北京奥运会前,广电总局计划率先在全国37个直辖市、省会城市和计划单列市开通CMMB移动多媒体广播信号,合肥作为安徽省省会城市位列其中。经过一段时间的准备,合肥CMMB系统于2008年4月中旬在西郊大蜀山发射台架设成功,以确保移动多媒体网络在奥运会期间可投入试验运营。
文/王麟 王义林(安徽省广播电视传输发射总台)
系统组成
CMMB移动多媒体广播系统采用“天地一体”的技术体系,即利用大功率S波段卫星覆盖全国与地方转发各地采用U波段地面覆盖网在城市人口密集区实现移动多媒体广播信号覆盖相结合的工作模式
由于CMMB卫星及前端系统已搭建完成,因此合肥地区的主要任务是接收卫星信号,经过处理后发送至处于U波段的CMMB发射机以完成地面覆盖。
CMMB地面组网可采用单频网SFN)多点发射及多频网(MFN单点发射两种模式,考虑到资金协调等多方面的困难,加之该网络目前仍属试验性质,因此合肥地区的CMMB系统暂时采用多频网方式在大蜀山发射台单点发射,其系统架构如图1所示。主要包括
★CMMB卫星解码器:对接收到的RF信号进行DVB-S解调及IP解封装处理,还原出IP数据包后发送给交换机,完成对中央前端节目的接收。这一过程中,需要对数字卫星接收机的相关参数进行配置其中,下行频率设置为1284MHz符号率为5425500sps、PID设置为新增PID=100,开启IP转发,地址为192.168.2.228,这些均必须通过数据接口连接到电脑进行设置。
值得注意的是高频头的馈电开关也需要在软件中设置,设置正确后数字卫星接收机的内容信号状态可通过网线经电脑用监控软件进行监看。
★视音频编码器:用来对地方一、二套电视节目的输入信号进行视音频编码,输出IP数据包,发送给交换机,两套节目的端口分别为55080及55090。视音频编码器也需进行相关参数的配置,特别是其目的地址应与数字卫星接收机地址在同一网段 注:目前编码器并未在合肥使用,是将来发展的待选配置。)
★交换机:将接收到的地方音视频IP包及其它信息IP包转发给CMMB复用器,同时,将接收到的中央平台分发的前端加扰音视频IP包加扰数据广播IP包及信息IP包转发给CMMB复用器
★CMMB复用器:对接收到的中央节目IP数据包及地方省市一套电视节目IP数据包进行CMMB转码复用,通过ASI异步串行接口将TS流信号输出,发送至调制器,完成节目流的CMMB复用
CMMB复用器也需按要求进行相关参数的配置,其中控制流网口IP地址在超级终端中设置,该地址与卫星接收机应在同一网段合肥设置为192.168.2.61,但业务网口IP地址与控制流网口的IP地址不能在同一个网段内
★发射机:是该系统的关键组成部分,数字信号最终将通过发射机转变为射频信号,经功率放大后馈送到天线后发射出去,被终端用户所接受。合肥采用的发射机整机包括:主备激励器、切换器,放大器、避雷器断相与相序保护、分配器等,其系统框图如图2所示
与一般全固态发射机不同的是,该发射机采用CMMB全数字激励器,将前端传来的ASI信号调制成射频信号,该激励器不但集成了一般数字发射机调制器及上变频器的功能,且在面板上就可进行CMMB相关工作模式参数的设置。
由于大蜀山发射台频点多,天线位置少,因此发射机输出与原43频道DVB-T发射机输出双工后共用一副天线。发射天线为四层隙缝天线,采用垂直极化方式,天线增益11.5dB,下倾角1度,主馈为SD-50-80型,功率等级可满足两机双工所用。因地处山顶,天线高度可达350米,可很好地实现合肥全市的覆盖。
运行状况
合肥CMMB系统于2008年3月底组装完成,经过一段时间的调试及试运行后,于4月中旬开始试验播出CMMB节目用U波段的30频道播出中心频率为650MHz,主要转播从卫星上下载的中央电视台1、3、奥运、9新闻及少儿6套电视节目,此外还可扩展播出2套本地的广播电视节目。
系统的信道调制编码采用STiMi技术,经过测试对比,确定其{zj0}参数为:调制模式为OFDM、星座映射方式为QPSK、编码方式采用外编码RS240/224、内编码LDPC3/4的模式。
大蜀山发射台发射点距合肥市中心约11公里,采用1KW满功率播出。运行方面,在试播期间暂由广电总局与大蜀山发射台共同负责,其中发射台主要负责系统的播出及技术维护等工作。
指标测试
为了解CMMB系统在合肥地区的实际播出效果及信号覆盖情况,发射台联合总局技术人员使用CMMB综合测试仪,对该系统在合肥市的主要接收指标进行了一次全面的测试测试的接收电平分布及接收效果分布情况如图3、图4所示。
图3中,红色到紫色的颜色渐变表示接收电平从高到低的分布。图4中绿色表示可正常接收的地段,红色表示无法正常接收的地段。从两个测试图可以看出,合肥市西、南方向的接收效果较好,东部及北部较差,这与发射点处于合肥市偏西南的地理位置相一致。市中心许多地段及局部低洼地带由于受高楼及建筑物的遮挡,加之电磁环境较为复杂,容易受到干扰因此接收效果也不理想。总体测试结果与发射台原43频道(DVB-T)的覆盖测试结果基本一致,这些地区的覆盖问题需要在未来工作中逐步完善。
考虑到测试仪灵敏度较高,且测试主要在公路上移动进行,并不能反映合肥市所有地区的实际接收效果,因此合肥发射总台又组织相关人员使用某品牌手持终端设备进行了进一步测试。
测试主要于合肥市中心及东南西北角选点进行,终端信号满格为5格。从测试结果看,西部的高新区信号强度显示在3~4之间,移动及固定接收的效果均很好;南部的经济开发区及附近区域,信号强度显示为3,接收情况其本正常,在建筑物遮挡区偶有画面停顿及马赛克现象;北边火车站附近区域,空旷地带的信号强度也只能达到1~2,移动接收及被遮挡的地区基本无信号;东边至和平广场基本无信号,即使在空旷地带也无法进行固定接收;合肥市中心地带主要为大西门至大东门区域信号强度显示为2,在空旷地带接收效果较好,但在建筑密集区则无信号显示建筑物顶部信号接收良好。
在大型建筑及各大商场内的测试结果表明:无论在东西南北哪个区域,所有建筑物的内部均很难接收到信号,因此加强室内覆盖也是合肥总发射台未来需要完善的工作之一。
存在的问题
CMMB虽然在合肥地区实现了成功试运行,但其在技术及覆盖方面仍存在一定的问题,主要包括:
问题1:组网速度
总局计划在2008年年底完成全国150个城市的CMMB落地工作安徽省也将在芜湖、马鞍山等6个地级市安装CMMB发射机,这将大大推进CMMB全省组网的速度,但这还远远不够,只有真正实现了全国覆盖,使用户无论走到哪里都能收看到CMMB节目,用户才会愿意埋单,从而促进CMMB产业健康有序的发展。
问题2:完善覆盖
以合肥地区为例,虽然CMMB系统已开始试运行,但仍有许多区域的覆盖效果不佳,因此补点及实现重要场所的室内覆盖也是刻不容缓的点采用单频网模式扩大覆盖面也是值得探讨的问题。
问题3:设备稳定性
在系统硬件方面,由于CMMB所有设备均是针对新标准推出的设备,因此在合肥CMMB网络搭建过程中,发射机、复用器、卫星接收机等均曾出现过一些故障及工作不稳定的情况。对于CMMB这种需要保证全年全天候不间断工作的系统来说,今后是否需要建立备份系统也是各地广电需要考虑的问题。