调频频段数字音频广播(FM-CDR)北京地区覆盖测试

发表时间:2014-12-11

来源:

作者:

打印

收藏

【字号:

关闭

吴智勇、于新、盛国芳
国家广播电影电视总局广播科学研究院

  摘要:本文介绍了在北京地区开展的调频频段数字音频广播(FM-CDR)覆盖测试情况,包括定点接收测试和移动接收测试,并给出FM-CDR移动接收覆盖结果图,最后对本次覆盖测试情况进行了总结。
  关键词:覆盖测试; FM; CDR;覆盖预测

  1 前言
    在国际数字音频广播技术中,目前有DAB、DRM和HD Radio等已形成标准,广播科学研究院也一直在数字音频广播领域积极跟踪世界数字广播的发展,对上述技术均开展了大量的研究与测试工作,加深了对现有音频广播技术的了解。
    在各项研究基础上,广播科学研究院也开展了具有我国自主知识产权的调频频段数字音频广播系统的研究。2011年起,作为牵头单位逐步完成调频频段数字音频广播关键技术的研究、样机的开发及测试工作,并于2013年提交了调频频段数字音频广播信道技术的行业标准建议稿,于8月作为广电总局行业标准被正式颁布[1]。
    为了解调频频段数字音频广播系统实际的传输性能及其覆盖特性,在FM-CDR研究阶段,广播科学研究院曾于2012年9月在北京地区对FM-CDR广播系统进行了覆盖测试。本文将介绍此次FM-CDR的覆盖测试情况,并给出覆盖测试结果。
  2测试系统介绍
    测试用发射机使用的是成都凯腾四方生产的FM-CDR发射机,安装在中央广播电视塔,发射频率为90.5MHz。该发射机可以实现模拟调频广播、FM-CDR全数字广播、模拟调频和数字同播等三种工作模式。模数同播时,可通过调整模数功率比来设置模拟调频广播和数字广播的发射功率。
    本次测试在模数同播的工作模式下进行,发射总功率3000瓦,模拟与数字功率比设为17dB,即模拟功率2940W,数字功率60W。FM-CDR数字广播工作于传输模式1、频谱模式9、QPSK-3/4的模式,传送两路数字音频(32Kbps+48Kbps)广播;模拟广播为国际台日常播出的环球经济频道。 
    覆盖测试使用专用数字广播电视测试车,该车装有可升高至10米的天线杆为测试提供便利。
  3测试内容
    本次FM-CDR北京地区覆盖测试的内容包括定点接收测试和移动接收测试。
    定点测试时,接收天线信号经过功分器分成两路,一路送到频谱仪,另一路送到接收机,测试时依次连接FM-CDR接收机或者模拟调频收音机。频谱分析仪用于测试并记录信号的频谱特性。接收机用于监听数字及模拟声音信号,做主观评价。
    移动测试时,功分器分出的两路接收信号,一路送到FM-CDR路测仪,另一路送到模拟调频收音机。路测仪记录地理坐标、场强、信噪比等指标,以及各项指标的统计数据,同时可监听声音信号。模拟调频收音机,用于模拟广播的声音质量进行监听。
  4 覆盖预测
    为了初步掌握覆盖情况,在实际测试之前首先进行了覆盖预测分析。预测使用法国ATDI公司的ICS telecom覆盖预测软件进行预测。计算使用100米精度的地图。测试接收天线高度10米,发射天线330米,参考ITU-R P.1546-2建议书方法进行试算。
    根据GY/T 196《调频广播覆盖网技术规定》,调频广播农村和城市的最低可用场强分别是54dBμV/m和66dBμV/m[2],由于覆盖区域的边缘基本在农村,选取最低可用电平为54dBμV/m。数字接收门限实验室测试结果为-104dBm,即载噪比门限为4.6dB。通过计算得出模拟调频广播的覆盖示意图和FM-CDR广播的覆盖示意图,分别如图1和图2所示。
 
图1  模拟调频广播覆盖示意图
 
图2 FM-CDR数字音频广播覆盖示意图
  5 测试结果
   5.1定点测试
    根据前期试算预测结果,选取长陵、长陵北、兴寿北、雁栖湖、白涧乡、店子桥、京沈高速宝坻出口、京津唐高速杨村出口、牛坨镇、高碑店、西峰寺、潭柘寺、军庄和京沈高速新中出口等14处位置进行了定点接收测试。在每一测试点记录模拟调频信号和FM-CDR信号的接收电平,模拟调频广播和FM-CDR广播的主观评价。图3为长陵测试点的FM-CDR信号频谱图。
    从本次定点测试结果来看,信号场强的传播模型预测值略小于实际测量值,见表1。
表1预测值与测量值之间的关系(预测值-测量值)
 
 
图3定点接收测试频谱图(长陵测试点)
  5.2移动测试
    根据北京周边的道路情况,移动测试主要选取了环线和京石、京开、京津、京沈、京哈、京承以及八达岭高速进行。
    图4和图5分别是FM-CDR信噪比和接收电平在北京覆盖的测试结果,其中模拟与数字功率比设为17dB,FM-CDR的数字功率为60W。
 
图4 移动接收测试FM-CDR六环内信噪比覆盖效果图
表2覆盖效果图中信噪比对应颜色说明
 

图5 移动接收测试六环内FM-CDR接收电平覆盖效果图
 
                                                                                                                     表3覆盖效果图中接收电平对应颜色说明
 
    信噪比在浅蓝色区域低于5dB,这部分地区接收解码成功率比较低,基本不能解出正常的音频信号。从覆盖效果图中可以看出,接收天线3米的移动接收时,距发射塔直线距离60公里以内的地区,在无遮挡的情况下,信噪比可以保证在5dB以上,接收电平可以保证在-75dBm以上,基本能够正常接收。
    在环线测试方面,四环以内覆盖效果比较理想,五环内的覆盖效果基本可以接受,六环由于地表覆盖物的影响比较大,不能正常接收的地方较多。对于径向的高速公路来说,相对遮挡较少,可正常接收的范围比较大,覆盖距离较远。
   6 结论
     通过本次在北京地区90.5Mhz频率进行的FM-CDR模数混播信号的覆盖测试,可以得出以下结论:
    (1)实际覆盖测试结果与ATDI覆盖分析软件的预测结果基本一致。
    (2)FM-CDR数字调频广播,在发射功率60W、发射天线高度330米、接收天线采用10米高度的偶极子天线的情况下,在无遮挡时可覆盖的直线距离超过80公里;城区建筑密集区,对覆盖有一定的影响。
    (3)本次覆盖测试中,在模数比为17dB时的FM-CDR数字广播信号与模拟调频广播信号的覆盖范围基本相同。
    FM-CDR覆盖测试中发现,同播的模拟调频广播和FM-CDR数字广播覆盖效果良好,模拟调频广播的播出质量未受明显可察觉的影响。另外,通过对FM-CDR数字广播信号的覆盖预测和实际测试,验证了FM-CDR调频频段数字音频广播系统的覆盖性能,为FM-CDR的进一步推广取得了规划参数方面的技术积累。

[参考文献]
[1]GY/T 268.1-2013 调频频段数字音频广播第1部分:数字广播信道帧结构、信道编码和调制,2013
[2]GY/T 196-2003《调频广播覆盖网技术规定》
附件下载:
相关链接:

>> 相关内容

ChinaDRM实验室
中华人民共和国国家新闻出版广电总局
CCBN
TVOS开源社区
HINOC
广播与电视技术

国家级实验室|人才招聘|联系我们

版权所有:国家广播电影电视总局广播科学研究院      京ICP备05036324      访问统计: