移动数字电视同频转发系统设计应用
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青岛市辖七区五市，青岛移动数字电视目前已建设了两个发射台站，信号覆盖了主要市区，但经济开发区黄岛由于山脉、楼群阻挡，出现部分盲域、弱区，达不到覆盖要求，场强在14～17dBuV之间，接收机屏幕出现马赛克、断续或黑屏。黄岛区是青岛市的经济开发区，经济条件好，人口密度较大，同时包含几条公交主干线，信号覆盖问题急待解决。一般解决覆盖问题，有三种技术手段，一种是投入巨资，建设单频网基站；第二种是采用差频转播方式，第三种是采用同频转发技术，这种技术投资较省，但技术实现难度复杂。经过技术分析，我们提出了采用同频转发技术Gap Filler在黄岛设立转发基站，完善青岛数字移动电视的网络覆盖，提高青岛数字移动电视网络服务质量，更好的展现移动电视公司形象，不断发展数字移动电视业务。
解决方案
青岛市黄岛区范围较大，根据现场勘测数据，本着以最少投资达到最好覆盖效果为宗旨，决定采用1套5W数字电视同频转发器(Gap Filler)覆盖方案：放置于青岛市黄岛区电视发射塔的Gap Filler以青岛榉林山移动电视发射台发射的信号为信源，在黄岛区电视发射塔的东侧安装施主天线，由于发射机采用水平极化方式，所以施主天线采用水平极化栅格天线；在黄岛区电视发射塔的西侧安装重发天线，由于车载接收天线采用垂直极化方式，所以重发天线采用垂直极化角形天线。天线支架与该地点的接地网相连做到良好接地，施主天线主瓣朝青岛榉林山移动电视发射台方向，重发天线主瓣朝向黄岛区覆盖区域方向，通过施主天线接收信号，经馈线传输，主机放大，由重发天线发射至覆盖区以达到覆盖之目的。
图中黄点表示Gap Filler安装位置；两条黑色折线范围内是Gap Filler覆盖区域；红色部分表示测试时信号盲区或弱区，该部分区域由于楼群阻挡，信号强度达不到覆盖要求，场强在15dBuV~19dBuV之间。
Gap Filler安装点距青岛市榉林山电视发射台18km左右。
Gap Filler安装点位于黄岛区电视发射台，海拔100m，供电设施良好。
接入点场强48dBuV，满足覆盖要求。有效覆盖距离3km左右。
设计思路
同频转发系统的设计需要重点考虑收发天线的隔离、带外信号抑制、避免自激等问题。主要采取以下措施：
1. 同频转发器Gap Filler的选择
为了保证被传输信号具有尽可能低的误码率和信杂比，要求同频转发信号增强器使调制信号在全增益范围内，保持良好的线性；在整个动态范围内，设备有足够的频率精度、频率稳定度以及低的相位噪声。
还要求转发器有良好的带外抑制、带内波动、平坦的群延迟特性及小的输入损耗；同时利用良好的矩形通带等特性，有效消除信号之间的互相干扰。采用声表面滤波器进行中频处理为宜。
2. 天线型号的选定
为保证施主天线在野外能接收稳定、纯净的信号，综合考虑天线增益、前后比、隔离度以及覆盖区地形特点等因素，所以施主天线采用室外1.5米栅格天线一副，水平极化，重发天线采用室外2.0米角形天线一副，垂直极化。1.5米栅格天线增益：17dBi ，前后比：≥28dB；2.0米角形天线增益：17.5～14 dBi，前后比：≥40 dB，各项指标均满足系统方案设计。
3. 施主/重发天线隔离度的计算
隔离度=收/发天线前后比-收/发天线增益+遮挡损耗+天线的空间损耗+馈线接头损耗=28dB+40dB-17dBi-15dBi+3dB+56+1dB=96dBm
4. 覆盖边缘场强分析
本Gap Filler设置功放输出电平功率为37dBm,定向天线增益17dBi，覆盖距离为3km，预计覆盖区地形对信号衰落的附加损耗6dB，Gap Filler至重发天线的馈线与接头衰耗为1dB，再考虑3dB余量。
黄岛区人口密度大，房屋楼宇多且较高，因此按城市地形，套用奥村传播模型考虑场强覆盖。
由：G=P+Gi-L1-L2-L3-L4
式中：G～场强
Gi～发射天线增益
P～天线有效辐射功率
L1～奥村模型空间损耗
L2～地形附加衰耗
L3～馈线、接头衰耗
L4=系统余量
得到L1(市区)＝69.55+26.16lgf-13.82lgh1+(44.9-6.55lgh1)lgd-a(h2)-s(a)=69.55+74.78-3.98-27.64+15.17-(-0.00092)-0.59772=127.28dB
上式中：a(h2)=-0.00092
s(a)=0.59772
所以G=37 dB +15dB - 127.28dB -6dB-1dB-3dB=-85.28dBm(20.72dBuV)满足覆盖要求。
5.网管方案
同频转发系统往往处于无人看守的区域，远程监控尤为必要。数字电视同频转发设备的网管监控系统可对数字电视网络中同频转发设备的工作状态进行监控，在同频转发设备出现故障的时候，发出告警信息，以便相关人员对同频转发功率增强器进行检查、维护。同频转发设备的状态信息可采用无线方式或有线方式传输至网管服务器（或网管主机）。无线传输方式可采用DATA/SMS/GPRS；有线传输方式可采用RS-232/485/拨号方式。本方案网管监控系统采用SMS（短消息）传输状态信息。
我们采用浙江三维通信公司的设备在黄岛区架设了同频转发系统后，对覆盖情况进行了收测，消除了原有的覆盖盲区。同频转发系统有以下几个优点：投资小、建站速度快、维护简便，因此，同频转发Gap Filler技术是解决覆盖盲区的一个有效覆盖手段。