数字电视地面广播覆盖网的计算举例

1、数字电视地面广播覆盖网的计算举例要求：使用四个8MHz 通道传输，采用单载波32QAM 调制方式。计算过程如下：一、数字电视地面广播覆盖网的规划步骤根据数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制（GB 20600 2006）、地面数字电视广播传输系统实施指南（GY/T 236 2008 ）、VHF/UHF频段地面数字电视广播频率规划准则（GY/T 237 2008 ）和彩色电视广播覆盖网技术规定（GB/T 14433 1993 ）的有关规定， 数字电视地面广播覆盖网的单个发射台 和多频网 规划计算按如下步骤进行。1、求出接收机最小输入信号功率Psmin ，接收机最小输入信号电压Usmin

2、；2、求出 最小等效场强E；mi n3、求出70% 地点概率，95% 地点概率的 最小中值等效场强Eme n；4、求出发射台的服务场强；5、检查服务场强Es 是否同时满足 最小中值等效场强Eme n 和射频保护率的要求。二、举例说明1、求出接收机最小输入信号功率 Psmin ，接收机最小输入信号电压Usmin由（GY/T 236 2008 ）和（ GY/T 237 2008 ）给出的参数和方法计算Psmin 和 Usmin 。假设条件及技术参数 ：（1）工作频率 f0： 700MHz 频段；（2）接收机噪声带宽B ： 7.56MHz ；（3）接收机输入端热噪声功率N0： 105.2dBm 【1

3、0l o g（ k T0B）】；（或 135.2dBW ，即合电压 3.56dBV，75）；（4）接收机噪声系数F： 7dB ；（5）载噪比门限 （ C/N ）min ：17dB （单载波 32QAM 调制，莱斯信道为17dB ）。得：接收机最小输入信号功率Psmin ： 81.2dBm ；接收机最小输入信号电压Usmin ： 27.6 dBV；Psmin （ C/N ）min + F + N0 81.2dBm （ 111.2dBW ）即：Usmin 27.6 dBV2、求出 最小等效场强Emi n由（ GY/T 236 2008 ）和（ GY/T 237 2008 ）给出的参数和方法计算E

4、mi n 。假设条件及技术参数 ：（1）接收天线增益 Gr ：14dBi （ 12dBd ）（2）有效天线孔径 A a ： 4.2dBm 2（3）馈线损耗 L f2 ： 5dB得：2最小功率通量密度min ： 99 dBW/m；min Psmin A aL f22 102 dBW /m 43.8 dBV/m3、求出 70% 地点概率， 95% 地点概率的 最小中值等效场强Eme n由（ GY/T 236 2008 ）和（ GY/T 237 2008 ）给出的参数（ C1 ）和方法计算 Eme n 。已知：70% 地点概率的地点概率校正因子C1 2.9dB ；95% 地点概率的地点概率校正因子

5、C19dB 。所以，（1）70% 地点概率 时，对应地平面之上 10m ，50% 时间概率， 50% 地点概率的 最小中值 等效场强 Emen 计算如下：E men Emin + C146 .7 dB V/m（2）95% 地点概率 时，对应地平面之上 10m ，50% 时间概率， 50% 地点概率的 最小中值 等效场强 Emen 计算如下：E men Emin + C152 .8 dB V/m4、场强计算举例由上面表中得到了对应地平面之上10m ， 50% 时间概率， 50%地点概率的最小中值等效场强 Emen ，现在来检查发射台的服务场强是否满足要求，方法见（GB/T 14433 1993

6、）。4.1 服务场强的计算例4.1.1 公式与曲线引用（1）计算公式EsPe E1（50 ，50 ） A （ h）式中： Es 服务场强Pe 有效辐射功率Pe Po GL f其中：发射机标称功率 Po： dBkW天线增益 G： dB馈线损耗 Lf： dBE1（ 50，50 ） 归一化服务场强（定义见 GB/T 14433 1993 ）（2）计算服务场强时， 查附图 5。（3）A （ h） 地形崎岖度（ h）衰减校正系数，由 附图 14查出。当（ h） 10m 时， 取 h 10m 时的值。当（ h） 500m 时，取 h500m 时的值。4.1.2计算服务场强举例（1） 已知：某一分米波发射台

7、，发射机标称功率Po 1kW （0dBkW ），天线增益 G 6dB ，馈线损耗 L f1 1dB ，天线有效高度 h 1 100m ，地形崎岖度 h 50m ，求：距离发射台 d 30km 处的服务场强。（2）有效辐射功率：P ePo GL f15 dBkW（3）查附图图5，得： d 30km ，h 1 75m 时，E11（50 ，50） 42 dBV/m； h 1 150m 时， E21（ 50， 50） 51 dBV/m（4）依照场强随天线有效高度的变化按对数线性内插，计算h 1100m 时的 E1（50，50 ）。log( h / h1 )E（150，50）E11(E21 E11 )

8、log(h2 / h1)42(5142)log(100 / 75)log(150 / 75) 45.7 （ dBV/m ）（5）查附图 图 14 ，得：地形崎岖度 h 50m 时，A （ h） 0 （ dB）（6）服务场强Es （50 ，50）Pe E1（50 ，50 ） A （ h）545.7 050.7（ dB V/m）附图 5相对于有效辐射功率1kW ，频率为450 1000MHz （波段 IV 和 V），陆地，时间概率50，地点概率50，接收天线高10m ，地形崎岖度50m ，温带气候。附图 14衰减校正因子作为距离和地形崎岖度 h 的函数，频率450 1000MHz （波段 IV 和

9、 V）4.2 场强计算分析4.2.1 情况一分析（1）从 4.1.2 计算看出，某一分米波发射台，发射机标称功率 Po 1kW （ 0dBkW ），天线增益 G6dB ，馈线损耗 L f1 1dB ，天线有效高度 h 1 100m ，地形崎岖度 h 50m ，距离发射台 d 30km 处的服务场强为：Es （50 ，50）50.7（dBV/m ）（2 ）前面的计算得到，设定接收系统的 70% 地点概率， 95% 地点概率的最小中值等效场强分别为：和 46.7 dB V/m和 52.8 dB V/m。因此服务场强满足 70% 地点概率的接收要求，但比满足 95% 地点概率接收要求的最小中值等效场

10、强小 2dB 。4.2.2 情况二分析如果地形崎岖度 h 10m （光滑球面，如平原地形），查附图 图 14 ，得：地形崎岖度 h 10m 时，A （ h） 10 （dB）则：服务场强Es （50 ，50）Pe E1（50 ，50 ） A （ h）545.7 （ 10） 60.7 （ dB V/m）这时，服务场强满足70% 地点概率和 95% 地点概率的接收要求，尚有余量。4.2.3 情况三分析如果要传送 4 个 8MHz 通道，则考虑发射机非线性失真，功率回退 2dB ，4 个通道功率分配 6dB 。这时，服务场强为 52.7 dB V/m，刚好满足 95% 地点概率的接收要求。4.2.4

11、其他情况分析（1）如果传输距离为20km ，发射机功率不超过500W ；（2）如果只要求满足70% 地点概率的接收要求，发射机功率将大幅度的降低；（3）如果降低了发射机功率，要提高覆盖网正常的接收地点概率，使用接收天线放大器是十分有益的。【注：在保持发射系统不变的情况下，对于按本节的定义达到了地点概率要求的覆盖区中的覆盖盲点，可以采取以下措施改善接收条件，争取实现正常接收，是十分有益的。（ 1）将接收天线安装在能实现正常接收的位置上；（ 2）使用高增益的定向天线接收 ；（ 3）在固定天线接收的情况下，使用低噪声天线放大器。（参见 GY/T 236-2008地面数字电视广播传输系统实施指南）】5

12、、 与直接计算接收电平的方法作一比较5.1 条件和参数5.1.1 设定条件（ 1）工作频率 f 0： 700MHz 频段；（ 2）接收机噪声带宽 B ： 7.56MHz ；：3dBLx ： 2dB（ 3）传输通道数： 4 个；（ 4）单载波 32QAM 调制；（ 5）自由空间传播。5.1.2 技术参数（1）发射机功率 Pt： 500W （57dBm ）每通道功率电平 Po： 49dBm（2）馈线损耗 L f1： 1dB（3）发射天线增益G： 6dB（4）传输距离 d ：30km（5）自由空间传播衰耗L d ：119.4dB（6）载噪比门限 （C/N ） min ： 17dB （单载波 32QA

13、M 调制，莱斯信道为17dB ）（7）用户接收天线增益Gr ：14dBi（8）接收机输入端热噪声功率 N0 ： 105.2dBm ，即合电压 3.56dBV （9）接收机噪声系数 F：7dB（10 ）用户电缆损耗 L f2 ： 5dB（11）现场系数（12 ）衰落储备5.2 终端用户接收电平和指标计算5.2.1 终端用户接收电平PrPrPo L f1GL d GrL f2 Lx49 1+6 119.4+14 52合： 58.4dBmUr50.4dB V5.2.2 接收载噪比C/NC/N UrFN0 50.4 73.56 39.8 dB5.2.3 电平余量的推算按如下三个因素考虑：（1）接收载噪

14、比 C/N 达 39.8dB ，传输距离 30km ，衰落余量按 3dB 预留；（2）95% 地点概率的接收要求， 地点概率校正因子C1 9dB ；（3）载噪比门限 （C/N ） min ： 17dB （单载波 32QAM 调制，莱斯信道为17dB ）；接收电平还有近 11dB 的余量。5.2.4 计算误差的原因（1）上述计算的前提条件是电波在自由空间中传播。（2）现在将路由剖面图画出如下图所示。（3）由剖面图可以看出， 发射天线高 100m ，接收天线高 10m 时，距离发射点 15km 、 20km 和 25km 处 700MHz 电波波束的第一菲涅耳区半径分别为 56m 、53m 和 42m ，而传播余隙分别约 44m（0.79 Rf1）、30m（0.57 Rf1 ）和 18m （ 0.42 Rf1），而所以，不是自由空间传播路径，不符合设定的前提条件，因此产生了较大的误差。【注：在微波传播中，如2.5GHz 电波，其波长仅为700MHz 电波波长的 0.28 ，自然余隙允许小得多 。】6 电波传播中场强的计算方法电波传播中电场强度的计算有 “崎岖度 ”法和 “剖面图 ”法。6.1 “崎岖度 ”法“崎岖度 ”法就