[編者按] 隨著國家地面數字電視標準的出臺，為了更好地配合各地開展地面數字電視廣播業務，廣播科學研究院在分析基本傳播模型ITU-R P.370、ITU-R P.1546 、ITU-R P.526、Okumura－Hata特性的基礎上，借助北京、廣州、深圳等地搭建的地面單頻網廣播系統，通過專用覆蓋預測軟件，采用不同傳播模型，對北京等地地面數字電視廣播系統覆蓋場強進行了理論預測；并結合北京單頻網的23萬個實測數據，通過計算不同傳播模型下預測值與實測值的均方差，將實測結果與預測結果進行了對比分析，提出了適合我國地面數字電視移動接收時覆蓋場強預測的傳播模型。

　　2006年8月30日，國家標準委發布了數字電視地面廣播傳輸系統標準GB20600-2006《數字電視地面廣播傳輸系統幀結構、信道編碼和調制》，8月18日正式批準成為強制性國家標準，今年8月1日起正式實施。

　　“地面數字電視廣播覆蓋的研究” 項目由國家科技部下達。該項目的研究內容是地面數字電視廣播的覆蓋方法與覆蓋模型，其目的是為我國地面數字電視廣播標準、頻率規劃標準應用提供基礎依據。
 
1．影響覆蓋效果的因素
　　地面數字電視廣播是一個系統工程，從前端、傳輸到接收是一個整體，覆蓋效果與此三大模塊的設備指標、參數的選擇、組網方式、接收方式等等諸多因素息息相關。

　　從前端來說，節目的質量、信源編碼的質量、碼率不能溢出等限制；從發射端來說，發射機的輸出功率、饋線損耗、發射天線的增益、發射塔的高度、天線的高度、極化方式、發射頻率、信道調制方式的參數選擇等；從接收端來說，如接收機的靈敏度、接收天線的增益、高度；接收方式是固定、便攜還是移動；覆蓋區的地理環境：平原，山丘等；城市建筑物的特點：樓群的疏密程度、高度、材質等；以及覆蓋區域的面積、氣候條件等等諸多因素。
 
　　（1）發射參數
　　發射機輸出功率大、饋線損耗小、發射天線增益大、發射天線高度高，覆蓋范圍就越大。

　　（2） 發射頻率
　　發射頻率越高，光學特性越強，電磁波對建筑物的穿透特性以及經由窗口進入建筑物或汽車內部的繞射能力越弱，覆蓋陰影衰落越嚴重，室內接收效果越差；發射頻率越高，水、濕地、樹林等對無線數字信號的吸收越大；發射頻率越高，多普勒頻移越大，越不適宜高速移動接收；

　　目前，UHF頻段的低端，電磁干擾嚴重，根據國外有關專家的意見，一般選在550－700MHz較為適宜。特別在水多、濕地、樹林多的南方城市，工作頻率設置在低端較為適宜。

　　（3） 極化方式
　　水平極化天線具有良好的遠區場強分布，在同樣的發射功率下可以覆蓋更大的范圍，所以發射天線基本上都是水平極化天線。但是，水平極化天線的近區場強分布劣于垂直極化，特別是在潮濕、多水、多樹林等環境條件下；另外，由于垂直極化接收天線很容易實現，環繞效應強；因此在移動接收時垂直極化的天線更合適。而且垂直極化天線接收機端可以采用結構簡單的鞭狀車載吸盤天線，其好處是，除了可以解決雨雪天氣下接收性能惡化的問題，還便于車載安裝，降低接收端的造價等。

　　（4）接收參數
　　接收機靈敏度越高、接收天線增益越大、接收高度越高，接收效果就越好，SFN的有效覆蓋面積越大。

　　（5） 信道調制參數
　　這里以多載波傳輸標準為例，討論傳輸標準參數對網絡覆蓋效果的影響。

　　載波數目的選擇將影響單頻網規模的組建大小、移動接收的車速。

　　調制方式的選擇將影響可傳輸的節目套數以及接收效果，二者互為矛盾，可傳輸的節目套數增大，接收效果就會降低。

　　編碼率的選擇將影響可傳輸的節目套數以及接收效果，二者互為矛盾，可傳輸的節目套數增大，接收效果就會降低。

　　載波模式和保護間隔決定了單頻網發射機間的距離，即單頻網的規模，組網設計時必須考慮這一點，才能確保單頻網的同步。

2． 地面數字電視廣播覆蓋方法
　　（1） 單頻網的組網模式
　　從原理上來說，單頻網和多頻網具有相同的組網模式（網絡拓撲結構），即由主要發射機和必要的輔助發射機構成。

　　SFN的實現結構分為兩類，即“開放式”和“封閉式”網絡。兩類網絡都假定設計為在覆蓋區邊界可以提供最低欲收場強。

　　在開放式網絡中，對覆蓋區以外的輻射電平不作任何限制，在少數情況下，開放式網絡僅由單個發射機構成。在封閉式網絡中，在不影響覆蓋區以內服務的同時，降低覆蓋區以外的輻射電平，在覆蓋區邊界附近的發射站使用方向性天線即可做到這一點。

　　理論上來說，組網模式有兩種，一種是等邊六邊形；一種是等邊三角形。六邊形組網模式用于大面積的單頻網設計，例如省級單頻網設計；三角形組網模式用于小面積的單頻網設計，例如城市環境下的單頻網設計。

　　這兩種基本組網模式的提出是以單頻網中的發射機高度相同、發射功率相等為前提條件，這種網絡稱為“一致性”網絡。

　　如下圖所示，它是由七個發射臺（機）構成的單頻網，周圍六個發射臺發射功率相同，發射臺之間連線構成等邊六邊形，另一個發射臺處于六邊形的中心，通常為小功率發射站。周圍六個發射機采用指向中心的定向發射天線，中心發射機的天線是全向的。六邊形的面積便是SFN的覆蓋區，形成一種封閉式結構。

　　如果需要大范圍的地面覆蓋，可以由許多六邊形單頻網拼結，像蜂窩那樣，構成一個擴展的單頻網。如下圖所示。

　　如下圖所示，它是以覆蓋目標的中心為重心的，由三個發射臺（機）構成三角形單頻網，三個發射臺發射功率均等，發射臺之間連線構成等邊三角形，三個發射機采用指向中心的定向發射天線，三角形的面積便是SFN的覆蓋區，形成一種封閉式結構。

　　如果需要大范圍的地面覆蓋，可以由許多三角形單頻網拼結，像蜂窩那樣，構成一個擴展的單頻網。如下圖所示。

　　（2） 實際組網方法
　　在實際組網過程中，地形不可能均是規正的，在參考組網模式的基礎上，根據當地的地形、地貌、現有模擬發射臺站資源等，可對上述參考模式做靈活的應用，下面闡述三種實際組網模式：

　　大功率發射點均衡分布：
　　對于地形規正的地區，例如北京市區，覆蓋目標是北京市區五環內，重點是北部地區，該區域地理特征是高樓林立、大而方正，因此該區域單頻網的組網方式可以采用均衡分布式，

　　多點小功率蜂窩式：
　　對于長條形地區，例如深圳市區，覆蓋目標是深圳市關內，該區域的地理特征是細長條形，需要避免對香港造成同頻干擾，對邊界控制能力要強，因此該區域單頻網設計方案可采用接力型、小功率、多點式的蜂窩狀線組網方式，

　　單點大功率，多點中功率輔助：
　　對于異形地區，例如廣州市區，覆蓋目標是廣州市行政區域內，該區域地理特征是地形復雜，地勢自北向南降低，因此該區域單頻網設計方案可由單點大功率、多點中功率輔助組網模式。

　　（3）廣播信號不良接收地區的解決方法
　　除了采用各種抗衰落的調制解調技術以外，還可以通過加大發射機功率、壓低接收機噪聲、提高天線增益、升高天線掛設高度、分集接收、補充覆蓋等幾個方面改善：

　　從網絡端考慮，可以有以下幾種選擇方式，其原理是通過增大該區域的接收功率實現。

　　適當地加大發射機的有效輸出功率：

　　這一措施對各種原因造成的慢衰落有顯著的效果，適用于小范圍的不良接收地區。為了提高接收點的場強，擴大服務范圍半徑，增加發射機的功率和增大發射天線的高度都是有效辦法，但必須從實際出發綜合考慮。

　　采用縫隙填充器進行補充覆蓋：
　　在小