張 超，李錦文，高 鵬，潘長勇,3，李薰春，戚 武，楊 昉

(1.清華大學(xué) 電子工程系 清華信息科學(xué)與技術(shù)國家實驗室，北京 100084；2.國家新聞出版廣電總局廣播科學(xué)研究院，北京 100866；3.數(shù)字電視國家工程實驗室(北京)，北京 100191)

基于衛(wèi)星分發(fā)鏈路的數(shù)字電視單頻網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

張 超1，李錦文2，高 鵬2，潘長勇1,3，李薰春2，戚 武2，楊 昉1

(1.清華大學(xué) 電子工程系 清華信息科學(xué)與技術(shù)國家實驗室，北京 100084；2.國家新聞出版廣電總局廣播科學(xué)研究院，北京 100866；3.數(shù)字電視國家工程實驗室(北京)，北京 100191)

提出了基于衛(wèi)星分發(fā)鏈路的地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的組網(wǎng)方案。該方案利用了衛(wèi)星鏈路的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)勢，節(jié)目分發(fā)鏈路不受地域差異化條件的限制，不需要單獨架設(shè)專用有線分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)發(fā)延時分布均勻，特別適于在復(fù)雜環(huán)境下構(gòu)建大范圍的單頻網(wǎng)。詳細闡述了基于衛(wèi)星分發(fā)鏈路的地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、特點與關(guān)鍵技術(shù)。實驗室測試和開路測試結(jié)果均表明該方案的可行性和有效性。

地面數(shù)字電視；單頻網(wǎng)；衛(wèi)星鏈路

為了實現(xiàn)大面積的無線區(qū)域覆蓋，傳統(tǒng)的地面電視覆蓋網(wǎng)絡(luò)通常采用基于多頻網(wǎng)(Multi-Frequency Network，MFN)的組網(wǎng)方式，即不同發(fā)射臺站采用不同中心頻率的廣播信道發(fā)送同樣的電視節(jié)目，造成了大量寶貴的無線頻譜資源的浪費。而單頻網(wǎng)(Single Frequency Network，SFN)由于覆蓋范圍大、頻譜資源利用率高等優(yōu)點，目前在地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)中受到了高度重視并取得了廣泛的應(yīng)用[1]。單頻網(wǎng)指位于不同區(qū)域的發(fā)射臺站采用相同的節(jié)目碼流、以相同的信道編碼/調(diào)制方式、在同一時刻以同一頻率進行廣播電視覆蓋的組網(wǎng)方式[2]。

2006年8月，我國頒布了具有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)《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》(Digital Terrestrial Television Multimedia Broadcast，DTMB)，并于2007年8月1日開始實施[3-4]。研究并構(gòu)建基于DTMB標(biāo)準(zhǔn)的地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)，對我國數(shù)字電視事業(yè)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義和實際應(yīng)用價值。

SFN提高頻譜效率和功率效率的代價是在網(wǎng)絡(luò)中所有發(fā)射機必須做到嚴格同步，包括內(nèi)容比特、時間以及頻率同步。而對于比特級的同步則需要專用的節(jié)目傳輸流(Transport Stream，TS)分配網(wǎng)絡(luò)，在傳輸TS流中插入特定的同步信息后傳輸?shù)絾晤l網(wǎng)中的所有發(fā)射機[5]。發(fā)射機接收到來自分配網(wǎng)絡(luò)的節(jié)目流之后，完成延時估計與補償，從而使各個發(fā)射機在同一時刻發(fā)送相同的節(jié)目內(nèi)容。常見的節(jié)目分配網(wǎng)絡(luò)包括光纖、SDH網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字微波和高速以太網(wǎng)等[6]。如意大利廣播電視公司(RAI)采用光纖網(wǎng)絡(luò)作為主分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，而衛(wèi)星鏈路作為備份節(jié)目鏈路組建了DVB-T的單頻網(wǎng)[7]。文獻[8]給出了基于DVB-NGH的單頻網(wǎng)以及本地服務(wù)的插入方法。而利用衛(wèi)星直接轉(zhuǎn)發(fā)地面數(shù)字電視調(diào)制信號，也可構(gòu)成衛(wèi)星-地面廣播混合的單頻網(wǎng)組網(wǎng)方式[9-11]。

圖1 基于衛(wèi)星分發(fā)鏈路的地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)

光纖網(wǎng)絡(luò)雖然具備很多優(yōu)點，但由于我國幅員遼闊，地理氣候復(fù)雜多樣，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展不平衡，各發(fā)射臺站分布不均，基礎(chǔ)配套設(shè)施和傳輸條件不盡相同，如果實現(xiàn)大面積國土區(qū)域的單頻網(wǎng)覆蓋，依靠光纖網(wǎng)絡(luò)的節(jié)目分配鏈路將會受到很大的實際條件限制。而相比較光纖網(wǎng)絡(luò)，使用同步衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器作為節(jié)目分配傳輸鏈路，分發(fā)鏈路不受區(qū)域差異化條件的限制，節(jié)目分配轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)計規(guī)劃實現(xiàn)簡單，且同步衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器技術(shù)成熟應(yīng)用廣泛，不需要單獨架設(shè)專用的有線分配網(wǎng)絡(luò)，更適合于大范圍的地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)。

2014年11月，根據(jù)主管部門的安排，國家新聞出版廣電總局啟動了中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程項目，根據(jù)項目實施需要，在總局科技司的統(tǒng)一部署下，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員集體攻關(guān)，制定出了基于衛(wèi)星分發(fā)鏈路的國標(biāo)地面數(shù)字電視(DTMB)系統(tǒng)單頻組網(wǎng)技術(shù)方案。本文在已有DTMB單頻網(wǎng)的基礎(chǔ)上，研究并闡述了基于衛(wèi)星分發(fā)鏈路的地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)組成、關(guān)鍵技術(shù)與組網(wǎng)特點。實驗室測試和開路覆蓋測試表明衛(wèi)星分配鏈路的傳輸延時滿足地面數(shù)字單頻網(wǎng)的組網(wǎng)要求，實際覆蓋效果明顯優(yōu)于單發(fā)射站的覆蓋效果。

1 基于衛(wèi)星分發(fā)鏈路的地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)

基于衛(wèi)星分發(fā)鏈路的地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)系統(tǒng)由節(jié)目內(nèi)容統(tǒng)一集成、加擾加密衛(wèi)星傳輸分發(fā)、地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)(光纜或數(shù)字微波)清流傳輸分發(fā)、地面清流發(fā)射等部分組成，其覆蓋網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)如圖1所示。

地面數(shù)字電視廣播傳輸基于DTMB標(biāo)準(zhǔn)體系。前端系統(tǒng)則采用基于AVS+和DRA音視頻壓縮編碼技術(shù)規(guī)范，實現(xiàn)電視節(jié)目的編碼、復(fù)用，清流經(jīng)加擾加密生成1路傳送碼流，后經(jīng)單頻網(wǎng)適配器經(jīng)衛(wèi)星傳輸轉(zhuǎn)發(fā)。同時生成1路不加擾加密的傳送碼流，經(jīng)地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)(光纜或數(shù)字微波等)進行備份傳輸。

前端系統(tǒng)主要由AVS+編碼器、復(fù)用器、節(jié)目監(jiān)測系統(tǒng)和網(wǎng)管系統(tǒng)組成。待傳輸?shù)亩嗦饭?jié)目流進行AVS+編碼復(fù)用，加擾加密后生成1路傳送碼流，適配處理為DS3信號送入衛(wèi)星傳輸鏈路，同時不加擾加密生成1路傳送碼流，經(jīng)地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)(光纜或數(shù)字微波等)進行備份傳輸。為保障前端系統(tǒng)的安全性，前端系統(tǒng)所有核心設(shè)備采用1+1備份方式。

節(jié)目分配鏈路包括主鏈路和備份鏈路。其中衛(wèi)星分配鏈路為主鏈路。

1)衛(wèi)星分配傳輸鏈路

衛(wèi)星傳輸鏈路包括信號源傳輸引接系統(tǒng)、上行系統(tǒng)和接收系統(tǒng)3個部分，其中信號源傳輸引接系統(tǒng)將前端系統(tǒng)的輸出信號引接到地球站，經(jīng)過單頻網(wǎng)適配器適配后進入上行系統(tǒng)，上行系統(tǒng)完成衛(wèi)星信號調(diào)制、上變頻、高功放和發(fā)射，接收系統(tǒng)接收衛(wèi)星信號，解調(diào)、解擾還原出2路TS給地面發(fā)射系統(tǒng)。

信號源傳輸引接系統(tǒng)完成前端系統(tǒng)DS3信號到地球站上行系統(tǒng)的傳輸和基于衛(wèi)星傳輸?shù)膯晤l網(wǎng)適配，系統(tǒng)由傳輸網(wǎng)絡(luò)終端、數(shù)字光傳輸網(wǎng)絡(luò)中心站、雙路由光纜保護環(huán)網(wǎng)、數(shù)字微波鏈路(具備條件時)、傳輸適配器和單頻網(wǎng)適配器組成。DS3信號通過傳輸網(wǎng)絡(luò)終端進入雙路由光纜保護環(huán)網(wǎng)，到達中心站后進行分配，然后通過雙路由光纜保護環(huán)網(wǎng)、數(shù)字微波鏈路(具備條件時)送至多個地球站，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)終端、傳輸適配器、碼流切換器和單頻網(wǎng)適配器后輸出給上行系統(tǒng)。

衛(wèi)星上行系統(tǒng)完成TS流的衛(wèi)星調(diào)制、上變頻和信號放大，后傳輸?shù)叫l(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。同時在各個地面數(shù)字電視發(fā)射臺站配置衛(wèi)星接收天線、AVS+專業(yè)衛(wèi)星綜合接收解碼器，通過衛(wèi)星信號接收、解調(diào)、解擾、整形還原出2路TS送給地面發(fā)射系統(tǒng)。

2)地面分配傳輸鏈路

地面?zhèn)鬏旀溌纷鳛樾l(wèi)星分配傳輸鏈路的備份，將前端系統(tǒng)輸出的復(fù)合TS流通過光纖網(wǎng)絡(luò)或者數(shù)字微波鏈路傳輸至各個發(fā)射臺站。發(fā)射臺站將適配后輸出的TS碼流與衛(wèi)星接收的TS碼流進行主備切換后送發(fā)射系統(tǒng)。

3)臺站備份衛(wèi)星接收前端

在光纖或數(shù)字微波等地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)未通達的發(fā)射臺站，可考慮接收原有衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)目，實現(xiàn)對主用衛(wèi)星傳輸鏈路的備份。臺站備份前端包含衛(wèi)星接收天線、衛(wèi)星數(shù)字電視接收機、AVS+轉(zhuǎn)碼器和復(fù)用器等，生成TS流后送至地面發(fā)射系統(tǒng)。

地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)完成TS碼流到地面數(shù)字電視的轉(zhuǎn)換。待傳輸?shù)墓?jié)目經(jīng)過編碼、復(fù)用、加擾加密后，送入單頻網(wǎng)適配器，根據(jù)GPS/北斗雙模授時器的指示信號進行秒幀初始化包(Second-frame Initialization Packet， SIP)插入，并對SIP包增加必要的校驗保護。插入SIP包之后的TS流通過傳輸匹配網(wǎng)絡(luò)輸入到衛(wèi)星調(diào)制器進行發(fā)射。

各發(fā)射站點通過衛(wèi)星解調(diào)、解擾和解密后，獲得節(jié)目碼流，基于衛(wèi)星傳輸?shù)膯晤l網(wǎng)地面數(shù)字電視廣播激勵器對節(jié)目碼流進行處理后，輸入到地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機，進行地面發(fā)射。地面數(shù)字電視發(fā)射機/激勵器的同步系統(tǒng)在輸入的TS中識別并解析出SIP包中的發(fā)射時刻信息，結(jié)合本地參考時鐘提供的時間信息，自動計算出本地延遲，保證發(fā)射時刻同步。同時依據(jù)SIP所包含的系統(tǒng)信息(SI-SIP)設(shè)置其工作模式，以保證單頻網(wǎng)中各激勵器的工作模式相同。

2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 單頻網(wǎng)碼流適配

單頻網(wǎng)適配器是構(gòu)建單頻網(wǎng)的重要設(shè)備，需要完成SIP包插入和碼率適配兩個功能，從而實現(xiàn)從輸入TS流到單頻網(wǎng)適配TS流的轉(zhuǎn)換。單頻網(wǎng)適配器根據(jù)GPS/北斗參考時鐘提供的時鐘信息(10 MHz基準(zhǔn)頻率和1pps脈沖信號)，以秒為單位在TS流中周期性地插入SIP包，之后經(jīng)過衛(wèi)星傳輸鏈路傳送到各個發(fā)射臺。由于引入了衛(wèi)星分配網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星調(diào)制器，要求基于衛(wèi)星分配鏈路的單頻網(wǎng)適配器需對碼率適配填充的空包和SIP的填充空字符進行特殊標(biāo)記，以區(qū)別于衛(wèi)星調(diào)制器加入的空包和空字符，否則會造成各個發(fā)射臺站對適配碼流的處理錯誤，造成單頻網(wǎng)組網(wǎng)失敗。

為此，單頻網(wǎng)適配器需要在滿足碼流適配功能的同時，對按秒插入SIP時填充的空包進行調(diào)整，以和衛(wèi)星調(diào)制器的空包進行區(qū)別。同時在原SIP中定義的填充字節(jié)中增加特殊指示字節(jié)和CRC校驗字節(jié)，并增加TS流PCR保護功能。

2.2 衛(wèi)星傳輸鏈路

基于衛(wèi)星鏈路地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)與原有的地面數(shù)字單頻網(wǎng)區(qū)別在于引入了衛(wèi)星鏈路。由于單頻網(wǎng)適配器需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)所選擇的地面數(shù)字電視傳輸模式進行精確的碼率適配，故傳統(tǒng)單頻網(wǎng)中發(fā)射機激勵器無需對碼流進行空包插入操作。

衛(wèi)星調(diào)制器的傳輸碼率將略高于DTMB系統(tǒng)各個模式的碼率，因此通用的衛(wèi)星調(diào)制器將再次進行碼率適配插入的空包，改變單頻網(wǎng)適配器輸出的碼流結(jié)構(gòu)，若不進行識別與調(diào)整，激勵器無法區(qū)分單頻網(wǎng)適配器和衛(wèi)星調(diào)制器分兩步插入的空包，使單頻網(wǎng)無法正常組網(wǎng)。同時，傳統(tǒng)的衛(wèi)星調(diào)制器會調(diào)整輸入TS流中PCR的數(shù)據(jù)，若在衛(wèi)星接收機或者激勵器中不進行恢復(fù)，則可能會產(chǎn)生地面數(shù)字電視機頂盒或接收機的音視頻不同步問題。同時，衛(wèi)星鏈路傳輸可能帶來長延時和抖動問題。

因此，利用衛(wèi)星分發(fā)鏈路的地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)過程中需要克服兩個技術(shù)難點。一是要保證對衛(wèi)星傳輸?shù)拇a流正確適配的情況下，保證單頻網(wǎng)適配器的TS輸出在衛(wèi)星傳輸過程中不會被傳輸環(huán)節(jié)設(shè)備改變。二是要保證在衛(wèi)星加密傳輸?shù)拇笱訒r情況下，單頻網(wǎng)適配器輸出的同步基準(zhǔn)在各個激勵器能正常發(fā)揮作用。

針對上述技術(shù)難點結(jié)合實際應(yīng)用需求，需要盡量保證在傳輸鏈路中不引入更多的設(shè)備延時，盡量不增加更多的單點失敗點，且不改變現(xiàn)有節(jié)目和用戶管理框架。

3 實驗室驗證與開路測試

為了驗證基于衛(wèi)星分發(fā)鏈路的國標(biāo)地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)方案的可行性與有效性，項目組搭建了基于衛(wèi)星鏈路單頻組網(wǎng)的實驗室驗證系統(tǒng)。同時，為了保證方案的有效性，還開展了基于衛(wèi)星鏈路的地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)開路試驗。

3.1 實驗室測試

碼流分配鏈路是單頻網(wǎng)組網(wǎng)中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，而基于衛(wèi)星的碼流分配鏈路在無線傳輸延時的基礎(chǔ)上，還需要引入衛(wèi)星調(diào)制器與解調(diào)器，增加額外的處理延時。因此，基于衛(wèi)星分配鏈路的單頻網(wǎng)首先需要驗證衛(wèi)星傳輸鏈路的傳輸特性和處理延時。衛(wèi)星鏈路傳輸延時的測試原理如圖2所示。

圖2 衛(wèi)星鏈路傳輸延時測試圖

延時分析儀在TS流中插入特定的時間標(biāo)簽，之后通過衛(wèi)星調(diào)制器上行傳輸?shù)睫D(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星，衛(wèi)星接收機解調(diào)后將恢復(fù)出的TS流送至延時分析儀。通過比較收發(fā)2路TS流中的時間標(biāo)簽，即可計算出傳輸延時差。

測試地點為衛(wèi)星地球站機房，使用央視提供的3套 AVS+ 高清節(jié)目流，通過延時分析儀后，經(jīng)衛(wèi)星調(diào)制器調(diào)制上星，再在地球站本地通過衛(wèi)星接收機接收上星信號，將解碼后的TS流送回測試儀。

圖5 合成之后的射頻信號特性(截圖)

通過測試可得，衛(wèi)星鏈路傳輸延時基本在250 ms左右(248.5～249.3 ms)，不同的衛(wèi)星接收機存在較小的差異，且測試時間內(nèi)衛(wèi)星傳輸鏈路的抖動并不明顯。即使考慮到我國各地的地理位置差異，衛(wèi)星傳輸延時也與現(xiàn)有地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)技術(shù)要求中的1 s要求有較大差距，即通過衛(wèi)星傳輸鏈路進行節(jié)目分發(fā)的方式可以滿足地面數(shù)字單頻網(wǎng)的組網(wǎng)要求。

實驗室多臺發(fā)射機組網(wǎng)測試是進行單頻網(wǎng)開路覆蓋測試之前非常重要的驗證手段，其測試系統(tǒng)組成如圖3所示。通過衛(wèi)星傳輸鏈路將傳輸節(jié)目流上傳至衛(wèi)星并轉(zhuǎn)發(fā)，通過樓頂衛(wèi)星接收天線接收后，通過分配器將信號輸送給2臺衛(wèi)星接收機。2臺衛(wèi)星接收機對信號進行接收解擾后，分別將其輸出的TS節(jié)目流送給地面數(shù)字電視激勵器進行調(diào)制，調(diào)制后的射頻信號通過合成器進行合成，分別送給數(shù)字電視分析儀(ETL)和地面數(shù)字電視機頂盒，通過ETL分析單頻網(wǎng)組網(wǎng)效果，通過機頂盒直觀驗證接收情況。

圖3 實驗室組網(wǎng)測試

部分測試現(xiàn)場的測試場景如圖4所示。

圖4 測試現(xiàn)場設(shè)備(照片)

實驗室組網(wǎng)試驗結(jié)果表明，基于衛(wèi)星鏈路的節(jié)目分配網(wǎng)絡(luò)可以有效地支持單頻組網(wǎng)所需要的節(jié)目同步，2個激勵器合成之后的射頻信號頻譜和時域沖激響應(yīng)如圖5a和圖5b所示。多種不同品牌的單頻網(wǎng)適配器和地面數(shù)字電視激勵器的交叉測試也均可組建單頻網(wǎng)，驗證了基于衛(wèi)星分配鏈路的單頻網(wǎng)組網(wǎng)的可行性。

3.2 組網(wǎng)覆蓋開路測試

為最終完成系統(tǒng)整體技術(shù)方案的驗證，在實驗室驗證試驗的基礎(chǔ)上，還需進行實際的外場開路驗證測試。為此，項目組協(xié)調(diào)中央廣播電視發(fā)射塔以及衛(wèi)星地球站、中央電視臺等單位，開展了基于衛(wèi)星鏈路地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)覆蓋驗證開路測試工作。

試驗完全按照實際運行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，中央電視臺提供1路包含6路AVS+節(jié)目的傳輸流(已加擾)，碼流經(jīng)傳輸鏈路傳至衛(wèi)星地球站，在地球站經(jīng)單頻網(wǎng)適配器和衛(wèi)星調(diào)制器進行碼率適配，上行至衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器，在發(fā)射臺站使用衛(wèi)星接收天線和衛(wèi)星接收機接收并解擾輸出TS流，送入發(fā)射機進行發(fā)射組網(wǎng)驗證。組建單頻網(wǎng)的2個發(fā)射點為中央廣播電視發(fā)射塔和北京周邊某發(fā)射臺，使用32頻道，頻率為666 MHz，2個發(fā)射站點的發(fā)射功率均為1 kW，DTMB系統(tǒng)測試工作模式：PN945，C=3 780，16QAM，LDPC 0.6。

通過頻率規(guī)劃軟件對2個發(fā)射臺站的覆蓋進行了測算，其覆蓋交疊區(qū)主要在北京市東三環(huán)和東五環(huán)之間，故外場移動收測路線主要選取東三環(huán)和東五環(huán)的主干道進行，測試時使用路測儀進行收測。

中央電視塔和某發(fā)射臺分別單獨覆蓋時的測試結(jié)果分別如圖6a和圖6b所示。通過LDPC誤塊率指標(biāo)可以直觀地反映移動接收狀態(tài)下地面數(shù)字電視業(yè)務(wù)的可用度。在相同的測試區(qū)域，中央電視塔和某發(fā)射臺單獨覆蓋時，業(yè)務(wù)均有不同程度的覆蓋盲區(qū)(圖6中深灰色區(qū)段)。

圖6 單發(fā)射塔覆蓋測試結(jié)果(截圖)

圖7a給出了2個發(fā)射臺站同時開機，但2臺發(fā)射機工作于不同步狀態(tài)時的覆蓋測試結(jié)果。由圖7a可以看出，若2部發(fā)射機工作于單頻網(wǎng)不同步狀態(tài)，則相互造成較大的干擾，原先單獨開機時能正常接收的區(qū)域大大縮小。

圖7 2臺發(fā)射臺同時工作時的測試結(jié)果(截圖)

2個發(fā)射臺站發(fā)射信號同步構(gòu)成單頻網(wǎng)狀態(tài)下的覆蓋測試結(jié)果如圖7b所示。通過測試結(jié)果可以看出，在中央電視塔和某發(fā)射臺兩部發(fā)射機同時開機，且2部發(fā)射機工作于單頻網(wǎng)同步狀態(tài)時，測試區(qū)域中業(yè)務(wù)可用度達到了98%以上，遠超過之前單獨覆蓋的測試結(jié)果，證明了基于衛(wèi)星分配鏈路的單頻組網(wǎng)在實際應(yīng)用環(huán)境中的可行性與有效性。

4 結(jié)論

本文在傳統(tǒng)單頻網(wǎng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了全新的基于衛(wèi)星分配鏈路的國標(biāo)地面數(shù)字電視單頻組網(wǎng)方案。該方案充分利用了衛(wèi)星鏈路的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)勢，節(jié)目分發(fā)鏈路不受地域差異化條件的限制，分發(fā)鏈路設(shè)計規(guī)劃簡便，不需要單獨架設(shè)專用有線分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備成熟度高，轉(zhuǎn)發(fā)延時分布均勻，特別適合于在復(fù)雜環(huán)境下構(gòu)建大范圍的單頻網(wǎng)。測試結(jié)果表明衛(wèi)星分配鏈路的傳輸延時滿足地面數(shù)字單頻網(wǎng)的組網(wǎng)要求，實驗室組網(wǎng)測試和組網(wǎng)覆蓋開路測試結(jié)果均表明，該單頻網(wǎng)組網(wǎng)方案的可行性和有效性，實際覆蓋效果明顯優(yōu)于單發(fā)射站的覆蓋效果。

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責(zé)任編輯：閆雯雯

SFN Structure Based on Satellite Distribution Links for Digital Terrestrial Television Broadcasting Systems

ZHANG Chao1, LI Jinwen2, GAO Peng2, PAN Changyong1,3, LI Xunchun2, QI Wu2, YANG Fang1

(1.TsinghuaNationalLaboratoryofInformationScienceandTechnology,DepartmentofElectronicEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;2.AcademyofBroadcastingScience,SAPPRFT,Beijing100866,China; 3.NationalEngineeringLaboratoryforDTV(Beijing),Beijing100191,China)

In this paper, a novel SFN structure based on satellite distribution networks is proposed. The satellite link will not be restricted by different geographical conditions without dedicated wired distribution networks. The transmission delay of the satellite link is distributed uniformly for different locations which can greatly simplify the network planning. Therefore, it is suitable for constructing national wide or large area DTTB SFN under complicated environments. Laboratory tests and field trials indicate that the proposed scheme can support practical DTTB applications.

digital terrestrial television broadcasting; single frequency network; satellite distribution link

質(zhì)檢公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費資助項目；科技部科技伙伴計劃資助項目

TN94

B

10.16280/j.videoe.2015.16.023

2015-07-14

【本文獻信息】張超，李錦文，高鵬，等.基于衛(wèi)星分發(fā)鏈路的數(shù)字電視單頻網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)[J].電視技術(shù),2015，39(16).