基于卫星传输地面数字电视单频网技术方案

广播科学研究院中央电视节目无线数字化覆盖工程-基于卫星传输链路的地面数字电视单频网技术路线与试验情况汇报广播科学研究院广播科学研究院高鹏高鹏广播科学研究院主要内容中央广播电视节目无线数字化覆盖工程简介基于卫星传输的地面数字电视单频组网技术方案和试验情况小结广播科学研究院中央广播电视节目无线数字化覆盖工程工程目标在全国实施广播电视节目无线覆盖工程的3000多个广播电视发射台站中，新增5846部无线数字电视发射机，分别转播中央电视台12套电视节目同时，选择330个播出中央人民广播电台第一套节目的调频广播发射台，启动数字音频广播覆盖广播科学研究院工程实施技术路线电视中央电视节目无线数字化覆盖基于卫星传输链路（卫星传输链路为主，地面光纤分配为辅），实现中央电视台12套电视节目的分发（分为两个TS流）为防止版权溢出，电视节目采用CA加扰各地通过卫星接收，使用两个频点，进行单频网或多频网覆盖信源编码采用AVS+/DRA编码信道采用国标地面数字电视（DTMB）标准广播科学研究院基于卫星传输链路的DTMB单频网广播科学研究院地面数字电视单频网的基本要求SFNSFN：由多个位于不同地点、处于同步状态的发射机组成的地面数字电视覆盖网：由多个位于不同地点、处于同步状态的发射机组成的地面数字电视覆盖网络，网络中的各个发射机以相同的频率、在相同的时刻发射相同的（码流）已络，网络中的各个发射机以相同的频率、在相同的时刻发射相同的（码流）已调射频信号（比特），以实现对特定服务区的可靠覆盖。调射频信号（比特），以实现对特定服务区的可靠覆盖。要求：频率、时间、比特同步要求：频率、时间、比特同步 GB/T 28433-2012GB/T 28433-2012广播科学研究院卫星传输链路提出的新挑战挑战一：卫星加扰传输的大延时是否超出原有单频网适配器的最大设计值？延时是否超过1秒？挑战二：卫星调制器的引入破坏了单频网TS流分配的“透明传输”要求为保证对卫星传输的码率正确适配，卫星调制器需要对输入的TS流填充空包单频网适配器的空包与卫星调制的空包处理问题卫星调制过程中PCR的改写与保护问题广播科学研究院挑战三：节目加扰造成的新困惑“双环嵌套”难题广播科学研究院卫星传输链路的延时和抖动测量广播科学研究院卫星传输链路的延时和抖动测量测试结论方法A：卫星链路传输延时基本在250ms左右（248.5-249.3ms），不同的卫星接收机存在较小的差异，由于测量时间较短的关系，卫星传输链路的抖动并不明显方法B:测试得出的系统传输链路延时为252-255毫秒，不同卫星机顶盒和CA解扰/未解扰的不同有一定的偏差即使考虑到我国各地的地理位置差异，卫星传输延时也与现有地面数字电视单频网技术要求中的1秒要求有相当大的差距，即通过卫星传输链路进行节目分发的通过卫星传输链路进行节目分发的方式可以满足地面数字单频网的组网要求方式可以满足地面数字单频网的组网要求广播科学研究院解扰试验一：试验环境及验证方法-使用码流播放器播放含4套加扰节目的码流-码流播放器输出的基带信号直接作为两台接收机的输入-CAM/接收机对码流中的节目解扰后输出-码流仪对解扰后的码流进行录制，并对录制好的码流进行16进制比对广播科学研究院解扰试验一：试验结果试验共计进行了5次TS码流录制，录制后的TS文件的大小分别为：999MB 787MB 824MB 851MB 476MB试验结果：-5次比对的结果均为两份码流完全一致试验结论：-不同的CAM卡/接收机对于相同的输入码流，其输出也相同广播科学研究院解扰试验二：试验环境及验证方法-使用码流播放器播放提前准备的含4套加扰节目的码流-码流播放器的输出作为单频网适配器的输入，其输出的基带信号直接作为两台CAM/接收机的输入-CAM/接收机对码流中的节目解扰后输出-码流仪对解扰后的码流进行录制，并对录制好的码流进行16进制比对广播科学研究院试验二：试验结果试验共计进行了5次TS码流录制，录制后的TS文件的大小分别为：673MB 534MB 562MB 1130MB 416MB试验结果：-5次比对的结果均为两份码流完全一致 -5次录制流中的SIP间隔均为18000个TS包试验结论：-解扰后的码流可保证SIP间隔均匀广播科学研究院挑战二-解决方案的基本原则最好不引入更多的设备延时最好不增加更多的单点失败点尽量不增加厂家的实现成本和难度广播科学研究院尝试一：设备能否不改？卫星调制器是否具有满足透明传输的工作模式不插空包不改PCR调研情况NewTecComTech哈雷广播科学研究院实验室测试系统平台广播科学研究院测试平台照片广播科学研究院测试平台照片广播科学研究院测试平台照片广播科学研究院测试平台照片广播科学研究院测试平台照片广播科学研究院尝试一小结在在“透明传输透明传输”模式下，即卫星调制器关闭码率模式下，即卫星调制器关闭码率适配功能之后，卫星调制器需要输入适配功能之后，卫星调制器需要输入TS流码流码率保持绝对恒定，率保持绝对恒定，试验时不同厂家的三台设备中只有一台勉强满足这一要求在对单频网适配器提出约束要求（码率输出约束要求（码率输出绝对稳定，输出绝对稳定，输出ASI时钟与外参考锁定）时钟与外参考锁定）的前提下，不修改当前单频网适配器和激励器也可以完成建立基于卫星链路的地面数字电视单频网组网工作。广播科学研究院尝试二：对现有设备进行软件升级升级卫星调制器和卫星接收机升级单频网适配器和卫星接收机升级单频网适配器和激励器广播科学研究院升级卫星调制器和卫星接收机广播科学研究院升级单频网适配器和卫星接收机广播科学研究院升级单频网适配器和激励器广播科学研究院升级方法考虑区分单频网适配器和卫星调制器插入的两种空包，在激励器端进行分别处理将输出TS流中的空包进行重新定义（自定义空包），改为指定的PID。保证单频网适配器的输出无空包数据要求卫星调制器除了输出时进行码率适配填充空包外不进行任何码流处理，PCR的调整也必须关闭在发射机端，对激励器进行软件升级在原有删除空包的操作（删除卫星调制器填充的空包）增加识别单频网适配器插入的“自定义空包”，并将其恢复为“标准空包”的功能广播科学研究院相关试验结果广播科学研究院尝试二小结在卫星调制器打开码率适配功能，关闭PCR修改功能的条件下，现有单频网适配器和地面数字电视激励器厂家可以通过代码升级的方法，在不改变其现有硬件平台的基础上，增加相应的特定空包插入和恢复功能，实现地面数字电视单频组网覆盖目标（最终确定方案）广播科学研究院对单频网适配器和激励器的改动单频网适配器SIP包增加CRC校验将原有填充空包替换成新定义的单频网适配包激励器删除空包将SIP包和新定义的单频网适配包替换成标准TS空包广播科学研究院基于卫星传输链路的DTMB单频网组网开路验证测试广播科学研究院测试条件和测试方法两个发射点为中央广播电视发射塔和491台，使用32频道，频率666MHz两部1KW DTMB发射机，激励器按照此次基于卫星链路地面数字电视单频网激励器要求进行了代码升级卫星接收天线和卫星接收机均为此次试验新增加设施使用DTMB路测仪开展了外场移动收测试验广播科学研究院覆盖预测交叠覆盖区广播科学研究院大塔单独覆盖测试结果图广播科学研究院491台单独覆盖测试结果图广播科学研究院单频网不同步状态覆盖测试结果图广播科学研究院单频网同步状态覆盖测试结果图广播科学研究院测试结论在相同的测试区域，大塔和491台单独覆盖时，业务均有不同程度的覆盖盲区在大塔和491台两部发射机同时开机时，若两部发射机工作于单频网不同步状态，则相互造成较大的干扰，原先单独开机时能正常接收的区域大大缩小在大塔和491台两部发射机同时开机，且两部发射机工作于单频网同步状态时，测试区域中业务可用度达到了98%以上，远超过之前三种工作状态，证明单频组网成功广播科学研究院小结完成了基于卫星传输链路的地面数字电视单频网组网技术方案实验室和外场验证不增加新设备，尽量不增加厂家成本，不设门槛提出了多种解决方案，多家设备厂家参与，共同实现形成了两个暂行技术文件GD/J 066-2015 基于卫星传输的地面数字电视单频网适配器技术要求和测量方法GD/J 067-2015 基于卫星传输的地面数字电视单频网激励器技术要求和测量方法广播科学研究院工程实施过程中需要注意的一些问题设备的兼容性和互联互通中央广播电视节目无线数字化覆盖工程相关技术研究（一期）：课题1：中央广播电视节目无线数字化覆盖工程单频网同步验证平台及软件研究中央广播电视节目无线数字化覆盖工程技术监督检查配套设施的建设广播科学研究院谢谢！13661038628