GB/T26666-2011
地面数字电视广播传输系统实施指南
Implementationguidelinesfortransmissionsystemofdigitalterrestrialtelevisionbroadcasting
- 中国标准分类号（CCS）M63
- 国际标准分类号（ICS）33.160
- 实施日期2011-11-01
- 文件格式PDF
- 文本页数43页
- 文件大小836.59KB
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地面数字电视广播传输系统实施指南
国家标准 GB/T26666一2011 地面数字电视广播传输系统实施指南 Implementationguidelinesfortransmissionsystemmof digitalterrestrialtelevisionbroadcasting 2011-06-16发布 2011-11-01实施 中华人民共利国国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/26666一2011 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 术语和定义、符号及缩略语 术语和定义 符号 缩略语 系统概述 工作模式 发射机输人信号 发射系统输出信号 地面数字电视广播网络的基本描述 多频网(MFN) 5.1 单频网(SFN) 5. .2 包含局域sFN的MFN 15 补点器 5 15 设立地面数字电视广播发送系统 16 使用现有天线 17 地面数字电视广播新建天线 6. 18 地面数字电视广播节目信号分配网络 18 -次分配的基本概念 18 同步 网络监控 20 SFN工作 20 8.1SFN主要特性 20 8.2可能的实现方式 20 8.3SFN建网要求 2 8.4对一次分配网络的要求 R 2 单频网的同步实现方 案 22 5 s 地面数字电视覆盖网络规划 214 9.1固定接收和移动接收的覆盖 214 97 2 最小场强 25 9.3与现有(地面模拟电视)业务的共用 38 39 参考文献
GB/I26666一2011 前 言 请注意,本标准的某些内容有可能涉及专利
本标准发布机构不应承担识别这些专利的责任 本标准由国家广播电影电视总局提出. 本标准由全国广播电影电视标准化技术委员会归口
本标准起草单位;国家广插电影电视总局数字(高清晰度)电视标淮工作组、数字电视地面传输国家 标准特别工作组、广播电视规划院、北京北广电子集团有限责任公司、北京同方吉兆科技有限公司
本标准主要起草人;章之俭、韦博荣、陈兆武、邓向冬、冯景锋、高风青、高少君,何剑辉、李锦文、 李明亮,李庆国、李熠星、刘骏、,速贵祯、孙军、王京玲、杨知行、张晓林,朱云怡
GB/26666一2011 引 言 GB206002006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》已于2006年8月1日发 布，2007年8月1日起实施
考虑到GB206002006的地面数字电视广播传输系统标准实施的复杂 性,为有效指导我国地面数字电视广播产业发展,规范地面数字电视广播系统建设和运行,确保地面数 字电视广播质量,特制定本标准
GB/T26666一2011 地面数字电视广播传输系统实施指南 范围 本标准规定了符合GB20600-2006的地面数字电视广播传输系统的主要特征,给出了建立符合 GB206002006的广播网络的指导性意见,包括对单频网和多频网网络结构的一般性描述、节目分配、 与模拟电视共用发射站点的可能性和制约性以及网络规划等内容
本标准适用于符合GB206002006的地面数字电视广播系统,可作为建立地面数字电视广播网 络的技术依据,用于规范并指导广播网络的实施和运行
规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款
凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本
凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本标准
GB/T144331993彩色电视广播覆盖网技术规定 GB/T17881一1999广播电视光缆干线同步数字体系(SDH)传输接口技术规范 GB/T17975.1一2000信息技术运动图像及其伴音信息的通用编码第1部分:系统(IsO/ IEC13818-1;2007,MOD GB/T192632003MPEG-2信号在sDH网络中的传输技术规范 GB206002006数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制 GB/T26252一2010VHF/UHF频段地面数字电视广播频率规划准则 aYT229.1一208地面数字电视广播单赖网适配器技术要求和测量方法 术语和定义、符号及缩略语 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本标准 3.1.1 基本数据块datablock 待传输的信源码流经过加扰,前向纠错编码、映射与交织后形成的特定长度(3744个符号)数据块
3.1.2 系统信息yseminomationm 系统信息为每个信号帧提供必要的解调和解码信息,包括符号星座映射模式、前向纠错编码效率、 交织模式、帧体数据处理模式等信息的指示
3.1.3 帧体framebody 基本数据块和系统信息组合后经体数据处理形成的3780个符号长度的数据块
3.1.4 帧头fri rameheader -段已知的伪随机序列,可用于系统同步、信道估计与均衡 3.1.5 信号帧signalframe 帧头和帧体组合后形成的数据块
GB/26666一2011 3.1.6 射频保护率RFproteetionratios 保证正常接收条件下,接收机输人端欲收信号与非欲收信号的最小功率比,以分贝dB)值表示
3.1.7 前向纠错编码效率forwarderrorcorrectioncoderate 前向纠错编码中信息位在码字中所占的比重
3.1.8 净荷数据率pyoaddata rate 传输系统允许的纠错编码前的有效信息速率 3.1.9 时域符号交织 imcdmainsymolinterleain ng 在多个星座符号的序列中星座符号传输顺序的重新排列
3.1.10 比特符号bitsymbol 前向纠错编码输出的比特数据流中每b个比特定义为一个比特符号,对应于64QAM,32QAM 16QAM、4QAM和NR-4QAM映射,b=6、5、4、2、l
3.1.11 载噪比门限cearriertonoiseratiothresholdl 接收机为正常接收所需的最小信号功率与噪声功率比,以分贝(dB)值表示
3.1.12 峰均比peak-to-averageratio 已调信号的峰值功率与平均功率之比,以分贝(dB)值表示
3.1.13 补点器gapfiler 将接收到的地面数字电视广播RF信号转发到服务区间隙或未被覆盖区域的设备
3.1.t 14 有效辐射功率efeetiveradiatelpower 发射天线的输人功率与该天线在最大辐射方向上相对半波偶极子增益的乘积
3.1.15 多普勒频移dopplerfrequeneyshift 接收天线相对于发射天线运动时接收信号频率相对发射频率的偏移量 3.2符号 B 接收机噪声带宽 映射到一个星座符号的比特数 Bw欲收信号的带宽 系统子载波数 地点校正因子(dB) C/N载噪比 Ed最小中值等效场强(dBpV/m) En最小等效场强(dBpV/m 接收机噪声系数 F，在计算天线增益时考虑的工作频率 F
在计算天线增益时所用的参考频率
GB/T26666一2011 玻尔兹曼常数 L山e每个信号帧中有效数据符号数 Lpam
每个信号的数据符号长度 L建筑物穿透损耗(dB ！ 馈线损耗(dB g.l.)(dB v 高度损耗(10ma.g g.l
1.5ma.g M 交织深度 PR保护率 PR(CCI)同频道保护率 "人为噪声容差(dBy 接收机输人端等效噪声功率 " 接收机最小输人信号功率 前向纠错编码效率 RrER8 R星座符号率 R系统净荷数据率 7 绝对温度 输人阻抗Z匹配条件下的接收机最小输人信号电压 接收机输人阻抗 声mm最小功率通量密度(dBw/mr) 中最小中值功率通量密度(dBw/m 3.3缩略语 AALATMAdaptationLayerATM适配层 bovegroundlevel地平面之上 a.g.l AsynchronousTransferMode异步传输模式 ATM BERBitErorRatio误比特率 CAConditionalAccess条件接收 ECMEntitlementControlMessage授权控制信息 EMNMEatitlementMaagementMesage授权管理信息 ErBltetonicProwam.Gude电子节目指南 ERPEfetieRdhacdPowe有效斩射功率 FEC ForwardErrorCoreetion前向纠错 FM FrequencyModulation调频 GPSGlobalPositioningSystem全球定位系统 HDTVHighDefinitionTelevision高清晰度电视 I正F IntermediateFrequeney中频 IFFTInverseFast FourierTtansform快速傅立叶逆变换 MATVMasterAntennaTelevision共用天线电视 MFNMuli-FrequeneyNetwork多频网 MPEGMovingPieture Group活动图像专家组 Experts NRNordstromRobinsonNordstrom Robinson准正交编码映射 PAL PhaseAlternatingLine逐行倒相制式 PCRPro Clock Relerenee节目时钟参考 rogram PDHPlesiochronousDigitalHierarchy准同步数字系列
GB/26666一2011 PNPseudo-randomNoise 伪随机噪声 PTSPresentationTimeStamp显示时间戳 QAM QuadratureAmplitudeModulation正交幅度调制 射频 RFRadioFreguency RMSRootMeanSquare(value)均方根值 SAwSurfaceAcoustiewave 声表面波 SDHSynchronousDigitalHierarchy同步数字系列 SDTV StandardDefinitionTelevision标准清晰度电视 SingleFrequeneyNetwork单频网 sFN sH SuperHighFrequency 超高频 SecondFrame 秒顿 9 Packet秒赖初始化包 Secondiramelnitialization sTM ynehronousTransportModule同步传输模块 STssynchronizationTimeStamp同步时间戳 TSTransportStream 传送流 UHFUltra-HighFrequeney特高频 VHF VeryHighFrequency甚高频 系统概述 地面数字电视广播传输系统发送端完成从输人数据码流到信道传输信号的转换
输人数据码流经 过扰码器(随机化),前向纠错编码(GFEc),然后进行比特流到星座符号流的星座映射,再进行交织后形 成基本数据块,基本数据块与系统信息组合(复用)后经过帧体数据处理形成帧体,帧体与相应的头 PN序列)复接为信号(组),经过基带后处理转换为基带信号
该信号经过正交上变频再转换为 UHF或VHF频段范围内的射频信号
地面数字电视广播传输系统发送端原理框图如图1所示
赖头 数据输入 前向纠错 星座吹时 随机化 带 正心 与交纵 编码 组 后处 上变 l锁体 畅 已调信号输出 理 数据 |处理 系统信息 发送端原理框图 4.1工作模式 4.1.1映射方式和前向纠错编码效率 为了满足不同的传输需求,标准提供了五种不同的星座映射方式;64QAM.32QAM、16QAM、 4QAM和4QAM-NR,与星座点相对应的比特符号分别为6比特、5比特、4比特,2比特、1比特
其中 4QAM-NR的星座映射方式和4QAM相同,不同点是在做4QAM映射之前先进行NR编码
图2给 出各种映射方式的星座映射图,它规定了比特符号与星座点的对应关系
GB/T26666?2011 10000o 100001 100o11 100o10100110 10011t 100101 10010o 101000 101001 101011 101010 101100 101110 10111t 101101 ? (hhh,ho 11000111001 111011 11010111110 111101 111100 1ll1ll 110000 1011 110010 110110 11011 110100 l10001 110101 010000010001 o1001m o10010o101100101m o1o101 o1o100o 011000011001 011011 011010 011110 011111 011101 011100 001000 001001 00101 001010 001110 001ll1 00101 001100 0000000000o1 000o11 000010000110000111 000101 000100 64QAM 10111 10011 11011 1l11l ? 7.5? (hhho 1010 0o11l 00011 01011 0111l 1010 4.5 10110 00110 00010 01010 o1110 1110 1.5 -7.5 4.5 1.5 7.5 o10000100 0000 0100o 01100 1l100 0000 00101 0001 01001 01101 11000 -4.5 10101 0001 11001 l101 -7. 32QAM ?2??
GB/26666一2011 1000 1001 101 1010 比特颗序 (bho 1100 1101 111 1110 0100 o101 0111 0110 0000 0001 001m 0010 oAM 比特顺序 bh 10 l 4.5 -4.5 4.5 00 01 4QAM 图2(续 对于相同的顿头模式和相同的前向纠错编码效率,4QAMNR的净荷数据率是4QAM的1/2 16QAM,64QAM的净荷数据率分别是4QAM的2倍和3倍
对于相同的前向纠错编码效率,在相同 的信道条件下,4QAM抗干扰能力最强,64QAM相对最差 为了确保地面数字电视信号传输的坚实性,采用了前向纠错编码和时域符号交织等方法 GB206002006规定了以下三种前向纠错编码效率 -0.4(3008/7488); -0.6(4512/7488); -0.8(6016/7488) 其中,0.4前向纠错编码效率具有最高的纠错能力,同时具有最大的冗余度,这种模式适用于强干 扰信道
相反,0.8前向纠错编码效率具有最低的冗余度,同时纠错能力也最低 特定传输模式的性能取决于前向纠错编码效率和映射方式的组合效果
从性能上不能把信号星座 映射方式的选择和前向纠错编码效率的选择孤立开来
表1是GB/T26252一2010中给出的各种星座 映射方式和前向纠错编码效率的组合在高斯信道、莱斯信道(信道模型见表2)和瑞利信道(信道模型见 表3)下的载噪比门限值
在莱斯信道和喘利信道下,载噪比门限值可能随接收机实现水平的提高而有 所改善
GB/I26666一2011 表1载噪比门限 载噪比门限 前向纠错 dB 映射方式 编码效率 高斯信道 莱斯信道 瑞利信道 4QAM 2,5 0. 3.5 16QAM 0,4 8.0 9.0 10,0 64QAM 0. 14.o 15.0 16.0 QAM 0.6 4.5 5.0 7.0 16QAM 0,6 l1.0 12.0 14.0 0,6 17.0 20.o 64QAM 18.0 4QAM-NR 0.8 2.5 3.5 4.5 4QAM 0.8 7.0 8.0 12.o 16QAM 0.8 14.0 15.0 18.0 2QAM 0.8 16.0 17.0 21.o 64QAM 0.8 22.0 23.0 28.0 表2莱斯信道模型 相对幅度 延时 相位 路径 dB 1s 主径 回波1 -19.2 0.518650 336.0 回波2 -36,2 1.003019 278.2 26.4 5.422091 回波3 195.9 回波4 -21.8 2.751772 127.o 回波5 -23.l 0,602895 215.3 回波 -35,6 1.016585 31l.l -27.9 0.143556 226.4 回波7 -26.1 3.324886 回波8 330.9 回波9 -19.3 1.935570 8,8 回波10 -22.0 0.429948 339.7 回波11 -20,5 3.228872 174.9 回波12 -23,0 0.848831 36.0 回波13 -24.3 0.073883 122.0 -26,7 0.203952 回波14 63.0 回波15 -27,9 0,194207 198.4 回波16 -23.8 0.924450 210.0 回波17 -30.1 1.381320 162.4 0,640512 回波18 -24.5 191.0 回波19 -23.1 1.368671 22.6
GB/26666一2011 表3瑞利信道摸型 相对幅度 延时 相位 路径 d 4s 回波1 -7.8 0.518650 336.0 2 回波2 -24.8 1.003019 278. 回波3 -15,0 5 .422091 195.9 回波4 -10.4 772 127.0 回波5 -ll.7 0.602895 215.3 回波6 -24.2 .016585 311. -l6.5 143556 回波 226.4 153832 回波8 -25.8 62.7 回波9 -14.7 3.324886 330.9 935570 回波10 8.8 回波11 -10,6 429948 339.7 9. 回波12 174.9 回波13 -1l.6 0,848831 36.0 回波14 -12.9 0.073883 122.0 回波15 -15.3 203952 63.0 回波16 -l6.5 194207 198. -12.4 0,924450 回波17 210.0 -18.7 1.381320 回波18 162.4 回波19 -13.1 0.640512 191.0 回波20 368671 22.6 如表1所示,对于莱斯信道,在4QAM映射方式下0.8前向纠错编码效率的载噪比门限值比0.！ 前向纠错编码效率的约高4dB,16QAM映射方式下0.8前向纠错编码效率的载噪比门限值比0.4前 向纠错编码效率的约高6dB,64QAM映射方式下0.8前向纠错编码效率的载噪比门限值比0.4前向 纠错编码效率的高约8dB
对于瑞利信道,上述载噪比门限值的变化更大 比较具有相同净荷数据率的映射方式与前向纠错编码效率组合的载噪比门限值例如(16QAM,0.6) 与(64QAM.0.4)以及(16QAM,0.4)与(4QAM,0.8)可以看出在不同信道下映射方式与前向纠错编码 效率组合的影响
对于移动接收,映射方式和前向纠错编码效率的选择依据它们在动态多径条件和多普勒频移条件 下的性能
表4示出若干星座映射方式和前向纠错编码效率组合在动态多径模型下的载噪比门限和相 应的多普勒频移.其中动态多径模型见表5.(c/N是在多普勒频移为70Hz时正常接收所需的最小 载噪比,相应的多普勒频移是在载噪比大于(c/N)值3dB条件下保证正常接收时允许的最大多普勒 频移
GB/T26666一2011 表4动态多径性能 C/N)m十3dB的fa对应的速度 fa=70Hz2 C/N)m 前向纠错 km/h c/) 映射方式 3dB的 编码效率 dB Hz 65MHz 200MHz 700MHz 500MHn 4QAM 0.4 162 2692 875 350 250 16QAM 0.4 12 134 2226 724 290 207 799 228 10 2459 20 QAM 0.6 148 16QAM 17 116 1927 626 251 179 0,6 4QAM-NR 0.8 62 2692 875 350 250 4QAM 1！4 664 0.8 123 2044 266 190 表5动态多径模型 相对幅度 延时 路径 多普勒类别 dB "s 路径1 莱斯 路径2 莱斯 0.2 路径3 莱斯 0.5 路径4 1.6 莱斯 8 路径5 2.3 莱斯 路径6 莱斯 一10 5.0 4.1.2帧头模式 地面数字电视传输系统通常工作在复杂的多径信道条件下,如来自不同建筑物和不同地形地物的 反射信号,以及在单频网环境下,一台接收机会同时接收到来自相邻发射机的发送信号,并将其作为回 波信号处理
多径信号的存在会对接收机的接收性能产生很大的影响,造成系统的误码率变大.以至于 不能正常接收
国家地面数字电视标准的基本传输单元为信号赖,信号锁由胁头和赖体两部分组成倾头是能提供 快速同步和高效信道估计与均衡的PN伪随机序列
为了对抗不同时延长度的多径干扰,标准提供了 三种不同长度的头模式,如表6所示
表6帧头模式 顿头模式 顿头符号数 顿头长度 信号长度 模式1(PN420 4200个符号 420 55.564s 595 模式2(PN595 饿7" 4375个符号 模式3(PN945 945 125丝s 4725个符号 帧头长度越长,越有利于抵抗长时延回波,但会降低系统的净荷数据率
较大范围的的单频网可以 考虑选用较长的帧头模式
GB:/T26666一2011 4.1.3子载波数 GB206002006有两种子载波数选项;C=1和C=3780
两种子载波模式具有统一带宽、统一净 荷数据率、统一定时时钟,统一系统信息和统一赖结构,它们实现的区别在于是否经过IFrT处理单元
除IFFT单元之外,系统其他功能单元完全共用,具有相同的实现结构
4.1.4交织模式 GB20600一 -2o采用了时域符号交织技术以挑高抗脉冲噪声干扰的能力
时城符号交织是在多 个信号帧中进行的
数据符号间的交织采用基于星座符号的卷积交织
GB206002006规定了两种 交织模式,这两种交织模式的交织深度与参数M(延迟缓存单元缓存符号数)有关.M=720的模式为长 交织,M=240的模式为短交织
长交织用于对付较长的突发传输错误,严重的脉冲噪声或者衰落,通常会产生较长的突发传输 错误
4.1.5系统信息 系统信息是信号帧中的重要组成部分,系统信息符号是帧体数据的一部分,每个信号帧中均包括 36个系统信息符号,主要用来标识系统的工作模式,为每个信号帧提供解调用信息,包括 -符号星座映射方式; 前向纠错编码效率; 交织模式 子载波数 地面数字电视系统中的系统信息采用扩频加walsh码保护的方法,以保证在复杂恶劣信道中系统 信息的可靠恢复
系统信息的生成方法见GB20600-2006的4.6.3,而64种系统信息矢量及其所指 示的系统工作模式见GB20600一2006附录G 4.1.6系统净荷数据率 地面数字电视传输系统可以支持在8MHz带宽内传输4.813Mbit/s到32.486Mbit/s的净荷数 据率
影响系统净荷数据率的参数有: 前向纠错编码效率; 星座映射方式; -帧头模式
系统的净荷数据率与星座映射模式,前向纠错编码效率、帧头模式有关,计算公式如式(1)所示
1 Ru=R、×b×Rr×(L Ldia/fmm 式中: 系统净荷数据率; Ru 星座符号率(7.56MSps) R -每个比特符号的比特数(64QAM:b=6;32QAM:b=5;16QAM:b=4;4QAM:b=2; 4QAM-NR:b=1); -前向纠错编码效率(3008/7488、4512/7488、6016/7488); RrB 每个信号帧中有效数据符号数(3744个符号) Lde 信号颤长度,即每个信号赖的符号数(4200、4375、4725个符号》. Lfant 根据上式,系统净荷数据率如表7所示
10
GB/T26666一2011 表7系统净荷数据率 单位;Mbit/s 信号顿长度 4200个符号 前向纠错编码效率 0.6 0.8 4QAM-NR 5.414 4QAM 5.414 8.12 10.829 映射 16QAM 10.829 16.243 21.658 32QAM 27.072 64QAM 16.243 24.365 32.486 信号顿长度 4375个符号 前向纠错编码效率 0,8 4QAM-NR 5.198 4QAM 5.198 7.797 10.396 映射 16QAM 10.396 15.593 20.791 32QAM 25.989 64QAM 15.593 23.390 31.187 信号顿长度 4725个符号 前向纠错编码效率 0,6 0,8 4QAM-NR 4.813 4QAM 4.813 7.219 9.626 19.251 映射 16QAM 9.626 14.438 32QAM 24.064 64QAM 14.438 21.658 28.87？7 注:斜线代表该模式组合不在GB206002006规定之内
系统净荷数据率与星座映射模式、前向纠错编码效率的关系见图3
系统净荷数据率 35 PN945 30 pN595 25 42o 20. 15 10 AMNR AM4QAN 38oAI6oAM 64QAM 0.8 NR 4QAM 16QAM" M32QAM 64QAM RCO.4 M4QAMNR M16QAM 32QAM 64QAM 星座映射模式 图3系统净荷数据率 11
GB:/T26666一2011 4.2发射机输入信号 发射机输人码流应符合GB/T17975.1一2000的规定,可以包含多个电视节目和仅有声音/数据的 业务
本条对业务的比特率需求给出指导性意见,解释某些与GB/T17975.1-2000相关的术语
单 频网(SFN)中对输人码流同步的要求在本标准的第8章中描述
GB206002006标准规定了从4.813Mbit/s到32.486Mbit/s范围一系列可用的比特率,即系统 净荷数据率
在规划时,应该对不同种类业务所需比特率有一个规定
由于视频编码产生的损伤与压 缩算法、压缩比特率,压缩级联次数密切相关,因此对播出末级采用何种码率应与采集、收录、编辑、上载 等环节进行综合考虑
对于MPEG;-2的sDTV系统来讲,大多数的电视节目在最终播出采用4Mbit/s 到5Mbit/s的比特率可以达到比较满意的质量,而一些画面较为苛刻的电视节目如体育比赛)可能需 要6Mbit/s或更高的比特率才能达到令人满意的效果
对于HTV节目,采用MPEG-2视频压缩算 法,目前20Mbit/s的比特率可以达到较好的质量
随着信源编码技术的提高以及新算法的成熟,开展 各种业务所需比特率也将不断降低
采用MPEG-1层立体声编码的音频码率通常为192kbit/s或256kbit/s,根据目前的测试结果
某些新的算法可以在128khit/达到较好的质量
5.1声道环绕声可以采用320kbit/到448kbit/s 的比特率,具体比特率的选择主要取决于压缩算法
模拟电视通过选择RF频道来选择电视节目,而地面数字电视广播可以在单个频道内提供多个节 目,电子节目指南(EPG)将会帮助观众选择节目
EPG所需的比特率依赖于传输的节目数量、提供节 目信息的详细程度和播发周期等,目前一般需要200kbit/s到1Mbit/s
如果系统具有条件接收功能,前端需要播发EMM、ECM等信息因此需要为CA系统预留一定的 带宽
CA系统使用的比特率主要取决于其实现方式和用户数量,以及是否使用了同密的多个CA,目 前一般需要100kbit/s到500kbit/s
如果系统开通了数据广播业务,前端需要播发数据广播业务信息,因此还需要为数据广播系统预留 -定的比特率
其使用的比特率主要取决于数据广播的业务种类和具体需求,应根据应用需求计算所 需的比特率
在总体上,对每种业务可以分配一个固定比特率,也可以使用可变比特率
一些MPEG编码和复 用设备允许对每个业务提供比特率动态控制,如统计复用
它可以根据业务内容动态分配各个业务所 用的比特率
但是如果后级存在解复用一再复用处理时,动态复用的码流会对再复用造成困难 4.3发射系统输出信号 4.3.1信号功率定义 地面数字电视信号的功率定义为在信号带宽内信号功率的平均值
4.3.2频谱模版 发射系统输出信号中,邻近频道的频谱并没有完全消失,其电平大小取决于信号产生之后的预滤波 器,功率放大器的非线性失真和放大器之后的滤波器等特性
地面数字电视广播信号的带外辐射对邻频道信号造成干扰
需要对这些带外频谱的衰减量作出规 定
GB206002006中规定了两种频谱模板: 当数字电视发射机和模拟电视发射机(PAL制模拟电视)位于同一个发射台,并且数字电视发射机 使用的频道位于模拟电视发射机的上邻频或下邻频时,数字电视发射信号频谱应满足的模板如图4所 示
数字和模拟电视可非极化辨识;并且两种发射机的辐射功率相同
如果两个发射机的辐射功率不 同,需要按比例进行修正
12
GB/T26666一2011 dB dB -10 -10 一20 -20 -30 -30 -40 一50 -50 60 60 70 -80 -80 -90 -90 -100 -100 -12 -1I0 10 12 MHz 图4同一个发射台中数字电视发射频道位于模拟电视发射频道的上邻频或下邻频时的 数字电视发射信号频谐模板 当数字电视信号的相邻频道用于其他服务(如更小发射功率)时,可能需要使用具有更高带外衰减 的频谱模板,如图5所示
dB dB -10 -10 -20 -20 -30 30 -40 40 -50 -0 -60 60 70 -70 -80 -80 90 -90 -100 -100 -110 -110 -10" -120 12 -10 10 12 Miz 图5严格条件下的频谱模板 图中频谐衰减量为频带外给定频率处4kHz带宽内测得的功率与8MHz带宽内信号总功率之比
4.3.3保护率 在进行地面电视广播网络或者单个发射台站规划时,必须考虑传输系统之间的相互干扰,这些系统 可以是相同的,也可以是不同的
一般采用保护率来描述系统抗其他系统信号干扰的能力
保护率为 13
GB/26666一2011 在给定的欲收信号的客观或主观损伤门限点,接收机输人端欲收信号功率与干扰信号功率之比 所有工作模式的保护率都应该通过测量确定
测量通常在规定的实验室环境下进行
保护率的大 小不仅与系统相应工作模式的性能有关,而且还依赖于系统设备的实现水平
同频道保护率主要取决 于系统性能-邻频道保护率取决于干扰信号在欲收信号频道中的带外成分大小(见4.3.2)和接收机的 频道滤波器
GB/T26252中给出了地面数字电视广播系统抗地面数字电视广播信号和模拟电视广播 信号干扰的保护率
在地面数字电视广播实施过程中,接收机的保护率性能可能会有改善,所以保护率 规定将会随技术进步而作相应调整 地面数字电视广播网络的基本描述 51多频网(MN 5.1.1MFN原理 地面数字电视广播多频网(MF)利用多个频率实现相同节目的覆盖 为满足较大区域覆盖要求， MFN需要较多数量的频道资源
频道数量取决于传输系统的坚实性,即依赖于调制模式,前向纠错编 码效率以及网络构建的最终目标(全区域覆盖或仅覆盖人口密集区域》
5.1.2MFN的频率资源需求 按MFN规划的地面数字电视广播网络所需的频道数和传统地面模拟电视广播网络大致相同
为 某一区域提供一个电视信号覆盖所需的频道数量,MFN远远高于单频网(SFN) 根据模拟电视所用频道的密集程度,可以在不对现有业务产生明显影响的情况下增设一些地面数 字电视发射机
在这种情况下 个地区内只可能在严格限定的服务区域内提供本地数字电视广播业 务
但是,随着模拟业务的逐步退出,地面数字电视广播能够实现更大区域的覆盖 为了避免干扰,每个发射机的发射频率和功率都必须进行严格计算,确保在网络内部和外部的所有 发射机不会相互干扰
当要对一个尚未覆盖的区域开展地面数字电视业务时,必需通过覆盖网络规划 见第9章)为这个区域寻找合适的频率,并进行相应的频率协调
5.1.3非同步工作 在MFN网中,发射机不需要遵守同步发射规则
相比SFN,MFN对本地或区域性业务的配置十 分容易
单频网不能为整个覆盖区的某一部分提供额外的业务
然面,可以采用由少量发射机构成的 SFN开展区域覆盖业务
5.1.4额外功率需求 由于电磁波的地面传播特性,在距离发射机一定距离上接收到信号的功率会随接收位置变化而剧 烈变化,而随时间变化的变化却较小
由于数字信号的传输质量不随接收信号功率的衰减而逐渐恶化， 而是在某一个门限处突然恶化(峭壁效应),因此为了补偿信号随接收位置的衰落,保证在服务区边缘的 信号覆盖质量,需要留有约10dB一20dB的ERP裕量
如果通过采用与相邻发射机的服务区重叠的办法实现全区域覆盖,由于来自不同发射机的信号强 度随位置的变化是不相关的,因此在重叠区域内给定的位置上,并非所有来自不同发射机的信号都具有 相同的衰减
这样,接收机可以选择最强的信号,不必像上面讨论的那样来考虑额外功率
在使用了sFN技术后,在距离发射机一定距离上来自不同发射机的信号使得接收信号功率随接收 位置变化的起伏减小,见5.2
5.2单频网(SFN 5.2.1基本原理 在SFN中,所有的发射机都被相同的码流信号调制,并在相同的时刻以相同的频率进行发射
由 于地面数字电视接收机具有多径信号处理能力,因此接收天线上接收到的多个发射机的的信号都可能 14
GB/T26666一2011 对接收有贡献
然而,SFN技术存在一种叫网络自干扰的局限
如果从远距离发射机来的信号延迟大于接收设备 的多径延迟处理范围,那么这个信号对于有用信号来说将变为干扰信号
这些信号的强度取决于传播 环境,而且会随着时间的变化而变化
对于给定的发射机间距,选择较长的帧头长度可以有效降低 sFN的自干扰
但是应该注意.,糊头长度外的延迟信号对有用信号的干扰影响取决于接收机的设计 为了完全消除网络自干扰,可以把两个发射站的间距控制在赖头长度所对应的距离内,但是这是一种保 守的设计,其组网效率较低
当然即使如此,帧头长度内的延迟信号也会导致正常接收所需载噪比的 劣化 5.2.2频谱使用效率 使用sFN技术,可以实现同一业务采用相同的频率在较大区域内进行覆盖
因此,SFN的频谱使 用效率要比MFN高得多 SFN覆盖区域内的缝隙很容易填补,只需要增加新的同频道补点器,而不需要占用额外的频率
5.2.3功率效率 SFN不仅具有较高的频谱效率,而且也具有较高的功率效率
这一点可以从覆盖场强随位置剧烈 变化这一现象中得到体现
在传统规划网络中,在单发射机的情况下,为了保证绝大部分服务区内的可 靠覆盖,在链路设计时必需保留相对较大的衰落裕量,这样做明显地增加了发射机的功率
如果在 SFN中接收天线是全向的,接收到的一个发射机的场强的强衰落可由另一个发射机的发射信号来补 偿,这是因为接收机接收到的信号是由来自不同发射机的多个信号组成,而来自不同发射机的信号衰落 的相关性很小,使得信号场强随地点的变化范围减小
因此,SFN可使用多个较低功率的发射机来完 成覆盖
SFN的这种功率效率通常称为“网络增益”,“网络增益”在发射机的覆盖边缘上非常重要
述的优点对于使用低增益,全向天线的移动接收尤为明显
而对于传统规划的MFN,在每次改变位置 后,接收机必须调谐到最强信号频点时才能得到类似的好处 5.2.4同步工作 SFN提高谱效率和功率效率的代价是在网络中的所有发射机必须同步工作
为了使所有发射 机同步工作,需要提供特别的条件(见第8章的单频网工作)
发射机同步工作的需要对节目复用信号 到发射机的传输分配提出了严格的要求
在发射机间距不规则的网络中,可以通过配置特定发射机的时间偏移量以及发射功率来减小网络 自干扰
在SFN中,被传送码流不能进行个别内容的调整,否则会影响sFN的同步,因为这会导致发射机 发出的调制信号与其他发射机的输出信号不同,这种情悦下网络已经不再是sFN.并将对周围发射机 的信号产生干扰 5.3包含局域SFN的MFNN 在基于现有的发射台基础结构实现的MFN中构建局域SFN也非常有用
因为这样就可以在未 来的发展中,在不需要新的频率资源的情况下改善覆盖并支持移动接收
通过在一个主发射机周围增 加一些中小功率的sFN发射机,可以构建一个局域的单频网
补点器 如果在服务区内存在缝隙,例如存在深的峡谷,隧道,地下设施或者在室内及覆盖阴影区,可以使用 转发器等补点器,利用地面数字电视广播能够处理多径信号的能力来有效地提供填充,这样在扩展服务 区域的时候无需再使用一次分配网络和调制器
转发器补点原理如下;在缝隙或者未覆盖区域外,使用定向天线接收地面数字电视广播信号
在经 过滤波,放大后将信号在相同频点上)发射到未覆盖区域
转发器原理如图6所示
15
GB/26666一2011 反馈 增益 接收天线 发射天线 图6转发器原理 应用转发器必须注意接收天线与发射天线之间的隔离
为防止转发器的回馈自激,转发器的增益 应比收发天线间的反馈衰减量(dB)小
补点器应该有足够的功率,以便向未覆盖区域提供覆盖
最大可能的辐射功率取决于接收天线和 发射天线之间的隔离度以及转发器功放的性能
天线隔离度取决于 -天线所处的发射塔或建筑物的高度和几何尺寸; 天线在塔或建筑物上的位置; 天线的方向图; -覆盖区的位置与主发射机的方向关系; -天线周围的环境(能产生多径反射的建筑物或其他物体
除了转发器回馈自激的问题,即使在转发器增益比反馈衰减量(dB)低的情况下,系统性能也会下 降
可能存在多个回馈途径,由天线之间的有限隔离,或者由转发器站周围的反射体的反射所形成的反 馈对转发器性能有决定性的影响
通常,在补点器的输人和输出之间会有一定的时延,主要是由设备内 部的声表面波(SAw)滤波器造成的,这将导致转发器信号的频率选择性衰落,它类似于两径或多径接 收情况,从而导致系统性能的下降
隔离度取决于转发器安装位置的全局设计
实验显示,用一个大的混凝土天线塔作为中继站可以 得到很好的隔离度
一般来说80dB的隔离度是可实现的
如果在有多层平台的情况下像天线安装 平台),最好在不同的平层上安装天线,这样对提高收发天线隔离度是有帮助的 设立地面数字电视广播发送系统 地面数字电视广播发送系统通常设立在现有的模拟电视发射台站
应该在建设数字电视发送系统 时考虑使用已有模拟电视发送系统设备和用户利用原有接收天线的可能性,以尽可能低的经济投人来 开展地面数字电视广播
在数/模发射台同址的情况下,建议所选择的数字电视频道尽量靠近现在使用的模拟电视频道,这 样可以利用现有的收发天线,避免用户收看数字电视时更换或增加接收天线的麻烦 如果希望使用与模拟电视频道相邻的频道进行地面数字电视广播,限制这些频道中的寄生辐射电 平是很重要的
寄生辐射是模拟或数字电视发射机,特别是高功率的模拟或数字电视发射机产生的带 外辐射
在数字电视频道中的模拟电视寄生辐射对数字电视的接收造成同频道干扰,在模拟电视频道 由于数字电视抗干扰的能力优于 模拟电视抗干扰的能力,特别应该保证数字电视发送系统输出信号满足GB206002006规定的频谱 模板要求(见4.3.2),以保证引人邻频道数字电视后不干扰原有模拟电视的接收
这要求仔细设计发 射机的前级,同时进行功放的非线性校正,以避免产生带外辐射,特别是在相邻频道上的寄生辐射
为 了减少这种寄生辐射,可在发射机输出端加装滤波器或使用具有选择性的RF功率合成器
如果地面数字电视广播使用现有的模拟电视广播发射天线,则可以有两种不同的实施方法 -第一种方法用多工器完成RF功率合成,适用于高功率主站和二级网络中的发射台站 -第二种方法采用多频道放大器合成,合成的多频道信号由宽带的功率放大器放大,适用于二级 16
GB/I26666一2011 网络中的发射台站
二二级网络是指低功率发射机和转发器的集合,用于补充主站的覆盖
使用现有天线 在使用现有天线的情况下,地面数字电视广播的频道应该选择在模拟电视广播发射天线所匹配的 频率范围内或其附近
这样,模拟和数字电视广播使用相同的发射天线,可以为这两种业务带来相似的 覆盖,而且用户现有的接收天线无需改变
但是,尤其是在应用邻频道的情况下,必须限制数字电视广 播的发射功率,以保护现有的模拟电视广播不受邻频道数字电视广播的干扰
所用的天线和馈线的功率容量必须大于总合成功率,总合成功率包括数字和模拟频道的功率
模拟和数字频道共用发射天线带来的主要问题是天线失配损失
现有天线很难在数字电视全频道 内有良好的阻抗匹配,导致数字电视广播信号的损伤
6.1.1RF功率合成 用多工器完成RF功率合成指的是采用多工器将模拟和数字电视发射机的输出信号合成,通过同 馈线送到同一副天线
在模拟和数字频道相邻的情况下,多工器的选择性是一个重要的技术指标多工器应能滤除数字电 视发射机输出信号中在相邻模拟颜道上的寄生辐射,以避免对模拟电视产生同频道干扰
因此,常使用 如图7所示的多工器,它由两个3dB耦合器、两个相同的带通滤波器和一个假负载组成
它有一个称 为“窄带”的具有选择性的输人端和一个“宽带”输人端
带通滤波器调谐到窄带输人频道上
数字电视 广播信号连接到窄带输人端,而模拟电视广播信号连接到宽带输人端
3dB祸合器 3dB祸合器 窄带 宽带 输入 输入 8腔滤波器 假负载 输出 图7RF多工器 数字电视广播信号通过3dB耦合器分成两路,并通过两个相同的带通滤波器
这两路信号再通过 第二个3dB稠合器合成,最后送给天线
模拟电视广播信号通过3dB鹏合器分成两路,这两路信号被 滤波器反射回来,并且在同一个3dB合器中合成,然后传给天线
被滤波器反射的数字电视广播信 号或者滤波器泄漏的模拟电视广播信号都被假负载所吸收
要求带通滤波器能通过数字电视广播信号,同时更重要的是阻止宽带输人端的输人信号,特别是相 邻频道的信号
然而使用滤波器会导致群时延变化,它是信号损伤的主要来源
这种损伤与滤波器的 选择性直接相关,选择性愈好,群时延变化愈大,损伤愈严重
应当使用基带预校正来补偿滤波器的群 时延变化
6.1.2多频道放大 二级网络中的台站引人数字电视广播频道会遇到与主站类似的问题
典型的解决方案是为数字电 视广播专门安装新的天线和使用RF多工器,共用原有天线
除了这两个方案外,在二级网络中的台站可以采用所谓的多频道放大技术
其主要概念是在功率 放大之前合成数字电视广播信号和模拟电视广播信号,这可以通过一个低成本的非选择性合成器实现， 从而建设费用较低
它特别适用于小功率的多频道转发器,用来补充覆盖小的区域
如图8所示,多频道电视广播信号的转发通过以下步骤实现 通过天线接收各频道的电视广播信号; 将接收到的各频道电视广播信号滤波,然后变频为中频(IF)信号， 17
GB:/T26666一2011 -中频滤波使用适当的声表面波滤波器滤除频道外的非欲收信号); -将中频信号变频为发射频道上的射频(RF)信号; -低功率频道合成,即将各发射频道上的射频信号合成为一路信号 合成的多频道信号被一个公共的宽带功率放大器放大输出
十十 十十 十十十井十井十 H 分路器 C4 C5 C6 费 失酸 失酸 总菜 爱案 发 飞菜 总， " 雪 鸟 菜 雪菜 菜 c'4 C5 '6 合成器 公共放大器 至发射天线 图8多频道转发器站点的典型结构 功率放大器之前各自的频道处理可以采用典型的有线电视网络设备来实现
这种技术使频道的合成方法简单,多样并且宜于增加数字频道,方便了数字频道的引人
地面数字电视广播新建天线 首先,需要在现有的天线塔上为新架设的天线寻找一个可用的位置
在大多数情况下,因为天线塔 上存在截面限制.现有发射塔的可用窗口对于数字频道天线可能不很理想.从而使得构造宽带天线极其 困难
在没有大功率RF多工器时,发射机输出端应使用专门的谴被器遮除带外的寄生辐射
同样,应当 使用基带预校正来补偿滤波器的群时延变化
因为使用了新设计的天线,可以形成与榄拟电视不同的覆盖区域
天线的带宽和匹配对于地面数字电视广播特别重要,新建天线的带宽和匹配会更好地满足地面数 字电视广播的要求,但对天线的高技术要求导致新架设天线的成本较高
地面数字电视广播节目信号分配网络 次分配的基本概念 -次分配网络(有时称为传送网络)将数字电视信号从电视播控前端发送到发射台进行广播发射或 二次分配
本条概述基于TS的一次分配网络可能采用的几儿种实现技术
对一些具体应用,也可使用 已调信号进行节目分配
基于Ts的一次分配网络把MPEG-2的TS分配给网络中所有的地面数字电视调制器
分配网络 可以使用固定的地面、卫星或其他链路,并且可能包含更高层的MPEG-2复用,例如提供不同的区域性 18
GB/T26666一2011 节目
在设计分配网络时应考虑7.2中的同步要求
7.1.1预留光纤 可利用预留光纤(或称为“哑纤darkfbre”)进行一次分配
这种光纤既方便又经济,分配网的传输 距离可达约100km
这种光纤自身没有配备光源或接收机,或任何其他终端或监控设备,而是由用户 提供合适的终端设备并直接连接到光纤
为安全考虑,使用时应规定最大的发射功率
除此以外,对信 号发射的唯一限制只是用户的终端设备和光纤自身的光学特性
7.1.2PD网络 ITU-TG.703建议书定义了各次 准同步数字体系(PD)是基于4kbit/的数字信号而设计的
群的接口 7.1.3sDH网络 同步数字体系(sDH)是一种替代PDH的传输体系,sDH简化了复用和解复用技术,并提供了先 进的网络管理能力
连接sDH网络的传输接口应符合GB/TI7881一1999的规定;关于MPEG-2信 号在SDH网络中的传输应符合GB/T19263一2003的规定
7.1.4ATM网络 ATM使用基于信元的复用技术,并且可以在不同类型的传输网络上传输,包括PD和sDH. ATM信元包含5字节信元头,跟随48字节净荷
ATM规定了5种不同的适配层AALs),以使不同 类型的信号匹配ATM网络
7.1.5卫星分配 TS可以通过卫星数字电视广播由卫星分配,然后在每个发射点进行再复用改写业务信息数据， 以反映传送媒介的变化
7.1.6数字微波 Ts也可以采用数字微波系统进行一次分配 7.2同步 7.2.1MPEG定时 接收端中MPEG-2解码器必须对节目时钟进行恢复,它通常从MPEG包中的节目时钟参考(Pro 1ClockReference,PCR)得到基准
任何对Ts的改变,如果没有对原始的PCR进行校正都将导致 gram 接收机时钟的抖动
复用或再复用过程将在Ts中插人不同数量的包因此,也潜在地改变了CR的定时
因此,复用 器通常必须在输出端重写CR时间戳,保证解码器时钟抖动在标准规定的范围内
另外,每个视频业务携带的解码时间戳(DeodingTimestamp,DTs)和显示时间戳(Pn resentation TimeStamp,PTS)指出了从解码缓冲器中提取,解码并显示的时间
DTS和PTS按照PCR指示的当 前时间分别标记解码和显示的偏移量,其大小取决于几种因素,例如编码器和解码器缓冲器的大小,以 及基本流的比特率 7.2.2MPEG复用器和调制器的同步 输人MPEG2Ts的比特率必须适配到地面数字电视调制器所选传输模式的净荷数据率
下面给 出MPEG复用器和调制器同步的四种可能方法,选用时需要考虑实际网络的特性 a 以地面数字电视调制器为主实现同步;在产生TS的MPEG复用器和调制器放置在同一地点 的情况下,通过由调制器给复用器提供其所需时钟来实现同步
然而,复用器一般离调制器较 远,这种情况下,可以使用下面的三种同步方法,用于克服一次分配网络时钟的漂移和抖动 问题
b通过插人空包实现同步:在调制器输人之前有一个简单的再复用器,它通过插人空包将输人 19
GB/26666一2011 TS比特率适配到调制器所选传输模式的净荷数据率,这个操作要求对每个业务的节目时钟参 考(PCR)进行重写,如7.2.1所述
可用的输人TS比特率必须小于调制器所选传输模式的 净荷数据率
这种方法非常灵活,但是有一些比特率浪费,特别是当有许多再复用节点时尤其 如此
如果是sFN.必须有相同的填充和重设时间戳单元应用于sFN的所有调制器 以复用器为主实现同步;调制器在其输人端有一个大容量缓存器,它的输出时钟通过锁相环由 缓冲器的占用度控制
采用外部主时钟实现同步;调制器和复用器都同步到一个统一的稳定外部时钟上
已经进行 的实验表明,这样能够实现一次分配网的良好同步,此分配网包括地面ATM链路和卫星链路 的级联,并涉及多个再复用过程
在sFN的使用中,对一次分配网的同步提出了更严格的要求(见第8章). 网络监控 因为地面数字电视标准中有许多选项,如果需要网络监控,节目链中的每个设备应有一个控制输人 来改变工作模式,比特率等参数
SFN工作 1 8. SFN主要特性 可对覆盖缝隙进行填补发射 节省频谱资源; 功率效率较高; 更平滑的覆盖; 可灵活调整或增加覆盖区
8.2可能的实现方式 8.2.1信号在射频级再放大 在采用补点器填补覆盖缝隙的情况下,发送的TS馈送给唯一的主发射机,主发射机将信号转换到 RF频率上,每个补点器将接收到的主发射机RF信号放大后以相同的频率发射
这些补点器和主发射 机构成一个单频网
补点器与主发射机的发射信号间存在时延,由于在主发射机的覆盖缝隙中接收到的主发射机信号 很弱,在足够强的补点信号条件下接收机可正常接收
8.2.2己调信号的模拟分配 这种情况下,通过一级分配网将SFN中唯一的一个地面数字电视调制器所产生的已调信号传送到 所有的发射机,每个发射机以同一个射频频率发射此信号
这些发射机构成单频网
因为接收机所能抵抗的回波时延是有限制的,必须补偿分配网产生的信号时延,使各发射机在同一 时刻发射同样的信号,或者说,各发射机送到天线的RF信号之间没有时延
这种补偿需要将模拟信号 转换为数字信号,通过存储器进行延迟后再转换为模拟信号,方法复杂,实现成本较高;另外还要保证各 发射机RF信号同频,因此这种实现方式应用较少
8.2.3传输码流的数字分配 这种情况下,每个发射机都有各自的地面数字电视调制器,同一个TS经数字传输系统传送到各个 调制器,并以相同的工作方式调制到相同频率的载波上
这些发射机构成单频网
此实现方式虽然也 比较复杂,但它对于保证单频网的同步是最有效的,因而也是最常用的
它可以与所提到的两种技术中 的任何一个,甚至两种一起联合使用
下面仅对TS分配到单频网内所有发射机的实现方式作进一步说明
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GB/T26666一2011 8.3SFN建网要求 在回波相对于主径的时延在一定范围内的情况下,单频网利用地面数字电视广播系统的抗回波能 力保证正常工作
此时为使接收机能将欲收信号之外的,来自其他发射机的接收信号视为回波,单频网 中所有广播信号必须满足频率和比特同步的要求;同时为保证来自其他发射机的接收信号与欲收信号 之间的时延在一定的范围内,单频网中所有广播信号还必须满足时间同步的要求
8.3.1频率同步 为确保接收机能将欲收信号之外的来自其他发射机的接收信号视为回波,单频网中各发射机输出 信号的频率应相同,这要求各发射机有高的频率精度和稳定度
实践证明,规定允许偏差为lHz是可 行的
为了达到这个要求,每个发射机中的所有振荡器(基带取样,中频级直到RF级)的频率都必须满足 -个适当的允差,以保证发射信号频率达到需要的精度
方法之一是每个振荡器都由同 一个参考振荡 器来驱动,最好是SFN中所有的发射机具有同一个参考振荡源,通常用GPS提供的10MHz信号作为 此参考振荡
8.3.2时间同步 为使来自其他发射机的接收信号与欲收信号之间的时延在接收机能够抵抗的时延范围内,要求各 个发射信号之间时间同步,即尽管一次分配网和发射机引人了时延,同一个信号也应在相同的时刻被 各个发射机发送
这里对时间同步精度的要求并不是非常高,但是不同发射机的发送信号之间的时延 应该比系统能够抵抗的时延最大值小很多,这样系统能够抵抗更长的,由接收点位置引起的信号时延 士ls的时间同步精度是一个比较适当的要求
实际应用中,有时在单频网的某个特定发射机上精确选择发射时间偏移量,在某种程度上可以对覆 盖区域进行细微调整,或者使覆盖区中正常接收所需载噪比的起伏减小 8.3.3比特同步 单频网中各发射机在相同的时刻发送相同的信号赖要求所有信号帧在各个发射机中被完全一样地 调制,或者说,要求各个发射机中调制一个信号帧的数据逐比特对应相同,这就是所谓的比特同步要求
不同发射机同一时刻发送的信号帧应完全一致,不存在允差
为保证比特同步,除了首先要保证输人到sF中各个调制器的码流逐比特对应相同,同时还要求 各个调制器对输人码流的分组相同,使得对一个信号帧调制的数据逐比特对应相同
此外,各调制器中 的随机化过程必须同步进行,以保证经随机化后的数据仍然逐比特对应相同
GB20600一2006规定在 调制每个信号帧的数据的第一个比特处扰码器复位,这保证了各调制器中随机化过程的同步
8.4对一次分配网络的要求 8.4.1网络的最大时间扩展 分配网络引人了时间扩展,最大时间扩展定义为信号从复用器通过网络到最近的发射站点所需的 时间与信号从相同复用器通过其他网络支路到最远的发射站点所需的时间之间的时间差
它主要取决 于这个网络所采用的技术
在混合分配网中,至某些发射台站的传输采用一种技术(比如光纤),而至其 他发射台站的传输采用其他的技术(比如卫星链路),在这种网络中可能存在较大的最大时间扩展
然 而,分配网络中传送时间之差通常不超过1s 传送时间的稳定性 在特定的网络支路中信号的传送时间不一定是常数，例如一颗同步静止卫星不可能是绝对静止 的,它在一个大约75km的立方体中摆动,周期为一个多月
因此,卫星链路的传送时间在士2504s 内波动,这比允差高得多 因此,要求网络的时间同步机制能应对传送时间的波动
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GB:/T26666一2011 8.4.3绝对时间参考的可能候选方案 为实现各发射机输出信号的时间同步,单频网中所有发射机应具有一个绝对时间参考
它为各发 射机指示一个时间点,各发射机只要保证某一特定信号在此时间点之后达到规定的时间差时被发送， 从而实现时间同步 在SFN中,一个复用器通过分配网把信号馈送给每个调制器,这在不同发射站点之间引人了不同 的时间延迟,因而发射机不能从复用器得到绝对时间参考
因此,有必要寻找一个外部的绝对时间参考 源,给每个发射站点提供一个精度优于1s的绝对时间参考
为此,GPS是一个合适的候选方案
GPS接收机可以同时提供频率参考(10MHz)和绝对时间参考(秒脉冲，,lpps)
8.4.4sFN中发射机的远程控制 GB206002006规定有多项不同的调制器工作模式,在SFN中,保证网络中所有调制器的工作模 式保持一致是重要的,这是各发射机输出信号时间同步的前提条件
解决这个问题最简单的方式是由 一个唯一的播控中心远程控制网络中所有调制器的工作模式,例如使用sSIP包中的业务信息数据即 SL-SIP)实现此控制,详见8.5
8.5单频网的同步实现方案 8.5.1基于秒帧的SFN同步实现方案 GY/T229.1一2008中采用了基于秒帧的SFN同步实现方案,其网络结构如图9所示 MPEGTS(SIP Rx 地面数字 园步 系统 电视激励器 网络适配器 10MH ps MPEGTS(SPy GPs MPEGTs Rx 单频刚 单锁网TS流 园步 地而数字 网络适配器 电视数
适配器 系统 信号分配网络 网络适配器 10MH pps /10Mz lPpSs MPEGTs(SIP) GPS GPs RX 同步 地而数字 电视激器 系统 网络适配器 h0MH2 1pps MPEGTs(SIPy GPS 图g9地面数字电视单频网结构示意图 来自复用器的MPEGTS被送到单频网适配器,它在GPS提供的秒脉冲(1pps)时刻插人一个秒帆 初始化包(sIP),完成从输人码流(MPEGTs)到单频网传送流[MPEGTs(SIP)]的转换,并以规定的调 制器工作模式所对应的净荷数据率输出单频网传送流,单频网适配器框图见图10.
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GB/T26666一2011 10Mlz 参考输人入 1pps TS输入I Ts输出1 TS码流 sIP插入 码率适配 TS输入2 Ts输出2 RS232 通控接口 图10单频网适配器框图 一次分配网络(包括发端和收端网络适配器)完成MPEGTs(SIP)从播控中心到地面数字电视调 制器的透明传输,即MPEGTs(SIP)原封不动地以调制器工作模式所对应的净荷数据率输人到地面数 字电视调制器
因此,输人到网络中各个调制器的MPEGTs(sIP)是逐比特一致的
在地面数字电视调制器中,同步系统在输人的码流中识别出sIP,根据SIP指示的应发送包含SIP 的信号帧时间点相对于绝对时间参考(1pps)信号的延迟时间、调制器收到sIP的时刻和调制器自身的 工作时延计算出调制器中所需的附加延时,实现对分配网络传输时间的补偿,即网中所有调制器在绝对 时间参考点(1pps)后SIP所规定的延迟时间点上发送包含sIP的信号帧
同步系统可以处理的最大 时间扩展(由各网络支路的不同时延引起的)为1s
激励器依据识别出的sIP按规定将输人码流分成 调制各信号倾的有效数据组,例如SIP的起始比特为有效数据组的起始比特,从而实现了各调制器的比 特同步
调制器依据sIP所包含的系统信息(SI-SIP)设置其工作模式,以保证网中各调制器工作模式 相同
调制器应有稳定的工作时延
如图10所示,单频网适配器和各调制器都采用GPS接收机提供的10MHa信号作为频率参 考和1pps(每秒一个脉冲)作为绝对时间参考
网络适配器,特别是收端网适配器也应采用GPs 接收机提供的10MHz信号作为频率参考,这保证了调器输人码流与各调制器时钟的同步和各调 制器的比特同步,时同同步及频率同步
在此同步实现方案中假定单频网中所有的调制器都采用 10MHa的系统时钟 8.5.2秒倾和秒帧初始化包 在上述SFN同步实现方案中单频网适配器每1s插人一个秒帧初始化包(SIP),这是基于以下特 性;按照地面数字电视广播传输系统标准GB20600-2006,每1s传送8个超帧,在所有的映射方式、畅 头模式,纠错编码效率情况下,一个超帧中均包含整数个信号帧;由于每个信号被整数个TS包调制， 所以每1、不仅包含整数个信号帧,而且也要求整数个TS包
1、时间内的8个超帧构成一个秒帧 ,sF SecondFrame, 单频网适配器每1s在其输人码流中插人一个SIP,插人时刻与GPS的1pps对齐,SIP插人示意 图见图11. 23
GB/26666一2011 GPs的1pp信号 Gs的ps信号 Gs的1p信号 SIP包插入 SIP包插入 SIP包插入 图11sIP插入示意图 地面数字电视单频网Ts中插人的sIP包是一个MPEG2Ts包,由4字节的包头和184字节的数 据字段组成
sIP定义见图12
包头用于识别sIP,数据字段中最大延迟时间规定了调制器发送包含 sIP的信号赖的时间点相对于1pp信号的时延
独立调整延时规定了单频网中各发射机相对于上述 统一发射时刻可独立调整的增补时延
S_SIP为系统信息,用于统一控制网中所有调制器的工作模 式
广播寻址信息用于寻址单频网中的发射机
1011 1214 1517 18一19 20188 最大延迟时间广播寻址 频偏设置 功率控制填充字节 0x47 0x40 0xl5 0xl0 SSIP 独立调整延时 图 12 sIP结构示意图 地面数字电视覆盖网络规划 本章中有关地面数字电视广播的相关规划参数引用了GB/T26252
本章所述内容是在地面数字电视多频网或单个台站工作条件下的规划实施指南有关单频网的基 本概念和组网要求等内容见第5章和第8章中相关章节,地面数字电视单频网规划准则和相关技术要 求标准另行制定
9.1固定接收和移动接收的覆盖 在模拟电视广播中,覆盖区域边缘附近接收质量是渐变的,一般很难严格确定覆盖区域的边缘
数字电视传输系统的特点是其峭壁效应,从接收成功到接收失败的变化非常迅速
因此,为使覆盖 达到预先设定的目标,必须按照统一的定义确定数字电视广播的覆盖区
9.1.1室外固定接收 室外固定接收定义为;使用安装在屋顶的定向接收天线接收信号
在室外固定接收所需场强计算中,接收天线的典型高度为地平面以上10m
在网络规划时假设室 外固定接收的接收条件为莱斯信道
9.1.2室内固定接收 室内固定接收定义为;使用安装在室内的接收天线接收信号
对室内固定接收,需要考虑建筑物的穿透损耗来确定在相应地点和高度上所需的室外信号场强
9.1.3移动接收 移动接收定义为;通过移动的全向天线接收信号,接收天线的典型高度为地平面以上1.5m. 在网络规划时,移动接收的接收条件一般假设为瑞利信道,并且需要根据所用频率和汽车移动速度 的不同,对所需场强增加移动接收衰落裕量
移动接收网络规划不考虑极化鉴别率
9.1.4覆盖区域 在定义固定接收和移动接收的覆盖区域时,采取以下三个覆盖层次 覆盖点(即接收地点 a 接收地点是最小的覆盖单元,定义接收地点的面积为0.5mx0.5m
如果在99%的时间内能够达到所要求的载噪比(C/N和载干比C/I),这样的接收地点就 214
GB/T26666一2011 认为是被覆盖了
覆盖小区即小区域覆盖 覆盖小区的面积典型值为100m×100m
在固定接收和移动接收网络规划时,如果在小区中 规定比例的接收地点被覆盖(该比例即地点概率),则认为该小区被覆盖了
按照地点概率， 小区域覆盖的级别可以定义为两类 良好:在小区内,固定接收的地点概率达到95%,移动接收的地点概率达到99% 可接受;在小区内,固定接收的地点概率达到70%,移动接收的地点概率达到90%
2 覆盖区(即区域覆盖 个或一组发射机的区域覆盖是由各个小区域覆盖覆盖小区)组成的,在这些小区中都达到 了规定地点概率的覆盖,则整个覆盖区也达到了相应的覆盖级别
9.1.5改善实际覆盖效果的措施 考虑地面数字电视的峭壁效应,小区域覆盖的地点概率越高,则实现的覆盖效果越好
但若因此设 定过高的地点概率,则需要增加发射功率或者增加发射机数量,才能保证目标覆盖区中覆盖效果最差的 覆盖小区的地点概率满足要求,这样做必将导致网络建设成本大幅度增加
在保持发射系统不变的情 况下,对于按本条的定义达到了地点概率要求的覆盖区中的覆盖盲点,可以采取以下措施改善接收条 件,争取实现正常接收 a)将接收天线安装在能实现正常接收的位置上; b) 使用高增益的定向天线接收; e)在固定天线接收的情况下,使用低噪声天线放大器 9.2最小场强 9.2.1接收机最小输入信号电平 本标准给出了在2dB到26dB范围内的5种有代表性的载噪比门限值所对应的接收机最小输人信 号电平,如表8所示;其他载噪比门限值对应的接收机最小输人信号电平可以通过内插计算得到
表8 中的接收机最小输人信号电平时在表中所列接收机噪声系数值下计算得到的,如果在实际中应用了其 他的嗓声系数值,接收机最小输入信号电平将相应地改变相同的分贝数
接收机最小输人信号电平用于在9.2.2计算相应的各波段下最小功率通量密度和的最小中值等效 场强
接收机最小输人信号电平计算公式如式(2)所示 P,=F十1olg(k×T,×B) P=P,十c/N U=P十120十1olg(Z 式中: 接收机输人端等效噪声功率dBw) 接收机噪声系数(dB); 玻耳兹曼常数(k=1.38×10-s(/K)); T
-绝对温度(T
=290(K)); B 接收机噪声带宽(7.56×10H2); P 接收机最小输人信号功率(dBw) smin" C/N 系统正常接收所需的接收机输人端最小射频载噪比(dB); 接收机输人阻抗(75Q); Z 对应输人阻抗Z的接收机最小输人信号电压(dBpaV. Umn 25
GB/26666一2011 表8各波段接收机的最小输入信号电平 波段I、" B 接收机噪声带宽 7.56×10" Hz 接收机嗓声系数 dlB P 接收机输人端等效噪声功率 -130.2 -130.2 -130,2 -130.2 -130.2 dBW C/N 系统所需最小载噪比 20 14 26 dB 128.2 122.2 -116.2 -110.2 -104." 接收机最小输人信号功率 dBw 接收机最小输人信号 Umm 1 17 23 29 35 电压(75n) dBpV 波段,、V B 接收机噪声带宽 7.56×10" Hz 接收机噪声系数 dB P 接收机输人端等效噪声功率 128.2 128.2 128.2 128.2 128.2 dBW C/N 系统所需最小载噪比 14 20 26 dB 126.2 120.2 接收机最小输人信号功率 -114.2 108.2 -102.2 dBw 接收机最小输人信号 Un 13 19 25 337 电压(75Q dBgV 规划用最小信号电平 概述 9.2.1给出了克服噪声所需的接收机最小输人信号功率和相应的接收机最小输人信号电平,没有 考虑信号传播对接收的影响
然而在实际接收时,有必要考虑这些影响
本标准对以下各种情况计算了最小中值功率通量密度和最小中值等效场强 a 三种不同的接收条件: 室外固定接收 1 移动接收; 2 室内固定接收 3 b代表波段I/I、波段皿、波段和波段V的四种参考频率 26
地面数字电视广播传输系统实施指南GB/T26666-2011
地面数字电视广播传输系统是一种广泛应用的数字化广播技术，它可以通过地面数字电视信号传输方式，向用户提供高质量的数字电视节目服务。为了规范和统一地面数字电视广播传输系统的建设和运行，国家标准化管理委员会于2011年颁布了《地面数字电视广播传输系统实施指南GB/T26666-2011》。
该标准针对地面数字电视广播传输系统的建设、测试、运行以及维护等方面进行了详细的规定和说明，旨在提高地面数字电视广播传输系统的整体性能和运行效率，确保数字电视节目服务的稳定和可靠。
具体来说，GB/T26666-2011标准主要包括以下内容：
- 地面数字电视广播传输系统的基本框架和工作原理；
- 地面数字电视广播传输系统的建设规划和设计要求；
- 地面数字电视广播传输系统的测试和评估方法；
- 地面数字电视广播传输系统的运行管理和维护要求。
通过遵循GB/T26666-2011标准所规定的要求，地面数字电视广播传输系统可以更加规范、高效地进行建设和运行。同时，该标准也提供了在实际应用中出现问题时的处理方法和技巧，为地面数字电视广播传输系统的维护和更新提供了良好的支持。
总之，地面数字电视广播传输系统实施指南GB/T26666-2011是保障数字电视节目服务质量和可靠性的重要文件，对于数字电视广播行业的发展和整体性能提升具有重要意义。
