覆盖。通过适当的补点填充，在理想状态下，该发射点应能覆盖定西全部城区。
2.频率规划
根据定西本地已使用的频率及周边县市的频率使用情况，定西地面电视系统采用UHF频段进行无线地面数字电视广播。发射频率选择为DS－45CH，带宽8MHz(频率范围766～774MHz，中心频率770MHz，波长390mm)。
3.相关技术标准
定西地面电视系统在搭建过程中主要选择了以下相关标准：
★GY／T5044-1999县级广播电视工程建设标准
★GY／Z 175-2001《数字电视广播条件接收系统规范》
★GY／Z 174-2001《数字电视广播业务信息规范》
★GY／1r 229.1-2008《地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法》
★GY／1r 229.2-2008《地面数字电视广播激励器技术要求和测量方法》
★GY／T 229.3-2008《地面数字电视传输流复用和接口规范》
★GY／T 229.4-2008《地面数字电视广播发射机技术要求和测量方法》
★GY／T 230《数字电视广播业务信息规范》
★GY／T 231《数字电视广播电子节目指南规范》
★GY／T 236-2008《地面数字电视广播传输系统实施指南》
★GY／T 237-2008《VHF／UHF频段地面数字电视广播频率规划准则》
★GY／T 238.1-2008《地面数字电视广播信号覆盖客观评估和测量方法的第一部分：单点发射室外固定接收》
我国地面数字电视传输标准主要工作模式、工作参数及系统净码率(Mb／s)分别为：
(1)C=3780、16QAM、0.4、PN=945、720，9.626
(2)C=I、4QAM、0.6、PN=595、720，10.396
(3)C=3780、16QAM、0.6、PN=945、720，14.438
(4)C=I、16QAM、0.8、PN=595、720，20.791
(5)C=3780、16QAM、0.8、PN=420、720；21，658
(6)C=3780、64QAM、0.6、PN=420、720；24.365
(7)C=I、320QAM、0.8、PN=595、720；25.989
根据先期的测试及综合论证，定西最终选择了C=3780、16QAM编码效率0.8、PN=420净荷数据率为21.658Mb／s的调制参数。
4.主要设备及指标
发射机及相关设备：定西的地面电视系统采用福建某公司生产的1KW UHF地面数字广播电视发射机。其产品具备风冷、液冷两种散热解决方案，整机采用模块化机柜式结构、新型高质量数字功放管，及智能化自我诊断监控系统，可在提高发射机技术指标及整机工作效率，降低系统功耗，增加设备稳定性的基础上，实现长时间稳定工作。
在具体功能方面，该系统采用最新TDS-OFDM调制技术及LDMOS放大模块，具有数字式非线性幅度与相位预校正及线性预校正功能；在系统监控模式方面，可实现无线连接、远程操控，维护人员可通过网络及无线Modem对系统进行监控，大大加快了设备故障查找时间，提高了维护效率，具体系统构成见图1。
主要技术指标：
★肩带比(fn±4.2M)(dBc)>37
★调制误差率(MER)(dB)>34
★反射损耗(dB)≥20
★邻信道内发射功率抑制(dBc)≤-48
★邻信道外发射功率抑制(dBc)≤-65
★相位噪声fdBc)1KHz<-90，10KHz<－110，100KHz<-120，
★带内不平坦度(f0±3，591M)(dB)≤±0.3
此外，定西地面数字电视系统采用北京数码视讯科技有限公司生产的SUMA VISION 10K312型复用器做为复用设备，卫星接收机采用同洲PSl00型高／标清数字电视综合解码器。
稳压电源设备：采用SBWfS)-GB-30型微机控制广电专用稳压器，其由国内某厂商专为广电系统稳定电压而设计，该机整机性能良好，当外界供电网络电压波动或负载发生变化时，能自动保持输出电压的稳定性。与其他稳压器相比，具有容量大、效率高、无波形畸变、电压调节平衡、适用负载广泛、可长期连续工作的特点。此外，由于采用微电脑控制模式，其还具备数字显示等功能。
天馈线系统：定西地面电视系统发射天线采用四缝隙天线，采用水平极化方式，在挂高50米时，增益可达7.5db。缝隙天线工作于电视米波第Ⅲ波段(167～223MHz)和分米波第Ⅳ、V波段(470～860MHz)。天线结构设计简单、先进合理，具有增益高、损耗低、重量轻、风阻小、易于安装及维护等优势，且天线顶部有避雷针，具有避雷性能。根据实测，定西岳家山50米铁塔平台至电视机房的距离76米，定制78米ψ50馈管做为主馈线， 缝隙天线水平面场型见图2。
系统建设实施细则
1.天馈线安装
定西广播电视台的施工人员在仔细研究厂家提供的安装图及馈电系统图的基础上，采用了下列安装步骤：对吊装天线进行调整，使振子保持水平位置，振子上的排水孔朝下，天线主向调整到市区方向(西北方向)；安装变阻器前，用无水酒精将法兰口处擦拭干净，以便各个变阻器接口受力均匀使电接触面保持良好接触；变阻器安装后用摇表(2500V摇表，大于200MΩ)检查绝缘度是否符合要求；安装分支电缆前，进行绝缘度检查，将同一变阻器的分支电缆，连接至该变阻器的任意一个输出头；吊装主馈电缆，安装分馈电缆；安装完毕后，对天线系统进行逐级检查，以排除故障因素，并检查是否满足技术要求，全部结束后，对天线系统各接口进行密封：IF70法兰接口和螺纹接口用乐泰胶密封，用丁基胶将封口处缠住后，再用自粘胶带在外面缠紧两层，用PVC电工绝缘胶带缠两屋，最后再用玻璃胶在PVC外面均匀涂抹一层，以达到水密和气密封装的目地；DTMB发射机输出直连1-5／8主馈螺纹馈管；天馈线系统整体安装后，用矢量网络分析仪对天线的电压驻波比进行测量，其电压驻波比应为VSWR≤1.1。
2.供电及稳压电源配置
定西地面电视配电变压器额定容量为100KVA，根据测算，变压器容量100KVA输出=有功功率100KVA×0.8(功率因数)=80KW负载，实际最大可带100KVA×0.8(功率因数)×0.8(传输效率)=64KW的负载。目前定西台设备负载情况如下：发射机系统为18.7KW、值班室监控为1.7KW、安定区发射机为1.36KW、生活办公用电为10KW、冬季采暖期间取暖设备全部开启时为52.7KW(实行轮换值班实际使用26.35KW)，即整体负载功率达到55.11KW，还有8.89KW的余量。而1KW DTMB数字电视发射机负荷需达到1.6KW(说明书标明整机功率为7KW)，因为全固态发射机属于非线性，需要考虑谐波影响及功率因数的问题，应按2～2.5倍的负载功率来计算稳压器额定容量，因此，1KW DTMB数字电视发射机应选择额定容量为10kVA以上的电源稳压器。
按照测算数据，定西定制了广电专用SBW(s)-GB-30稳压电源为发射机及附属设备供电。
3.节目信号接入方式
定西提供的中央台节目信号选取自中星6B卫星的中央台节目(央视高清频道、下行频率4100MHz、垂直极化、符号率27500、FEC3／4、MPEG--2编码格式)信号，通过30米同轴电缆引入发射机机房(卫星接收机输入用F头)，送入高／标清数字电视综合解码器后，经ASI输出送入复用器进行数据复用后分别送入发射机A、B激励器。地方台节目则通过数字微波系统传输，经DVB解码器解出节目后通过视音频线路送入H.264编码器，输出ASI经复用器数据复用后进入发射机经四缝隙天线发射，信号具体连接情况见图3。
4.监测系统
发射机控制系统。本机监控系统由主控CPU、数据处理器、驻波监控电路、控制板、按键开关、液晶显示屏及开关电源组成。其控制形式分为本地及遥控两种。本地控制模式为：开机后，首先，本机监控系统通过采样接口XCl实时采集发射机的模拟量和状态量数据，经数据处理器光电隔离后送入单片机80196进行运算、判断后存入数据表中；其次，通过RS232通信接口X5读取激励器的参数和状态数据，通过RS485通信接口X4读取功放单元的参数和状态数据，存入数据表中，并在液晶屏上显示；最后，通过控制接口XC7完成对发射机的开关机控制及驻波比过大保护和过热保护。同时，单片机80196实时通过按键开关读取菜单操作键数据，以完成菜单操作及液晶屏显示切换。遥控模式为：单片机80196通过RS485通信接口X3接收到上位机系统的指令，完成数据的上传及发射机远距离控制。其主控CPU供电为5V，采样和控制电路供电分别为5V及12V。
无线信号监测的连接。首先，将3台无线机顶盒HDMI高清输出接口与NEG液晶监控器HDMI高清输入接口分别连接。其次，按照串行RS-232通信口制作方法，制作一根20米的数据连接线，在计算机连接端加装RS--485～RS-232转换接口，接入计算机COMl，具体方式见图4。
5.测试数据
设备安装完毕后，依据《SJTl0351-1993-电视发射机技术条件》、《GB-9159-1988-无线电发射设备安全要求》及《GYT 299.4-2008-地面数字电视广播发射机技术要求和测量方法》，用测试仪器对设备各项指标进行测试。如阻抗、射频接头、供电电压、工作环境温度、相对温度、激励器工作状态、安全性能等，测试的具体数据见表1。系统建设中应注意的问题
根据定西的实践，在搭建地面电视系统时应注意以下几方面的问题。
首先，安装配电系统中应特别注意三相电源的相位。焊接连接头一定要牢固，连接头要选择质量好且易焊接的红铜材质，材质不好的连接头不但焊接非常费劲，且焊接质量也不过关。安装微机控制电源时应平稳安置，以防正常工作后产生不必要的噪声，稳压电源与发射机要保持一定距离，以利于散热和维修。
其次，中星6B中央台节目下行频率为4175MHz，信号为C波束，应采用3米正馈天线接收，高频头应选择规格为输入3.4～4.2GHz，输出950～1750 MHz，增益65dB的高频头。功分器应选择工作频率为950～2150MHz四功分产品。选择F头时，英制的应为9.3毫米，公制的应为9.7毫米，且连接卫星接收机的一端一定要用英制式，选用的F头不合适将会影响信号传输质量。
第三，连接复用器进行参数调整时一定要注意计算机是否有病毒，应严格按照业务配置列表进行操作，复用器的连接操作要专人专管，不允许无关人员用其他计算机进入复用器进行操作，以防止其数据参数被误更改。