地面数字电视发射功率的规划方法

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1、地面数字电视发射功率的规划方法陆仕昌一、解读覆盖要求所有的数字电视系统传输设计的目的都是保证其用户成功接收，地面数字电视系统也不例外。但基于网络建设成本考虑，我们往往不能保证100%区域内用户100%的成功接收。我国在部颁标准GY/T238.1—2008《地面数字电视广播信号覆盖客观评估和测量方法第1部分：单点发射室外固定接收》中采用场强和信号裕量两个参数对地面数字电视广播信号覆盖质量进行客观评估。对于地面数字电视广播，考虑到数字电视的“峭壁效应”，无法继续延用模拟图像质量的5级主观评价标准。但是根据信号接收状态与“峭壁效应

2、”点之间的信号裕量空间，可以将地面数字电视广播室外固定接收的信号覆盖质量划分成5个客观评估等级，定义如表1所示。表1地面数字电视广播室外固定接收信号覆盖质量客观评估等级高于客观判决门限的信号裕量（）dB场强（E）M00≤M55≤M1010≤ME1123E70≤E1234E95≤E2345aE70和E95分别表示地点概率为70%和95%情况下室外固定接收的最低接收场强（时间概率为50%），各典型工作模式对应的E70和E95取值及计算方法应符合GY/T236-2008和GY/T237-2008的有关规定。b高于客观判决

3、门限的信号裕量M指的是使接收状态达到1分钟内误比特率不超过3×的接收信号最大衰减量。覆盖质量等级说明表1所划分的5个覆盖质量等级可以进一步分为覆盖水平的“不够”、“够”和“足够”三种程度，如图1所示，其中等级1和等级2为“不够”，等级3为“够”，等级4和等级5为“足够”。接收状况峭壁效应点够足够接收成功345不够接收失败12质量等级（E，M）图1质量等级图示因此在覆盖规划的时候，首先要考察运营商和用户的覆盖质量要求。现实中，我们遇到的情况比标准的要求更严格：1、很多规划模型都假定接收天线在地面以上10m高，并且有一定的增益。

4、但实际上，许多家庭的机顶盒天线都放在屋内。2、考虑到设备采购、站点租金、天馈支出、维护成本等因素，运营商都在规划大功率站点而不是很多小站点以降低网络建设和运营成本。3、和模拟系统相比，数字信号的边缘区很明显，规划时需要为目标覆盖做好充足的余量（规划时信号裕量的取值一般为5dB）。所以，正确理解和确定真正的覆盖要求，是做好发射系统规划的首要条件。切忌脱离实际要求空谈标准要求，甚至生搬硬套标准。二、全面考虑影响因素影响覆盖的因素有很多，大致概括如下：1、工作频率：信号传播受传输路径的衰耗影响。工作频率越高路径传输衰耗越大，覆盖范

5、围因此减小。2、发射机工作模式（C/N门限、码率、保护间隔）：选择不同的工作模式时，系统的载噪比C/N门限不同；C/N门限决定最低接收电平。不同的内码码率不但影响允许的节目数量，也影响C/N门限。保护间隔的大小则决定了区域单频网的站间距离。3、环境地形影响（城市建筑物、开阔地、丘陵、山地、水面、隧道、街道走向）和气候条件的影响（雨雪天气）。4、发射机的有效发射功率：发射机额定输出功率加上天线增益，并扣除天馈线损耗后在天线上的有效辐射功率大小，影响覆盖范围。5、发射天线的极化方式：天线辐射时形成的电场强度方向垂直于地面时，称为

6、垂直极化波；电场强度方向平行于地面时，称为水平极化波。由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。6、发射天线高度：相对发射高度越高，覆盖范围越大。7、接收机灵敏度：接收机的“最小接收电平”主要与射频信号载噪比C/N密切关联。8、接收天线：接收天线的增益、接收高度、极化方式都会影响接收效果。9、接收方式：固定接收、便携接收以及移动接收针对不同用户，最低接收电

7、平的要求不同；10、覆盖区域边缘的界定：与模拟电视覆盖的50%时间概率和50%地点概率不同，地面数字电视覆盖，由于数字信号传输的特殊性，要求的时间概率为99%，地点概率为70%（可以接收）或90%（良好接收）。三、规划方法3.1确定计算模型电波传播特性研究表明，UHF频段的电波传播以视距传播为主，当传输路径上没有障碍物时，电波类似于在自由空间内传播，可用公式做精确的计算和预报。自由空间中间路径损耗（dB）计算公式：式中：D：接收端到发射端距离,单位为kmF：电磁波频率,单位为MHz有效辐射功率ERP减去此损耗即为接收点的电平

8、。在地面环境中由于受多种变化因素的影响和制约（如发射站高度、接收点高度、地形特征、城区特征、气候气象变化、⋯⋯等等）而没有精确的数学模型。人们推出了很多传播模型，用于预测该频段电波的传播情况，各传播模型在预测电波场强时，一般可分为两大类：1、数学推导加经验公式修正：对形状规则的基本障碍物如