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GPS在单频网覆盖中的作用分析 许金印 鹤壁市第一电视转播台 刘洪光 鹤壁电视台 摘 要：本文详细分析了GPS授时系统在单频网（SFN）覆盖中起到的具体作用和使用方法，为普及数字电视技术提供一个良好的学习素材。 关键词：GPS 单频网（SFN） SIP 秒脉冲 引 言 随着我国数字移动多媒体电视（CMMB）的广泛覆盖，各基层台站将面临一场新技术学习的革命；数字电视和模拟电视有着本质上的区别，新兴的移动多媒体电视（CMMB）在未来的发展中会起到越来越重要的作用，因而了解多媒体电视技术迫在眉睫。 地面数字电视广播网络 地面数字电视广播网络主要分多频网（MFN）和单频网（SFN）两种。 1.1多频网（MFN） 多频网（MFN）是利用多个频率实现相同节目的覆盖，要满足广大区域的覆盖需要较多数量的频道资源。按照MFN的规划，地面数字电视广播网络所需要的频道数和传统的模拟电视频道数大致相同。在现有模拟电视使用频道密集的情况下实现较大区域的覆盖将会影响目前模拟电视的频率资源。在MFN中各发射机不需要同步发射，对本地区实现覆盖较为容易，若实现全国较大范围的覆盖需要等到模拟电视业务退出市场后才能实现。另外在同一个重叠覆盖位置，不同发射机的信号强度不一样，接收机将会接收较强的信号，容易造成资源上的浪费。 1.2 单频网（SFN） 在单频网（SFN）中，所有的发射机都被相同的码流信号调制，并在相同的时刻以相同的频率发射。由于地面数字接收机具有多径信号处理能力，因此接收天线上接收到的多个发射机的信号都可能对接收有贡献，相互补偿，可以实现资源的有效利用。是目前比较适合与模拟电视共存的网络覆盖方式。缺点是不能为整个覆盖区的某一部分提供额外业务，必须全部共享同一节目。 使用SFN 技术，可以实现统一业务采用相同的频率在较大区域内进行覆盖。因此，SFN频谱使用效率比MFN(多频网)高得多。SFN覆盖区域内的缝隙很容易填补，只需增加同频道补点器，而不需要占用额外的频率。 SFN技术也存在着一种网络自干扰的局限。如果从远距离发射机来的信号延迟大于接受设备的多径延迟处理范围，那么这个信号对于有用信号来说将变为干扰信号。这个信号的强度取决于传播环境，而且随时间的变化而变化，对于给定的发射机间距，选择较长的帧头长度可以有效降低SFN的自干扰。帧头长度外的延迟信号对有用信号的干扰影响取决于接收机的设计。为了完全消除网络自干扰，可以把两个发射站的间距控制在帧头长度对应的距离内，但是这是一种保守的设计，其组网效率较低。即使如此，帧头长度内的延迟信号也会导致正常接收所需载噪比的劣化。在发射机间距不规则的网络中，可以通过配置特定发射机的时间偏移量以及发射功率来减少网络自干扰。 二、SFN 建网要求 单频网在回波相对于主径的时延在一定范围内的情况下，利用数字电视广播系统的抗回波能力保证正常工作。单频网中所有广播信号必须满足频率同步和比特同步的要求；同时为了保证来自其它发射机的接收信号与欲接收信号之间的时延在一定的范围内，单频网中的信号还必须满足时间同步的要求。 （一）、频率同步 为确保接收机能将欲接收信号之外的其他发射机接收信号视为回波，单频网中各发射机输出的信号频率应相同，这要求各发射机有很高的频率精度和稳定度。实践证明规定允许偏差1Hz是可行的。 为了达到这个要求，每个发射机中的所有振荡器的频率都必须满足一个适当的允差，以保证发射信号频率达到需要的精度。方法之一是每个振荡器都由同一个参考振荡器来驱动。最好是SFN中所有的发射机具有同一个参考振荡源，通常用GPS提供的10MHz信号作为此参考振荡。 （二）、时间同步 为了使来自其它发射机的接收信号与欲接收信号之间的时延在接收机能够抵抗的时延范围内，要求各个发射机之间时间同步，尽管一次分配网络和发射机引入了时延，同一个信号帧也应该在相同的时刻被各个发射机发送。这里对时间同步精度的要求并不是非常高，但是不同发射机的发送信号之间的时延应该比系统能够抵抗的时延最大值小得多，这样系统能够抵抗更长的由接受点位置引起的信号时延。±1US的时间同步精度是一个比较适当的要求。 实际应用中，在单频网的某个特定发射机上精确选择发射时间偏移量，在某种程度上可以对覆盖区域进行细微调整。 （三）、比特同步 单频网中各发射机在相同的时刻，发送相同的信号帧要求所有信号帧在各个发射机中被完全一样的调制；或者说，要求各个发射机中调制一个信号帧的数据逐比特对应相同。这就是所谓的比特同步要求。不同发射机不同时刻发射的信号帧应完全一致，不许存在允差。 为保证比特同步，除了首先要保证输入到SFN中各个调制器的码流逐比特对应相同，同时还要求各个调制器对输入码流的分组相同，使得对一个信号帧调制的数据逐比特对应相同。此外各调制器中的随机化过程必须同步进行