1研究背景
1.1国家地面数字电视标准已经实施
2007年8月1日实施[2]《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》
1.2福建发展地面数字电视的必要性
地理环境：75%山地，15%丘陵，10%平原，发展地面数字电视是建设数字福建的重要组成部分，人民的物质文化的需求，也是省广电集团发展的需要。
1.3福建发展地面数字电视的有利条件
分布全省有41个台站、有1000多人的技术队伍、省政府的大力支持和强大的市场支持
1.4国内现有的主要技术方案
1.4.1小功率多点单频网覆盖。如青岛[3]，主要面对人口密集市区移动接收用户。优点：实现移动接收。缺点：受众范围小，投入大，形不成规模，投资回报少。
1.4.2小功多频点单点覆盖[4]。如湖南，主要面对固定接收用户。优点：建网快，播出节目量大。缺点：范围小，移动客户无法接收
1.4.3本设计提出的技术方案
根据福建的实际地理情况，以及实际的台站分布情况和覆盖技术的要求，采取相应的天线极化方式，以满足覆盖的技术要求，设计采用以多个大功率发射台结合部分小功率发射台补点定向覆盖的单频网设计方案。覆盖的是全省9个（福州，厦门，宁德，莆田，龙岩，泉州，南平，漳州，三明）主要城市市内固定和移动接收、高速公路、国道的移动接收，实现车载高速移动情况下的用户稳定接收，特别是移动接收全省范围内实现一个频道接收到底，中途不用频繁切换频道的效果。
2传输标准的选择
地面数字电视的传输标准有DVB-T、ISDB-T、ATSC和DTMB，这几种标准各有其特点。在建设福建地面数字电视广播系统单频网之前，要在上述数字电视地面传输技术标准中选择适合福建省实际情况的、兼容性和扩展性强的、有丰富的商用产品支持的技术体制。增加网络的实用性、降低成本、提高网络的可扩展性。国标DTMB[5]具有自己鲜明的技术特点。其帧结构以整秒为单位，实现设备简单，可对单频网进行同步，支持高清晰度电视和多媒体数据广播等业务、建网成本低。满足大范围固定覆盖及移动接收的需要。因此，经过多方面考察、考虑，最终选择DTMB技术作为建设福建省地面数字电视单频网的传输标准。
3福建省地面数字电视单频网的设计
3.1单频网的网络分布
结合福建省实际情况，本人提出：单频网组网模式[6]。全省高速公路和9个（福州，厦门，宁德，莆田，龙岩，泉州，南平，漳州，三明）主要城市实现26CH的单频网覆盖，同时保证该地区的固定和移动的能稳定接收到26CH的地面数字电视节目。增设建阳，福鼎，福清等26CH补点以实现高速公路单频网的覆盖。实现目标：既能覆盖固定用户又能覆盖移动用户，同时还能够达到5套节目的传输量的地面数字地面数字电视覆盖网的要求。
3.2系统参数的选择
在实际单频网组网过程中，根据福建当地的地理环境比较复杂，地势多山的地貌特点、现有的调频同步广播单频网的9个模拟发射站资源等。因此福建省地面数字电视单频网设计方案采用国家标准GB20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》中:大范围单频网组网模式。主要应用于实现全省以及大范围单频网组网的地区，该模式可用来实现在无线环境下大范围的高速率移动接收，因为其具有较好的移动特性，且可提供最高的多径延时保护能力。参数:保护间隔为1/4，子载波为3780，调制方式为QPSK,FEC为0.40。信源编码格式：MPEG-2的MP@ML标准清晰度电视播出。
3.3福建省发射基站站点的选择
3.3.1站点选择的原则
首先保证福建九个主要城市的覆盖，之后解决高速公路、国道沿线的覆盖。考虑优先利用原有在九个城市的主发射站点，再根据实际情况调整各主发射点的发射功率使他们之间没有交越点，然后中间的盲点用补点,采用定向天线进行覆盖有利于单频网的组建，布点要便于整个单频网区域场强的均匀覆盖。
3.3.2福建省布点选择
基于站点选择的原则，根据福建省的特殊地理和自然条件的实际情况，充分利用现有的有利资源。可以利用1999年建的覆盖全省的调频同步广播单频网的9个发射台做为发射机站，九城市的市中心人口密集区用大功率覆盖。由于发射塔较高，覆盖条件理想，从计算结果看，用1.3KW发射机即可达到较好的效果。然后根据这9个点相互之间的距离，考虑到尽量减小相干区的距离和保证对人口相对密集区的覆盖，增设小功率的发射点，尽量把相干区移到人口稀少的地区如大海或山区。如增设福清五马山,建阳庵山，福鼎太姥山300W发射点，在调试过程中，对相干区进行收听收测，以及进行多次场强测试，根据实际情况，来调整各台站的实际发射功率。
3.4采用补点设备
福建省位于中国东南沿海，它的特殊地理条件的实际情况，以及市区由于高楼林立建筑较多的原因，会存在地面数字电视信号覆盖弱信号区和盲区。在这些传输信号多径干扰严重的地方须采用补点设备，类似于移动通信中的G网、C网直放站设备。补点设备天线采用定向发射天线，采用太阳能供电或220V电源，功率等级一般是1W、5W等。站点开通之后，市区需要进行网络优化调试，故在设计中考虑了调整余量。
3.5发射天线的选择
根据地面数字电视单频网的特点，目前模拟电视天线很成熟；其采用水平极化天线[7]所以从兼容性来讲，地面数字电视天线用水平极化更合理；国标系统多用水平极化；偶极子天线可以满足上述所有要求，所以在本系统中优先采用；由于市区高楼林立、公路沿线相对比较空旷，所以需要定向天线和延时控制。
4网络实施效果
4.1网络实施
整个覆盖网络实施可以分两个阶段进行：第一阶段：首先实施的是在福建省九个主要城市(福州，厦门，宁德，莆田，龙岩，泉州，南平，漳州，三明)实现26CH的单频网覆盖保证该地区的固定和移动的接收。第二阶段：进行实地收测根据具体情况对某些信号较差的区域以及特殊地区增加补点发射，改善覆盖效果，以实现连接九大城市的高速公路的单频网覆盖。
4.2实施效果
移动接收能接收到5套标清节目，固定接收可接收到5套标清节目，可以满足有线用户的需求，ＣＡ系统使用可以有效的对用户进行管理。
5总结
本套福建省地面数字电视广播系统单频网设计采用了DTMB作为核心的传输技术，实施难点是怎样减少单频网的干涉区域和实现干涉区内的正常接收。由于福建东南面靠海，省内75%的面积是山地，补点可以考虑用定向天线覆盖的方式进行覆盖，尽量把干涉区移到海上或高山人口稀少的地区。创新点是采取以多个大功率发射台为主，部分中小功率发射台为辅的单频网设计方案。本文根据福建具体地理特点，提出一套实用可行的福建地面数字电视单频网的设计方案，实现福建地面数字电视全省范围的移动及固定覆盖，为广电同行日后建网提供了一个有价值的参考。
作者：王洪丽 单位：福州职业技术学院
相关专题：哈尔滨学院学报编辑部 广告诉求