地面电视数字化整体转换实践研究

1引言

根据地面电视数字化的有关文件的要求，上海市宝山区广播电视台于2016年底开始对原模拟电视频道（UHFDS-35频道）进行数字化整体转换工作，并于2017年5月正式开播地面无线数字电视频道，实现了本台电视信号全面数字化。

2总体设计方案

2.1总体规划。宝山区位于上海市北部，东临长江和黄浦江交汇口，全境东西长约17km，南北约23km，辖区面积约300km2。根据沪文广影视<2016>613号文要求，对宝山区宝山电视台地面模拟电视进行数字化整体转换，建成双国标（AVS+DTMB）地面数字电视DS-35频道单点覆盖宝山城乡，并根据转换后的发射参数，对覆盖范围进行收测，以满足广大人民群众的收视需求。本次整体转换主要涉及频道规划、节目源传输、前端系统、发射机系统、天馈系统和供电系统的改造。2.2技术方案。（1）频道规划宝山电视台发射塔高度为116m，电视无线播出使用DS-35频道，发射功率为1kW，目前正在使用。根据沪文广影视<2016>613号文件及附件2规定，宝山电视台原模拟电视频道DS-35可以直接作为数字电视频点，无需改频。（2）节目源及传输链路东方明珠提供NGB-W试点9套标清节目信号源（包含宝山一套本地节目），宝山电视台提供宝山一套标清节目（或高清节目）作为本地节目主路信号源。东方明珠与宝山电视台之间通过东方有线所提供的光纤链路进行节目传输。（3）发射站点的频道信息和国际模式参数宝山发射台站的信息表如表1所示。国标模式参数表如表2所示。（4）整体转换前端系统技术方案DTMB前端系统图如图1所示。控制原理为，东方明珠NGB-W前端机房提供9套AVS+编码的标清节目包，每套节目的码率1.8Mbps，总码率为16.2Mbps（其中，已包含一套取自东方有线前端机房的“宝山一套”本地标清节目，亦作为宝山一套的备路节目信号源），通过东方有线光纤链路传输至宝山电视台发射机房；经光电转换接收、IP-ASI适配转换后送到EMR综合处理器（EMR媒体综合处理平台是全信源、全信道、全功能的数字电视处理平台，具备完成信源处理、复用加扰、调制解调等功能，兼容多种板卡混插，具有强大的功能融合性），在EMR中先通过解复用滤掉宝山一套节目，送出8套标清节目包给复用器。宝山电视台提供宝山一套本地主路标清节目SDI信号源，经AVS+高清编码器编码（标清码率2Mbps；如果今后播出高清节目，码率保留8Mbps）。AVS+编码器输出2路ASI信号：其中一路送给复用器与东方明珠8套节目再复用，打包成完整的9套标清节目包，再送给ASI切换器；另一路ASI信号直接送给ASI切换器。该方案中之所以没有采用直接转发东方明珠现成的9套标清节目包，一是因为取自东方有线的宝山一套信号源中间环节多、安全性差，多次编解码后延时较大、图像质量也有下降；二是可以作为备份，如果本地AVS+编码器发生故障时，可以应急转播东方明珠信号源；另一个重要原因是如果今后开播无线高清本地频道，还是需要执行这一方案，所以一步到位。ASI切换器输出到主备发射机系统（应急切换时，只保证宝山一套本地节目播出），最后通过宝山电视台的DS-35频道发射。宝山电视台宝山一套本地节目采用不加密清流播出。2.3系统设备。本次地面电视数字化整体转换方案所有设备列表如表3所示。其中，新添置1台DS-35主发射机，DS-35备发射机是由原1kW模拟电视发射机数字化升级改造而来。

3整体转换方案的实施

3.1发射机系统。新添的一台全新的1kW数字电视发射机作为主机，数字前端包括光电转换器、IP交换机、IP-ASI适配器、复用器以及码流切换器，构成一套完整的数字电视信号系统，但还缺少一台备份发射机组成“1+1”双机冗余。由于原有的1kW全固态模拟电视发射机是在2012年采购的，使用还不到5年，而且当初购置时，就考虑到了模转数的可行性，所以，此次通过更换激励器和滤波器，升级成国标DTMB数字电视发射机做为备机；由于模拟发射机和数字发射机的功率差异，原模拟1kW发射机改造后，相当于数字发射机300W左右，虽然比起主机功率小了不少，但也能构建地面数字电视发射机系统“1+1”主备最小冗余。另外，主备发射机的同轴倒换开关也沿用原设备，不做变动。3.2天馈系统。因频率不变，数字电视发射机功率变动不大，故采用原有DS-35天馈系统，无需对天馈系统进行改造。宝山电视台天馈线参数表如表4所示。3.3供电系统。宝山电视台发射机房原有配电系统已具备双路市电自动倒换电力柜和30kVA三相UPS电源，满足数字电视发射机供电需求，故本次整转保持原有供电系统无需改造，只需分别引两路低压供电到前端设备机柜。考虑到前端设备属于重要核心设备，以及考虑到系统连接的安全性和便利性，因此把地面数字电视系统的前端设备全部放置到发射机房的前端设备机柜中，机柜配有市电和UPS电源两路供电，双电源设备分别接市电和UPS电源，单电源设备全部接入UPS电源供电。3.4信号覆盖收测。3.4.1测试内容。宝山电视台地面数字电视35频道站点已完成数字化转换。为了能够全面、准确反应宝山区DS-35覆盖性能和效果。2017年2月下旬，对宝山区DS-35的的覆盖进行移动收测和固定收测，对采集到的数据进行分析统计，得出以实际数据为基础的DTMB网络整体覆盖情况。3.4.2测试方法及数据分析。（1）移动接收宝山发射台的发射功率为800W时，采用高度为4m的八木定向天线垂直架设（垂直极化）固定接收，覆盖半径约为22.6km，覆盖半径内覆盖质量客观评估等级在“满意”条件以上的，即电平值≥-83dBm以上的占总采样点的90%。宝山电视台发射塔水平接收距离9.2km以内区域，采用单根为4m的八木定向天线垂直或者水平架设（垂直或水平极化）固定接收，均可良好接收宝山台信号。（2）室内外固定接收设备采用家用7单元八木天线、普通机顶盒、内置DTMB电视机和便携式场强仪等，从场强数值和电视机接收的图像稳定性和清晰度来分析判断信号覆盖情况。从接收的效果来看，离发射塔较近，且开阔的室外，信号强接收效果比较好，图像稳定清晰，即使采用普通的拉杆天线也能稳定接收，无马赛克现象。在离发射塔相对较远的地方，室内信号覆盖不理想，有的收不到信号，有的图像卡顿静帧并经常出现马赛克现象，把天线架到室外后，接收效果有明显改善。3.4.3DS-35频道无线发射覆盖情况。由宝山电视台发射塔构成的DS-35频道地面数字电视广播单频网（中心频率690MHz，发射功率800W），采用国标推荐工作模式4（C=1，0.8，16QAM，PN=595，交织=720），基本覆盖宝山区的室外DTMB用户。

4结束语

宝山区地面数字电视广播发射站点的建成，实现了模拟无线电视的数字化转换，转换后的数字电视收视效果相比模拟电视，图像质量明显提高，没有了模拟电视时的重影和雪花噪点，让广大观众能更好地收看宝山一套本地节目；同时，地面数字电视也是对不能收看有线数字电视的用户的有益补充，居民可以多一种选择，免费收看本地节目和CCTV-12电视节目。接下来，要做的就是尽快开播宝山一套高清地面数字电视频道，满足人们收看更高质量电视节目的需求，这对于提高宝山区的广播电视公共服务能力具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]杨森,许雷.南通地面数字电视系统的建设实践[J].广播与电视技术,2017(10):112-114.

[2]GB20600-2006.数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制.2006.

[3]GB/T26666-2011.地面数字电视广播传输系统实施指南.2011.

作者:须斌 单位:上海市宝山区广播电视台