三亞廣播電視公共服務體系技術改造及實施方案

三亞市廣播電視公共服務體系技術改造及實施方案三亞廣播電視臺 趙小南 海南廣播電視總臺 趙帥摘要：本文配合央廣節(jié)目無線覆蓋工程建設，在國家公共文化服務體系建設意見指導下，對三亞市廣播電視村村通原有的MMDS系統(tǒng)進行技術改造，結合三亞地形地貌及人口分布實際情況和當地政府政務信息發(fā)布/應急廣播公共信息應急服務系統(tǒng)建設的需要，提出“高低結合，以高為主，小功率多點發(fā)射單頻網”DTMB地面電視廣播覆蓋網技術及相應的規(guī)劃、實施方案。關鍵詞：央廣無線覆蓋，公共信息應急服務體系，MMDS，DTMB，單頻網。1、背景2014年12月，總局聯(lián)合財政部印發(fā)關于實施中央廣播電視節(jié)目無線數字化覆蓋工程的通知，參照國辦發(fā)【2006】79號國務院辦公廳關于進一步做好新時期廣播電視村村通工作的通知，中央廣播電視節(jié)目無線數字化覆蓋工程由國家新聞出版廣電總局、財政部統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一組織，按照分級負責原則，中央、省、地、縣負責解決本級廣播電視節(jié)目覆蓋所需經費并負責具體建設。2015年1月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)了關于加快構建現(xiàn)代公共文化服務體系的意見，服務內容包括讀書看報、收聽廣播、觀看電視、觀賞電影、送地方戲、設施開放、文體活動等，要求實現(xiàn)全體公民都能公平可及地獲得大致均等的基本公共服務為基礎的基本公共服務均等化，構建由基本公共服務范圍和標準、資源配置、管理運行、供給方式以及績效評價等所構成的系統(tǒng)性、整體性制度安排的基本公共服務體系。三亞市現(xiàn)有的廣播電視村村通系統(tǒng)由一個MMDS發(fā)射主站和6個轉發(fā)站組成，無論是服務范圍、服務質量還是業(yè)務發(fā)展都不能滿足目前公共文化服務的需求，因此，三亞市廣播電視臺決定配合央廣節(jié)目全國無線覆蓋工程的建設，在現(xiàn)有村村通系統(tǒng)基礎上進行技術改造，通過新技術、新產品應用，充分發(fā)揮國標的技術優(yōu)勢，搭建一個覆蓋三亞全區(qū)的國標地面數字電視廣播單頻網，構建三亞市廣播電視公共服務體系。2、三亞市國標地面數字電視廣播網規(guī)劃2.1 規(guī)劃原則三亞位于海南島的最南端，三面環(huán)山，地勢自北向南逐漸傾斜，形成一個狹長狀的多角形，北有抱坡嶺，東有大會嶺、虎豹嶺和海拔393米的高嶺(狗嶺)，南有南邊嶺，東鄰陵水縣，西接樂東縣，北毗保亭縣，南臨南海；陸地總面積1919.58平方公里，海域總面積6000平方公里，其中規(guī)劃市區(qū)面積約37平方公里。東西長91.6公里，南北寬51公里。 三亞地區(qū)城區(qū)用戶較為集中，郊區(qū)及北部山區(qū)用戶相對分散。自然環(huán)境是山多、水多、熱帶雨林覆蓋率高，覆蓋條件惡劣。針對三亞市的實際情況，三亞市國標地面數字電視廣播網絡規(guī)劃選用分配的DS-24/31/41三個頻點，通過“高低結合，高為主，小功率多發(fā)射點為輔”技術、以主發(fā)射站點+盲區(qū)補點相結合的方式規(guī)劃覆蓋全區(qū)多頻點單頻網，考慮到覆蓋效果，用戶接受方便和覆蓋成本問題，人口密集地方采用高山建發(fā)射站進行覆蓋。其他地區(qū)充分利用現(xiàn)有電視、調頻或微波發(fā)射塔臺站的鐵塔、機房、供電、通訊、交通等條件，選擇補點發(fā)射站點完成覆蓋。依據表1歐廣聯(lián)（EBU）的五級評分標準，規(guī)劃主站覆蓋區(qū)內轉發(fā)站接收圖像信號質量不低于4.5分，主站、轉發(fā)站服務區(qū)用戶的接收圖像信號質量不低于3.5分。根據地面數字電視廣播傳輸系統(tǒng)實施指南規(guī)定，在一般情況下，地面數字電視的覆蓋區(qū)域參考ITU-R P.1546建議書中的方法計算，因此，本次規(guī)劃采用ITU-R P.1546信道模型。其適用范圍為平原丘陵等地形起伏較少的區(qū)域，同時針對三亞市多山地區(qū)，增加電波繞射模型進行修正。2.2覆蓋網規(guī)劃方案1）、發(fā)射臺站選擇綜合考慮面積覆蓋、人口覆蓋以及建設成本，在已有臺站中選取主發(fā)射站和補點發(fā)射站，通過專業(yè)規(guī)劃軟件模擬計算，狗嶺設立功率為1000W發(fā)射站；南山設立功率為500W發(fā)射站；奶嶺、海妃嶺、海棠灣設立功率為300W發(fā)射站；加上馬嶺補點、三亞學院補點、芭蕉村補點、海棠灣補點、東方紅村補點設立50W轉發(fā)站，可覆蓋三亞大部分地區(qū)及98%以上人口。具體規(guī)劃臺站分布見圖1：圖1規(guī)劃站點分布2）、規(guī)劃技術參數兼顧覆蓋需求，傳輸碼率、單頻網組網（保護間隔）及接收門限等因素，規(guī)劃采用傳輸模式為：C=3780，64QAM，F(xiàn)EC=0.6，PN=945，交織模式720，碼率21.658Mbps；工作頻率為562MHz，658MHz，738MHz，即24，31，41頻道，帶寬8MHz；根據GB/T 26666-2011，固定接收在95%地點概率時服務區(qū)接收門限為-75dBm。規(guī)劃采用基礎數據：三亞地區(qū)數字高程地圖，精度30M，包含地形高度信息。以及上述各發(fā)射站點的經緯度、高度等信息。主要規(guī)劃參數：單頻網主發(fā)射站點臺站位置的選取、補點轉發(fā)位置選擇、發(fā)射功率、天線方向、轉發(fā)時延等。3）、覆蓋效果仿真通過專業(yè)軟件計算，系統(tǒng)建成后三亞市地面數字電視廣播網絡覆蓋效果如圖2所示。圖2、系統(tǒng)覆蓋效果圖中紅色區(qū)域為補點后新增的有效覆蓋區(qū)域。4）、單頻網兼容性分析本方案信號調制模式幀頭為945，保護間隔125us，發(fā)射站距離適中。信號在區(qū)域內的到達時間差基本在保護間隔內，有疊加效果。如圖3紅色區(qū)域為服務重疊區(qū): 圖3服務區(qū)、服務重疊區(qū)、重疊區(qū)分析通過SFN分析得出的場強疊加效果結果。如圖4。圖4 SFN場強疊加結果紅色區(qū)域的場強沒有達到場強門限；黃色區(qū)域為可接收區(qū)域；綠色部分為良好接收區(qū)域。主要由于山區(qū)的地形復雜，對信號的傳播影響很大。通過對比發(fā)現(xiàn)重疊區(qū)導致的惡化效果不明顯。3、系統(tǒng)技術方案3.1總體方案三亞市地面數字電視廣播系統(tǒng)包括節(jié)目前端、節(jié)目傳輸、發(fā)射系統(tǒng)及監(jiān)測監(jiān)控等，如圖5所示。圖5系統(tǒng)傳輸鏈路總體框圖三亞市國標地面數字電視廣播網絡采用固定覆蓋，通過CH24（562MHz）、CH31（658MHz）、CH41（Fc738MHz）三個頻點播出。根據固定覆蓋網絡規(guī)劃，分別在狗嶺、南山、奶嶺、海妃嶺、海棠灣設立五個個發(fā)射站臺，組成單頻網，同時在三亞學院、馬嶺、東方紅村進行補點覆蓋。節(jié)目前端完成衛(wèi)星節(jié)目的接收、轉碼及本地節(jié)目編碼、復用等，系統(tǒng)前端設在三亞市電視臺，便于統(tǒng)一管理及集中監(jiān)控。復用好的節(jié)目流通過微波/光纖傳送到狗嶺發(fā)射塔。3.2節(jié)目前端系統(tǒng)節(jié)目前端系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心，集中了節(jié)目制作、系統(tǒng)管理及監(jiān)控。前端系統(tǒng)包括衛(wèi)星節(jié)目接收、轉碼編碼、復用加擾、EPG/SI插入、CA/BOSS系統(tǒng)、網管系統(tǒng)及單頻網同步系統(tǒng)等。本方案節(jié)目前端采用全IP組網，網絡調度更加靈活、系統(tǒng)擴容及新增業(yè)務嵌入更加方節(jié)目來源主要是接收衛(wèi)星節(jié)目及海南省、三亞市本地電視臺節(jié)目，衛(wèi)星節(jié)目由IP衛(wèi)星綜合接收機獲取，經AVS轉碼器轉成AVS+格式碼流；本地節(jié)目以SDI或ASI信號輸入到AVS編碼器編碼成AVS+格式碼流。碼流經復用、加擾，加入EPG/SI信息，生成3個頻點的傳輸流，分別經過單頻網適配器處理，轉換成DS3格式，通過微波鏈路或光纖傳送到發(fā)射站臺。前端系統(tǒng)可以輸送3個頻點的固定節(jié)目，每個頻點的凈載荷為21.658Mbps，1個頻點可以傳輸12套節(jié)目。前端系統(tǒng)內所有數據流傳輸通過千兆交換機進行IP路由，方便今后系統(tǒng)擴展。3.3 節(jié)目分配(傳輸)三亞市地面數字電視廣播網絡節(jié)目傳輸系統(tǒng)如圖5所示。從位于電視臺內的節(jié)目前端將節(jié)目源通過互為備份的光纖和微波兩條鏈路傳送到狗嶺，再由狗嶺通過微波鏈路傳送到馬嶺、奶嶺、海妃嶺3個站點，南山站信號由馬嶺通過微波鏈路轉發(fā)；海棠灣站由海妃嶺站通過微波鏈路轉發(fā)。3.4 發(fā)射系統(tǒng) 狗嶺、南山、奶嶺、海妃嶺、海棠灣5個主發(fā)射站組成單頻網，其中，狗嶺發(fā)射功率為1KW；南嶺發(fā)射功率為500W；奶嶺、海妃嶺、海棠灣發(fā)射功率均為300W。同時在馬嶺、海棠灣及三亞學院、芭蕉村及東方紅村部署50W的補點。發(fā)射系統(tǒng)包含單頻網同步設備，為方便將來增加頻點，各環(huán)節(jié)均采用模塊化設計，擴容時僅需增加相應模塊，現(xiàn)有投資不會受損。3.5 監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)包括實時監(jiān)看播出節(jié)目內容及質量、各個站點的發(fā)射機的工作狀態(tài)、工作環(huán)境、故障信息實現(xiàn)集中監(jiān)測和控制以及空中信號各項技術指標的實時監(jiān)測等，滿足系統(tǒng)穩(wěn)定運行、故障及時排除、以及安全播出的需要。4、結論及發(fā)展展望三亞市地面數字電視廣播網技術方案通過了業(yè)內專家評審。專家組認為該方案根據三亞市多山地區(qū)的地理特征和單頻組