室內(nèi)覆蓋數(shù)字電視論文范文

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1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

辦公樓是3層小型建筑，整體長度為40m，寬度為15m，分布有走廊和多個房間，所以采用射頻直放站加無源分配網(wǎng)絡(luò)，分樓層以全向天線、小功率星形覆蓋.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意見圖1.

2RF信源

2.1直放站為了在降低噪聲的前提下，保證轉(zhuǎn)發(fā)信號的線性度，滿足室內(nèi)信號覆蓋效果要求，實驗采用1臺KFZF-820，U波段數(shù)字電視直放站為信號源，設(shè)備最大輸出功率200mW(23dBm).

2.2接收天線射頻直放站接收天線的選擇非常重要，不當(dāng)?shù)倪x擇會造成天線隔離度不足，從而對網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生影響.接收天線選擇的特別要求[1]：波束寬度盡可能窄（10°～30°/3dB）；水平方向安裝時，前后比≥25dB，由于發(fā)射機(jī)天線為水平極化方式，所以不考慮垂直方向安裝.采用八木天線從室外采集，天線安裝位置為辦公樓樓頂西南角.

3室內(nèi)分布設(shè)備

天線接收信號通過-12同軸電纜引入三層樓梯間，直放站就近安裝于樓梯間內(nèi)墻.信號經(jīng)過直放站放大后通過三功分器分配至各樓層，最后通過吸頂式全向天線分層覆蓋.

4覆蓋預(yù)測

根據(jù)覆蓋區(qū)域大小和系統(tǒng)對邊沿覆蓋場強(qiáng)的要求來設(shè)置天線口的功率，并運(yùn)用室內(nèi)傳播模型針對覆蓋區(qū)域場強(qiáng)或天線輸出功率進(jìn)行預(yù)算.之后分析覆蓋室內(nèi)所需的各部分損耗，然后計算出所需要的直放站的最小功率.

4.1室內(nèi)覆蓋區(qū)域場強(qiáng)預(yù)測分析在設(shè)計室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)時，需著重考慮傳輸鏈路的衰耗，以此保證該樓宇內(nèi)的覆蓋效果.覆蓋區(qū)域的場強(qiáng)預(yù)測可通過室內(nèi)傳播模型先求得天線口的輸入功率，再計算得到覆蓋區(qū)內(nèi)特定點的場強(qiáng).轉(zhuǎn)發(fā)天線輸入口功率為由于受樓宇建筑材料、結(jié)構(gòu)等多種因素綜合作用，通過理論計算對無線信號進(jìn)行覆蓋預(yù)測會出現(xiàn)一定誤差，因此推薦使用理論功率計算和現(xiàn)場模擬測試相結(jié)合的方法.

4.2室內(nèi)傳播模型無線信號室內(nèi)傳輸?shù)念A(yù)測過程復(fù)雜，因此重點在于選擇合適的傳播模型.通過對大量工程實例的總結(jié)，得出的許多經(jīng)驗公式具有很好的參考價值.在對室內(nèi)覆蓋預(yù)測中，以選用衰減因子、對數(shù)路徑衰落模型為主[2].而衰減因子模型靈活性更強(qiáng)，考慮了多樓層影響，更加貼近實際測量值.對數(shù)路徑衰落模型為式中：S(l)為室內(nèi)路徑損耗（dB）；l為收發(fā)之間的距離（m）；l0為參考距離（m）；S(l0)為發(fā)射點到參考點距離l0的自由空間路徑損耗（dB）；k為路徑衰減指數(shù)，與周圍環(huán)境和建筑物類型有關(guān)；Δα為正態(tài)分布的隨機(jī)變量，其標(biāo)準(zhǔn)差為α，均值為0，Δα代表環(huán)境地物的影響[3]；f為無線信號工作頻率（MHz）.針對辦公樓，k通常選為3.0，α通常為4.0.衰減因子模型是室內(nèi)傳播衰減的經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，其理論值與實際值的偏差為4dB。式中：kf為同層平均路徑衰減指數(shù)；n為層間隔板數(shù)量（二層頂板即三層地板，不可重復(fù)計算）；Sw為層間隔板損耗，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)取20~30dB，槽板結(jié)構(gòu)取5~15dB.

4.3實際場強(qiáng)估算取l0為1m，則S(l0)＝26.48dB，頻率為506MHz.距離與損耗之間的關(guān)系見表2.根據(jù)辦公樓的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以將全向天線放置在走廊的中間.由表2可知，20m空間損耗取2種損耗的平均值，約60dB.多路徑損耗余量約10dB，根據(jù)現(xiàn)場建筑結(jié)構(gòu)墻體損耗總和取23dB；天線增益3dB；要求距天線最遠(yuǎn)點20m處的場強(qiáng)≥-75dBm.則可以計算出天線口平均輸出功率大約為15dBm.由于使用-12電纜連接，-12電纜每100m在506MHz衰減為5.96dB，則25m長的電纜衰減約為1.5dB，三功分器的衰減約為5dB，則要求直放站輸出口的功率約為21.5dBm，所以選用200mW的直放站是能夠滿足要求的.

5實驗效果

使用一臺200mW的直放站，如圖1所示構(gòu)建小型室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡(luò)，可對建筑面積為1800m2的3層辦公樓完成地面數(shù)字電視信號全面覆蓋.建筑內(nèi)各隔間、樓道等接收位置，以專用數(shù)字電視接收機(jī)解析出的電視圖像畫面清晰、流暢，滿足收視主觀評價要求；用數(shù)字電視場強(qiáng)儀測試對應(yīng)位置，工作頻率場強(qiáng)均高于-70dBm,載噪比均高于20dB；窗口、樓梯間信號重疊位置無同頻干擾現(xiàn)象.

6結(jié)語

上述實驗證明，通過選取貼近實際的室內(nèi)傳播模型，設(shè)計合理的無源分配網(wǎng)絡(luò)，可以更經(jīng)濟(jì)地替代室外多角度補(bǔ)點的傳統(tǒng)覆蓋模式.該實驗覆蓋方案適合在類似寧東能源化工基地生產(chǎn)、生活區(qū)內(nèi)進(jìn)行數(shù)字電視覆蓋，解決當(dāng)?shù)財?shù)字電視收視問題。

作者：葉金單位：寧夏廣播電視網(wǎng)絡(luò)有限公司