科研管理工作計(jì)劃-廣播電視規(guī)劃院課件

2022/11/23地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及監(jiān)測分析探討廣播科學(xué)研究院無線技術(shù)研究所陳穎2022/11/22地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及監(jiān)測分析探討內(nèi)容提要1地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)發(fā)展情況地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)2地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)3地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)監(jiān)測分析4內(nèi)容提要1地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)發(fā)展情況地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技2022/11/23廣播科學(xué)研究院3

一、地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)發(fā)展情況2022/11/22廣播科學(xué)研究院32022/11/23廣播科學(xué)研究院4發(fā)展情況-1總局、財(cái)政部《關(guān)于實(shí)施中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程的通知》全國范圍內(nèi)啟動無線數(shù)字廣播電視節(jié)目覆蓋總局《全國地面數(shù)字電視頻率規(guī)劃（征求意見稿）》地面模擬電視信號停止后全數(shù)字規(guī)劃

2022/11/22廣播科學(xué)研究院4發(fā)展情況-1總局、財(cái)政2022/11/23廣播科學(xué)研究院5發(fā)展情況-2中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程中電視節(jié)目部分：2572個(gè)發(fā)射臺站、545個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)補(bǔ)點(diǎn)臺站每個(gè)臺站2部，6230部發(fā)射機(jī)單頻網(wǎng)總數(shù)504個(gè)（省級12個(gè)、跨市級221個(gè)、市級12個(gè)、跨縣級26個(gè)、縣級108個(gè)、鄉(xiāng)級125個(gè)）數(shù)量規(guī)模2022/11/22廣播科學(xué)研究院5發(fā)展情況-2中央廣播電發(fā)展情況-3發(fā)展情況-3發(fā)展情況-4發(fā)展情況-4一、方案描述DTMB臺站分布示意圖一、方案描述DTMB臺站分布示意圖2022/11/23廣播科學(xué)研究院9發(fā)展情況-5《全國地面數(shù)字電視頻率規(guī)劃》全數(shù)字階段，全國統(tǒng)一規(guī)劃規(guī)劃原則：統(tǒng)籌規(guī)劃、兼顧需求規(guī)劃方法：基于四色圖論的四級單頻網(wǎng)結(jié)構(gòu)（全國、省級、地市級、跨縣級）發(fā)展趨勢2022/11/22廣播科學(xué)研究院9發(fā)展情況-5《全國地面2022/11/23廣播科學(xué)研究院10二、地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)2022/11/22廣播科學(xué)研究院10由多個(gè)位于不同地點(diǎn)、狀態(tài)同步的發(fā)射機(jī)組成的地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)絡(luò)單頻網(wǎng)中各發(fā)射機(jī)以相同的頻率、在相同的時(shí)刻、發(fā)射相同的節(jié)目，實(shí)現(xiàn)對特定服務(wù)區(qū)的可靠覆蓋。頻率同步時(shí)間同步比特同步保證強(qiáng)度單頻網(wǎng)基本要素單頻網(wǎng)組網(wǎng)-1由多個(gè)位于不同地點(diǎn)、狀態(tài)同步的發(fā)射機(jī)組成的地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)10MHzClkSIP包Secondpulse1PPSInAdaptorSIP包Tdelay_transmittedInTransmitter單頻網(wǎng)組網(wǎng)-210MHzClkSIP包Secondpulse1PP當(dāng)時(shí)輔徑信號不會對主徑信號產(chǎn)生干擾當(dāng)時(shí)輔徑信號將對主徑信號產(chǎn)生干擾接收機(jī)可以正常解調(diào)接收理論推導(dǎo)下無法正常解調(diào)接收單頻網(wǎng)組網(wǎng)-2當(dāng)時(shí)輔徑信號不會對主徑信號產(chǎn)生干擾

多頻網(wǎng)單頻網(wǎng)組網(wǎng)-3

單頻網(wǎng)多頻網(wǎng)單頻網(wǎng)組網(wǎng)-3單頻網(wǎng)單頻網(wǎng)組網(wǎng)-4地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)基本構(gòu)成：信源系統(tǒng)、同步設(shè)備、傳輸分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射系統(tǒng)、接收設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備單頻網(wǎng)組網(wǎng)-4地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)基本構(gòu)成：信源系統(tǒng)、同步設(shè)單頻網(wǎng)組網(wǎng)-5基于衛(wèi)星傳輸?shù)牡孛鏀?shù)字電視廣播單頻網(wǎng)系統(tǒng)單頻網(wǎng)組網(wǎng)-5基于衛(wèi)星傳輸?shù)牡孛鏀?shù)字電視廣播單頻網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化預(yù)期目標(biāo)理想覆蓋三同一保單頻網(wǎng)組網(wǎng)-6網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是單頻網(wǎng)組網(wǎng)不可或缺的部分同頻干擾是單頻網(wǎng)組網(wǎng)面臨的最大問題區(qū)域性單頻網(wǎng)中單一站點(diǎn)狀態(tài)的改變將對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)同步效果產(chǎn)生影響，導(dǎo)致覆蓋劣化由于多徑傳播、回波干擾等原因，發(fā)射參數(shù)同步無法保證良好接收，需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化預(yù)期目標(biāo)三同一保單頻網(wǎng)組網(wǎng)-6網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是單頻網(wǎng)組網(wǎng)2022/11/23廣播科學(xué)研究院18三、地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)2022/11/22廣播科學(xué)研究院18基本思路網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化不僅僅是消除網(wǎng)內(nèi)干擾的過程，更是實(shí)現(xiàn)干擾管理的過程基本方法結(jié)合地面數(shù)字電視業(yè)務(wù)的實(shí)際需要，針對目標(biāo)區(qū)域綜合權(quán)衡覆蓋網(wǎng)性能和代價(jià)，科學(xué)合理選擇優(yōu)化方法，對地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的組網(wǎng)方案進(jìn)行組合優(yōu)化，給出多組可供選擇的優(yōu)化設(shè)計(jì)建議總體目標(biāo)有效地提升地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)覆蓋效率，降低工作復(fù)雜度，保障地面數(shù)字電視業(yè)務(wù)的順利開展與實(shí)施單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-1基本思路單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-1字符間干擾（ISI）字符間相互疊加、衰落、接收機(jī)誤判載波間干擾（ICI）接收機(jī)調(diào)諧器相位噪聲、多普勒頻移白噪聲干擾（AGWN）高斯噪聲、信號疊加鄰頻干擾（ACI）模擬對數(shù)字、數(shù)字對數(shù)字同頻干擾（CCI）網(wǎng)內(nèi)乘性干擾，重新優(yōu)化配置單頻網(wǎng)參數(shù)（功率、時(shí)延、天線）單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-2字符間干擾（ISI）單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-2明確單頻網(wǎng)優(yōu)化方案技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)對于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的影響不同時(shí)延優(yōu)化不改變可覆蓋區(qū)域，算法搜索快；功率和天線方向圖優(yōu)化影響可覆蓋區(qū)，迭代次數(shù)多；技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化步進(jìn)和搜索空間不同時(shí)延優(yōu)化，優(yōu)化步進(jìn)為1μs，優(yōu)化區(qū)間為[0,ts]功率優(yōu)化，優(yōu)化步進(jìn)為0.5dB，優(yōu)化區(qū)間為[0,Ps]發(fā)射天線方向圖優(yōu)化，優(yōu)化步進(jìn)為1?，優(yōu)化區(qū)間為[Ω1,Ω2]單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-3明確單頻網(wǎng)優(yōu)化方案技術(shù)參數(shù)單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-3功率優(yōu)化利用電磁兼容分析工具，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初步干擾分析試算；根據(jù)臺站可選功率范圍，建立一組可選配置；從初始配置開始通過性能評估（面積覆蓋率，人口覆蓋率）和比較，利用一定的策略（局部梯度策略、局部立即策略）選擇某個(gè)相鄰配置為當(dāng)前配置，繼續(xù)下一步搜索，直到性能不再提升或者滿足需求時(shí)即為對應(yīng)臺站的最優(yōu)功率配置單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-4功率優(yōu)化單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-4時(shí)延優(yōu)化模擬退火算法，是基于Monte-Carlo迭代求解策略的一種隨機(jī)尋優(yōu)算法，其出發(fā)點(diǎn)是基于物理中固體物質(zhì)的退火過程中固體分子從高溫?zé)o序狀態(tài)趨向常溫基態(tài)的漸趨過程與一般組合優(yōu)化問題之間的相似性單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-5時(shí)延優(yōu)化單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-5天線優(yōu)化天線場型、下傾角、方位角等技術(shù)參數(shù)的單獨(dú)或組合調(diào)整單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-6天線優(yōu)化單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-6基于目標(biāo)區(qū)域的單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)改變傳統(tǒng)單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)無明確特定目標(biāo)區(qū)域的概念，為服務(wù)區(qū)內(nèi)各格點(diǎn)賦予不同的加權(quán)值，使得優(yōu)化算法的搜索可以兼顧擴(kuò)大覆蓋區(qū)域與減小干擾區(qū)域，從而將干擾區(qū)調(diào)整至非目標(biāo)服務(wù)區(qū)，使得工程試算結(jié)果可用實(shí)用改變了國內(nèi)外規(guī)劃軟件普遍采用反復(fù)調(diào)整發(fā)射臺站的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，通過主觀比對評價(jià)覆蓋效果，進(jìn)而選取出較為合理的組網(wǎng)方案技術(shù)參數(shù)的流程，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的快速尋解在單頻網(wǎng)設(shè)計(jì)過程中引入經(jīng)典優(yōu)化算法，采用優(yōu)化的思想對單頻網(wǎng)進(jìn)行分析，可以有效減輕工作量，縮短單頻網(wǎng)分析的設(shè)計(jì)周期，對推進(jìn)我國地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)建設(shè)具有重要的意義單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-7基于目標(biāo)區(qū)域的單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-7

針對特定覆蓋區(qū)域，綜合考慮多種因素，設(shè)計(jì)可以滿足單頻網(wǎng)組網(wǎng)需求的目標(biāo)函數(shù)（網(wǎng)格化）

達(dá)到覆蓋門限同時(shí)網(wǎng)內(nèi)自干擾的C/N沒有超過同頻保護(hù)率，可以正常接收的格點(diǎn)，即可接收點(diǎn)；達(dá)到覆蓋門限但是由于網(wǎng)內(nèi)的自干擾導(dǎo)致C/N超過同頻保護(hù)率，而不能正常接收的格點(diǎn)；未達(dá)到覆蓋門限場強(qiáng)值的不可覆蓋點(diǎn)。單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-8針對特定覆蓋區(qū)域，綜合考慮多種因素，設(shè)計(jì)可以滿足單頻網(wǎng)組網(wǎng)單頻網(wǎng)組合優(yōu)化過程單頻網(wǎng)組合優(yōu)化過程單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-9交疊區(qū)調(diào)整通過單頻網(wǎng)內(nèi)各發(fā)射機(jī)功率、時(shí)延等參數(shù)的組合優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)將交疊覆蓋區(qū)（未達(dá)理想覆蓋）調(diào)整至非目標(biāo)服務(wù)區(qū)覆蓋增補(bǔ)遮擋、多徑導(dǎo)致無法完成目標(biāo)區(qū)全域覆蓋根據(jù)功率大小，分為輔助增補(bǔ)覆蓋、同頻轉(zhuǎn)發(fā)器增補(bǔ)覆蓋兩類輔助增補(bǔ)覆蓋，需要考慮功率設(shè)計(jì)、臺址選擇、頻率兼容等同頻轉(zhuǎn)發(fā)器增補(bǔ)覆蓋：線性性能、隔離度單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-9交疊區(qū)調(diào)整單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-10單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-10河南省中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程單頻網(wǎng)優(yōu)化為提高頻率使用率，河南省覆蓋工程共涉及11個(gè)單頻網(wǎng)、156個(gè)頻率；其中，中一大部分臺站使用DS-43組成全省單頻網(wǎng)，中七有15個(gè)地級市使用了地市單頻網(wǎng)在已有地面數(shù)字電視頻率規(guī)劃技術(shù)方案基礎(chǔ)上，通過調(diào)整單頻網(wǎng)各臺站功率、延時(shí)、天線方向圖等發(fā)射技術(shù)參數(shù)，反復(fù)進(jìn)行大量的試算，實(shí)現(xiàn)單頻網(wǎng)有效覆蓋最大化單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-案例河南省中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程單頻網(wǎng)優(yōu)化單頻網(wǎng)優(yōu)單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-案例駐馬店DS-39中七優(yōu)化前后對比單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-案例駐馬店DS-39中七優(yōu)化前后對比理想覆蓋面積：142604.00平方公里實(shí)際覆蓋面積：134736.00平方公里；實(shí)際覆蓋面積占比：94.48%干擾面積：7868.00平方公里理想覆蓋人口：8239.82萬人實(shí)際覆蓋人口：7881.28萬人干擾人口：358.55萬人理想覆蓋面積：142604.00平方公里理想覆蓋面積：141716.00平方公里實(shí)際覆蓋面積：137832.00平方公里；實(shí)際覆蓋面積占比：97.26%干擾面積：3884.00平方公里理想覆蓋人口：8195.26萬人實(shí)際覆蓋人口：7933.69萬人干擾人口：261.57萬人理想覆蓋面積：141716.00平方公里2022/11/23廣播科學(xué)研究院34四、地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)監(jiān)測分析2022/11/22廣播科學(xué)研究院34為保障地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)正常、安全、可靠運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)，有必要開展實(shí)時(shí)、全面、有效的監(jiān)測監(jiān)測點(diǎn)選取代表性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、覆蓋情況監(jiān)測內(nèi)容根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型不同：多頻網(wǎng)監(jiān)測、單頻網(wǎng)監(jiān)測根據(jù)監(jiān)測信號節(jié)點(diǎn)不同：信道層面監(jiān)測、碼流層面監(jiān)測監(jiān)測方法內(nèi)容監(jiān)測、質(zhì)量監(jiān)測、安全監(jiān)測、信息采集、覆蓋監(jiān)測相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《ETSITR101290》TS流測試標(biāo)準(zhǔn)-ETSITR101290單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-1為保障地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)正常、安全、可靠運(yùn)行，及時(shí)發(fā)監(jiān)測方法內(nèi)容監(jiān)測實(shí)時(shí)回傳、錄像管理、頻道變化（SI、EPG）質(zhì)量監(jiān)測射頻指標(biāo)、信道指標(biāo)、碼流指標(biāo)、頻譜監(jiān)測、圖像質(zhì)量監(jiān)測安全監(jiān)測內(nèi)容監(jiān)測、質(zhì)量監(jiān)測、安全監(jiān)測、信息采集、覆蓋監(jiān)測信息采集監(jiān)測設(shè)備硬件、采集控制軟件覆蓋監(jiān)測信號交疊區(qū)的實(shí)時(shí)狀態(tài)單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-2監(jiān)測方法單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-2單頻網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)選取---交疊區(qū)選點(diǎn)監(jiān)測點(diǎn)類型獨(dú)立覆蓋區(qū)監(jiān)測點(diǎn)：覆蓋網(wǎng)絡(luò)中各發(fā)射機(jī)單獨(dú)覆蓋區(qū)域（主站、副站信號強(qiáng)度相差10dB以上）交疊覆蓋區(qū)監(jiān)測點(diǎn)：有兩個(gè)或兩個(gè)以上預(yù)收信號同時(shí)覆蓋且信號強(qiáng)度之差小于射頻保護(hù)率（根據(jù)發(fā)射機(jī)工作參數(shù)確定）的區(qū)域基本方法通過對地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆蓋及電磁兼容性分析，必要時(shí)結(jié)合實(shí)地測試的方法，確定獨(dú)立覆蓋區(qū)及交疊覆蓋區(qū)沿等場強(qiáng)線（中心點(diǎn)）設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)在相干區(qū)臨界點(diǎn)（±保護(hù)率）設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-3單頻網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)選取---交疊區(qū)選點(diǎn)單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-32022/11/23廣播科學(xué)研究院38交疊區(qū)監(jiān)測選點(diǎn)示意等場強(qiáng)監(jiān)測點(diǎn)2022/11/22廣播科學(xué)研究院38交疊區(qū)監(jiān)測選點(diǎn)示意等場2022/11/23廣播科學(xué)研究院39交疊區(qū)監(jiān)測選點(diǎn)示意監(jiān)測點(diǎn)場強(qiáng)+保護(hù)率

≥

覆蓋接收門限2022/11/22廣播科學(xué)研究院39交疊區(qū)監(jiān)測選點(diǎn)示意監(jiān)測單頻網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)選取---面向故障選點(diǎn)單頻網(wǎng)常見故障類型發(fā)射機(jī)無功率或功率輸出明顯降低：單頻網(wǎng)內(nèi)部分覆蓋區(qū)域接收效果普遍惡化時(shí)間不同步：產(chǎn)生一定程度的同頻干擾現(xiàn)象，單頻網(wǎng)內(nèi)部分覆蓋區(qū)域接收電平較高，仍無法正常解調(diào)接收比特不同步：產(chǎn)生較為嚴(yán)重同頻干擾現(xiàn)象，單頻網(wǎng)內(nèi)部分覆蓋區(qū)域接收電平較高，仍無法正常解調(diào)接收單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-4單頻網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)選取---面向故障選點(diǎn)單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-4單頻網(wǎng)接收端故障分析單頻網(wǎng)接收端故障分析2022/11/23廣播科學(xué)研究院42頻譜監(jiān)測完成信號解調(diào)，實(shí)現(xiàn)對頻率、功率、載噪比、MER、BER、回波等指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測及報(bào)警單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-52022/11/22廣播科學(xué)研究院42頻譜監(jiān)測單頻網(wǎng)監(jiān)測分析2022/11/23廣播科學(xué)研究院43單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-6報(bào)警級別幅度（dB）延時(shí)（μS）嚴(yán)重報(bào)警0-15~15一般報(bào)警-5-25~25輕微報(bào)警-10-30~302022/11/22廣播科學(xué)研究院43單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-6報(bào)2022/11/23廣播科學(xué)研究院44單頻網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測主要包括對碼流輸入、單頻網(wǎng)狀態(tài)、發(fā)射機(jī)輸出射頻指標(biāo)、參考時(shí)鐘、射頻本振、溫度告警等單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-7監(jiān)測內(nèi)容報(bào)警條件碼流輸入輸入中斷、非TS流格式、輸入碼率大于最大凈碼率單頻網(wǎng)狀態(tài)無法解析SIP、SIPCRC檢驗(yàn)錯(cuò)誤、單頻網(wǎng)狀態(tài)失效發(fā)射機(jī)輸出射頻指標(biāo)(MER、帶肩)異常外參考時(shí)鐘有效性失效射頻本振失鎖溫度告警過熱2022/11/22廣播科學(xué)研究院44單頻網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測單頻網(wǎng)監(jiān)關(guān)于系統(tǒng)架構(gòu)(1)與單頻網(wǎng)各發(fā)射點(diǎn)設(shè)備相連接的設(shè)備監(jiān)測前端；(2)與設(shè)置在單頻網(wǎng)內(nèi)（相干區(qū)）的各監(jiān)測點(diǎn)的覆蓋監(jiān)測前端；(3)與各前端相連接的單頻網(wǎng)監(jiān)測管理系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)測前端、覆蓋監(jiān)測前端將采集的各設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息通過相應(yīng)通信模塊（GPRS、4G）回傳至單頻網(wǎng)監(jiān)測管理系統(tǒng)，由監(jiān)測管理系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接收、統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一分析，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)庫的分布式監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)關(guān)于系統(tǒng)功能基于地理信息系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)矢量展示，使故障位置一目了然；基于數(shù)據(jù)分析規(guī)則的監(jiān)測數(shù)據(jù)智能化分析處理，實(shí)現(xiàn)單頻網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、故障類型自動化分析判定及通知功能，具備數(shù)據(jù)庫管理、用戶端設(shè)備管理、維護(hù)管理、日志管理、設(shè)備查詢、參數(shù)設(shè)定、故障統(tǒng)計(jì)等輔助功能，實(shí)現(xiàn)對地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測單頻網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)動態(tài)優(yōu)化（傳輸協(xié)議、系統(tǒng)接口）關(guān)于監(jiān)測手段固定點(diǎn)監(jiān)測+移動監(jiān)測相結(jié)合（組網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化）單頻網(wǎng)智能化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)想關(guān)于系統(tǒng)架構(gòu)單頻網(wǎng)智能化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)想2022/11/23廣播科學(xué)研究院46非常感謝！2022/11/22廣播科學(xué)研究院462022/11/23地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及監(jiān)測分析探討廣播科學(xué)研究院無線技術(shù)研究所陳穎2022/11/22地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及監(jiān)測分析探討內(nèi)容提要1地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)發(fā)展情況地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)2地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)3地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)監(jiān)測分析4內(nèi)容提要1地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)發(fā)展情況地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技2022/11/23廣播科學(xué)研究院49

一、地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)發(fā)展情況2022/11/22廣播科學(xué)研究院32022/11/23廣播科學(xué)研究院50發(fā)展情況-1總局、財(cái)政部《關(guān)于實(shí)施中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程的通知》全國范圍內(nèi)啟動無線數(shù)字廣播電視節(jié)目覆蓋總局《全國地面數(shù)字電視頻率規(guī)劃（征求意見稿）》地面模擬電視信號停止后全數(shù)字規(guī)劃

2022/11/22廣播科學(xué)研究院4發(fā)展情況-1總局、財(cái)政2022/11/23廣播科學(xué)研究院51發(fā)展情況-2中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程中電視節(jié)目部分：2572個(gè)發(fā)射臺站、545個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)補(bǔ)點(diǎn)臺站每個(gè)臺站2部，6230部發(fā)射機(jī)單頻網(wǎng)總數(shù)504個(gè)（省級12個(gè)、跨市級221個(gè)、市級12個(gè)、跨縣級26個(gè)、縣級108個(gè)、鄉(xiāng)級125個(gè)）數(shù)量規(guī)模2022/11/22廣播科學(xué)研究院5發(fā)展情況-2中央廣播電發(fā)展情況-3發(fā)展情況-3發(fā)展情況-4發(fā)展情況-4一、方案描述DTMB臺站分布示意圖一、方案描述DTMB臺站分布示意圖2022/11/23廣播科學(xué)研究院55發(fā)展情況-5《全國地面數(shù)字電視頻率規(guī)劃》全數(shù)字階段，全國統(tǒng)一規(guī)劃規(guī)劃原則：統(tǒng)籌規(guī)劃、兼顧需求規(guī)劃方法：基于四色圖論的四級單頻網(wǎng)結(jié)構(gòu)（全國、省級、地市級、跨縣級）發(fā)展趨勢2022/11/22廣播科學(xué)研究院9發(fā)展情況-5《全國地面2022/11/23廣播科學(xué)研究院56二、地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)2022/11/22廣播科學(xué)研究院10由多個(gè)位于不同地點(diǎn)、狀態(tài)同步的發(fā)射機(jī)組成的地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)絡(luò)單頻網(wǎng)中各發(fā)射機(jī)以相同的頻率、在相同的時(shí)刻、發(fā)射相同的節(jié)目，實(shí)現(xiàn)對特定服務(wù)區(qū)的可靠覆蓋。頻率同步時(shí)間同步比特同步保證強(qiáng)度單頻網(wǎng)基本要素單頻網(wǎng)組網(wǎng)-1由多個(gè)位于不同地點(diǎn)、狀態(tài)同步的發(fā)射機(jī)組成的地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)10MHzClkSIP包Secondpulse1PPSInAdaptorSIP包Tdelay_transmittedInTransmitter單頻網(wǎng)組網(wǎng)-210MHzClkSIP包Secondpulse1PP當(dāng)時(shí)輔徑信號不會對主徑信號產(chǎn)生干擾當(dāng)時(shí)輔徑信號將對主徑信號產(chǎn)生干擾接收機(jī)可以正常解調(diào)接收理論推導(dǎo)下無法正常解調(diào)接收單頻網(wǎng)組網(wǎng)-2當(dāng)時(shí)輔徑信號不會對主徑信號產(chǎn)生干擾

多頻網(wǎng)單頻網(wǎng)組網(wǎng)-3

單頻網(wǎng)多頻網(wǎng)單頻網(wǎng)組網(wǎng)-3單頻網(wǎng)單頻網(wǎng)組網(wǎng)-4地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)基本構(gòu)成：信源系統(tǒng)、同步設(shè)備、傳輸分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射系統(tǒng)、接收設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備單頻網(wǎng)組網(wǎng)-4地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)基本構(gòu)成：信源系統(tǒng)、同步設(shè)單頻網(wǎng)組網(wǎng)-5基于衛(wèi)星傳輸?shù)牡孛鏀?shù)字電視廣播單頻網(wǎng)系統(tǒng)單頻網(wǎng)組網(wǎng)-5基于衛(wèi)星傳輸?shù)牡孛鏀?shù)字電視廣播單頻網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化預(yù)期目標(biāo)理想覆蓋三同一保單頻網(wǎng)組網(wǎng)-6網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是單頻網(wǎng)組網(wǎng)不可或缺的部分同頻干擾是單頻網(wǎng)組網(wǎng)面臨的最大問題區(qū)域性單頻網(wǎng)中單一站點(diǎn)狀態(tài)的改變將對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)同步效果產(chǎn)生影響，導(dǎo)致覆蓋劣化由于多徑傳播、回波干擾等原因，發(fā)射參數(shù)同步無法保證良好接收，需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化預(yù)期目標(biāo)三同一保單頻網(wǎng)組網(wǎng)-6網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是單頻網(wǎng)組網(wǎng)2022/11/23廣播科學(xué)研究院64三、地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)2022/11/22廣播科學(xué)研究院18基本思路網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化不僅僅是消除網(wǎng)內(nèi)干擾的過程，更是實(shí)現(xiàn)干擾管理的過程基本方法結(jié)合地面數(shù)字電視業(yè)務(wù)的實(shí)際需要，針對目標(biāo)區(qū)域綜合權(quán)衡覆蓋網(wǎng)性能和代價(jià)，科學(xué)合理選擇優(yōu)化方法，對地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的組網(wǎng)方案進(jìn)行組合優(yōu)化，給出多組可供選擇的優(yōu)化設(shè)計(jì)建議總體目標(biāo)有效地提升地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)覆蓋效率，降低工作復(fù)雜度，保障地面數(shù)字電視業(yè)務(wù)的順利開展與實(shí)施單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-1基本思路單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-1字符間干擾（ISI）字符間相互疊加、衰落、接收機(jī)誤判載波間干擾（ICI）接收機(jī)調(diào)諧器相位噪聲、多普勒頻移白噪聲干擾（AGWN）高斯噪聲、信號疊加鄰頻干擾（ACI）模擬對數(shù)字、數(shù)字對數(shù)字同頻干擾（CCI）網(wǎng)內(nèi)乘性干擾，重新優(yōu)化配置單頻網(wǎng)參數(shù)（功率、時(shí)延、天線）單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-2字符間干擾（ISI）單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-2明確單頻網(wǎng)優(yōu)化方案技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)對于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的影響不同時(shí)延優(yōu)化不改變可覆蓋區(qū)域，算法搜索快；功率和天線方向圖優(yōu)化影響可覆蓋區(qū)，迭代次數(shù)多；技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化步進(jìn)和搜索空間不同時(shí)延優(yōu)化，優(yōu)化步進(jìn)為1μs，優(yōu)化區(qū)間為[0,ts]功率優(yōu)化，優(yōu)化步進(jìn)為0.5dB，優(yōu)化區(qū)間為[0,Ps]發(fā)射天線方向圖優(yōu)化，優(yōu)化步進(jìn)為1?，優(yōu)化區(qū)間為[Ω1,Ω2]單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-3明確單頻網(wǎng)優(yōu)化方案技術(shù)參數(shù)單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-3功率優(yōu)化利用電磁兼容分析工具，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初步干擾分析試算；根據(jù)臺站可選功率范圍，建立一組可選配置；從初始配置開始通過性能評估（面積覆蓋率，人口覆蓋率）和比較，利用一定的策略（局部梯度策略、局部立即策略）選擇某個(gè)相鄰配置為當(dāng)前配置，繼續(xù)下一步搜索，直到性能不再提升或者滿足需求時(shí)即為對應(yīng)臺站的最優(yōu)功率配置單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-4功率優(yōu)化單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-4時(shí)延優(yōu)化模擬退火算法，是基于Monte-Carlo迭代求解策略的一種隨機(jī)尋優(yōu)算法，其出發(fā)點(diǎn)是基于物理中固體物質(zhì)的退火過程中固體分子從高溫?zé)o序狀態(tài)趨向常溫基態(tài)的漸趨過程與一般組合優(yōu)化問題之間的相似性單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-5時(shí)延優(yōu)化單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-5天線優(yōu)化天線場型、下傾角、方位角等技術(shù)參數(shù)的單獨(dú)或組合調(diào)整單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-6天線優(yōu)化單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-6基于目標(biāo)區(qū)域的單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)改變傳統(tǒng)單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)無明確特定目標(biāo)區(qū)域的概念，為服務(wù)區(qū)內(nèi)各格點(diǎn)賦予不同的加權(quán)值，使得優(yōu)化算法的搜索可以兼顧擴(kuò)大覆蓋區(qū)域與減小干擾區(qū)域，從而將干擾區(qū)調(diào)整至非目標(biāo)服務(wù)區(qū)，使得工程試算結(jié)果可用實(shí)用改變了國內(nèi)外規(guī)劃軟件普遍采用反復(fù)調(diào)整發(fā)射臺站的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，通過主觀比對評價(jià)覆蓋效果，進(jìn)而選取出較為合理的組網(wǎng)方案技術(shù)參數(shù)的流程，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的快速尋解在單頻網(wǎng)設(shè)計(jì)過程中引入經(jīng)典優(yōu)化算法，采用優(yōu)化的思想對單頻網(wǎng)進(jìn)行分析，可以有效減輕工作量，縮短單頻網(wǎng)分析的設(shè)計(jì)周期，對推進(jìn)我國地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)建設(shè)具有重要的意義單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-7基于目標(biāo)區(qū)域的單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-7

針對特定覆蓋區(qū)域，綜合考慮多種因素，設(shè)計(jì)可以滿足單頻網(wǎng)組網(wǎng)需求的目標(biāo)函數(shù)（網(wǎng)格化）

達(dá)到覆蓋門限同時(shí)網(wǎng)內(nèi)自干擾的C/N沒有超過同頻保護(hù)率，可以正常接收的格點(diǎn)，即可接收點(diǎn)；達(dá)到覆蓋門限但是由于網(wǎng)內(nèi)的自干擾導(dǎo)致C/N超過同頻保護(hù)率，而不能正常接收的格點(diǎn)；未達(dá)到覆蓋門限場強(qiáng)值的不可覆蓋點(diǎn)。單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-8針對特定覆蓋區(qū)域，綜合考慮多種因素，設(shè)計(jì)可以滿足單頻網(wǎng)組網(wǎng)單頻網(wǎng)組合優(yōu)化過程單頻網(wǎng)組合優(yōu)化過程單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-9交疊區(qū)調(diào)整通過單頻網(wǎng)內(nèi)各發(fā)射機(jī)功率、時(shí)延等參數(shù)的組合優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)將交疊覆蓋區(qū)（未達(dá)理想覆蓋）調(diào)整至非目標(biāo)服務(wù)區(qū)覆蓋增補(bǔ)遮擋、多徑導(dǎo)致無法完成目標(biāo)區(qū)全域覆蓋根據(jù)功率大小，分為輔助增補(bǔ)覆蓋、同頻轉(zhuǎn)發(fā)器增補(bǔ)覆蓋兩類輔助增補(bǔ)覆蓋，需要考慮功率設(shè)計(jì)、臺址選擇、頻率兼容等同頻轉(zhuǎn)發(fā)器增補(bǔ)覆蓋：線性性能、隔離度單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-9交疊區(qū)調(diào)整單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-10單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-10河南省中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程單頻網(wǎng)優(yōu)化為提高頻率使用率，河南省覆蓋工程共涉及11個(gè)單頻網(wǎng)、156個(gè)頻率；其中，中一大部分臺站使用DS-43組成全省單頻網(wǎng)，中七有15個(gè)地級市使用了地市單頻網(wǎng)在已有地面數(shù)字電視頻率規(guī)劃技術(shù)方案基礎(chǔ)上，通過調(diào)整單頻網(wǎng)各臺站功率、延時(shí)、天線方向圖等發(fā)射技術(shù)參數(shù)，反復(fù)進(jìn)行大量的試算，實(shí)現(xiàn)單頻網(wǎng)有效覆蓋最大化單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-案例河南省中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程單頻網(wǎng)優(yōu)化單頻網(wǎng)優(yōu)單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-案例駐馬店DS-39中七優(yōu)化前后對比單頻網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)-案例駐馬店DS-39中七優(yōu)化前后對比理想覆蓋面積：142604.00平方公里實(shí)際覆蓋面積：134736.00平方公里；實(shí)際覆蓋面積占比：94.48%干擾面積：7868.00平方公里理想覆蓋人口：8239.82萬人實(shí)際覆蓋人口：7881.28萬人干擾人口：358.55萬人理想覆蓋面積：142604.00平方公里理想覆蓋面積：141716.00平方公里實(shí)際覆蓋面積：137832.00平方公里；實(shí)際覆蓋面積占比：97.26%干擾面積：3884.00平方公里理想覆蓋人口：8195.26萬人實(shí)際覆蓋人口：7933.69萬人干擾人口：261.57萬人理想覆蓋面積：141716.00平方公里2022/11/23廣播科學(xué)研究院80四、地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)監(jiān)測分析2022/11/22廣播科學(xué)研究院34為保障地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)正常、安全、可靠運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)，有必要開展實(shí)時(shí)、全面、有效的監(jiān)測監(jiān)測點(diǎn)選取代表性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、覆蓋情況監(jiān)測內(nèi)容根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型不同：多頻網(wǎng)監(jiān)測、單頻網(wǎng)監(jiān)測根據(jù)監(jiān)測信號節(jié)點(diǎn)不同：信道層面監(jiān)測、碼流層面監(jiān)測監(jiān)測方法內(nèi)容監(jiān)測、質(zhì)量監(jiān)測、安全監(jiān)測、信息采集、覆蓋監(jiān)測相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《ETSITR101290》TS流測試標(biāo)準(zhǔn)-ETSITR101290單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-1為保障地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)正常、安全、可靠運(yùn)行，及時(shí)發(fā)監(jiān)測方法內(nèi)容監(jiān)測實(shí)時(shí)回傳、錄像管理、頻道變化（SI、EPG）質(zhì)量監(jiān)測射頻指標(biāo)、信道指標(biāo)、碼流指標(biāo)、頻譜監(jiān)測、圖像質(zhì)量監(jiān)測安全監(jiān)測內(nèi)容監(jiān)測、質(zhì)量監(jiān)測、安全監(jiān)測、信息采集、覆蓋監(jiān)測信息采集監(jiān)測設(shè)備硬件、采集控制軟件覆蓋監(jiān)測信號交疊區(qū)的實(shí)時(shí)狀態(tài)單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-2監(jiān)測方法單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-2單頻網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)選取---交疊區(qū)選點(diǎn)監(jiān)測點(diǎn)類型獨(dú)立覆蓋區(qū)監(jiān)測點(diǎn)：覆蓋網(wǎng)絡(luò)中各發(fā)射機(jī)單獨(dú)覆蓋區(qū)域（主站、副站信號強(qiáng)度相差10dB以上）交疊覆蓋區(qū)監(jiān)測點(diǎn)：有兩個(gè)或兩個(gè)以上預(yù)收信號同時(shí)覆蓋且信號強(qiáng)度之差小于射頻保護(hù)率（根據(jù)發(fā)射機(jī)工作參數(shù)確定）的區(qū)域基本方法通過對地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆蓋及電磁兼容性分析，必要時(shí)結(jié)合實(shí)地測試的方法，確定獨(dú)立覆蓋區(qū)及交疊覆蓋區(qū)沿等場強(qiáng)線（中心點(diǎn)）設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)在相干區(qū)臨界點(diǎn)（±保護(hù)率）設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-3單頻網(wǎng)監(jiān)測點(diǎn)選取---交疊區(qū)選點(diǎn)單頻網(wǎng)監(jiān)測分析-32022/11/23廣播科學(xué)研究院84交疊區(qū)監(jiān)測選點(diǎn)示意等場強(qiáng)監(jiān)測點(diǎn)2022/11/22廣播科學(xué)研究院38交疊區(qū)監(jiān)測選點(diǎn)示意等場2022/11/23廣播科學(xué)研究院85交疊區(qū)監(jiān)測選點(diǎn)示意監(jiān)測點(diǎn)場強(qiáng)+保護(hù)率

≥

覆蓋接收門限2