摘要:本文在简单介绍CMMB补点设备原理的基础上,从多个角度对补点设备在CMMB网络中的应用做了分析,并从运营的角度对CMMB补点设备的工作原理、工程安装以及工程发射等进行了讨论,以期对未来其他地区CMMB的建设工作能有所帮助,实现CMMB网络从基本覆盖到良好覆盖,再到优质覆盖的飞跃。
关键词:CMMB 覆盖网络 补点设备
随着国家经济的蓬勃发展和人民群众的物质文化需求的稳步提高,伴随2008年奥运热潮火热登场的CMMB手机电视,作为当今以手持移动终端为载体的传媒渠道,在2009年进入了网络扩建和优化的时期。最近随着第三期CMMB覆盖项目的收尾工作,全国337个地市级以上城市完成了CMMB信号基本覆盖,CMMB运营进入了一个大步伐迅猛发展的时代。
但我们也认识到,CMMB运营企业在建网初期,由于受投资成本的限制,不可能大规模地建设大功率的发射机站点,而发射机站点数量不足往往会造成无线信号覆盖不好,导致网络质量不尽如人意,进而又影响用户的发展,造成投入成本难以快速回收。因此,CMMB运营企业在运营初期必须找到一条有效的网络覆盖优化的建设道路,实现成本低、建设快、覆盖优良的无线网络布局。
由于CMMB补点设备具有投资成本较低,安装灵活简便,可以迅速扩大无线覆盖的特点,在CMMB网络建设中,采取以大功率发射机站点为主、CMMB补点设备做适当补充的的观点已逐步成为共识。湖南CMMB项目在08年7月完成了省会长沙市单频网的覆盖建设之后,即开始着手进行CMMB网络优化的探索和试验,先后在室外、室内等覆盖环境下的进行补点实验,取得了较好的网络优化效果,在CMMB网络补点领域积累了一定的经验。
本文从运营企业的角度,针对补点器在实际应用中的注意点谈几方面我们的看法。
1 CMMB补点设备的基本工作原理及应用条件 CMMB补点设备的基本功能是一个射频信号功率增强器,简要原理如图1所示。
图1
通过图1我们可以清楚地看到,CMMB补点设备其实就是一个单通道的放大器。CMMB补点设备的接收天线多为方向性很强的八木天线或抛物面天线,发射天线依据覆盖区的特点和需求多选用带方位角的板状天线。
根据大发射机和CMMB补点设备间的信号传递链路关系,CMMB补点设备可分为:射频耦合型、光纤耦合型和移频(微波)耦合型。根据CMMB补点设备的应用场合,又可分为室内型和室外型。室内型CMMB补点设备输出功率很小,主要用于地下停车场、商场和大型会议场所等。本文所涉及的主要是指射频耦合型室外CMMB补点设备。
对于补点设备而言,为保证稳定、无干扰的工作,关键是要求收发信号之间须具备一定的隔离度,以避免出现设备放大后发射出来的信号重新被设备的接收天线接收再次放大发射现象,即信号自激现象,如果出现自激,补点设备将对覆盖区域内的有用信号产生强烈的干扰。
移频耦合型、光纤耦合型CMMB补点设备几乎不存在信号隔离问题,CMMB大发射机和CMMB补点设备之间可以相隔较远,发射功率可以做得较大(100~200W),使补点设备的覆盖性能得到充分发挥,作用十分明显。而射频耦合型CMMB补点设备在实际应用中情况要复杂得多,不仅要直接接收来自CMMB大发射机的信号,放大后发往移动台,同时还要防止补点设备发射出的信号经过反射和衍射直接串入补点设备的接收天线形成自激。此类型的补点设备对发射功率一般无法做得很大,受限于补点设备的收发天线间的隔离度;同时,该类型的设备对安装环境和工艺要求较高。因此,我们除了要有意识的选用那些在电路设计和制造阶段就考虑并有意提高了内部隔离度的设备外,在对补点设备进行安装施工时也要最大限度地提高接收天线与发射天线之间的隔离度,以达到提升补点设备发射功率,避免收发自激的目的。具体地讲,射频耦合型CMMB补点设备要充分发挥其性能可以从以下面三个方面着手。
(1)应充分利用地形、地物等将设备的收发天线隔开,提升收发隔离度
当CMMB补点设备发射区只需要定向覆盖时,可以将接收天线放在山体或建筑物的一侧,发射天线放在另一侧,这样可以获得很大的隔离度。在能用定向天线覆盖时就不要使用全向天线。若发射区为两个方向,可以采用二功分器和两付定向天线来覆盖。若采用全向天线,则要巧妙利用天线旁瓣的凹陷位置来提高接收天线与发射天线的隔离度。具体如图2所示。
图2
利用山体形成的阻挡可以在补点设备的收发天线间获得相当好的隔离度,利用建筑物作遮挡,也可以获得一定的效果。比如在楼的一侧安装接收天线,在楼的另一侧安装工作天线,两天线背靠背虽然只相隔十几米,却可以使收发天线间耦合衰减增加60—80dB,以此提高收发天线间的隔离度。
(2)要充分利用收发天线间高度差提升隔离度
大家都知道,要充分发挥CMMB补点设备的覆盖能力,设备的安装就必须要有一定的高度,有了较高的高度,首先输出功率有限的CMMB补点设备可以有较大的覆盖,其次有利于获得较大的输入信号。同时,由于收发天线的隔离度在空间上可以分为水平隔离度和垂直隔离度,收发天线间有一定的高度差,就有条件实现接收天线和发射天线间的垂直隔离。
由于历史原因,广电的站点选址一般在比较高的地区,同时广电又有发射塔的资源,基本上都能满足收发天线在空间上拉开一定高度差的要求。因此,我们可以充分利用这些有利条件,增加补点设备的隔离度,充分发挥出补点设备的功率优势,来获取较大的覆盖范围。这一点,我们在实践过程中也验证了CMMB补点设备收发天线间的隔离度对高度的敏感性远比水平距离的要大。
(3)要充分利用天线的极化图提升隔离度
工程中常用天线的水平面和垂直面的方向图如图3所示。
图3
讲到天线,一般讲其重要参数不外乎是天线增益、水平半功率角和垂直半功率角。对CMMB补点设备来讲,上述参数固然重要,但最重要的参数是天线的旁瓣抑制能力,而这一点往往得不到重视。有些天线厂的天线性能指标仅是泛泛地指出旁瓣抑制15—20dB,并不详细准确地给出旁瓣波形。
在CMMB补点设备安装时准确地利用天线旁瓣的凹陷位置对提高接收天线与发射天线的隔离度有着十分重要的意义。
从天线的方向图可以看出,如果能充分应用垂直面方向图的优势,将在工程实践中达到事半功倍的目的。因此,在正常安装时,我们可以将发射天线放在较高位置,将接收天线放在发射天线下部,同时在应用中,重点要考察接收天线的主瓣上部的抑制和后部抑制;而有时抛物面接收天线不如16dBi的一般板状接收天线所获得的隔离度好,究其原因则在于抛物面天线主瓣虽然尖锐,但馈源顶部无屏蔽遮挡,造成旁瓣抑制不好,隔离度反而偏小。从某种意义而言,对于隔离度的提升,接收天线比发射天线更为重要,对实现CMMB补点设备的性能会起到举足轻重的作用。