同 步 网 基 准 模 型
---- 1、VHF 同 步 网 基 准 模 型
---- 图8 所 示 是 工 作 于VHF 波 段 的 同 步 网
基 准 模 型。 它 是 由 七 个 发 射 台（ 机）
构 成 的 单 频 网（SFN）。 周 围 六 个 发 射
台 发 射 功 率 均 为1kw， 发 射 台 之 间 连 线
构 成 等 边 六 边 形， 边 长 为60km。 另 一 个
发 射 台 处 于 六 边 形 的 中 心， 功 率 通 常
为0.1kw。 周 围 六 个 发 射 机 采 用 指 向 中
心 的 定 向 发 射 天 线， 天 线 前 后 比 为12dB，
中 心 发 射 机 的 天 线 是 无 方 向 性 的。 六
边 形 的 面 积 便 是SFN 的 覆 盖 区， 形 成 一
种 封 锁 型 结 构。
---- 图8 右 侧 的 六 边 形 是 另 一 个SFN， 与
左 边 的SFN 使 用 相 同 的DAB 块， 但 播 出 不
同 的 节 目。 站 在 左 边SFN 的 立 场 讨 论 问
题， 称 左 侧 的SFN 为 有 用SFN， 右 边 的SFN 为
干 扰SFN。 两 个SFN 之 间 的 距 离 用A 表 示，
允 许 的A 的 最 小 值（ 此 时 两 个SFN 之 间 仍
不 会 出 现 相 互 干 扰）， 就 是 前 述 的 退
耦 距 离 或 再 用 距 离。 通 常，“ 再 用 距
离” 为80km。
---- 如 果 需 要 大 范 围 的 地 面 覆 盖， 可
以 由 许 多 六 边 形 单 频 网 拼 接， 像 蜂 房
那 样， 构 成 一 个 扩 展 的SFN， 如 图9 所
示。
---- 2、L 波 段 同 步 网 基 准 模 型
---- 由 于L 波 段 的 不 同 的 传 播 条 件 和
工 作 于 不 同 的DAB 模 式， 相 对 于VHF 波 段
来 说， 该 波 段 要 求 一 种 有 所 变 化 的 单
频 网 基 准 模 型。 发 射 台 之 间 的 距 离 减
小 至15km， 发 射 机 功 率 也 做 了 相 应 变
动， 中 心 发 射 机 功 率 变 为500W。 全 部 发
射 机 都 使 用 无 方 向 性 发 射 天 线。 因
此， 这 种 基 准 模 型 形 成 开 放 式 结 构。
再 用 距 离 为55km。
---- 表2 对 比 列 出 了VHF 波 段 Ⅲ 与L 波 段DAB
基 准 网 的 规 划 参 数。 需 要 指 出 的 是，
从 相 距 多 远 开 始 允 许 另 一 个DAB 同 步 网
使 用 相 同 的 频 率 块， 即“ 再 用 距 离”
是 多 大， 不 仅 与 工 作 频 段 有 关， 也 取
决 于 不 同 的 传 播 条 件， 例 如 是 通 过 陆
地 还 是 通 过 冷 洋 或 暖 洋。
表2、 地 面DAB 频 率 规 划 参 数
DAB 同 步 网 基 准 模 型 参 数 VHF 波 段 Ⅲ L
波 段
等 边 六 边 形 模 型
封 闭 开 放
发 射 台 距 离（km）
60 15
有 效 天 线 高 度（m）
150 150
中 心 发 射 机 功 率（kw） 0.1
0.5
周 边 发 射 机 功 率（kw） 1
1
周 边 发 射 天 线 前 后 比（dB)12
0
再 用 距 离（ 陆 地，km） 80
55
再 用 距 离（ 冷 洋，km） 140
350
再 用 距 离（ 暖 洋，km） 170 500
FN 的 设 计
---- 这 里 所 说 的 设 计， 不 是 给 读 者 一
种 设 计 计 算 手 段 和 方 法， 而 是 讨 论 构
成SFN 时 应 考 虑 的 一 些 因 素， 即 指 出 这
些 因 素 对SFN 的 影 响。 同 时 要 注 意， 讨
论 问 题 时， 在 变 化 有 用SFN 的 某 种 参 数
的 情 况 下， 不 要 忘 记 干 扰SFN 的 相 应 参
数 也 作 相 同 的 变 化。
---- 1、 中 心 发 射 机 的 作 用
---- 在VHF 基 准 网 中， 中 心 发 射 机 的 发
射 功 率 可 以 小 于 周 边 发 射 机 功 率， 但
不 能 为0， 否 则 六 边 形 中 心 附 近 会 缺
乏 足 够 的 覆 盖。 在VHF 基 准 网 中， 中 心
发 射 机 功 率 通 常 为100W 就 够 了。 然 而，
在L 波 段 基 准 网 中， 由 于 周 边 发 射 机
的 发 射 天 线 也 变 为 无 方 向 性， 需 增 大
中 心 发 射 机 的 功 率（ 变 为500W）， 才 能
保 证 中 心 附 近 的 良 好 覆 盖。
---- 2、 周 边 发 射 天 线 方 向 性 影 响
---- 在VHF 基 准 网 中， 周 边 发 射 天 线 的
前 后 比 通 常 为12dB。 当 其 它 条 件 不 变，
仅 变 化 天 线 的 方 向 性， 使 天 线 前 后 比
在30dB ～0dB 之 间 变 化， 可 以 证 实： 只 要
天 线 前 后 比 处 于10dB 以 上， 覆 盖 区 覆 盖
状 况 基 本 不 变； 但 是， 当 周 边 发 射 天
线 变 为 无 方 向 性 时， 会 使 同 步 网 靠 近
另 一 个 干 扰SFN 的 一 侧， 覆 盖 范 围 明 显
减 少， 而 同 步 网 另 一 侧 仅 得 到 很 少 的
好 处。 对 于 构 成VHF 波 段 的SFN 来 说， 六
边 形 周 边 发 射 机 使 用 定 向 天 线 是 必
要 的。
---- 3、 发 射 机 功 率 的 影 响
---- 当 其 它 条 件 不 变， 仅 变 动 全 部 发
射 机 的 发 射 功 率， 使 其 在100kw ～0.01kw 之
间 变 化。 其 结 果 是， 当 功 率 过 大 时，
干 扰 的 作 用 大 于 噪 声， 增 加 功 率 并 不
能 进 一 步 发 问 覆 盖。 在VHF 基 准 网 中，
发 射 机1kw 发 射 功 率 已 是 极 限。 但 是，
如 果 功 率 过 小， 覆 盖 范 围 将 减 小。
---- 4、 发 射 天 线 高 度 的 影 响
---- 在VHF 基 准 网 中， 天 线 有 效 高 度 通
常 为150m。 当 其 它 条 件 不 变， 仅 改 变 发
射 天 线 高 度， 当 天 线 有 效 高 度 低 于75m
时， 原 来 覆 盖 良 好 的 地 方， 会 由 于 噪
声 起 支 配 作 用 而 达 不 到 覆 盖 要 求， 覆
盖 范 围 会 大 大 减 小。 当 增 大 天 线 高
度， 例 如 由150m 变 为300m、600m 或1200m， 则 覆
盖 范 围 的 变 化 主 要 表 现 在 六 边 形 区
域 的 边 缘。 天 线 越 高， 覆 盖 范 围 越
大。 接 收 机 从 附 近 具 有 较 高 发 射 天 线
的 发 射 台 得 到 的 有 用 信 号 的 好 处， 要
大 于 远 处 另 一 个 同 频 的SFN 的 干 扰 影
响。 但 是， 过 高 的 巨 型 天 线 不 但 造 价
太 高， 也 会 由 于 自 扰 而 损 害 覆 盖 范
围。
---- 5、 同 时 减 少 发 射 台 距 离 和 降 低
发 射 功 率 的 影 响
---- 减 少SFN 的 发 射 台 间 距 离， 例 如 由60km
变 为20km， 且 每 个 发 射 台 的 功 率 都 降 低
为10W。 这 种 组 合 已 接 近 密 集 网 络 的 概
念。 在 这 种 情 况 下， 两 个SFN 之 间 的 影
响 相 应 减 弱，“ 再 用 距 离” 可 以 减
小。
---- 6、 单 一 发 射 台 间 距 离、SFN 间 距 离
影 响
---- 不 言 而 喻， 当 两 个 使 用 相 同 频 率
但 发 射 不 同 节 目 的DAB 发 射 台 之 间， 或
两 个 不 同 的SFN 之 间 的 距 离 过 近 时， 将
会 由 于 相 互 干 扰 而 影 响 各 自 的 覆 盖
范 围。 但 是， 单 一 发 射 台 的“ 再 用 距
离” 与SFN 的“ 再 用 距 离” 是 不 同 的。
---- 假 设 有 用 单 一 发 射 台 距 另 一 个
工 作 于 同 频 率、 但 发 射 不 同 节 目 的 干
扰 发 射 台 间 允 许 的 最 小 距 离 为d， 两
个 发 射 台 的 覆 盖 半 径 均 为r， 则“ 再 用
距 离”A=d-2r。 然 而， 对 于VHF 波 段 的SFN 来
说， 由 于 处 于SFN 周 边 发 射 台 的 发 射 方
向 都 指 向 覆 盖 区 内， 仅 很 少 的 功 率 向
外 发 射， 因 此， 允 许 的“ 再 用 距 离”
可 以 减 小。
---- 7、 单 一 发 射 台 对SFN 的 影 响
---- 在VHF 波 段， 当 使 用 相 同 频 率 的 某
单 一 发 射 台 距SFN 达240km 以 上， 则 单 一 发
射 台 对SFN 覆 盖 的 影 响 可 以 忽 略。
同 步 网 中 覆 盖 空 隙 的 填 充
---- 在 规 划 的 覆 盖 区 域 内， 由 于 特 殊
的 地 形 和 周 围 环 境 条 件 的 影 响， 有 些
地 方 实 际 上 可 能 得 不 到 覆 盖， 形 成 所
谓 的 覆 盖 空 隙。 因 此， 通 常 通 过 填 充
发 射 机 对 这 覆 盖 空 隙 进 行 补 充 覆 盖。
---- 同 步 网 技 术 允 许 填 充 发 射 机 工 作
于 与SFN 相 同 的 频 率。 由 于 填 充 发 射 机
有 限 的 功 率、 有 限 的 覆 盖 范 围， 不 会
影 响SFN 中 总 的 干 扰 状 况。
---- 填 充 发 射 机 的 工 作， 不 需 要 精 确
与 同 步 网 的 基 础 发 射 机 保 持 时 间 同
步。
---- 实 现 空 隙 填 充 可 以 采 用 两 种 不
同 的 方 法：
---- 第 一 种 方 法 是 在 覆 盖 空 隙 区 域
安 装 一 台 附 加 的 发 射 机， 它 原 则 上 不
受 限 制， 它 所 处 的 地 点、 发 射 方 向 都
可 以 根 据 实 际 需 要 自 由 选 择。
---- 第 二 种 方 法 是 应 用 所 谓“ 有 源 反
射”。 即 在 小 的 覆 盖 空 隙 情 况 下， 例
如 在 被 高 大 建 筑 物 遮 蔽 的 街 群、 窄 的
山 谷 和 长 的 隧 道， 可 以 通 过 安 装 在 开
阔 高 处 的 有 方 向 性 的 接 收 天 线， 接 收
基 础 发 射 台 的 信 号， 送 入 放 大 器 放
大， 接 着 再 用 定 向 发 射 天 线 再 向 覆 盖
空 隙 处 发 射， 如 图11 所 示。 再 发 射 的
功 率 取 决 于 接 收 功 率 和 允 许 的 放 大
量。 放 大 量 应 小 于 接 收 天 线 和 发 射 天
线 之 间 的 隔 离 度， 以 避 免 设 备 自 激。
这 种 填 充 发 射 机 实 际 包 括 接 收 部 分
和 发 射 部 分， 也 可 称 为 收、 发 频 率 相
同 的 转 发 器。 功 率 通 常 为 毫 瓦 或 瓦 的
数 量 级。
DAB 与 其 它 无 线 电 业 务 的 相 容 性
---- 1、DAB 干 扰TV
---- 电 视 信 号 要 求 的 保 护 标 准， 在 很
大 程 度 上 取 决 于 在 电 视 频 道 中 的DAB 频
率 块 的 位 置 和 所 使 用 的 电 视 标 准。 图12
所 示 是PAL-B 制 电 视 的 保 护 率 曲 线。 借
助 保 护 率， 可 以 计 算DAB 发 射 台 的 最 小
距 离， 以 便 有 可 能 与 电 视 业 务“ 和 平
共 处”。
---- 表3 列 出 在 电 视 第12 频 道 中， 一 个100kw
的 电 视 发 射 台 的 最 小 保 护 距 离（ 设DAB
使 用 频 率 块C， 即 处 于226.592 ～228.128MHz 的
范 围， 且DAB 与TV 发 射 天 线 正 交 极 化， 即TV
天 线 为 水 平 极 化，DAB 天 线 为 垂 直 极
化）。 表 中 距 离di 表 示DAB 覆 盖 区 边 沿 与TV
覆 盖 区 边 沿 之 间 的 距 离。 如 果TV 信 号
的 最 低 场 强 按55dB（ μv/m） 和 正 交 极 化
的 极 化 退 耦 以16dB 计， 那 么TV 发 射 信 号
的 保 护 场 强 为39dB（ μv/m）。
---- 这 里 给 出 的TV 保 护 率 是 以3 分 质
量（ 轻 微 干 扰） 为 基 础。 国 际 电 联 建
议， 当 要 求 电 视 质 量 为4 分 时（ 刚 刚 感
觉 到 干 扰）， 保 护 率 应 再 提 高7dB。
---- 2、DAB 对FM 广 播 的 干 扰
---- 测 量 表 明， 为 了 使FM 广 播 免 受DAB
的 影 响， 保 护 率 需 要38dB（ 立 体 声） 或16dB（
单 声 道）。 这 个 值 适 合 于 持 续 的 干
扰。 在 对 流 层 干 扰 的 情 况 下， 保 护 率
可 以 降 低8dB。
---- 3、 其 它 无 线 电 业 务 的 保 护 率
---- 相 邻 频 道 的 其 它 无 线 业 务 的 保
护， 主 要 取 决 于 所 应 用 的 接 收 机 的 特
性 和DAB 发 射 机 的 带 外 发 射。DAB 发 射 机
的 带 外 发 射 主 要 取 决 于 发 射 机 的 非
线 性 失 真 和 输 出 带 通 滤 波 器 的 特 性。
同 步 网 同 步 运 行 的 保 证
---- 为 了 确 保 同 步 网 中 各 同 步 发 射 台
的 良 好 同 步 运 行， 必 须 同 时 满 足 两 个
条 件： 各 发 射 台 的 发 射 频 率 相 同， 发
射 的 节 目 相 同， 在 时 间 上 要 同 步。
---- 为 了 实 现 载 波 频 率 同 步， 各 发 射
台 的 振 荡 器 都 受 统 一 的 基 准 频 率 控
制。 与 节 目 一 起 馈 送 的 导 频 或GPS（ 全
球 定 位 系 统） 信 号 车、 电 视 发 射 机 的
同 步 脉 冲、 馈 送 到 发 射 台 的DAB 数 据 脉
冲， 除 了 用 作 时 间 同 步 外， 经 过 相 应
的 处 理， 也 可 以 用 作 发 射 机 振 荡 器 的
基 准 频 率。
---- 通 过 提 供 给 各 发 射 台 的 时 间 基
准， 可 以 在 发 射 台 自 动 进 行 由 不 同 节
目 和 数 据 馈 送 方 法 和 途 径 形 成 的 时
延 差 的 均 衡。 借 此 可 以 保 证DAB 信 号 在
准 确 定 义 的 时 刻， 由 同 步 网 的 不 同 发
射 台 同 时 发 射。 时 间 基 准 的 准 确 度 应
处 于 μs 的 数 量 级。 如 果 要 求 准 确 到 要
小 于10 ％ 的 保 护 间 隔 长 度， 这 也 就 是
说， 对 于DAB 模 式 Ⅰ 为25 μs， 对 于DAB 模 式
Ⅲ 为3 μs。 卫 星 支 持 的 全 球 定 位 系 统
和 电 视 发 射 机 的 高 准 确 同 步 脉 冲 都
能 满 足 这 种 要 求。（ 作 者 为 北 京 广 播
学 院 教 授）
