我国地面电视全数字频率规划方案实施步骤及频率效率分析研究

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数字化是广播电视发展的必然趋势， 2015年起，我国地面电视广播全面进入数字化转换进程，广播电视规划院也随之在总局科技司的指导下启动了地面电视全数字频率规划研究工作。经过几年的研究实践，研究取得了丰硕的成果和经验。

《广播与电视技术》于2018年4-6期设置“地面电视全数字频率规划”专栏，从我国地面电视全数字频率规划的原则方法、规划方案、实施步骤、频率效率分析、规划试算，以及全数字频率规划方案实施的重点与难点等不同角度，深入分析地面电视全数字频率规划各个流程，为总局和各地相关工作提供技术支持。

本期广电猎酷为读者带来《我国地面电视全数字频率规划方案实施步骤研究》和《我国地面电视全数字频率规划方案频率效率分析》两篇文章的内容精要。详细内容请参见2018年第5期《广播与电视技术》“地面电视全数字频率规划”专栏。

《我国地面数字全数字频率规划方案实施步骤研究》

作者：孙红云 刘骏 李雷雷 范晓菲 李俊敏

作者单位：广播电视规划院

文章精要

按照总局总体规划目标，计划2018年开始逐步启动全数字频率规划方案。该方案涵盖了中央、省、地、县四级广播电视播出机构的覆盖需求，需要根据实际情况分步骤实施，综合考虑在播地面数字电视、模拟电视的现状；中央节目、地方节目的覆盖需求；频率干扰和单频网组网优化难点。

为尽量减少对在播地面电视的影响，尽量利用现有的广播电视基础设施，需要制定一个合理、可行、经济、适用的全数字频率规划方案实施步骤。

实施思路

为了确保在播地面电视节目的无线数字覆盖，建议优先启用两套分米波省域单频网、两套地市域单频网和一套县域单频网，具体的节目规划详见下表。

全数字频率规划方案的节目规划表

截至2017年底，总局批复的模拟电视频道约7600多个，地面数字电视频道约12700多个，因此在方案实施的过程中面临的首要问题是解决与现有在播地面电视频道的用频冲突。

此外，各省在模数过渡时期的地面电视频道使用情况差异较大，且未来地面数字电视业务应用需求尚未明确，因此各省的全数字频率规划方案的实施步骤可能都各有不同。

按照上述节目设置，考虑到实施难度和实际需要，同时考虑降低实施成本，本文提出两种全数字频率规划方案实施步骤的思路。

方案一：

基于尽量利用现有的广播电视基础设施的原则，首先把地面数字电视现状节目调整至全数字频率规划方案中的频道；然后，进行现状模拟电视频道的数字化转换，在有模拟现状播出的台站根据播出节目内容启用全数字频率规划方案中相应的频道；最后，根据实际需求分步骤实施方案中剩余的数字规划频道。

方案一的优点在于尽量减少对在播地面电视节目的影响，缺点是台站关系错综复杂，环环相扣，实际实施操作的难度较大。

方案二：

按照本文的全数字频率规划方案的节目规划建议，总局负责实施两套省域单频网，实现中央节目的覆盖；省级广播电视主管部门负责实施地市域单频网A，实现省级节目的覆盖；省级广播电视主管部门和地市广播电视主管部门负责实施地市域单频网B实现省级、地级节目的覆盖；地市广播电视主管部门和县级广播电视主管部门负责实施县域多频网，实现地级、县级节目的覆盖。

该方案明确区分了各级广播电视主管部分的覆盖任务，所以在各层全数字频率规划方案的实施过程中不考虑与周围现状台站的干扰情况，由此可能产生实施阶段会存在相互干扰的现象，直至全部现状按照全数字频率规划方案完成转换这些干扰才能消除。

方案二的优点在于能够明显区分中央和地方的实施任务及所需费用，缺点在于对现状节目的覆盖影响较大。

实例分析

本文根据两种实施思路以及优缺点对比，按照方案一的实施思路对江苏省全数字频率规划方案的实施步骤进行具体分析。

首先，调整、实施中央节目现状数字频道，然后调整、实施地方节目现状数字频道，最后转换现状模拟频道。三个步骤实施完成后，江苏省现有的地面数字电视现状、模拟电视现状均按照全数字频率规划方案完成转换。

在按全数字频率规划方案调整实施过程中，还会因同、邻频干扰影响到相关台站，这些相关台站既有江苏省本省的台站，也有邻省的台站，均需按照实施思路中的调整原则采取相应的解决措施。详细案例分析见文章原文。

《我国地面电视全数字频率规划方案频率效率分析》

作者：周兴伟 刘骏 常江 曹志 李俊敏

作者单位：广播电视规划院

文章精要

基于我国电视广播四级办的国情，在充分考虑中央及各省地面数字电视未来发展需求的基础上，我国地面电视全数字频率规划针对不同的规划区域，采用全国域单频网、省域单频网、地市域单频网、县域单频网/多频网等混合组网方式来实现不同等级节目内容的覆盖。

频率分组研究

不同于模拟电视，地面数字电视不仅可以在同一发射台站（或服务区），而且能在相邻服务区发射台站（或服务区）使用邻频，且同频复用距离明显缩短，但仍需遵守相邻服务区不能使用同频的制约关系。如果每个频道播出节目内容相同，也可以使用单频网的方式提高频谱使用效率，即同一频道可以连续使用。

在开展全数字频率规划时，借鉴模拟电视规划时期的格网法，将每个网格视为一个目标服务区。为了充分利用频谱资源，项目组研究了地图四色法则在全数字频率规划中的可用性，频道安排如下图。在这种情况下，从理论上需要同频复用的距离不能大于每个服务区直径的2倍。

图 采用地图四色法则格网法规划布局示意图

项目组在室外固定接收的前置条件下，对不同频率、工作模式、发射功率等规划参数的多种典型组合进行仿真分析。结合我国地理行政分布特点和仿真计算分析结果，发现：

（1）在县域面积较小、行政划分稠密的地区（如中东部），难以达到同频复用要求，县域单频网/多频网不能使用四色法则。

（2）地市面积较大、分布较为稀疏，但部分非相邻地市因边界间距较近达不到同频复用要求，地市域单频网完全使用四色法则也比较困难。

（3）每个省跨度普遍在几百公里以上，即各非相邻省份一般相距几百公里，能够达到同频复用要求，省域单频网可以使用四色法则。

频率规划结果

根据未来地面数字电视发展需求、频率分组数研究结果以及尽量使用已有地面数字电视频道的原则，频率统筹分配结果如下：

（1）全国域单频网：使用DS-48频道组建1套单频网。

（2）省域单频网：将DS-1~DS-4和DS-17~DS-24频道分成4组、每组3个频道（1个米波和2个分米波频道）建设3套单频网。如山西、吉林、山东、浙江、湖北、甘肃、云南等7省分为一组，该组省域单频网配置了DS-4、DS-23、DS-24三个频道。

（3）地市域单频网：将DS-26~DS-35频道分成5组、每组2个频道建设2套单频网。

（4）县域单频网/多频网：将DS-6~DS-16和DS-36~DS-47频道分成12组、每组2个频道（1个米波和1个分米波频道）建设2套网络。考虑到DS-6至DS-16频道只有11个频道，利用软件将县级行政区划重新分成11组，剩余不能分到11组中的县级行政区划采用人工分配的方式进行规划。

频率效率分析

借鉴频段占用度的概念，我们提出评估电视广播频谱使用效率的概念“频率效率”，将其定义为：某个台站规划或现状使用的电视频道数与理论可分配电视频道数的比值。

在理论极限情况下，如果所有发射台站均传输中央节目，采用全国域单频网的组网方式，每个台站理论可分配频道数为47个（当前规划可用频道总数，除DS-5外）。

从频率分组结果来看，如果全部采用省域单频网（31 个网格），频率分组数为4，理论可分配频道数约为1/4×47≈11.8个；如果全部采用地市域单频网（300多个网格），频率分组数为5，理论可分配频道数约为9.4个；如果全部采用县域单频网/多频网（2000 多个网格），频率分组数为12，理论可分配频道数约为3.9个。

目前完成的我国地面电视全数字频率规划为全国每个台站分配8～9个频道，以省市域单频网、地市域单频网、县域单频网/多频网为主，按照上述分析，我们以全部采用地市域单频网时每个台站的理论可分配频道数9.4个为基准，总体频率规划效率FE>8/9.4=85.1%。

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以上两篇文章的研究成果受国家广电总局科研项目《全国地面数字电视广播频率规划研究（第一阶段）》资助，刊发于《广播与电视技术》2018年第5期“地面电视全数字频率规划”专栏。

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