GB/T 26666-2011 地面数字电视广播传输系统实施指南

　　ICS 33. 160 M 63

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 26666—2011

　　地面数字电视广播传输系统实施指南

　　Implementation guidelinesfortransmission system of

　　digitalterrestrialtelevision broadcasting

　　2011-06-16发布 2011-11-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 26666—2011

　　目 次

　　前言 Ⅰ

　　引言 Ⅱ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 、符号及缩略语 1

　　3. 1 术语和定义 1

　　3. 2 符号 2

　　3. 3 缩略语 3

　　4 系统概述 4

　　4. 1 工作模式 4

　　4. 2 发射机输入信号 12

　　4. 3 发射系统输出信号 12

　　5 地面数字电视广播网络的基本描述 14

　　5. 1 多频网(MFN) 14

　　5. 2 单频网(SFN) 14

　　5. 3 包含局域 SFN 的 MFN 15

　　5. 4 补点器 15

　　6 设立地面数字电视广播发送系统 16

　　6. 1 使用现有天线 17

　　6. 2 地面数字电视广播新建天线 18

　　7 地面数字电视广播节目信号分配网络 18

　　7. 1 一次分配的基本概念 18

　　7. 2 同步 19

　　7. 3 网络监控 20

　　8 SFN工作 20

　　8. 1 SFN 主要特性 20

　　8. 2 可能的实现方式 20

　　8. 3 SFN建网要求 21

　　8. 4 对一次分配网络的要求 21

　　8. 5 单频网的同步实现方案 22

　　9 地面数字电视覆盖网络规划 24

　　9. 1 固定接收和移动接收的覆盖 24

　　9. 2 最小场强 25

　　9. 3 与现有(地面模拟电视)业务的共用 38

　　参考文献 39

　　GB/T 26666—2011

　　前 言

　　请注意 ,本标准的某些内容有可能涉及专利 。本标准发布机构不应承担识别这些专利的责任 。

　　本标准由国家广播电影电视总局提出 。

　　本标准由全国广播电影电视标准化技术委员会归 口 。

　　本标准起草单位 : 国家广播电影电视总局数字(高清晰度)电视标准工作组 、数字电视地面传输国家标准特别工作组 、广播电视规划院 、北京北广电子集团有限责任公司 、北京同方吉兆科技有限公司 。

　　本标准主 要 起 草 人 : 章 之 俭 、韦 博 荣 、陈 兆 武 、邓 向 冬 、冯 景 锋 、高 凤 吉 、高 少 君 、何 剑 辉 、李 锦 文 、李明亮 、李庆国 、李熠星 、刘骏 、逯贵祯 、孙军 、王京玲 、杨知行 、张晓林 、朱云怡 。

　　Ⅰ

　　GB/T 26666—2011

　　引 言

　　GB 20600—2006《数字电视地面广播传输系统帧结构 、信道编码和调制》已于 2006年 8 月 1 日发布 , 2007年 8 月 1 日起实施 。考虑到 GB 20600—2006的地面数字电视广播传输系统标准实施的复杂性 ,为有效指导我国地面数字电视广播产业发展 ,规范地面数字电视广播系统建设和运行 ,确保地面数字电视广播质量 ,特制定本标准 。

　　Ⅱ

　　GB/T 26666—2011

　　地面数字电视广播传输系统实施指南

　　1 范围

　　本标准规定了符合 GB 20600—2006的地面数字电视广播传输系统的主要特征 , 给出了建立符合GB 20600—2006的广播网络的指导性意见 ,包括对单频网和多频网网络结构的一般性描述 、节目分配 、与模拟电视共用发射站点的可能性和制约性以及网络规划等内容 。

　　本标准适用于符合 GB 20600—2006的地面数字电视广播系统 , 可作为建立地面数字电视广播网络的技术依据 ,用于规范并指导广播网络的实施和运行 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。凡是注 日期的引用文件 ,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准 ,然而 ,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 。凡是不注明 日期的引用文件 ,其最新版本适用于本标准 。

　　GB/T 14433—1993 彩色电视广播覆盖网技术规定

　　GB/T 17881—1999 广播电视光缆干线同步数字体系(SDH)传输接口技术规范

　　GB/T 17975. 1—2000 信息技术 运 动 图 像 及 其 伴 音 信 息 的 通 用 编 码 第 1 部 分 : 系 统(ISO/ IEC 13818-1:2007,MOD)

　　GB/T 19263—2003 MPEG-2信号在 SDH 网络中的传输技术规范

　　GB 20600—2006 数字电视地面广播传输系统帧结构 、信道编码和调制

　　GB/T 26252—2010 VHF/UHF频段地面数字电视广播频率规划准则

　　GY/T 229. 1—2008 地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法

　　3 术语和定义、符号及缩略语

　　3. 1 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本标准 。

　　3. 1. 1

　　基本数据块 data block

　　待传输的信源码流经过加扰 、前向纠错编码 、映射与交织后形成的特定长度(3744个符号)数据块 。 3. 1. 2

　　系统信息 system information

　　系统信息为每个信号帧提供必要的解调和解码信息 ,包括符号星座映射模式 、前向纠错编码效率 、交织模式 、帧体数据处理模式等信息的指示 。

　　3. 1. 3

　　帧体 framebody

　　基本数据块和系统信息组合后经帧体数据处理形成的 3780个符号长度的数据块 。

　　3. 1. 4

　　帧头 frameheader

　　一段已知的伪随机序列 ,可用于系统同步 、信道估计与均衡 。

　　3. 1. 5

　　信号帧 signalframe

　　帧头和帧体组合后形成的数据块 。

　　1

　　GB/T 26666—2011

　　3. 1. 6

　　射频保护率 RF protection ratios

　　保证正常接收条件下 ,接收机输入端欲收信号与非欲收信号的最小功率比 , 以分贝(dB)值表示 。 3. 1. 7

　　前向纠错编码效率 forward errorcorrection coderate

　　前向纠错编码中信息位在码字中所占的比重 。

　　3. 1. 8

　　净荷数据率 payload data rate

　　传输系统允许的纠错编码前的有效信息速率 。

　　3. 1. 9

　　时域符号交织 time-domain symbolinterleaving

　　在多个星座符号的序列中星座符号传输顺序的重新排列 。

　　3. 1. 10

　　比特符号 bitsymbol

　　3. 1. 11

　　前向纠错编码输出的 比 特 数 据 流 中 每 b 个 比 特 定 义 为 一 个 比 特 符 号 , 对 应 于 64QAM、32QAM、 16QAM、4QAM 和 NR-4QAM 映射 ,b= 6、5、4、2、1。

　　载噪比门限 carrierto noiseratio threshold

　　接收机为正常接收所需的最小信号功率与噪声功率比 , 以分贝(dB)值表示 。

　　3. 1. 12

　　峰均比 peak-to-averageratio

　　已调信号的峰值功率与平均功率之比 , 以分贝(dB)值表示 。

　　3. 1. 13

　　补点器 gap filler

　　将接收到的地面数字电视广播 RF信号转发到服务区间隙或未被覆盖区域的设备 。

　　3. 1. 14

　　有效辐射功率 effectiveradiated power

　　发射天线的输入功率与该天线在最大辐射方向上相对半波偶极子增益的乘积 。

　　3. 1. 15

　　多普勒频移 doppler frequency shift

　　接收天线相对于发射天线运动时接收信号频率相对发射频率的偏移量 。

　　3. 2 符号

　　B 接收机噪声带宽

　　b 映射到一个星座符号的比特数

　　BW 欲收信号的带宽

　　C 系统子载波数

　　CI 地点校正因子(dB)

　　C/N 载噪比

　　Emed 最小中值等效场强(dBμV/m)

　　Emin 最小等效场强(dBμV/m)

　　F 接收机噪声系数

　　FA 在计算天线增益时考虑的工作频率

　　FR 在计算天线增益时所用的参考频率

　　2

　　GB/T 26666—2011

　　k 玻尔兹曼常数

　　Ldata 每个信号帧中有效数据符号数

　　LFrame 每个信号帧的数据符号长度

　　Lb 建筑物穿透损耗(dB)

　　Lf 馈线损耗(dB)

　　Lh 高度损耗(10m a. g. l. ~ 1. 5m a. g. l. )(dB)

　　M 交织深度

　　PR 保护率

　　PR(CCI) 同频道保护率

　　Pmmn 人为噪声容差(dB)

　　Pn 接收机输入端等效噪声功率

　　Psmin 接收机最小输入信号功率

　　RFEC 前向纠错编码效率

　　RS 星座符号率

　　RU 系统净荷数据率

　　T0 绝对温度

　　Usmin 输入阻抗 Zi匹配条件下的接收机最小输入信号电压Zi 接收机输入阻抗

　　ϕmin 最小功率通量密度(dBW/m2 )

　　ϕmed 最小中值功率通量密度(dBW/m2 )

　　3. 3 缩略语

　　AAL ATM Adaptation Layer ATM 适配层

　　a. g. l. aboveground level 地平面之上

　　ATM Asynchronous Transfer Mode 异步传输模式BER BitError Ratio 误比特率

　　CA ConditionalAccess 条件接收

　　ECM EntitlementControlMessage 授权控制信息

　　EMM EntitlementManagementMessage 授权管理信息

　　EPG

　　Electronic Program Guide

　　电子节目指南

　　ERP

　　Effective Radiated Power

　　有效辐射功率

　　FEC

　　Forward Error Correction

　　前向纠错

　　FM Frequency Modulation 调频

　　GPS GlobalPositioning System 全球定位系统

　　HDTV High Definition Television 高清晰度电视

　　IF Intermediate Frequency 中频

　　IFFT Inverse FastFourier Transform 快速傅立叶逆变换MATV Master Antenna Television 共用天线电视

　　MFN Multi-Frequency Network 多频网

　　MPEG Moving Picture Experts Group 活动图像专家组

　　NR Nordstrom Robinson Nordstrom Robinson 准正交编码映射PAL Phase Alternating Line 逐行倒相制式

　　PCR Program Clock Reference 节目时钟参考

　　PDH Plesiochronous Digital Hierarchy 准同步数字系列

　　3

　　GB/T 26666—2011

　　PN Pseudo-random Noise 伪随机噪声

　　PTS Presentation TimeStamp 显示时间戳

　　QAM Quadrature Amplitude Modulation 正交幅度调制

　　RF Radio Frequency 射频

　　RMS RootMean Square(value) 均方根(值)

　　SAW Surface Acoustic Wave 声表面波

　　SDH Synchronous Digital Hierarchy 同步数字系列

　　SDTV Standard Definition Television 标准清晰度电视

　　SFN Single Frequency Network 单频网

　　SHF Super High Frequency 超高频

　　SF Second Frame 秒帧

　　SIP Second frame Initialization Packet 秒帧初始化包

　　STM Synchronous TransportModule 同步传输模块

　　STS Synchronization TimeStamp 同步时间戳

　　TS TransportStream 传送流

　　UHF Ultra-High Frequency 特高频

　　VHF Very High Frequency 甚高频

　　4 系统概述

　　地面数字电视广播传输系统发送端完成从输入数据码流到信道传输信号的转换 。输入数据码流经过扰码器(随机化) 、前向纠错编码(FEC) ,然后进行比特流到星座符号流的星座映射 ,再进行交织后形成基本数据块 ,基本数据块与系统信息组合(复用) 后经过帧体数据处理形成帧体 , 帧体与相应的帧头(PN序列)复接为信号帧(组帧) ,经过基带后处理转换为基带信号 。该信号经过正交上变频再转换为UHF或 VHF频段范围内的射频信号 。

　　地面数字电视广播传输系统发送端原理框图如图 1所示 。

　　图 1 发送端原理框图

　　4. 1 工作模式

　　4. 1. 1 映射方式和前向纠错编码效率

　　为了满足不 同 的 传 输 需 求 , 标 准 提 供 了 五 种 不 同 的 星 座 映 射 方 式 : 64QAM、32QAM、16QAM、 4QAM 和 4QAM-NR,与星座点相对应的比特符号分别为 6 比特 、5 比特 、4 比特 、2 比特 、1 比特 。其中4QAM-NR 的星座映射方式和 4QAM 相同 ,不同点是在做 4QAM 映射之前先进行 NR 编码 。 图 2 给出各种映射方式的星座映射图 ,它规定了比特符号与星座点的对应关系 。

　　4

　　GB/T 26666—2011

　　64QAM

　　32QAM

　　图 2 星座映射图

　　5

　　GB/T 26666—2011

　　16QAM

　　4QAM

　　图 2 (续)

　　对于相 同 的 帧 头 模 式 和 相 同 的 前 向 纠 错 编 码 效 率 , 4QAM-NR 的 净 荷 数 据 率 是 4QAM 的 1/2, 16QAM、64QAM 的净荷数据率分别是 4QAM 的 2倍和 3倍 。对于相同的前向纠错编码效率 ,在相同的信道条件下 ,4QAM抗干扰能力最强 ,64QAM相对最差 。

　　为了确保地面数字电视信号传输的坚实性 ,采用了前向纠错编码和时域符号交织等方法 。

　　GB 20600—2006规定了以下三种前向纠错编码效率 :

　　—0. 4(3008/7488) ;

　　—0. 6(4512/7488) ;

　　—0. 8(6016/7488) 。

　　其中 ,0. 4 前向纠错编码效率具有最高的纠错能力 , 同时具有最大的冗余度 ,这种模式适用于强干扰信道 。相反 ,0. 8前向纠错编码效率具有最低的冗余度 , 同时纠错能力也最低 。

　　特定传输模式的性能取决于前向纠错编码效率和映射方式的组合效果 。从性能上不能把信号星座映射方式的选择和前向纠错编码效率的选择孤立开来 。表 1是 GB/T 26252—2010中给出的各种星座映射方式和前向纠错编码效率的组合在高斯信道 、莱斯信道(信道模型见表 2)和瑞利信道(信道模型见表 3)下的载噪比门限值 。在莱斯信道和瑞利信道下 ,载噪比门限值可能随接收机实现水平的提高而有所改善 。

　　6

　　GB/T 26666—2011

　　表 1 载噪比门限

　　映射方式

　　前向纠错编码效率

　　载噪比门限dB

　　高斯信道

　　莱斯信道

　　瑞利信道

　　4QAM

　　0. 4

　　2. 5

　　3. 5

　　4. 5

　　16QAM

　　0. 4

　　8. 0

　　9. 0

　　10. 0

　　64QAM

　　0. 4

　　14. 0

　　15. 0

　　16. 0

　　4QAM

　　0. 6

　　4. 5

　　5. 0

　　7. 0

　　16QAM

　　0. 6

　　11. 0

　　12. 0

　　14. 0

　　64QAM

　　0. 6

　　17. 0

　　18. 0

　　20. 0

　　4QAM-NR

　　0. 8

　　2. 5

　　3. 5

　　4. 5

　　4QAM

　　0. 8

　　7. 0

　　8. 0

　　12. 0

　　16QAM

　　0. 8

　　14. 0

　　15. 0

　　18. 0

　　32QAM

　　0. 8

　　16. 0

　　17. 0

　　21. 0

　　64QAM

　　0. 8

　　22. 0

　　23. 0

　　28. 0

　　表 2 莱斯信道模型

　　路径

　　相对幅度dB

　　延时

　　μs

　　相位(°)

　　主径

　　0

　　0

　　0

　　回波 1

　　-19. 2

　　0. 518650

　　336. 0

　　回波 2

　　-36. 2

　　1. 003019

　　278. 2

　　回波 3

　　-26. 4

　　5. 422091

　　195. 9

　　回波 4

　　-21. 8

　　2. 751772

　　127. 0

　　回波 5

　　-23. 1

　　0. 602895

　　215. 3

　　回波 6

　　-35. 6

　　1. 016585

　　311. 1

　　回波 7

　　-27. 9

　　0. 143556

　　226. 4

　　回波 8

　　-26. 1

　　3. 324886

　　330. 9

　　回波 9

　　-19. 3

　　1. 935570

　　8. 8

　　回波 10

　　-22. 0

　　0. 429948

　　339. 7

　　回波 11

　　-20. 5

　　3. 228872

　　174. 9

　　回波 12

　　-23. 0

　　0. 848831

　　36. 0

　　回波 13

　　-24. 3

　　0. 073883

　　122. 0

　　回波 14

　　-26. 7

　　0. 203952

　　63. 0

　　回波 15

　　-27. 9

　　0. 194207

　　198. 4

　　回波 16

　　-23. 8

　　0. 924450

　　210. 0

　　回波 17

　　-30. 1

　　1. 381320

　　162. 4

　　回波 18

　　-24. 5

　　0. 640512

　　191. 0

　　回波 19

　　-23. 1

　　1. 368671

　　22. 6

　　7

　　GB/T 26666—2011

　　表 3 瑞利信道摸型

　　路径

　　相对幅度dB

　　延时μs

　　相位(°)

　　回波 1

　　-7. 8

　　0. 518650

　　336. 0

　　回波 2

　　-24. 8

　　1. 003019

　　278. 2

　　回波 3

　　-15. 0

　　5. 422091

　　195. 9

　　回波 4

　　-10. 4

　　2. 751772

　　127. 0

　　回波 5

　　-11. 7

　　0. 602895

　　215. 3

　　回波 6

　　-24. 2

　　1. 016585

　　311. 1

　　回波 7