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基于同频转发技术构建CMMB盲区覆盖网络
    基于同频转发技术构建CMMB盲区覆盖网络



摘 要

移动多媒体广播(CMMB)是我国广播电视数字化发展的一个新的服务领域,是广播电视的补充和延伸。作为信息传播的一种新媒体形式,移动广播电视正在世界范围内成为广播电视节目传播的一项重要业务,然而由于广播电视的传输特点,在城市复杂楼群环境中单靠一台大功率发射机覆盖整个业务区域,一般均会产生信号覆盖的盲区和弱区,很难使室内用户达到满意的体验效果;同时,在县级城市,靠造价昂贵的大功率发射机进行信号覆盖和增强的模式也不太适合CMMB网络的建设,而如果采用低成本的同频转发设备,则在提高网络覆盖率、服务质量,以及运营可靠性、经济性方面则有着先天的优势,可以使地方运营单位有限的资源发挥出最大的经济效益。
关键词:CMMB,补盲覆盖,同频转发
To Build up CMMB Coverage Network Based on
Co-channel Repeater Technolog
(1. WiFlare Technologies, Beijing,100084; 2.Meihekou Radio and Television Bureau, Jilin Meihekou 134001,China;3. Tonghua Radio and Television Bureau,Jilin Tonghua 134001,China; 4. Erdaojiang Radio and Television Bureau,Jilin Tonghua 134001,China. )

Abstract

As the supplement and development of a radio and television,China Mobile Multimedia Broadcasting (CMMB) is new service of digital development of radio and television. As a new media form of information dissemination, CMMB has been becoming worldwide important business of radio and television programs. Because of the characteristics of media transmission, there are blind and weak areas of signal coverage in urban area with one high-power transmitter. So it is difficult to achieve satisfactory indoor receiving experience. What’s more, Costly high-power transmitter with enhanced signal coverage model is no longer suitable for the construction of CMMB network in county-level cities. Low-cost transponder equipments have great advantages in improving network coverage, service quality and operational reliability. Consequently, the local operating enterprises will take advantage of limited resources to achieve greater economic benefits.
Key Words: CMMB, Blind Area Coverage, Co-channel Repeater

1 CMMB产业简介

移动多媒体广播(CMMB)是我国广播电视数字化发展的一个新的服务领域。是我国科技创新的重大成果,是广播电视的重要补充和延伸,是继有线、卫星之后又一新的传播手段,它可以有效填补广播电视对移动人群覆盖和服务的空白。移动多媒体广播电视既是新技术、新媒体,也是发展潜力很大的新兴产业,加快发展移动多媒体广播电视,是广电系统贯彻落实科学发展观,加快构建传输快捷、覆盖广泛的文化传播体系的迫切需要,是满足人民群众随时随地看电视、听广播的迫切需要,是利用新技术新体制推动新发展、做强做大广播电视产业的迫切需要,是广电系统发展新兴产业的重要机遇。

1.1 CMMB的概念及特点

CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting的缩略语简称,意为中国移动多媒体广播电视。CMMB主要面向手机、PDA等小屏幕便携手持终端以及车载电视等终端提供广播电视服务。CMMB技术,即无线多媒体广播技术,是全球数字化潮流的重要组成部分。当今时代是数字化的时代,在全球信息化大潮的冲击下,数字技术已经渗透到人们日常生活的衣、食、住、行等各个领域,数字化已经成为不可阻挡的发展趋势。 移动多媒体广播技术以其全新的技术体制、新颖的接收方式,为用户传递和提供丰富多彩的数字信息和服务。他的其内容包括移动多媒体广播节目、EPG(电子节目信息指南)、数字音频广播等,能为用户提供了人性化和个性化的“信息到人”服务。目前的移动多媒体广播主要是广播式点对面的单项传播,与交互的互联网“信息高速公路”相比较,又被生动形象的称为“信息阳光”。
CMMB的主要特点有:
(1)可提供数字广播电视节目、综合信息和紧急广播服务,实现卫星传输与地面网络相结合的无缝协同覆盖,支持公共服务。
(2)支持手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑以及在汽车、火车、轮船、飞机上的小型接收终端,接收视频、音频、数据等多媒体业务。
(3)采用具有自主知识产权的移动多媒体广播电视技术,系统可运营、可维护、可管理,具备广播式功能,但可根据运营要求逐步扩展。
(4)支持中央和地方相结合的运营体系,具备加密授权控制管理体系,支持统一标准和统一运营,支持用户全国漫游。
(5)系统安全可靠,具有安全防范能力,具有良好的可扩展性,能够适应移动多媒体广播电视技术和业务的发展要求。

1.2 CMMB相比其他标准的优势

(1) CMMB借助卫星通信,U波段发射机实现点对面广播式传播能极好地解决移动终端(手机电视)信号流畅的问题;
(2)CMMB由国家广电总局管理,其负责的电影,电视,广播载体,具有丰富的电视内容资源,拥有庞大的节目专业制作人员。
(3)商业运营收费低廉,CMMB兼顾国家媒体信息发布功能。

1.3 支持CMMB生产厂商和相关产品

(1)支持CMMB芯片厂家CMMB芯片厂家主要有创毅视讯、泰和志恒、展讯、Siano、苏州中科等。
(2)支持CMMB发射机厂家
CMMB发射机厂家主要有北京北广、北京吉兆、成都星光、大连东芝等。
(3)支持CMMB同频转发设备的厂家
CMMB同频转发设备厂家主要有北京博信视通、北京普天、上海文广、武汉虹信、三维通信等。
(4)支持CMMB功能的手机厂商
CMMB手机终端企业已多达145家,包括诺基亚、摩托罗拉、LG、多普达、联想、中兴、YT斯达康、华旗资讯、NXP、ADI、ASUS等等业界知名企业。
(5)支持CMMB功能的数码产品厂商
CMMB手机终端企业已多达近500家,新科、联想、中兴、爱国者等CMMB 终端企业研发的CMMB终端已多种多样,包括USBDongle、MP4、PMP、SD卡接收器等。

1.4 CMMB网络补盲覆盖的现状及存在的问题

2008年9月以来,国家广电总局正式启动了全国地级市CMMB建网工作,先其开展东中部和西部有条件的地市的网络建设。2008年9月初步完成了全国180个地市的频率规划,9月、10月完成了对规划地市的现场调研、勘察,并制定了CMMB技术实施方案,根据方案采购网络设备,进入2008年11月份以来,中广移动抓紧实施地级市网络建设,截至到2009年1月12日,已顺利完成全国113个地市的布网工作,加上2008年奥运期间37个城市,CMMB网络覆盖城市共达计150个城市,在2009年未将形成全国地级市全网覆盖。尽管广电总局预计今年CMMB信号将覆盖324个城市,但是在室内、县乡、公路、铁路纵深还存在着很多的盲区,
总局的CMMB全国网络建设实施完成后,终端推广将成为产业之重。就目前阶段来说,在终端要形成规模性群体消费(而非体验性个别消费)推广,需要两个条件,一是CMMB信号必需达到收看标准,二是试播内容必需好看。但依据各地方运营商现有的网络条件和CMMB移动数字电视的传输特性,想在城市复杂楼群环境中靠一台大功率发射机覆盖整个业务区域,一般均会产生信号覆盖的盲区和弱区,很难使室内用户达到满意的体验效果;同时,在区县级城市,靠造价昂贵的大功率发射机进行信号覆盖和增强的模式也不太适合CMMB网络的补盲建设,而如果采用低成本的同频转发设备,则在提高网络覆盖率、服务质量,以及运营可靠性、经济性方面则有着先天的优势,可以使地方运营单位有限的资源发挥出最大的经济效益。

2广电系统无线网络覆盖优化技术概述

移动多媒体广播网络覆盖中,转发器OCR(On-Channel Repeater)技术或者补点器Gap Fillers技术应用非常突出,转发器又有同频转发器和非同频转发器之分。
对于单频网(Single Frequency Network,SFN)补点,首选当然是同频转发器,因为同频转发对信号的时延最小,一般可以小于5µs,完全满足单频网对时延的要求,但必须做好隔离。同频转发时接收和发射都是相同的频率,发射的信号很可能被接收天线再次接收下来继续进行放大,不断循环,形成自激。一旦形成自激,不但不能解决盲点的覆盖,反而会成为现有网络的干扰源。不仅干扰当前工作的频段,也会干扰相邻的频段,严重时将导致设备损坏,所以做好隔离一定要引起高度重视。

2.1移动多媒体广播系统中直放站原理

广播电视的数字广播网中只存在下行链路,无上行通道;在下行链路中由接收天线在覆盖区域中拾取信号,通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离,将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域,从而达到发射机与终端的信号传递。CMMB地面广播主要是单向的广播,所需的直放站不需要双工器与移动通信的直放站相比结构就更加简单


图2-1无线同频直放站结构原理图
如图2-1所示,LNA,即低噪放模块,用于将空间微弱的电波信号,进行低噪声放大,提高整机信号的信噪比,保证覆盖区信号的质量。PA,即功放模块,用于将LNA处理过的信号进一步放大,直至系统所需的信号电平强度。
北京博信视通科技有限公司是目前国内少数使用ICS技术厂家之一,其生产的CMMB宽带直放站隔离度高,具有自激消除功能;采用高线性功放,能有效不失真放大CMMB 信号;具有高性能的载噪比;整机设备采用全封闭一体化铝铸机箱,抗干扰能力强,具有良好的散热功能及防水性能,特种门锁,胜任户外全天候工作;其完善的功率等级,能适合不同的覆盖要求;具有现场调测、远程监控及网络管理功能,便于网络维护,对设备可实施无人值守的维护操作,同时可根据需要进行协议升级。

性 能 指 标
工作频率 658MHz
增 益 ≥ 105dB
手动增益调节范围 31dB(步进1 dB)
ALC可调范围 ≥ 20dB
输出功率 40dBm
杂散与交调 ≤ -36dBm / 9kHz~1GHz
≤ -30dBm / 1~12.75GHz
带肩比 ≤ -40dBc@±4.2MHz
驻 波 比 ≤ 1.4
延迟时间 ≤ 1µS
输入阻抗 50Ω
噪声系数 ≤3dB(增益最大时测)
带内波动 ≤±0.5dB
工作温度 -25 ~ 55℃
相对湿度 ≤ 95%
工作电源 220VAC / 50HZ
电源功耗 ≤ 100W
接头类型 N-F
监控功能 满足运营方要求(另见监控部份)



2.2移动多媒体广播直放站关键技术

直放站对信号的滤波、放大处理都是在射频部分进行的,直放站厂家对射频的信号处理有深厚的技术功底,而移动多媒体广播的补点设备只需要对网络中的信号弱区进行功率增强,也仅是在射频部分需要放大处理。对于直放站厂家而言,只要按照移动多媒体广播的频点和带宽定制就可以实现了。又因为移动多媒体广播信号频带相对较宽,所以在其频谱要求应有较好的平坦度,要求直放站能对带内的信号均匀的放大,也意味着直放站的功放单元必须有很好的线性指标,这样才能避免带内外杂散过高,从而保证较好的转发效果。
关键技术为:
●线性功率放大器(ACRP指标)。
●滤波器件(带内平坦度和带外抑制)。
●低噪放模块。
●光传输技术。
●天线隔离度。
●系统监控功能。

2.3 CMMB补点器市场规模

在市场规模上,韩国在这方面是一个很好的借鉴,在覆盖率达到85%的情况下,大站和补点器比例为1:10,其中室外和室内补点器分别为1:4;覆盖率达到95%,大站和补点器比例为1:40,其中室外和室内补点器分别为1:4。当然这个数字与当地的地形、建筑物和电磁环境有关;现在北京由7个发射点组成的单频网和12个小功率(10W)的补点器完成室内分布,室外覆盖达到85%-90%的覆盖效果;以上描述的只是在大站广覆盖,补点器一般是10W左右的机型。



图2-2 repeater室外、repeater室内、ics模块和ICS整机市场占有比率对


对于那些城市的周边郊区和周边卫星城市的覆盖等,大功率的直放站也是一个很大的市场,现在都是采取400W左右的发射机覆盖。

2.4 同频转发器的应用

同频转发器应用广泛。可以在复杂地形,地貌或高山等造成信号微弱的或是盲区的,实现大面积覆盖从而替代发射塔;山体(等高大障碍物)阻挡发射塔信号的阴影,盲区,实现转折覆盖。同频转发器最主要的是应用于室内点式小区域覆盖,覆盖室内信号盲区,其覆盖范围是:无遮掩物覆盖面积800平米左右,部分遮掩物覆盖面积400平米左右,有遮掩物覆盖面积100平米左右,覆盖效果达到边缘场强-85dBm以上。
⑴地下室使用场合。地下室内,CMMB信号往往无法良好的覆盖。采用
同频转发器可以良好的解决该区域CMMB信号覆盖的问题。
⑵停车场使用场合。车辆的快速行驶,产生快衰落,采用车载同频补
点器可以很好的补偿信号的衰减车载使用场合。
⑶高速列车覆盖。高速列车外界信号的变化很快,信号的强度很不稳
定。采用有快速处理的数字ALC控制电路的微功率车载直放站,可以让列车内部电视收看更顺畅。
⑷高楼电梯覆盖。高速行使的电梯,和良好的电磁屏蔽,无线信号的
质量很差,采用同频补点器,可以为用户解决信号覆盖,保证手机电视的流畅。
⑸轮船,游艇信号覆盖。游艇的金属外壳,在远离陆地的大海里,使
接收到的信号变的十分的微弱,在游艇内部安装同频补点器,可以让用户更加惬意的使用CMMB信号,使业余生活更加精彩丰丰富。
⑹城市隧道信号解决。
⑺密闭的娱乐KTV场合。娱乐的时候,精彩的直播赛事是必不可少的
调节剂,让你在娱乐放松时不错过任何精彩赛事,同频转发器是最佳的解决办法。
⑻地下酒吧、咖啡屋。休闲和放松的时候,同频转发器在默默的为你
的CMMB终端冲上满格的信号,让您更加休闲和放松。
⑼在城郊、县乡及农村等地扩展服务区域。


结论



在CMMB网络覆盖系统的规划和建设上和传统模拟电视最大的区别,一定要有网络的概念。为了提供更好的服务,使得覆盖更稳定,信号质量更良好,需要不断地优化网络。城市中小范围的盲区、隧道、地铁、偏远郊区、楼宇内部等等场所都需要有数字电视信号的覆盖,在这些区域都投入发射机面临建设成本高、维护量大、网络建设难度大的难题。而同频转发设备可以很好的解决这一问题,使用同频转发设备不仅成本低、远程维护、网络建设灵活,更重要的是可以高效的解决盲区覆盖问题,是地面开路数字电视网络优化中不可或缺的必要手段。


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