自从2002年上海移动电视开播以来，全国各电视台应地制宜开展数字电视地面广播试验。杭州移动数字电视在开通一年多时间后，已初具规模，由原来的试运营转变到商业化运营，其业务也由原来几百辆公交车发展到现在的1000多辆公交车、70多艘大型游船及一些固定用户，如健身房、少年宫、写字楼等。在杭州文广集团领导和杭州移动数字电视公司领导的努力下，杭州移动数字电视的覆盖网络正在逐步的扩大，接收的群体已迅速地增多，节目内容也逐渐的丰富起来。
本文就杭州移动数字电视单频网的构建做一介绍。
首先，对杭州当前移动数字电视传输和发射系统作一简要介绍，其方框图如下：
图1.系统方框图
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一个好的覆盖网络是移动数字电视发展的前提。覆盖网络的优劣有很多因素所决定，比如说：发射机功率的大小、天线的高度及增益、当地的地貌特点及单频网的规划等。
杭州移动数字电视在去年刚开始试运营时，网络的覆盖率不高。那时的发射系统，只有杭州电视台发射台（艮山门）一个点，一台由浙江大学宏远电子有限公司生产1KW的发射机和一副由上海明珠科技公司生产的缝隙天线（天线高度150M），对准主城区发射。由于杭城近几年，高楼大厦的迅猛增多，使得150M的电视塔失去了高度优势，再加上西湖风景区山体较多，这样便造成离电视塔远点的地方和山体背后存在很多覆盖盲区。而现在杭城的公交线路大部分较长，使得公交车在出市中心后，接收到的电视信号经常出现“马赛克”甚至停帧现象。
为了解决上述问题，我们经过大量的实地考查和长期的讨论，得出：由于杭州区域广阔，地形复杂，难以在短时间内对其进行全域覆盖，集团决定分期来实现对整个杭州市的覆盖；由于地面数字电视和模拟地面电视广播的覆盖技术的区别及杭城地形复杂，只增大单个发射点的发射功率是不可取的，所以，集团决定采用单频网的覆盖方式对老的覆盖网络进行升级，以扩大有效的覆盖范围。以下，就对杭州移动数字电视一期单频网的构建作一详细的介绍：
一．覆盖范围
杭州地理环境复杂，其中丘陵山地占总面积的65.6％，平原占26.4％，江、河、湖、水库占8％。杭州市有上城、下城、江干、拱墅、西湖、高新（滨江）、萧山、余杭8个区,建德、富阳、临安3个县级市,桐庐、淳安2个县。全市户籍人口651.68万人，其中市区户籍人口401.59万人。我们一期的目标是基本上覆盖杭州市区（即上述8个区），其中绕城高速公路以内又是覆盖的重点(见图2)。根据之前我们实地场强测试的结果，原来单个发射点网络覆盖效果不好的地方有：西湖风景区（因为山体较多，北山路、曙光路和之江路等车流量较大的路受山体遮挡严重）；城西、城北和城东离发射点较远的地方（因为原来的1KW功率能覆盖的范围有限）；市中心的地下隧道（如西湖隧道、新城隧道等）等。所以，这期的计划是基本覆盖上述的盲区，增强市区周边的场强。
二．发射系统
a)前端
前端在发射系统中非常重要，其性能的好坏直接影响图像的质量及系统的稳定。我们的前端是这样的：从播出机房全自动硬盘播出矩阵出来的摸拟视音频信号（一主一备），进入MPG-Ⅱ编码器（TENDBERGE5710）由其将模拟信号转换成MPG-Ⅱ码流信号，此信号再输入到单频网适配器（HARRISSynchrony），由其将GPS的标准时间和标准频率插入到TS流中，再将该码流信号送到光发射机，由其将信号通过光纤通信网分别送到各发射点（见图1）。
&n[page]bsp; 在编码器上，我们选用的TENDBERGE5710，比原来借用的E5710在按键上有所改进，软件也由3.2.3版本升到了3.7.0版本。它的功能强大，几乎包含了编码器所应有的功能。它的视音频输入有CompositeVideo、SDI、DigitalorAnalogueAudio；输出有三路ASI信号。我们将其输出的码率暂时设置成4Mbit/S，其输出的图像质量非常好。
在单频网适配器上，我们选用的HARRISSynchrony，是由HARRIS欧洲公司生产的采用DVB-T标准的适配器（内置GPS接收器）。它的两路ASI输入可以是两路相同的输入信号（提高冗余度），也可是两路不同的输入信号（用作等级调制）。它的设置很简单，只要通过网线连接单频网适配器和电脑，根据用户手册上提供的IP地址，即可用IE浏览器修改它的参数。它也可以通过TCP/IP因特网浏览器实现远程监视与控制。
在光发机上，我们选用的是挪威生产的NetworkFR-2RU-10-2。FR-2RU采用19英寸2U的机框，其中包括2个电源，10个插卡槽。我们配了一个DA-SDI（码流分配器）和四个SDI-EO（光发机）。DA-SDI上有一路ASI输入，6路ASI输出，这样，可以同时为四个光发机提供信源，还为主点发射机提供2路信号。
b)发射机及天线
发射机是发射系统的核心部分，其发射功率的大小和稳定性直接影响着覆盖范围和信号的质量。我们这期所用的发射机型号及规格如下表： 发射机产家 发射机型号 额定功率 冷却方式 频道 滤波器
HARRIS DTV660L 2500W 水冷 37CH 外带
浙江大学宏远电子有限公司 CSO-1KW-U-I 1000W 空调风冷 37CH 外带
浙江大学宏远电子有限公司 CSO-1KW-U-I 1000W 空调风冷 37CH 外带
浙江大学宏远电子有限公司 CSO-1KW-U-I 400W 空调风冷 37CH 外带
DTV660L是由HARRIS欧洲公司生产的采用DVB-T标准的全固态水冷发射机。机器一共安装6个功放模块，额定功率2.5KW（最多可安装6个功放模块，额定功率3KW）。它所配的激励器，虽然体积很大，但功能很齐全，里面内置了GPS接收器和适配器，还可以扩展成为小功率发射机。与其在美国本土生产的Z10CD调频发射机相比，在设计上DTV660L更加专业化，它不像Z10CD，一键式开关机那么简单，而是通过RCU8600（控制器）里的操作菜单来开关功放模块。在远程控制上很方便，只要通机柜顶上的Ethernetconnector，便可访问RCU8600和激励器，来控制它们的参数。在外形上，DTV660L采用标准机架（606mm*2077mm*1239mm），由于其滤波器是外带的，所以我们在机架上方专门焊制了一个铁架，来放置滤波器，这样可以尽可能少的用馈[FS:Page]管弯头来连接发射机的输出和滤波器的输入，而且也可以使发射机和滤波器成为一体，看起来更美观。
CSO-1KW-U-I是由浙大宏远新生产的全固态发射机，其采用的空调风冷却成为一大亮点。与普通风冷却相比，其冷却效果明显好于后者，与水冷却相比，在设备上空调风冷要简单且少很多。
我们所采用的天线规格如下： 天线产家 额定功率 极化方式 型号 场型 增益
上海明珠科技公司 2500W 水平极化 缝隙天线 定向辐射 11dB
上海明珠科技公司 1000W 水平极化 缝隙天线 定向辐射 11dB
上海明珠科技公司 1000W 水平极化 四偶极子天线 定向辐射 13dB
c)单频网参数的选择
单频网是指所有发射机在同一时间采用同一频率，同时传送同一数字电视信号的同一个比特。在DVB-T中，有2K和8K两种模式。
2K模式载波总数为1705=1512（DATA）+17（TPS）+176（PILOT）
8K模式载波总数为6817=6048（DATA）[page]+68（TPS）+701（PILOT）
2K模式具有同步快，抗系统载波间干扰能力强的优点，但由于符号时间间隔较短，多径时延抵抗力较差，使得2K模式只适用于构建小的单频网。8K模式具有同步稳定，较强的抗时延能力，但在车上移动接收时速度不能过快，所以8K模式适合构建大型的单频网。 模式 8K 2K
保护间隔（μS） 1/4 1/8 1/16 1/32 1/4 1/8 1/16 1/32
224 112 56 28 56 28 14 7
相邻发射机间最大距离（KM） 67．2 33．6 16．8 8．4 16．8 8．4 4．2 2．1
DVB-T的星座调制有QPSK（QAM）、16QAM、64QAM三种，在其它条件相同的情况下，其传输的有效净码率依次增大，而其对应的接收C/N门限也依次升高，所以其传输码流效率与其覆盖效率是相矛盾的。同样，保护间隔和卷积码率也存在这样的矛盾，就是想要提高多径信号的最大时延时间与纠错能力，就要牺牲其传输效率。
总结上述情况，再结合我们杭州移动数字电视的现状：杭州移动数字电视仍处于发展的初级分阶段，由于资金有限，我们只能先发展小型的单频网，但要做到信号传输的可靠性，所以我们选择了2K模式、1/4保护间隔、QPSK调制方式和1/2的卷积码率。
三．发射点的选择与单频网的调试
根据上述覆盖范围，我们首先选用2.5KW的HARRISDTV660L代替原来的1KW发射机来增大主发射点（艮山门）的功率。在DTV660L投入使用后，我们对杭城主要地区进行场强测试，根据场强的大小来确定其它三个点的位置，以减少理论计算与实际的误差。根据测试的结果（和理论估算相近）和我们选择的单频网参数，我们另外选用了皋亭山和动漫大厦二个点（三点大致成一直线，三点间的相互形成的干扰简单，适合单频网的构建）。三个点间的相互距离大约为：14公里（艮山门-皋亭山）、10公里（艮山门-动漫大厦）、23公里（皋亭山-动漫大厦），如图3所示。皋亭山天线高度约为380多米，按放浙大宏远生产的1KW发射机，这样可以覆盖原来城北、城西和城东的一些盲区，增加余杭区的覆盖范围。动漫大厦天线高度约为110多米，按放浙大宏远生产的400W发射机，此发射点可以覆盖原来城南、复兴路和之江路等盲区，增加了萧山区的覆盖范围。
在发射点确定后，我们通过几个通宵对单频网的参数进行了调试。首先，设置了单频网适配器的基本参数，如带宽（8MHZ）、FFT（2K）、等级调制（常规）、星座调制（QPSK）、保护间隔（1/4）、内编码率（1/2）、输出格式（188字节）和最大网络延时（500ms）等。接着设置了三台激励器的参数，如把原来的多频网模式改为单频网模式、MIP的控制改为“强制”和单频网的时间偏置（根据理论计算和实际效果来设定）等。艮山门-皋亭山和艮山门-动漫大厦的距离在我们所选的保护间隔（16．8公里）内，我们把艮山门和动漫大厦两点发射机的单频网的时间偏置设为0μs。皋亭山-动漫大厦的距离超出了保护间隔，由于皋亭山山高，天线增益大，覆盖范围大，对其它两个点影响较大，而动漫大厦天线高度低，功率小，对其它两个点影响小，再加上动漫大厦和其它两个点有山遮挡（如图3所示），皋亭山-动漫大厦两个点的相互干扰就大大减少。这样，从理论上说，三个点的相互两两干扰基本上得到了解决，但是，由于当前所用机顶盒的接收能力有限，难以实现56μs的保护间隔，所以，两两间存在一定的干扰带，特别是皋亭山-艮山门之间的干扰带。所以，我们把皋亭山发射机的单频网的时间偏置设为-20μs，即皋亭山发射机要比其它两个发射机提前20μs开始发射，这样便可以有效的减小干扰带。
四．测试及结果
在我们的单频网调试成功后[page]，我们集中车辆，利用R&S的TVTestReceiver仪器对覆盖区主要路线进行了测试，我们发现三点的覆盖区内两两相互干扰的现象很少，接收的效果很好，除了存在一些很小的影阴区（由高楼遮挡引起），市区的覆盖率在90%以上，此结果全完符合我们的计划指标。当然，其中的一些影阴区还有待我们去完善，如用增设补点器的方法来消除影阴区。
五．结果语
杭州移动数字电视正处在发展阶段，它的蓬勃发展离不开一张高质量的覆盖网。作为技术人员，我们要不断的去发展和完善这张覆盖网，为移动电视的运营提供最优质的服服。移动电视是一项新技术，这就要求我们经常去更新我们的专业知识，只有这样我们才能在实践中探索出一张真正属于我们杭州的覆盖网。
