1、国标地面数字电视单频网组网1、什么是单频网地面数字电视单频网（SFN：Single Frequency Network）是由多个位于不同地点、处于同步状态的发射机组成的数字电视覆盖网络，以相同频率、在相同时刻发射相同节目，以实现对特定区域的可靠覆盖。2、单频网组网优点第一、有利于频率规划。在我国频谱资源有限的情况下，可以大大节约宝贵的频率资源，提高频谱利用率。第二、解决覆盖盲区问题。在高楼林立的大城市，单台数字电视发射发射机无论功率多大，都会有一定信号盲区或盲点，单频网则可通过多点同频发射的办法来获得较好的覆盖率。第三，单频网组网降低发射机设备的成本；通过优化和调整单频网发射网络（基站数量、分
2、布、发射天线高度、发射功率等），使用多个较小功率发射机代替一个超大功率发射机。第四、单频网组网有利于降低信号辐射、减少电磁波污染、增强覆盖均匀度。3、系统描述地面数字电视单频网（SFN）是由多个位于不同地点、处于同步状态的发射机组成的数字电视覆盖网络，以相同频率、在相同时刻发射相同节目，以实现对特定服务区的可靠覆盖。在符合GB20600-2006 规定的地面数字电视单频网中，来自复用器的 TS码流首先送入到单频网适配器进行适配，形成包含秒帧初始化包（SIP ）的 TS 流，通过节目分配网络传送到各个发射台，经过同步处理后变换成射频（RF）信号进行发射。国标地面数字电视单频网结构示意图： 4、工
3、作原理来自复用器的 TS 码流首先送入单频网适配器进行适配，完成码率适配和秒帧初始化包(SiP)插入，适配过程可参见 GYT 2291-2008 地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法，适配后形成包含秒帧初始化包的 TS 流通过 TS 流分配网络传送到各个发射台，经各发射台的激励器（调制器）进行时钟同步处理，再完成信道编码、上变成射频信号进行发射。在地面数字电视单频网的构建过程中，需要依赖全球定位系统(GPS：GfobafPositioning System)来完成各个发射点信号的同步，也可以由其它时间同步系统提供同步时钟。激励器的时间同步调整，主要调节激励器的发射时延，根据接收到的
4、MPEG TS 中的 SIP 包分析时间信息，可以计算出由主站信号到该发射台的码流传输时间，由此时间各发射台可以调整各自的时延，从而达到一起发送信号的目的。5、单频网适器地面数字电视单频网适配器是构建地面数字电视单频网的重要设备，地面数字电视单频网适配器包括秒帧初始化包（SIP）插入和码率适配功能模块，完成从输入 TS 码流到单频网适配 TS 码流的转换。地面数字电视单频网适配器框图：5.1SIP 插入功能单频网适配器的基本数据帧为秒帧 SF，1 个 SF 时间长度为 1秒，包含调制 8 个 GB 20600-2006 的 4.5 条规定的超帧所用的全部信息比特。每秒钟向输入的 TS 码流中插
5、入个 SIP，插入时刻与 GPS 的pps 对齐。地面数字电视单频网中的各发射机通过检测接收到 TS 流中的SIP 获得最大延迟时间 Tdelay_max 和分配网传输延迟时间Tdelay_transmitted，激励器附加延迟时间 Tdelay_add 与Tdelay_max、T delay_transmitted 的关系：Tdelay_add = Tdelay_max -Tdelay_transmitted Tdelay_max ：最大延迟时间，是指各发射机 TS 节目流相对于GPS 的 1pps 统一发射的时间； Tdelay_transmitted ：分配网传输延迟时间，是指 TS 节
6、目流由单频网适配器发出后经过分配网络传输的时间； Tdelay_add ：激励器附加延迟时间，是指为了满足各发射机在同一时刻发出，各激励器所需要单独处理的延迟时间。 地面数字电视单频网中发射机处理的最大延迟时间为0.9999999 秒。地面数字电视单频网 TS 码流中插入的 SIP 包与 MPEG2-TS 包格相同，由 4 字节的包头和 184 字节的数据字段组成， SIP 定义如下：SIP 中各字段定义如下：SIP 头：由 32 比特组成，符合 GBT 17975.1-2000 的有关规定，其中 PID 号为 0x0015； SI_SIP：由 16 比特 P0-P15 组成，各比特定义见下表
7、1) 最大延迟时间：由 24 比特组成，设置范围0x0000000x98967F，单位为 100ns，最大延迟时间范 围为0 到 0.9999999 秒。最大延迟时间设置值应大于节目分配网传输延迟时间； 2) 广播寻址：用于寻址单频网中某一个发射机，由 16 比特组成，可寻址范围 0x00000xFFFF，其中 0x0000 表示寻址网络内的所有发射机； 3) 独立调整时延：由 24 比特组成。在最大延迟时间基础上，通过广播寻址为特定发射机添加独立调整时延，保证单频网中各发射机发射信号满足一定延时关系； 4) 频偏设置：由 24 比特组成，通过广播寻址为特定发射机添加频偏值。准确的频偏值是相对
8、于使用的 RF 信道的中心频率的，单位是 1Hz，范围是-8388608,83886071Hz； 5) 功率控制：由 16 比特组成，通过广播寻址控制特定发射机发射功率。最高位比特为功率开关，比特1表示开，比特0表示关；低 15 比特数据为功率控制字，单位是0.1dBm，范围是0,327670.1dBm； 6) 填充字节：共 169 字节，每个字节均为 0xFF。5.2 码率适配功能根据系统输出码率时钟，在 GPS 的每个 1pps 的位置，单频网适配器向 TS 流中插入个 SIP；在其它位置，单频网适配器从前端缓冲区内读取数据码流，如果数据不足一个 TS 包，则自动插入单频网适配空包完成 T
9、S 流的码率适配。单频网适配器输出的 TS 流码率和由单频网适配器规定的发射机工作模式要求的净载荷速率完全相同，并且被锁定在来自 GPS的 10MHz 参考时钟上。6、单频网建站距离地面数字电视单频网最大建站距离是单频网的重要参数，它决定了单频网的发射站点的选取、建设成本以及建网的复杂性。地面数字电视单频网的最大设台距离主要取决于地面数字电视系统抗回波干扰的能力，系统如果可承受的回波延时越长，单频网设台距离可以越大。符合 GB20600-2006 的地面数字电视系统抗回波干扰的能力依赖于发射端信号的帧结构以及接收端的信道估计与均衡算法。目前的测试结果表明：地面数字电视传输系统各种工作模式的抗回
10、波干扰延时长度一般都能做到与各自信号帧结构中的帧头长度基本相当。随着地面数字电视系统接收端算法的改进，以及发射天线和接收天线的设计，也可以接收超过帧头长度的多径信号，这样符合GB20600-2006 的地面数字电视广播单频网设台距离也将进一步增大。如系统采用 PN420 帧头，GB20600-2006 规定的基带符号率为 7.56Msps,帧头长度 t= 4201/7.56us= 55.56us，射频信号在此时间内的传输距离：L= 55.56us3108m/s= 16.67Km，对于 PN595 帧头，t= 78.7us，L= 23.61Km 对于 PN945 帧头，t= 125us，L= 37.5Km7、对单频网设备要求监控和报警：提供实时监控和报警，通过远程可以实时查询设备的工作状态，设备工作状态发生异常情况时，给出报警信息。TS 流抖动处理：为了保证在节目正常播出时，地面数字电视激励器不会因为 TS 流的抖动而误认为节目源端在进行节目调整，从面导致激励器执行复位操作，因此规定单频网适配器输出的 TS 码流传输抖动在 100ns 范围内。
