论文部分内容阅读
【关键词】 移动电视 地铁 国内首例 回顾
2004年12月28日，这是深圳特区建设史上值得纪念的日子，做为深圳城市建设的一个重要里程碑—深圳地铁正式开通试运行！伴随着崭新的地铁列车的徐徐开出，列车车厢内移动数字电视也正式开播。深圳地铁移动数字电视的开通至今已近十年的时间，当人们在地铁车厢内欣赏精彩实时的数字电视节目时，又有多少人能知道当年深圳广电人所付出的艰辛呢？地铁内开通数字电视广播，当时在国内、外都属首次，为了移动数字电视能够如期在地铁中开播，在项目任务重大、开播时间紧迫、没有技术先例可循的极大压力面前，深圳市广播电视传输中心（简称传输中心）的技术人员不畏困难，迎难而上，勇敢地挑起了这副重担，为项目成功实施付出了极大的努力。这里我做为项目负责人做一个简要的回顾。
一.接受任务
与深圳地铁移动电视结缘还得从2004年11月23日说起，当日我接到当时深圳电视台总工傅峰春同志的电话，希望传输中心协助移动视讯公司完成深圳地铁数字电视项目，具体要求是在12月28日深圳地铁开通试运行当日开通地铁移动电视，也就是说要在这短短的35天里，完成从方案试验、设备招标采购、工程安装到设备联调的整个项目实施过程，时间十分紧迫！
深圳市广播电视传输中心是国家广电总局珠江口覆盖工程的重要单位，主要任务是承担中央、省、市广播电视节目的无线发射传输任务，发射的无线广播电视信号覆盖珠江三角洲的大部分地区。传输中心的技术人员拥有丰富的无线广播电视发射传输经验，尤其是在数字电视应用领域拥有丰富经验，事前在国标数字电视试验中做了大量工作，为了完成这次任务，中心专门在内部进行了动员，在确保安全播出工作的前提下，把所有技术力量都调动起来迎接这次挑战。
二.方案制定
深圳地铁移动数字电视是国内首个在地铁隧道内开通的移动电视项目，当时我国自主地面数字电视标准尚在制定中，规模性试验尚未展开，国内、外无任何先例可循。有专家提出仿效欧标DVB—T地面数字电视单频网模式，每个地铁站设独立发射基站，采用卫星GPS信号同步的模式建立“地下单频网”。由于深圳地铁一号线路全部建在地下，卫星GPS信号因距离地面过远无法顺利传输到数字电视机房，也就是无法取得单频网组网关键的GPS同步信号，当时我在深入分析深圳地铁线路实际构成特点后，大胆地提出不采用独立激励器和常规的GPS卫星同步信号的方案，而是由射频光端机通过光纤传输射频信号，各发射基站分别放大同一射频信号，运用光纤传输信号时延和漏缆信号衰减的数据支持避免同频干扰，从而将数字电视信号覆盖控制在保护间隔内，实现接收同步。经过充分的论证和试验，我和传输中心的技术团队最终确认了这一方案的可行性并开始组织实施。
三.技术方案概述
深圳地铁一期工程是深圳建市以来投资最大的市政工程，由1号线东段和4号线南段组成，全长21.866km，共20个车站。根据每站最长距离不超过1.9公里的特点，我们将地铁发射网络规划9个功率放大器基站，每站发射平均功率为50W。第一期建设中暂不考虑站台和站厅的无线覆盖，但发射机留出了一定的功率冗余。
经申请，发射频道定为28频道，中心频率为634MHz。我们本次建设的是覆盖深圳地铁1号线和4号线的数字电视网，节目播出中心设在竹子林车辆调度中心，电视信号由光纤和数字微波送至中心机房，经过MPEG-2编码，在这里完成DVB-T格式的调制放大，再经由射频光端机传输到各基站发射点；在各发射机房光接收机将光信号转换RF射频电信号送至50W放大器发射。车厢内的DVB？T接收系统通过天线接收电视信号，送到八台15（或17、20）寸LCD显示器完成移动数字电视的解码显示。这里要需要强调的是，由于当时数字电视广播的国家标准尚未确定，深圳地铁移动数字电视项目播出制式只能暂时采用欧标DVB？T标准，当时计划在国家标准确定对激励器进行改造升级，以最小的代价完成国标转换。
由于地铁线路深埋于地下，不易接收来之卫星的GPS同步信号，因此不采用单频网组网方式，而是统一在地铁控制机房完成信号的调制放大，再经由RF光端机传输到各发射点放大送至漏缆。由于无缘光纤网络的时延很短（每公里约5？s），考虑到DVB-T标准56？s的保护间隔，整个地铁隧道内可以认为是一个统一的无线网络。
四.接收场强计算
根据RFS 1-5/8”漏缆的技术指标和其它有关参考资料，数字电视场强的有关参数如下：
百米传输损耗为2.0dB，2m处95%耦合损耗L为65dB；以路径最长损耗最大的华强路-岗夏为例，漏缆长度为1985米，则漏缆插入损耗为LL=39.9dB，设发射机输出功率为50W（47dBm/154dB？v），则华强路-岗夏段漏缆末端连接点的数字电视信号场强RxL为：
RxL=发射机输出功率Po-瑞利衰落LD-车体损耗LC-跳线损耗LT-宽度因子LK-二功分器插入损耗LG-频段合路器插入损耗LH-漏缆插入损耗LL-频段分路器插入损耗LP *4-95%耦合损耗L+接收天线增益G-接收馈线损耗LK
=154dB？v-6dB-5dB-5.3dB-6dB-3.5dB-5dB-39.9dB-1.5dB*4-65dB+6dB-2dB=16.3 dB？v
由于数字电视接收机的移动接收门限一般在19dB？v-25dB？v之间，因此在长站距场强会不够，当时重点考虑了接收天线的安装位置，尽量减少车体损耗。
图1是深圳地铁移动电视技术方案示意图。
五.项目实施
1.模拟试验
方案制定了，但我们对能否成功实施并没有把握，当时我们在平时工作中没有接触过漏缆，也不是很了解光缆传输射频信号的时延情况，必须经过实际测试和实验才能完成这项艰巨任务。试验主要包括梧桐山机房实验和地铁隧道测试两个部分： （1）梧桐山机房测试主要试验数字RF信号经过光纤传输后，光纤时延对接收性能的影响。我们知道理论上光纤传输RF信号的时延约为5？s/Km，考虑到DVB-T移动传输模式下56？s的保护间隔，实际传输过程中时延应不会对信号接收产生影响。为此，我们还特意找来3公里长的光缆，12月15日在梧桐山发射台完成了地铁数字电视方案中最关键部分——经过光纤传输射频信号后数字电视接收的模拟试验，试验结果与方案论证的预想效果完全一致， 3公里长的光纤时延只有15.52？s，而实际上这时漏缆RF信号的传输衰减已达到60dB，两路信号叠加远未达到56？s的保护间隔，因此可以认为信号传输的时延不会对接收产生任何影响，充分验证了方案的可行性。
（2）隧道测试主要试验真实环境下数字电视信号的实际接收效果。
根据对漏缆实际传输RF信号衰减的计算，我们设计了隔站安装放大器的方案，即在20个地铁车站安装9个放大基站，目的是减少信号间的干扰，降低设备投资。试验中在会展中心车站设发射传输点，深圳电视台信号经过编码送至DVB-T激励器，激励器输出一路射频信号经由RF光端机传输到华强站发射点；主输出送至放大器，放大后馈入漏缆合路器。华强站发射点的光端机接收来自会展中心车站的信号，输出RF送入放大器再馈入漏缆；岗夏站沿途设测试点，DVB？T接收系统通过天线接收数字电视信号，送到LCD电视完成数字电视的解码显示。在岗夏站沿途重点测试同频干扰特性和漏缆长距离站距的信号传输性能，具体分析了地铁漏缆数字电视信号的传输距离，以及接收机的载噪比门限、最小接收电平、误码率及其相互关系等。试验取得圆满成功，为项目完成打下坚实基础。
2.项目施工
由于当时地铁方面也处于开通前的最后准备阶段，所以不能给我们很多的时间进行安装调试，为了最大限度地提高工作效率，保证地铁移动电视的成功开通，我把项目主要参加人员分成了机电设备安装、光纤信号传输、微波信号传输、发射机安装调试等四个跨部门项目组，与时间赛跑，同困难奋战，全面并行推进各项工作。尽管当时中心的技术人员已经具备了不少工作经验，但是由于这个项目是广播电视项目首次进入地铁工程领域，国内外没有先例可循，在项目推进过程中还是遇到了很多困难和意想不到的问题，在工程进行到紧要关头还发生了数字电视发射机因进口代理商出现了问题而不能按时到货的情况，关键时刻我们紧急与R/S公司北京办事处磋商，从全国各地借调50W数字发射机。最终我们技术人员充分发扬团结协作的精神，克服了重重困难，按时完成了设备采购、系统安装、设备调试、路测、试播等整个过程，传输、发射设备在12月25日全部安装完成并一次性调试完毕，通过全线路测，整个地铁线路的数字电视信号传输和发射功能均正常，信号覆盖效果非常理想。
六.小结
经过地铁数字电视项目全体参加单位及人员的共同努力，深圳地铁移动数字电视项目得以在时间紧迫的情况下顺利完成，数字移动电视终于如期成功地在地铁中播出，开创了地铁移动电视播出的先河。深圳地铁移动数字电视项目不仅达到了预期的效果，而且由于它采用创新实效的技术方案，只用了原计划三分之一的项目经费。深圳地铁移动数字电视项目作为国内首创，它的组网方案后来也被许多国内外城市所借鉴。
这个项目的成功，进一步提升深圳国际城市形象，为推动深圳数字电视业务的开展和数字电视产业化作出了贡献，传输中心发挥了极其重要的作用， 我做为项目负责人感到由衷的骄傲和欣慰。
2004年12月28日，这是深圳特区建设史上值得纪念的日子，做为深圳城市建设的一个重要里程碑—深圳地铁正式开通试运行！伴随着崭新的地铁列车的徐徐开出，列车车厢内移动数字电视也正式开播。深圳地铁移动数字电视的开通至今已近十年的时间，当人们在地铁车厢内欣赏精彩实时的数字电视节目时，又有多少人能知道当年深圳广电人所付出的艰辛呢？地铁内开通数字电视广播，当时在国内、外都属首次，为了移动数字电视能够如期在地铁中开播，在项目任务重大、开播时间紧迫、没有技术先例可循的极大压力面前，深圳市广播电视传输中心（简称传输中心）的技术人员不畏困难，迎难而上，勇敢地挑起了这副重担，为项目成功实施付出了极大的努力。这里我做为项目负责人做一个简要的回顾。
一.接受任务
与深圳地铁移动电视结缘还得从2004年11月23日说起，当日我接到当时深圳电视台总工傅峰春同志的电话，希望传输中心协助移动视讯公司完成深圳地铁数字电视项目，具体要求是在12月28日深圳地铁开通试运行当日开通地铁移动电视，也就是说要在这短短的35天里，完成从方案试验、设备招标采购、工程安装到设备联调的整个项目实施过程，时间十分紧迫！
深圳市广播电视传输中心是国家广电总局珠江口覆盖工程的重要单位，主要任务是承担中央、省、市广播电视节目的无线发射传输任务，发射的无线广播电视信号覆盖珠江三角洲的大部分地区。传输中心的技术人员拥有丰富的无线广播电视发射传输经验，尤其是在数字电视应用领域拥有丰富经验，事前在国标数字电视试验中做了大量工作，为了完成这次任务，中心专门在内部进行了动员，在确保安全播出工作的前提下，把所有技术力量都调动起来迎接这次挑战。
二.方案制定
深圳地铁移动数字电视是国内首个在地铁隧道内开通的移动电视项目，当时我国自主地面数字电视标准尚在制定中，规模性试验尚未展开，国内、外无任何先例可循。有专家提出仿效欧标DVB—T地面数字电视单频网模式，每个地铁站设独立发射基站，采用卫星GPS信号同步的模式建立“地下单频网”。由于深圳地铁一号线路全部建在地下，卫星GPS信号因距离地面过远无法顺利传输到数字电视机房，也就是无法取得单频网组网关键的GPS同步信号，当时我在深入分析深圳地铁线路实际构成特点后，大胆地提出不采用独立激励器和常规的GPS卫星同步信号的方案，而是由射频光端机通过光纤传输射频信号，各发射基站分别放大同一射频信号，运用光纤传输信号时延和漏缆信号衰减的数据支持避免同频干扰，从而将数字电视信号覆盖控制在保护间隔内，实现接收同步。经过充分的论证和试验，我和传输中心的技术团队最终确认了这一方案的可行性并开始组织实施。
三.技术方案概述
深圳地铁一期工程是深圳建市以来投资最大的市政工程，由1号线东段和4号线南段组成，全长21.866km，共20个车站。根据每站最长距离不超过1.9公里的特点，我们将地铁发射网络规划9个功率放大器基站，每站发射平均功率为50W。第一期建设中暂不考虑站台和站厅的无线覆盖，但发射机留出了一定的功率冗余。
经申请，发射频道定为28频道，中心频率为634MHz。我们本次建设的是覆盖深圳地铁1号线和4号线的数字电视网，节目播出中心设在竹子林车辆调度中心，电视信号由光纤和数字微波送至中心机房，经过MPEG-2编码，在这里完成DVB-T格式的调制放大，再经由射频光端机传输到各基站发射点；在各发射机房光接收机将光信号转换RF射频电信号送至50W放大器发射。车厢内的DVB？T接收系统通过天线接收电视信号，送到八台15（或17、20）寸LCD显示器完成移动数字电视的解码显示。这里要需要强调的是，由于当时数字电视广播的国家标准尚未确定，深圳地铁移动数字电视项目播出制式只能暂时采用欧标DVB？T标准，当时计划在国家标准确定对激励器进行改造升级，以最小的代价完成国标转换。
由于地铁线路深埋于地下，不易接收来之卫星的GPS同步信号，因此不采用单频网组网方式，而是统一在地铁控制机房完成信号的调制放大，再经由RF光端机传输到各发射点放大送至漏缆。由于无缘光纤网络的时延很短（每公里约5？s），考虑到DVB-T标准56？s的保护间隔，整个地铁隧道内可以认为是一个统一的无线网络。
四.接收场强计算
根据RFS 1-5/8”漏缆的技术指标和其它有关参考资料，数字电视场强的有关参数如下：
百米传输损耗为2.0dB，2m处95%耦合损耗L为65dB；以路径最长损耗最大的华强路-岗夏为例，漏缆长度为1985米，则漏缆插入损耗为LL=39.9dB，设发射机输出功率为50W（47dBm/154dB？v），则华强路-岗夏段漏缆末端连接点的数字电视信号场强RxL为：
RxL=发射机输出功率Po-瑞利衰落LD-车体损耗LC-跳线损耗LT-宽度因子LK-二功分器插入损耗LG-频段合路器插入损耗LH-漏缆插入损耗LL-频段分路器插入损耗LP *4-95%耦合损耗L+接收天线增益G-接收馈线损耗LK
=154dB？v-6dB-5dB-5.3dB-6dB-3.5dB-5dB-39.9dB-1.5dB*4-65dB+6dB-2dB=16.3 dB？v
由于数字电视接收机的移动接收门限一般在19dB？v-25dB？v之间，因此在长站距场强会不够，当时重点考虑了接收天线的安装位置，尽量减少车体损耗。
图1是深圳地铁移动电视技术方案示意图。
五.项目实施
1.模拟试验
方案制定了，但我们对能否成功实施并没有把握，当时我们在平时工作中没有接触过漏缆，也不是很了解光缆传输射频信号的时延情况，必须经过实际测试和实验才能完成这项艰巨任务。试验主要包括梧桐山机房实验和地铁隧道测试两个部分： （1）梧桐山机房测试主要试验数字RF信号经过光纤传输后，光纤时延对接收性能的影响。我们知道理论上光纤传输RF信号的时延约为5？s/Km，考虑到DVB-T移动传输模式下56？s的保护间隔，实际传输过程中时延应不会对信号接收产生影响。为此，我们还特意找来3公里长的光缆，12月15日在梧桐山发射台完成了地铁数字电视方案中最关键部分——经过光纤传输射频信号后数字电视接收的模拟试验，试验结果与方案论证的预想效果完全一致， 3公里长的光纤时延只有15.52？s，而实际上这时漏缆RF信号的传输衰减已达到60dB，两路信号叠加远未达到56？s的保护间隔，因此可以认为信号传输的时延不会对接收产生任何影响，充分验证了方案的可行性。
（2）隧道测试主要试验真实环境下数字电视信号的实际接收效果。
根据对漏缆实际传输RF信号衰减的计算，我们设计了隔站安装放大器的方案，即在20个地铁车站安装9个放大基站，目的是减少信号间的干扰，降低设备投资。试验中在会展中心车站设发射传输点，深圳电视台信号经过编码送至DVB-T激励器，激励器输出一路射频信号经由RF光端机传输到华强站发射点；主输出送至放大器，放大后馈入漏缆合路器。华强站发射点的光端机接收来自会展中心车站的信号，输出RF送入放大器再馈入漏缆；岗夏站沿途设测试点，DVB？T接收系统通过天线接收数字电视信号，送到LCD电视完成数字电视的解码显示。在岗夏站沿途重点测试同频干扰特性和漏缆长距离站距的信号传输性能，具体分析了地铁漏缆数字电视信号的传输距离，以及接收机的载噪比门限、最小接收电平、误码率及其相互关系等。试验取得圆满成功，为项目完成打下坚实基础。
2.项目施工
由于当时地铁方面也处于开通前的最后准备阶段，所以不能给我们很多的时间进行安装调试，为了最大限度地提高工作效率，保证地铁移动电视的成功开通，我把项目主要参加人员分成了机电设备安装、光纤信号传输、微波信号传输、发射机安装调试等四个跨部门项目组，与时间赛跑，同困难奋战，全面并行推进各项工作。尽管当时中心的技术人员已经具备了不少工作经验，但是由于这个项目是广播电视项目首次进入地铁工程领域，国内外没有先例可循，在项目推进过程中还是遇到了很多困难和意想不到的问题，在工程进行到紧要关头还发生了数字电视发射机因进口代理商出现了问题而不能按时到货的情况，关键时刻我们紧急与R/S公司北京办事处磋商，从全国各地借调50W数字发射机。最终我们技术人员充分发扬团结协作的精神，克服了重重困难，按时完成了设备采购、系统安装、设备调试、路测、试播等整个过程，传输、发射设备在12月25日全部安装完成并一次性调试完毕，通过全线路测，整个地铁线路的数字电视信号传输和发射功能均正常，信号覆盖效果非常理想。
六.小结
经过地铁数字电视项目全体参加单位及人员的共同努力，深圳地铁移动数字电视项目得以在时间紧迫的情况下顺利完成，数字移动电视终于如期成功地在地铁中播出，开创了地铁移动电视播出的先河。深圳地铁移动数字电视项目不仅达到了预期的效果，而且由于它采用创新实效的技术方案，只用了原计划三分之一的项目经费。深圳地铁移动数字电视项目作为国内首创，它的组网方案后来也被许多国内外城市所借鉴。
这个项目的成功，进一步提升深圳国际城市形象，为推动深圳数字电视业务的开展和数字电视产业化作出了贡献，传输中心发挥了极其重要的作用， 我做为项目负责人感到由衷的骄傲和欣慰。