本文为论文精要，原文刊发于《广播与电视技术》2023年第2期。

地市级广播电视节目至各县无线发射站点的信号传输大都采用广电网络DVB-C的单一方式。本文以玉溪市为例，分析了利用各发射站点间的开路信号作为独立于广电网络系统之外低成本信源备份的可行性。

本文作者：

王松 玉溪市五脑山广播电视发射台

第一作者简介：

王松（1966—），男，汉族，玉溪市五脑山广播电视发射台工程师，本科，长期从事广播电视无线发射技术工作。

0引言

州市一级地方广播电视节目无线覆盖的信号源大都取自广电网络的DVB-C，因大多数台站只有一路光纤通达，即使个别台站有环路光纤或光纤+微波互为备份，但信源还是都来自广电网络，一旦DVB-C网络遇自然灾害或突发事故，极易造成安全播出事故。而电信运营商的IPTV中由于没有广播信号，也就限制了其备份用途。能否找到一种既简单方便又经济可行的实现州市节目无线覆盖信号源备份的方法呢？台站间空收的开路信号就具备这样的条件。

1开路信号备份的可行性

1.1 高质量和易用性

在DTMB系统中，信源编码采用MPEG-2压缩编码标准，它首先对音频、视频数据分别进行音频编码、视频编码，然后与辅助信息、控制信息一起进行节目复用，形成数字电视节目流，再将多个节目流进行传输复用。无线发射的是多个节目复用后的TS流，这与DVB-C系统中的TS流在本质上是相同的（DVB-C的信源编码也是MPEG-2编码的数据流），而且包含有高质量的数字广播节目，所以该信号作为备份具有高质量和方便使用的特点。

1.2 现实意义和经济性

无线传输的开路信号虽然易受地形、天气、电磁环境等因素影响，总体上没有有线传输可靠，但是从概率上讲，有线传输链路全年可用度超过99.99%，因而启用备路信号的时间全年不超过0.01%，既要关键时候能用得上又要兼顾便捷和低成本成为备份选择的重要因素。DTMB无线接收设备安装简单，相较于其它传输方式（卫星、光缆、微波等）的建设成本可以说是微乎其微，加上安装简单、使用便捷的特点，开路信号自然成为首选。

2开路信号的接收处理

由于建设成本的原因，地方节目无线覆盖工程中市级及个别县区台站采用解扰复用设备的全数字处理设备，而多数县区采用机顶盒+四合一编码器的半数字设备（模拟转数字），以下分别介绍其增加开路备份流程。

2.1 采用解扰复用设备的传输流程

图1为地方节目从DVB-C中解扰复用后至发射机的工作流程框图，从中可以看到，只要增加一副接收天线和一个DTMB的开路接收设备（红色部分的接收卡或接收机），将接收的射频信号解调出TS流，送入复用设备先进行解复用，选出州市的电视和广播节目流，再与本地县区节目流复用，生成备份信号的TS流，通过（EMR）或类似的综合处理平台上的复用输出卡的另一个ASI输出端口输出至码流切换器即可完成备份，也可以增加一台复用器与县区节目复用后输出。

图1 采用解扰复用设备的开路信号备份

2.2 采用多合一编码设备的传输流程

图2为采用多合一编码设备的台站接收开路信号的备份流程，由图可见，只需增加接收天线、分配器、两台DTMB机顶盒（图中红色部分）即可完成节目备份，此方法的优点是成本低廉，缺点是地面数字电视播出的节目中不能增加调频广播节目流。调频广播发射的节目备份也是照此方法接收DTMB信号解调出立体声模拟送调频发射机即可。

图2 采用多合一编码器的开路信号备份

2.3 增加接收电平的措施

图1采用解扰复用设备的开路信号备份要保证信号质量必须提高接收电平从而使MER值达到最低要求，实际测试中只要MER值大于15dB就能使图像伴音解调正常。增加接收电平的措施主要有选用高增益接收天线、选用低损耗同轴电缆、增加射频放大器等，接收天线距离机房较远时可还考虑使用光纤传输等。

3 无线传输路径分析

要实现县区主要发射台站之间都能够利用互相之间空收DTMB开路信号作为州市节目备份，关键还要看各台站间的接收指标能否达到要求。下面以玉溪市的县区主发射台站为例，分析此方法的可行性。

3.1 玉溪市县区主要发射台现状

玉溪市位于滇中腹地，辖两区六县一市，境内地形多山、多湖泊，人口主要聚居在周围环山的小盆地内。无线覆盖的市级节目有两套标清电视和两套调频广播，各县区主发射台站大都利用原微波站址建设，具有海拔高、传输距离远、大部分台站间无遮挡的特点，主要台站位置分布见图3。

图3 玉溪市各县区主发射台站位置及开路信号相互接收路径图

3.2 发射台A的信号源优势及备份设想

位于中心城区红塔区的市属五脑山发射台（A），除两路广电网络光纤通达外，还有一条专用光纤联通市广播电视台传送市级节目信号，利用此优势各发射台站按图3所示方向进行开路接收相互间形成的烽火台般的传输通道，即可在遇广电网络信号故障时保证节目的安全播出，解决信号源备份难题。

H、I、J三县区台站与B站间无高山阻挡，现已通过地面数字电视机顶盒接收B站节目作为调频广播和地面数字电视的备份信号源。

3.3 接收数据的实测与预测

按图3传输路径所示，关键点是B能够收到A或C的信号，D能够收到B或C的信号（AD间高山阻挡过多，无法接收）。目前B已确定能收到A而D点还不能收到任何其它台站信号，这样的状况在700MHz频率迁移（频率、功率、天线有所改变）后将迎来改变的契机。为直观反映频率迁移前后数据，将各站点的实地测量数据和频率迁移后的场强预测及根据预测场强推算出的接收电平数据制成表1（见原文），其中“—”表示目前不能接收到信号。

3.3.1 实测预测说明

接收电平实测采用天津德力的S7000电视信号分析仪，9单元UHF八木天线，高度2.5m；场强预测采用基于ITU-R P.1546传播模型、在GIS平台上实现本地化广播电视信号场强预测的软件，分别输入发射点与接收点的经纬度坐标、接收频率、发射天线高度、发射天线增益等数据得出的预测结果，详见参考文献[1]。

3.3.2 根据预测场强值推算接收电平

推算接收电平（射频电压）Er（dBμV）采用公式：

Er=E+Ga+20lgle–Lf–6

式中：E为场强值（dBμV/m）；Ga为接收天线增益（dB），设为9单元八木天线Ga=8dB；le为接收天线有效长度（λ/π）；Lf为接收馈线损耗固2dB；6为从终接值换算开放口的校正值（dB）。

将各点数据代入式中计算即可得出推算电平值。

4开路信号备份分析结论

综上所述，利用700MHz频率迁移的机会，将B、C、D、E、F、G 6个台站的节目流处理设备统一为带解扰、解复用、复用输出功能的全数字化设备（目前仅需改造D站点），增加DTMB接收天线和接收设备，按图3所示接收路径方向安装形成B收A或C，D收C，E收D，G收E，F收E或G，H、I、J收B，就可以完成全市主要发射台站市级广播电视节目信号源的开路备份，在遇DVB-C网络故障时保证安全播出正常进行。

同理，在接下来省台4套节目以AVS+的MPTS流并入州市节目频道发射后，因卫星平台尚未搭建，其信号源目前也只有来自广电网络的DVB-C一条路径。利用C站点的地理和海拔优势安装接收天线和接收设备，可接收到来自昆明发射的省台节目，将其TS流通过光纤传至A站点可作为备份信号使用，这样不仅能够满足全市各主要发射台站的备份需要，甚至可以惠及有接收条件的周边州市发射台站。

5结束语

利用高山台站间DTMB开路信号作为州市级地方节目的备用信号源，具有简便易行的优势，是改变单一传输模式最为经济的方案，对保证州市地方广播电视节目安全播出具有一定的现实意义，特别是对于有调频广播发射任务的站点更具有其它备份方式（空收另一调频开路信号、网络广播等）无法比拟的信号质量优势，而将全市主要站点统一规划设置，从而形成更加稳定可靠的独立传输路径，不失为一种低成本的信源备份选择。

参考文献

[1]李世骏,金玉,李春波. 基于ITU-RP.1546模型的场强预测软件设计与实现[J]. 广播与电视技术,2012,39(09).

[2]刘向阳,李广强. 基于ITU-RP.1546的场强计算方法[J]. 河南科技,2017(01).

[3]朱旭. 电磁辐射场强测量与换算[J]. 中国无线电,2012(11).

[4]马成彬,胡晓东,陈闵强,李中文. 空中开路场强对有线数字电视信号的影响及工程指导意义[J]. 国外电子测量技术,2006(03).

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