邹元祥先生，上海广播科学研究所所长；
惠新标、倪伟先生，高级工程师
参数的选择
因为在城市移动接收的条件比较差，信号衰减和遮挡严重，信道条件变化很快，一般子载波调制方式选择QPSK或16QAM，保护间隔选择1/4，信道编码率选择1/2或2/3，最低限度是选择QPSK调制、1/4保护间隔、1/2信道编码率。在这种情况下，接收和解调对信号的要求最低，可以应付最恶劣的接收环境，如高层建筑密度极高的区域、高架下面等；但这时候信道能传输的信息量最少，其码流只有4.976Mb/s。可见，接收效果和传输效率是一对矛盾，须要合理取舍。保护间隔可选择最大1/4。保护间隔取值较大时，一方面可以抵抗较长延时的回波，另一方面在发射点较少的单频网中可使发射点距离拉开。采用较小的保护间隔时，远距离发射点产生的延迟时间无法满足要求，这将会造成信号干扰，单频网难以调整。子载波的个数有两种选择：2k模式和8k模式。在移动接收情况下，为了抵抗多谱勒效应，子载波间隔不能太小，因而采用2k模式。
单频网的实施
我们充分利用在国家计委支持下建成的DTV地面广播试验平台，启用位于东方明珠发射塔的39频道DTV发射机(DVB-T标准，功率2.5kW，实际开到1.8kW)，于2002年3月5日开始沿市区主要交通线路进行信号收测。历时两个月，我们对上海121条公交线路进行了信号收测，得出结论：在只有东方明珠塔一个发射点、发射机功率1.8kW的情况下，上海市区覆盖率约为56%；在某些区域，尤其在高楼密集区、高架道路下，存在接收盲区。要解决上海市区的覆盖问题，在现有条件下最经济、快捷的方法是建设单频网。于是，从7月26日开始建第二个发射点，即位于虹桥路广播大厦的发射点；发射机功率1kW，天线高度150m，天线增益11dB。通过大量的调试，于9月8日完成了该点与东方明珠塔上的发射点组成单频网，基本解决了西区覆盖问题。之后于10月12日又完成了第三个发射点，即位于浦东东视大厦的发射点的建设(发射机功率500W，天线高度140m，天线增益11dB)和单频网调试，基本解决了浦东的覆盖问题。2003年2月8日完成了第四个发射点，即位于杨浦区教育台大厦的发射点的建设(发射机功率1kW，天线高度92m，天线增益11dB)和单频网调试，基本解决了东北区覆盖问题。至此，基本完成了上海地区DTV地面广播单频网系统的建设。
上海单频网系统组成
前端系统
数字地面移动电视前端框图如图2所示。其主要设备和软件包括：非线性编辑系统、视音频编码器、数字视音频码流服务器、播出控制软件、码流发生器、数据协议处理和打包机、复用器、同步钟源等。该系统中，使用了我所开发的硬盘播出及其控制系统，播出服务器输出的视频信号经MPEG-2编码系统处理，由单频网适配器发往各发射点。
传输系统
在DTV地面广播移动系统中，传输网络上接单频网适配器、下连单频网同步系统，主要由发送网络适配、网络分配、接收网络适配等部分组成，如图1所示。须要选择合适的传播媒体及其对应的收发适配器，如光缆、微波等，进行点对点或一点对多点分配，并提供各类接口，如ATM、SDH、PDH等。
图1
在上海的系统中，由于有足够的光纤接口，分配网络采用了对ASI信号直接进行光调制并进行光分配传送的方法，使得系统比较简洁。
发射系统
发射系统的主要作用是组成单频网，以实现地面广播覆盖。它由传输网络与发射台组成，各发射台中有调制器(包含单频网适配器)和发射机，还需要一个同步钟源(一般采用GPS)。
图2
单频网适配器的主要功能是在数字码流中插入一个MIP包，以传输同步信号。各点调制器对码流进行抗干扰处理并调制成IF信号，通过发射机上变频为RF信号，经功率放大后通过天线向空中发射。
由于RF信号是宽带数字功率谱，因而天线的带宽十分重要。如果要在同一发射塔上与模拟频道邻频播出，则无须再架设天线和馈线，只要添置一台数字邻频双工器就可实现数字信号在模拟频道的邻频发射。
主要设备包括：数字发射机、调制器、单频网适配器、数字邻频双工器、GPS同步钟源、隙缝发射天线等。该系统中，各发射点的发射设备除东方明珠的发射机外，基本上都是采用我所自行研制的DVB-T发射机、双工器、天线等。
接收端
DTV地面广播移动系统接收设备主要包括：移动接收天线、移动接收机、移动接收控制软件、移动存储软件、显示屏等。该系统中，接收天线采用的是我所研制的高增益全向天线，目前采用的是支持移动接收的MPEG-2机顶盒。
下一步计划
经过一年多的努力，上海DTV地面广播及其移动接收系统已经基本建成。单频网建成后，总体覆盖率达到95%左右，但仍然存在盲区、盲点，除个别区域可采用补点办法解决覆盖问题外，其余须依靠改善接收条件、应用新技术如采用预存储播放的办法。对于过江隧道、地铁等，可通过泄漏电缆达到更理想的覆盖要求。
从反复收测、收看的情况来看，绝大多数收看效果不好的地方是因为接收场强未达到要求(一般要求≥35dBmv/m)，提高接收机的抗干扰能力和灵敏度，采用较高增益的接收天线可以解决这一问题。
在系统前端方面，我们正在/已经研制许多与码流相关的设备，包括：数据协议转换和打包设备、数字电视字幕设备、码流服务器、软件复用器等。目前已经完成了基于MPEG-4的广播系统前端的研制，并使之与接收机配合进行采用MPEG-4压缩的视频广播。这为采用新的压缩方式进行DTV地面广播在前端系统方面作好了准备。
接收机的研制也在进行之中。基于XSCALE的嵌入式接收机的硬件部分已经完成，可以实现DTV地面广播信号的接收、码流处理、MPEG-4节目的解码、MP3解码等功能。存储设备也已经可以使用。目前正在做控制的完善和同步，以及存储设备的存取控制等工作。 (全文完)
摘自《世界广播电视》
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