GY/T 229. 1-2008
标准内容
中华人民共和国广播电影电视行业标准GY/T229.1-2008
地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法
Technical specifications and methods of measurement for digital terrestrialtelevisionbroadcasting singlefrequencynetworkadapter2008-02-28发布
2008-03-01实施
国家广播电影电视总局发布
1范围
2规范性引用文件
3术语、定义和缩略语
4系统描述
5技术要求
6测量方法
KAONIKACa-
GY/T229.1—2008
GY/T229.1-2008
2007年8月1日起GB20600-2006《数字电视地面广播传输系统顿结构、信道编码和调制》正式实施,为规范地面数字电视广播单频网,特制定本标准。请注意本标准的某些内容有可能涉及专利。本标准的发布机构不应承担识别这些专利的责任。本标准由全国广播电视标准化技术委员会归口。本标准起草单位:国家广播电影电视总局规划院、国家广播电影电视总局广科院,本标准主要起草人:刘骏、何剑辉、冯景锋、李国松、周兴伟、刘丙周、任仪。II
1范围
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地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法本标准规定了符合GB20600-2006的地面数字电视广播单频网适配器的技术要求和测量方法。对于能够确保同样测量不确定度的任何等效方法也可以采用。有争议时应以本标准为准。本标准适用于VHF、UHF地面数字电视广播单频网适配器的设计、生产、验收、使用、运行和维护。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB20600-2006数字电视地面传输系统顿结构、信道编码和调制GB/T17975.1-2000信息技术运动图像及其伴音信息的通用编码第1部分:系统3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1.1
单频网SingleFrequencyNetwork由多个位于不同地点、处于同步状态的发射机组成的数字电视覆盖网络,网络中的各个发射机以相同的频率、在相同的时刻发射相同的节目,以实现对特定服务区的可靠覆盖。3.1.2
秒顿SecondFrame
与整秒严格同步的数据帧体,1个秒帧包含调制8个GB20600-2006的4.5条规定的超顿所用的全部信息比特。
单频网TS流信号分配网络SFNTsDistributionNetwork实现网络接口或网络适配器接口TS流信号到各网络适配器节目源入口透明传送的网络。3.1.4
网络适配器NetworkAdapter
完成MPEG-TS码流与分配网络传输数据流格式之间相互转换的设备。3.1.5
Ts流传输抖动TSTransportjitter单频网TS流信号分配网络引入的抖动,用相邻SIP包间隔与绝对时间1s之间的差值最大值表示。3.2缩略语
以下缩略语适用于本标准。
GPSGlobalPositioningSystem全球定位系统MPEGMovingPicturesExpertGroup活动图象专家组MFNMultiFrequencyNetwork多频网PIDPacketIdentifier包标识
TYKAOTKACa
RFRadioFrequency射频
RXReceiver收端
SFSecondFrame秒顿
SFNSingleFrequencyNetwork单频网SISystemInformation系统信息
SiP Second Frame Initialization PacketTsTransportStream传送流
TxTransmitter发端
ppspulseper second秒脉冲
4系统描述
秒顿初始化包
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地面数字电视单频网(SFN)是由多个位于不同地点、处于同步状态的发射机组成的数字电视覆盖网络,以相同频率,在相同时刻发射相同节目,以实现对特定服务区的可靠覆盖。在符合GB20600-2006规定的地面数字电视单频网中,来自复用器的TS码流首先送入到单频网适配器进行适配,形成包含秒顿初始化包(SIP)的TS流,通过节目分配网络传送到各个发射台,经过同步处理后变换成射频(RF)信号进行发射。地面数字电视单频网网络结构示意图见图1。MPEG TS (SIP)
网络适配器
MPEGTS
单频网
适配器
MPEG TS(SIP)
网络适配器
单频网TS流
信号分配网络。
网络适配器
MPEG TS (SIP)
网络适配器
MPEGTS(SIP)
地面数字
电视激励器
地面数字
图1地面数字电视广播单频网结构示意图pps
电视激励器
地面数字
电视激励器
地面数字电视单频网适配器是构建地面数字电视单频网的重要设备,地面数字电视单频网适配器包括秒顿初始化包(SIP)插入和码率适配功能模块,完成从输入TS码流到单频网适配TS码流的转换。地面数字电视单频网适配器框图见图2。2
TS输入1
TS输入2
5技术要求
5.1一般要求
5.1.1环境条件
a)环境温度
正常工作:5℃~45℃;
允许工作:0℃~50℃;
相对湿度
SIP插入
TS码流
遥控接口
参考输入
码率适配
图2地面数字电视单频网适配器框图正常工作:≤90%(20℃);
允许工作:≤95%(无结露):
大气压力:86kPa~106kPa。
工作电压
电压幅度:176V~264VAC;
电压频率:50Hz土1Hz。
接口要求
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TS输出1
TS输出2
TS数据输入采用ASI接口,至少两路,BNC接头,阴型,输入阻抗为75Q10MHz时钟输入采用BNC接头,阴型,AC耦合,Vp->600mV,输入阻抗为502;1pps输入采用BNC接头,阴型,TTL电平,上升沿触发,输入阻抗为50QTS数据输出采用ASI接口,至少两路,BNC接头,阴型,输入阻抗为752:RS232遥控采用DB9接头,阳型。e
5.3功能要求
5.3.1秒帧初始化包(SIP)插入功能5.3.1.1秒顿(SF)定义
地面数字电视单频网适配器的基本数据顿为SF,1个SF时间长度为1秒,包含调制8个GB20600-2006的4.5条规定的超顿所用的全部信息比特。在不同的调制方式、顿头模式、编码效率情况下,1个SF中包含TS包数量见表1。
KAOIKAca
调制方式
4QAM-NR
各种工作模式秒顿包含TS包数量编码效率
秒顺初始化包
包(SIP)插入及处理
净码率
5,414,400
5,197,824
4,812,800www.bzxz.net
5,414,400
8,121,600
10,828,800
5,197,824
7,796,736
10,395,648
4,812,800
7,219,200
9,625,600
10,828,800
16,243,200
21,657,600
10,395,648
15,593,472
20,791,296
9,625,600
14,438,400
19,251,200
27,072,000
25,989,120
24,064,000
16,243,200
24,364,800
32,486,400
15,593,472
23,390,208
31,186,944
14,438,400
21,657,600
28,876,800
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TS包率
包/秒
地面数字电视单频网适配器每1秒钟向输入的TS码流中插入1个SIP,插入时刻与GPS的1pps对齐SIP插入示意图见图3。
GPS的1pps信号
SIP包插入
GPS的1pps信号
SIP包插入
图3SIP插入示意图
GPS的Ipps信号
SIP包插入
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地面数字电视单频网中的各发射机通过检测接收到TS流中的SIP获得最大延迟时间Tdelayx和分配网传输延迟时间Tdelay_transnitted,激励器附加延迟时间Telayada与Tdelaymax、Tatelay_transmitea的关系见式(1)。Tdolay_add = Tdelay_max Tdelay_transmitted式中:
Tdelaymx:最大延迟时间,是指各发射机TS节目流相对于GPS的1pps统一发射的时间;(1)
Taelay_transnitted:分配网传输延迟时间,是指TS节目流由单频网适配器发出后经过分配网络传输的时间;
Tela-ad:激励器附加延迟时间,是指为了满足各发射机在同一时刻发出,各激励器所需要单独处理的延迟时间。
地面数字电视单频网中发射机处理的最大延迟时间为0.9999999秒。SIP处理示意图见图4。GPS的1pps信号
传输延时
GPS的1pps信号
附加延时:
STP包
最大延迟时间
传输延时
GPS的1pps信号
附加延时:
STP包
最大延迟时间
图4SIP处理示意图
地面数字电视单频网TS码流中插入的SIP包与MPEG2-TS包格式相同,由4字节的包头和184字节的数据字段组成,SIP定义见图5。
0x470x400x150x10
SI_SIP
最大延迟时间
SIP中各字段定义如下:
广播寻址
独立调整延时
图5SIP结构示意图
频偏设置
功率控制
20-188
填充字节
a)SIP头:由32比特组成,符合GB/T17975.1-2000的有关规定,其中PID号为0x0015:b)
SISIP:由16比特PO-P15组成,各比特定义见表2:5
TTTKAONIKAca
[PO:P1]
[P3:P5]
[P6:P7]
[P11:P15]
表2SI_sIP定义
顿头模式
载波数
映射方式
编码效率
交织模式
双导频
PN相位
00:PN420
01:PN595
10:PN945
11:保留
1:C=3780
000:4QAM-NR
001:4QAM
010:16QAM
011:32QAM
100:64QAM
101~111:保留
11:保留
0:不加
1:加
0:不旋转
1:旋转
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最大延迟时间:由24比特组成,设置范围0x000000~0x98967F,单位为100nS,最大延迟时间范围为0到0.9999999秒。最大延迟时间设置值应大于节目分配网传输延迟时间;广播寻址:用于寻址单频网中某一个发射机,由16比特组成,可寻址范围0x0000~0xFFFF,其中0x0000表示寻址网络内的所有发射机;独立调整时延:由24比特组成。在最大延迟时间基础上,通过广播寻址为特定发射机添加独立调整时延,保证单频网中各发射机发射信号满足一定延时关系;频偏设置:由24比特组成,通过广播寻址为特定发射机添加频偏值。准确的频偏值是相对于使用的RF信道的中心频率的,单位是1Hz,范围是[-8388608.8388607]×1Hz:功率控制:由16比特组成,通过广播寻址控制特定发射机发射功率。最高位比特为功率开关比特‘1表示开,比特0'表示关:低15比特数据为功率控制字,单位是0.1dBm,范围是[0,32767]X0.1dBm;
h)填充字节:共169字节,每个字节均为0xFF。5.3.2码率适配功能
根据系统输出码率时钟,在GPS的每个1pps的位置,地面数字电视单频网适配器向TS流中插入1个SIP;在其它位置,地面数字电视单频网适配器从前端缓冲区内读取数据码流,如果数据不足一个TS包,则自动插入单频网适配空包完成TS流的码率适配,单频网适配空包格式见图6。地面数字电视单频网适配器输出的TS流码率和由单频网适配器规定的发射机工作模式要求的净载荷速率完全相同,并且锁定在来自GPS的10MHz参考时钟上。
0x470x1F0xFF0x10
5.3.3监控和报警
0xFF-0xFF
图6单频网适配空包格式
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提供实时监控和报警功能。单频网适配器检测各部件的工作状态发生异常情况时,给出报警指示,报警状态可以通过远程控制端口进行查询5.4性能要求
5.4.1TS流抖动
为了保证在节目正常播出时,地面数字电视激励器不会因为TS流的抖动而误认为节目源端在进行节目调整,从而导致激励器执行复位操作,因此规定单频网适配器输出TS流传输抖动在100ns范围内。6测量方法
6.1单频网适配器功能测量
6.1.1测量框图
单频网适配器功能测量需要的设备包括误码分析仪、地面数字电视激励器和测量接收机,地面数字电视单频网适配器功能测量框图见图7。MPEGTS(SIP)
MPEGTS
码流发生器
6.1.2测量步骤
单频网适配器
MPEG TS (SIP)
地面数字电视
激励器
码流分析仪
图7单频网适配器功能测量框图
如图7所示连接测量系统:
设置地面数字电视激励器为单频网工作模式;b)
测量接收机
MPEGTS
设置单频网适配器工作于GB20600-2006规定的任一工作模式:c
显示器
误码分析仪
设置误码分析仪发送伪随机序列,码率低于单频网适配器此时工作模式下的最大净码率;d)
观察误码分析仪误码率(BER),判断接收机工作是否正常;e)
用码流分析仪采集单频网适配器输出码流,分析码流中SIP;f
g)改变单频网适配器工作模式,重复步骤c)~f),直至遍历GB20600-2006规定的所有工作模式。接收机工作正常判断标准:
a)采用伪随机序列时,传输分析仪的BER显示为O;b)采用测试图像序列,显示器输出图像且无马赛克。6.2TS流抖动测量
6.2.1测量框图
TS流抖动测量需要的设备是抖动测量系统,测量框图见图8。TKAONIKAca
MPEGTS
单频网适配器
MPEG TS(SIP)
TS流抖动测量框图
抖动测量系统
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抖动测量系统通过本地高稳定度高速时钟对相邻SIP包到达时刻进行计时,从而得到TS流抖动值。抖动测量系统原理见图9,抖动测量系统时钟周期精度至少小于100ns。GPS的1pps信号
SIP包
测量步骤
如图8所示连接测量系统;
GPS的1pps信号
SIP包
本地高速时钟计时
图9抖动测量原理图
设置单频网适配器工作于GB20600-2006规定的任一模式;GPS的1pps信号
设置单频网适配器分析仪为TS流抖动测量模式,测量TS流传输抖动;改变单频网适配器工作模式,重复步骤b)~c),直至遍历GB20600-2006规定的所有工作模式。KAONTKAca
中华人民共和国
广播电影电视行业标准
地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法
GY/T229.1-2008
国家广播电影电视总局广播电视规划院出版发行责任编辑:王佳梅
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