地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)與覆蓋網(wǎng)絡(luò)

內(nèi)容概要

　　本書在比較現(xiàn)有地面數(shù)字電視國際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了國家地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)DTMB。全書共分8章。第1～2章從整體上介紹了地面數(shù)字電視廣播發(fā)射系統(tǒng)的組成、技術(shù)指標(biāo)、安裝調(diào)試與備份技術(shù)等；第3～6章針對地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)中的激勵器、發(fā)射機(jī)、天饋線系統(tǒng)和補(bǔ)點發(fā)射機(jī)，詳細(xì)介紹了這些組成部分的原理、結(jié)構(gòu)和技術(shù)指標(biāo)等；第7章介紹了覆蓋網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化；第8章介紹了單頻網(wǎng)的基本概念與原理、覆蓋模型以及與工程實踐相關(guān)的問題。
　　本書可作為廣播電視技術(shù)院校的教學(xué)用書，也可作為數(shù)字電視領(lǐng)域工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

叢書序
前言
第1章 地面數(shù)字電視傳輸國際標(biāo)準(zhǔn)
　1.1 基本介紹
　　1.1.1 ATSC系統(tǒng)
　　1.1.2 DVB-T系統(tǒng)
　　1.1.3 ISDB-T系統(tǒng)
　　1.1.4 DTMB系統(tǒng)
　1.2 DTMB系統(tǒng)詳情
　　1.2.1 DTMB信道編碼
　　1.2.2 DTMB主要參數(shù)
　　1.2.3 輸入接口
　　1.2.4 隨機(jī)化
　　1.2.5 前向糾錯編碼
　　1.2.6 星座圖映射
　　1.2.7 64-QAM映射
　　1.2.8 32-QAM映射
　　1.2.9 16-QAM映射
　　1.2.10 4-QAM映射
　　1.2.11 4-QAM-NR映射
　　1.2.12 交織
　　1.2.13 系統(tǒng)信息
　　1.2.14 幀結(jié)構(gòu)
　　1.2.15 幀頭
　　1.2.16 幀體數(shù)據(jù)處理與組幀
　　1.2.17 基帶后處理
　　1.2.18 射頻輸出接口
　1.3 DTMB主要工作模式
第2章 地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)
　2.1 概述
　　2.1.1 地面數(shù)字電視的特點
　　2.1.2 地面數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
　2.2 發(fā)射系統(tǒng)的組成
　　2.2.1 地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的組成
　　2.2.2 地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的備份技術(shù)
　　2.2.3 地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)實例
　2.3 發(fā)射系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)
　　2.3.1 發(fā)射功率
　　2.3.2 頻譜特性
　　2.3.3 相位噪聲
　　2.3.4 調(diào)制誤差率
第3章 地面數(shù)字電視激勵器
　3.1 概述
　　3.1.1 激勵器的原理
　　3.1.2 激勵器的基本要求
　3.2 激勵器的基本結(jié)構(gòu)
　　3.2.1 碼流處理模塊
　　3.2.2 編碼和映射模塊
　　3.2.3 變頻模塊
　　3.2.4 接口與控制
　3.3 激勵器的主要功能
　　3.3.1 工作模式
　　3.3.2 預(yù)校正
　　3.3.3 監(jiān)控和報警
　3.4 激勵器的技術(shù)指標(biāo)與測試
　　3.4.1 激勵器的技術(shù)指標(biāo)
　　3.4.2 主要技術(shù)指標(biāo)測量
第4章 地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)
　4.1 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的基本原理
　　4.1.1 電視發(fā)射機(jī)發(fā)展概況
　　4.1.2 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的基本原理
　　4.1.3 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的主要技術(shù)特點
　4.2 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的組成
　　4.2.1 數(shù)字電視激勵器
　　4.2.2 固態(tài)功率放大器
　　4.2.3 無源部件
　　4.2.4 智能監(jiān)控系統(tǒng)
　　4.2.5 冷卻系統(tǒng)
　4.3 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的技術(shù)指標(biāo)
　　4.3.1 性能指標(biāo)
　　4.3.2 功能要求
　4.4 寬帶數(shù)字電視發(fā)射機(jī)
　　4.4.1 寬帶數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的原理
　　4.4.2 寬帶數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的特點
第5章 天饋線系統(tǒng)
　5.1 概述
　　5.1.1 無線電波的傳播特性
　　5.1.2 天饋線系統(tǒng)的組成
　　5.1.3 駐波
　5.2 發(fā)射天線
　　5.2.1 發(fā)射天線的種類
　　5.2.2 發(fā)射天線的基本特性
　　5.2.3 發(fā)射天線的安裝
　5.3 天饋線系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)
　5.4 常見故障與維護(hù)方法
第6章 補(bǔ)點發(fā)射機(jī)
　6.1 補(bǔ)點發(fā)射機(jī)的基本原理
　　6.1.1 補(bǔ)點發(fā)射機(jī)的分類
　　6.1.2 直放型補(bǔ)點發(fā)射機(jī)
　　6.1.3 變頻型補(bǔ)點發(fā)射機(jī)
　　6.1.4 帶回波抑制型發(fā)射機(jī)
　　6.1.5 補(bǔ)點發(fā)射機(jī)的技術(shù)參數(shù)
　6.2 補(bǔ)點發(fā)射機(jī)的應(yīng)用
　　6.2.1 補(bǔ)點發(fā)射機(jī)應(yīng)用場合
　　6.2.2 數(shù)字電視網(wǎng)中常見的應(yīng)用案例
　　6.2.3 補(bǔ)點發(fā)射機(jī)的監(jiān)控
　6.3 補(bǔ)點發(fā)射機(jī)的安裝
　　6.3.1 補(bǔ)點發(fā)射機(jī)站址選擇
　　6.3.2 補(bǔ)點發(fā)射機(jī)的安裝方式
　　6.3.3 接收天線和發(fā)射天線的基本要求
第7章 地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化
　7.1 信道特性
　　7.1.1 無線傳輸信道特性
　　7.1.2 無線電波傳播模型
　7.2 覆蓋網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃相關(guān)參數(shù)
　　7.2.1 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
　　7.2.2 接收模式
　　7.2.3 最小場強(qiáng)
　　7.2.4 與現(xiàn)有模擬電視廣播業(yè)務(wù)的共用
　　7.2.5 單頻網(wǎng)覆蓋區(qū)域的定義
　7.3 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化
　　7.3.1 路測數(shù)據(jù)對模型的校正
　　7.3.2 單頻網(wǎng)時延調(diào)整方法
　　7.3.3 減小覆蓋重疊區(qū)
　7.4 軟件仿真
　　7.4.1 電子地圖
　　7.4.2 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
　　7.4.3 單頻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)分析
　　7.4.4 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化
第8章 地面數(shù)字電視廣播單頻網(wǎng)
　8.1 基本概念
　　8.1.1 單頻網(wǎng)的定義
　　8.1.2 單頻網(wǎng)的基本架構(gòu)
　　8.1.3 保護(hù)間隔和最大站距
　　8.1.4 單頻網(wǎng)組網(wǎng)的實現(xiàn)方式
　8.2 單頻網(wǎng)適配器
　　8.2.1 單頻網(wǎng)適配器的原理
　　8.2.2 單頻網(wǎng)適配器的要求與測試
　8.3 單頻網(wǎng)覆蓋模型
　　8.3.1 基于TS分配網(wǎng)絡(luò)的單頻網(wǎng)覆蓋
　　8.3.2 同頻直放站補(bǔ)點覆蓋
　　8.3.3 基于射頻信號分配網(wǎng)絡(luò)的單頻網(wǎng)覆蓋
　8.4 單頻網(wǎng)覆蓋工程實踐
　　8.4.1 無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
　　8.4.2 網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化
　　8.4.3 常見故障分析與排除
附錄 常用專業(yè)術(shù)語與縮略語
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章地面數(shù)字電視傳輸國際標(biāo)準(zhǔn)　　1.1基本介紹　　目前被國際電信聯(lián)盟（International Telecommunication Union，ITU）采納的地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)有美國的高級電視系統(tǒng)委員會標(biāo)準(zhǔn)（Advanced Television Systems Committee，ATSC）、歐洲的數(shù)字視頻地面廣播標(biāo)準(zhǔn)（Digital Video Broadcasting-Terrestrial，DVB-T）和日本的地面綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)（Integrated Service Digital Broadcasting-Terrestrial，ISDB-T）。我國的地面數(shù)字多媒體廣播標(biāo)準(zhǔn)（Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting，DTMB）在2011年被ITU接納成為地面數(shù)字電視D系統(tǒng)，成為ITU認(rèn)可的第四個地面數(shù)字電視傳輸國際標(biāo)準(zhǔn)?！　?.1.1ATSC系統(tǒng)　　ATSC采用格形編碼的八電平殘留邊帶（Trellis-Coded8-Level Vestigial Side-Band，8-VSB）調(diào)制。ATSC數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)是美國高級電視系統(tǒng)委員會開發(fā)的，它是為了在單個6MHz頻道中傳輸高質(zhì)量視頻和音頻以及輔助數(shù)據(jù)而設(shè)計的，用于地面廣播和有線分配系統(tǒng)。它能夠可靠地在6MHz地面信道中實現(xiàn)19.4Mbit/s的數(shù)據(jù)吞吐量，在有線電視信道中實現(xiàn)38.8Mbit/s的數(shù)據(jù)吞吐量。有兩種有效的操作模式：8-VSB和16-VSB。其中，8-VSB“地面同播模式”便于更好地抵抗NTSC干擾，16-VSB“高碼率模式”主要用于更可靠的有線信道?！　TSC系統(tǒng)可以抵抗多種類型的干擾：現(xiàn)存的模擬電視節(jié)目、白噪聲、脈沖噪聲、相位噪聲、連續(xù)波和無源反射（多徑）。系統(tǒng)提供固定的接收，不支持移動接收?！　TSC系統(tǒng)使用單載波調(diào)制方案，即八電平殘留邊帶（8-VSB）調(diào)制，用于多頻網(wǎng)（Multi-Frequency Network，MFN）實現(xiàn)。雖然此系統(tǒng)是為6MHz頻道開發(fā)和測試的，但它能應(yīng)用于任何信道帶寬（6MHz、7MHz、8MHz），只是相應(yīng)地改變數(shù)據(jù)容量。ATSC在初期是不支持單頻網(wǎng)的，但是經(jīng)過技術(shù)人員的努力，目前ATSC已經(jīng)可以在單頻網(wǎng)下工作?！　?.1.2DVB-T系統(tǒng)　　DVB-T采用編碼正交頻分復(fù)用（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing，C-OFDM）調(diào)制，DVB-T系統(tǒng)是歐洲數(shù)字視頻廣播組織開發(fā)的。DVB-T是DVB系列標(biāo)準(zhǔn)之一，其他還有衛(wèi)星（DVB-S）和有線（DVB-C）數(shù)字視頻廣播等，此系列標(biāo)準(zhǔn)考慮了數(shù)字視頻和音頻的傳輸，以及將來的多媒體節(jié)目。對于地面廣播，此系統(tǒng)可以在現(xiàn)存的已分配給模擬電視傳輸?shù)念l譜內(nèi)廣播。8MHz信道內(nèi)傳輸?shù)挠行舯忍卮a率在不同的信道編碼參數(shù)、調(diào)制類型和保護(hù)間隔的組合下，可以支持4.98～31.67Mbit/s?！　VB-T系統(tǒng)不僅能夠處理高斯信道，而且也能適應(yīng)萊斯信道和瑞利信道。它能夠抵抗高電平（0dB）、長延時的靜態(tài)和動態(tài)多徑失真，能有效地克服延時信號的干擾，包括地勢或建筑物反射的回波，或者單頻網(wǎng)環(huán)境中遠(yuǎn)方發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號?！　VB-T系統(tǒng)通過多種可選擇參數(shù)的組合，可以適應(yīng)大范圍的載噪比和信道特性，支持固定、便攜或者移動接收?！　VB-T采用編碼正交頻分復(fù)用多載波調(diào)制技術(shù)，有兩種操作模式：2K模式和8K模式，分別進(jìn)行2K和8K點快速傅里葉變換（Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT）。系統(tǒng)可以選擇不同的QAM調(diào)制級數(shù)和不同的內(nèi)碼碼率，也允許兩層分級信道編碼和調(diào)制。此外，長度可選擇的保護(hù)間隔允許系統(tǒng)支持不同的網(wǎng)絡(luò)配置，例如大范圍的單頻網(wǎng)（SingleFrequencyNetwork，SFN）和多頻網(wǎng)（MFN）。2K模式適用于單發(fā)射機(jī)廣播，并能很好地支持移動接收以及具有有限發(fā)射機(jī)距離的小的單頻網(wǎng)。8K模式既能用于單發(fā)射機(jī)廣播，也能用于小的和大的單頻網(wǎng)，一般用于固定接收?！　?.1.3ISDB-T系統(tǒng)　　ISDB-T系統(tǒng)是日本無線電工商業(yè)協(xié)會（Association of Radio Industriesand Businesses，ARIB）開發(fā)的，它系統(tǒng)地綜合了各種類型的數(shù)字內(nèi)容，包括從標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視（Standard Definition Television，SDTV）到高清晰度電視（High Definition Television，HDTV）的多節(jié)目視頻、多節(jié)目音頻、圖形和文本等。因為ISDB概念覆蓋了各種服務(wù)，因此系統(tǒng)必須面對各種需求，而且一個業(yè)務(wù)和另一個業(yè)務(wù)可能是不同的。為了綜合不同的業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)提供了可選擇的調(diào)制、誤碼保護(hù)方案和靈活的組合，以便面對這些綜合業(yè)務(wù)的各種需求?！　∠到y(tǒng)采用的調(diào)制方法稱為頻帶分段傳輸正交頻分復(fù)用（Bandwidth Segmented Transmission OFDM，BST-OFDM），由一組共同的稱為BST段的基本頻率塊組成。每段的帶寬為BW/14MHz，這里BW是指地面電視信道帶寬（6MHz、7MHz或8MHz，依賴于所處地區(qū)）。例如，對于6MHz信道，每段占據(jù)6/14MHz≈428.6kHz頻譜，7段等于（6×7）/14MHz＝3MHz。在OFDM特性之外，BST-OFDM對不同的BST段采用不同的載波調(diào)制方案和內(nèi)碼編碼碼率，依此提供了分級傳輸特性。每個數(shù)據(jù)段有其自己的誤碼保護(hù)方案（內(nèi)碼編碼碼率、時間交織深度）和調(diào)制類型（QPSK、DQPSK、16-QAM或者64-QAM），那么每段能滿足不同的業(yè)務(wù)需求。許多段可以靈活地組合到一起，提供寬帶業(yè)務(wù)（如HDTV）。通過傳輸不同傳輸參數(shù)的OFDM段群，可以實現(xiàn)分級傳輸?！　?.1.4DTMB系統(tǒng)　　DTMB系統(tǒng)由中國開發(fā)，采用時域同步正交頻分復(fù)用（Time Domain Synchronous OFDM，TDS-OFDM）調(diào)制方式，它由時域同步和頻域數(shù)據(jù)兩個傳輸模塊組成。2006年8月，我國公布了用于地面數(shù)字電視廣播的DTMB標(biāo)準(zhǔn)，并已于2007年8月1日起強(qiáng)制執(zhí)行?！　∥覈腄TMB標(biāo)準(zhǔn)具有后發(fā)優(yōu)勢，具有碼字捕獲快速和同步跟蹤穩(wěn)健、頻譜利用效率高、移動性能好、廣播覆蓋范圍大、多業(yè)務(wù)廣播方便等優(yōu)點?！　≡谛诺谰幋a方面，DTMB標(biāo)準(zhǔn)采用了BCH碼和低密度奇偶校驗（Low Density Parity Check，LDPC）碼級聯(lián)的形式。由于LDPC碼優(yōu)越的性能，DTMB系統(tǒng)在對抗各種干擾等方面具有非常好的性能。由于采用了TDS-OFDM的獨特技術(shù)，DTMB系統(tǒng)在同步性能上明顯優(yōu)于循環(huán)前綴編碼正交頻分復(fù)用（Cyclic Prefix-OFDM，CP-OFDM）系統(tǒng)。而且由于采用訓(xùn)練序列代替循環(huán)前綴，接收機(jī)可通過訓(xùn)練序列進(jìn)行信道估計，從而可以節(jié)省傳統(tǒng)CP-OFDM系統(tǒng)中的頻域?qū)ьl，提高了頻譜利用率?！　TMB系統(tǒng)在8MHz帶寬內(nèi)可支持4.813～32.486Mbit/s的凈載荷數(shù)據(jù)傳輸率，可支持SDTV和HDTV，支持固定接收和移動接收，支持單頻組網(wǎng)和多頻組網(wǎng)。關(guān)于DTMB標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容將在1.2節(jié)中詳細(xì)介紹。　　四種地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)主要參數(shù)對比如表1-1所示?！　?.2DTMB系統(tǒng)詳情　　1.2.1DTMB信道編碼　　DTMB定義了數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)發(fā)送端完成從輸入數(shù)據(jù)碼流到地面電視信道傳輸信號的轉(zhuǎn)換。輸入數(shù)據(jù)碼流經(jīng)過擾碼器、前向糾錯編碼、星座映射、交織后形成基本數(shù)據(jù)塊；基本數(shù)據(jù)塊與系統(tǒng)信息組合后，經(jīng)過幀體數(shù)據(jù)處理形成幀體；幀體與相應(yīng)的幀頭復(fù)接為信號幀，根據(jù)幀地址組幀單元構(gòu)建與絕對時間日、時、分、秒同步的復(fù)幀結(jié)構(gòu)；經(jīng)過基帶后處理轉(zhuǎn)換為基帶輸出信號，該信號經(jīng)正交上變頻轉(zhuǎn)換為射頻信號?！　TMB的發(fā)送端原理如圖1-1所示?！　　?/pre>








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