北部地區數位電視廣播電波涵蓋實測報告主辦單位：電視學會（數位電視聯合辦公室）實測單位：中華電視公司工程部數位化專案小組實測報告人：呂照陽 陳朝陽 李正雄 張紹粕 楊天助實測日期：九十年十一月電視學會中華民國九十年十二月1目 錄一、 前 言 .......................................................2二、歐規 DVB-T 系統特性及系統架構 .....................3三、測試環境與分佈區域 .........................................6四、北部地區數位發射電波涵蓋實測結果 ................8五. 數位發射電波行動接收實測 ............................17六. 結 論 ...........................................................192一、 前 言依據數位電視聯合辦公室工作計畫書內第五項列有「北部地區數位發射電波涵蓋實測作業」 ，交由華視工程部數位化專案小組負責實測工作，並以北部地區為主要實測範圍。
北部地區華視竹子山發射台現有數位發射天線，原為數位實驗台天線，其電波涵蓋及主方位角均僅供實驗播出之用，為配合「數位電視地面廣播全區節目播映二年計劃」中，計畫工作項目第一階段要求，以北部實驗台為基礎，增設台中鳳鳴、苗栗三義、高雄旗山等三地數位廣播發射站，建構西部全區數位廣播網，並計劃於九十年底數位電視以分區域分階段播出由系統規劃架構，數位訊號源需由華視竹子山發射台負責提供，再以數位訊號鏈路方式逐站下送西部各區，北部訊號源正確與否，直接牽連全省訊號品質良窳及訊息穩定程度為使數位電波能正常發送，必須對其訊號進行測量，以確切瞭解天線方位，電場分佈，及有效涵蓋區域以供數位電視節目正式開播時，所須確切發射功率與天線方位角等裝機參考之用先前電視學會曾委託學術機構進行數位電視訊號量測作業，主要量測項目均以美規 ATSC 系統為主，且大部分實測地點多在台北都會地區，其量測區域實不足以代表華視竹子山發射台發射功率真正所涵蓋之範圍在更改為歐規 DVB-T 系統後並無進行該訊號實際量測，從國、內外相關技術報告得知，美規 ATSC 及歐規 DVB-T兩大數位電視地面廣播系統其設計理念差異頗大，性能亦殊，可藉由此次實測作業更充分瞭解 DVB-T 其特性，以及行動接收狀況，相信對日後數位電視營運因充分理解系統性能而有所助益。
在這次實測中就所獲得之數據資料發現，與先前委託學術機構進行量測所得之資料數據相當吻合，亦與我們原先推斷一致本報告相關資料不但可供各無線電視台做為日後各方面研究時參考的數據，並能依結論建議事項做出適度的改善，俾使數位電視電波訊號涵蓋區域能符合業務需求3二、歐規 DVB-T 系統特性及系統架構1. DVB-T 採用頻寬 6 MHz，multicarrier（COFDM ）方式，可播HDTV 或多頻道 SDTVCOFDM，這是編碼正交頻率多工（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing）的縮寫簡單地說，COFDM 是通過多重載波發送資料流，在 5.7MHz帶寬內（6MHz 頻道）傳送 1705 或 6817 個載波使用多重載波並採用正交形式，這正是 COFDM 與美規 8-VSB 的主要差別這些載波可以用 QPSK、16QAM 或 64QAM 調變這種靈活性是 COFDM 強於 ATSC 8-VSB 系統的一個特點3. 適合行動接收4. 抗多路徑干擾能力較強，室內接收功能好5. 可構成單頻廣播網（SFN） ，較易解決頻譜分配問題DVB-T 的傳輸規格有數十種，表 1 至表 2 為 DVB-T 之相關參數規格。
為配合數位電視行動接收功能需求，本次電波涵蓋實測所設定之量測參數如表 3 所示表 1 DVB-T 參數Parameters (DVB Doc.A037, p.5) DescriptionFFT length: 2K, 8KSubcarrier modulation QPSK (2 bits/carrier),16QAM (4 bits/carrier), 64QAM (6 bits/carrier)Code rate 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8Guard interval (GI) 1/4, 1/8, 1/16, 1/32Hierarchical/non-hierarchical modulation parameter alpha表 2 各種參數的考量1. Bit rate Annex E (ETSI 300 744 v.1.2.1 p.47) 6 MHz64QAM 3/4 code, 1/8 GI 18.66 Mb/s64QAM 3/4 code, 1/16 GI 19.76 Mb/s464QAM 2/3 code, 1/32 GI 18.09 Mb/s64QAM 5/6 code, 1/4 GI 18.66 Mb/s16QAM 2/3 code, 1/8 GI 11.05 Mb/s16QAM 3/4 code, 1/16 GI 13.17 Mb/sQPSK 2/3 code, 1/8 GI 5.52 Mb/sQPSK 1/2 code, 1/8 GI 4.14 Mb/s2. SFN(1) GI should be larger than 200 microsec. For large-area SFN (A037, p.23)(2) 8K and 1/4 GI (298 microsec.); 8K and 1/8 GI (149 microsec.)3. Mobile reception (MOTIVATE reports, ECMAST98; ITS99)a. In general, 2K achieves a speed limit 4 times that of 8K.b. 2K, QPSK, 1/2 code, 1/4 GI; 4.98 Mb/s 400 km/h2K, 16QAM, 1/2 code, 1/4 GI; 9.95 Mb/s 250 km/h2K, 64QAM, 1/2 code, 1/4 GI; 14.92 Mb/s 190 km/h8K, QPSK, 1/2 code, 1/4 GI; 4.98 Mb/s 100 km/h8K, 16QAM, 1/2 code, 1/4 GI; 9.95 Mb/s 70 km/h8K, 64QAM, 1/2 code, 1/4 GI; 14.92 Mb/s 50 km/h(Note: The above data were obtained from Lab. test at UHF Channel 43 using the 8M Hz system.)表 3 本期 DVB-T 測試參數mode1. One set is designed for lower rate mobile reception8K, QPSK, 1/2 code, 1/8 GI 4.17 Mb/sDVB-T 發射系統架構圖如圖 1 所示，從圖中可瞭解系統之信號處理與發射流程。
圖 2 則顯示在本實測計畫中發射站之數位電視傳輸系統圖MPEG II 位元流被傳送到 COFDM 調變器，將信號上載勝頻至 34 頻道(590MHz~596MHz)後，再經由高功率數位發射機與以水平極化方式之天線向空中傳送數位訊號該發射機其額定輸出功率為 5kW為使放大器操作於線性區並防止鄰頻外洩，發射信號功率須做適當調整，以符合規範(DVB-T 信號須符合 ETSI EN 300 744 之規範) 5Mux. AdaptationEnergy Disersal OuterInter-leaverOuterCoder FrameAdaptationPilot & TPS igalInerCoder InerIter-leaver MaperOFDM, guard interval insertionIFTI/QMod-ulatin D/A Front EndUpConvetrPowerAmpliferMPEG-2TransportStream IQ圖 1 DVB-T 傳輸系統架構圖MPEG ITransport-stream DVB-T Modulator /upcoverterCH34 NECPCU-730NKlystron HPAmax 5kW圖 2 站台發射系統架設圖DVB-T 接收系統架構如圖 3 所示。
而本次測試計劃採用消費級接收機以做為日後正式播出時實際安裝參考之用，DVB-T 接收機可自動選擇 2K 或 8K 模式，並藉由場強計以紀錄電波強度等相關數據Tuner A/D I/QCONVERS.,FT Chanelorect. Demux.e-maping InerDe-interleaverInerDecoder OuterDe-interleaver OuterDecoder De-scramblerMPEG-2TransportStreamIQ圖 3 DVB-T 接收系統架構圖6三、測試環境與分佈區域由於不同的數位調變技術抗拒多重路徑干擾的能力有所不同，為有效評估 DVB-T 在各種不同無線電通道之接收能力，必須選擇各種典型的通道環境一般無線電通道的特性可分為三種：(1)高斯通道( Gaussian channel )，簡單來講，發射天線與接收天線之傳播路徑不受阻擋，且接收天線附近無反(散)射體，其典型的環境為空曠的郊區2)萊森通道( Ricean channel )，發射天線與接收天線之直接路徑不受阻擋，但接收天線附近有反(散 )射體，其典型的環境為市區街道，或位在高樓林立的公寓。
3)瑞利通道( Rayleigh channel )，發射天線與接收天線之直接路徑受到阻擋，此時之接收到的電波為繞射波與來自其他物體的反射或散射波，其典型的環境為山腳下或受大樓阻擋的地方以上各種傳播通道以萊森通道與瑞利通道較容易有多重路徑干擾的問題，其中又以瑞利通道影響較為嚴重因此我們在量測點的選擇上，必須考慮各種可能的環境本次量測以臺灣北部地區為主，北自臺灣最北端富貴角，南至苗栗聯合技術學院間之地區為實測範圍，其詳細量測地點列於表 4表 4：測量地點經緯度資料編號 量測地點 緯度 經度1 石門(北海岸) 25，17，46.7 121，34，02.22 富基漁港 25，17，38.6 121，32，05.73 三芝市區 25，15，41.0 121，30，08.94 三芝屯山國小 25，14，18.2 121，27，19.85 新埔技術學院 25，13，36.9 121，27，02.86 淡水市郊 25，10，55.3 121，26，37.67 淡海 25，11，14.0 121，24，24.68 關渡 25，07，28.3 121，27，48.99 八里市區 25，09，26.8 121，24，25.310 林口火力發電廠(下福) 25，07，20.5 121，18，20.611 南崁市郊 25，03，53.1 121，15，47.512 中正機場貨運站 25，05，31.4 121，15，01.313 中正機場旅館 25，03 ，34，5 121，12，49.714 大園市郊 25，03，48.5 121，10，33.7715 觀音工業區 25，03，19.5 121，07，22.016 觀音市郊 25，01，52.3 121，04，07.817 永安漁港 24，59，19.6 121，00，50.418 新屋市郊 24，58。