Москва
Горячая линия – Телеком
2015

Рекомендовано УМО по образованию в области инфокоммуникационных технологий
 и систем связи в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по направлению подготовки 11.03.02 и 11.04.02 – Инфокоммуникационные 
технологии и системы связи квалификации (степени) «бакалавр» и «магистр»

УДК 621.397.743: 621.391.8(075.8) 
ББК 32.841 
      О-75 

Р е ц е н з е н т ы :  доктор техн. наук, ген. директор ООО «ГТРС»  А. Н. Иванчин, 
доктор техн. наук, профессор, зав. кафедрой теоретических основ радио-
техники СибГУТИ  А. А. Спектор  

А в т о р ы :  М. А. Быховский, В. Г. Дотолев, А. В. Лашкевич, В. И. Носов, 
С. Г. Рихтер, Г. И. Сорокин, С. С. Тарасов 

О-75  Основы частотного планирования сетей телевизионного вещания. 

Учебное пособие для вузов /  М. А. Быховский,  В. Г. Дотолев, 
А. В. Лашкевич и др.; Под ред. профессора  М. А. Быховского. 
– М.: Горячая линия – Телеком, 2015. – 308 с: ил. 
ISBN 978-5-9912-0441-5. 

Систематизированы сведения в области построения и методов частот-
ного планирования современных систем цифрового наземного телевизион-
ного вещания (ЦНТВ) стандартов DVB-T, DVB-T2 и DVB-H. Кратко рас-
смотрены принципы передачи сигналов в наземных системах цифрового 
телевидения стандартов DVB, в том числе методы модуляции и помехо-
устойчивого кодирования, вопросы синхронизации. Дано описание мето-
дов кодирования источников видео- и аудиосигналов. Описаны процедуры 
формирования кадра данных, рассмотрены вопросы мультиплексирова-
ния цифровых потоков и их транспортировки по каналам связи. Приведе-
ны параметры передающих и приемных устройств и антенн в системах 
ЦНТВ, а также требования к качеству приема сигналов. Изложены мето-
ды частотного планирования многочастотных и перспективных одночас-
тотных сетей ЦНТВ. Рассмотрены вопросы эффективности использова-
ния радиочастотного спектра в многочастотных и одночастотных сетях 
ЦНТВ. Приведено описание пакета программ для частотного планирова-
ния сетей цифрового вещания, разработанного специалистами НИИР, 
учебная версия которого может использоваться студентами при выполне-
нии курсовых и дипломных работ. 
Для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки ди-
пломированных специалистов «Инфокоммуникационные технологии и 
системы связи» квалификации (степени) «бакалавр» и квалификации 
(степени) «магистр», будет полезна аспирантам и специалистам. 

ББК 32.841 

Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU 

ISBN 978-5-9912-0441-5     
       ©  Коллектив авторов,  2015 
©  Издательство «Горячая линия – Телеком», 2015 

Предисловие

Книга «Основы частотного планирования сетей телевизионно-
го вещания» посвящена вопросам построения современных систем
наземного цифрового телевизионного вещания (НЦТВ) стандартов
DVB-T, DVB-T2 и DVB-H, получивших широкое распространение
во многих странах, в том числе и в России, а также методам частот-
ного планирования этих систем.
Она написана как учебное пособие для вузов, в которых готовят-
ся специалисты в области телекоммуникаций, и будет полезна сту-
дентам, бакалаврам и магистрантам, изучающим вопросы постро-
ения, проектирования и эксплуатации телекоммуникационных сис-
тем. Книга представляет интерес также для специалистов, работа-
ющих в организациях, проектирующих сети НЦТВ.
Во введении приводятся сведения по истории развития ТВ ве-
щания, начиная с самых ранних систем механического телевидения.
Далее излагается история создания систем электронного ТВ, систем
цветного ТВ и, наконец, рассказывается о современном этапе раз-
вития ТВ — внедрении систем цифрового телевидения. Приводятся
соображения о развитии телевидения в будущем.
Первые три главы являются вводными к основной теме книги,
посвященной частотному планированию сетей НЦТВ, и помещены
в нее для удобства читателей, которые могут почерпнуть из них
основные сведения об основных европейских стандартах цифрово-
го телевидения.
Изложенный в них материал более обстоятельно
излагается в ряде монографий и учебных пособий, в том числе и в
книгах, выпущенных в последние годы издательством «Горячая ли-
ния — Телеком»: Мамчев Г.В. «Теория и практика наземного цифро-
вого телевизионного вещания», Мамчев Г.В. «Цифровое телевизион-
ное вещание», Безруков В.Н., Балобанов В.Г. «Системы цифрового
вещательного и прикладного телевидения».
В первых двух главах рассмотрены основные принципы переда-
чи сигналов в наземных системах цифрового телевидения стандар-
тов DVB, в том числе особенности используемых в них методов мо-
дуляции, помехоустойчивого кодирования, дано описание процедуры
перемежения, преобразующей пакеты ошибочно принятых символов
в поток независимых ошибок.
Эти методы позволяют обеспечить

Предисловие

высокую помехоустойчивость приема сигналов в многолучевых ка-
налах связи.
Третья глава посвящена достаточно подробному обзору стан-
дартов DVB-T2 и DVB-H. В ней, в частности, рассмотрено приме-
нение в стандарте DVB-T2 «повернутого» созвездия при передаче
сигналов на отдельных поднесущих в системе OFDM, а также ре-
жима MISO (Multiple Input, Single Output). Применение этих ме-
тодов позволяет существенно повысить помехоустойчивость приема
сигналов в условиях замираний за счет использования частотного и
пространственного разнесения передаваемых сигналов.
Непосредственно
вопросам
частотного
планирования
сетей
НЦТВ посвящены три последние главы. В четвертой главе дают-
ся технические основы частотного планирования сетей цифрового
вещания. В этой главе приведены параметры передающих и при-
емных устройств и антенн в системах НЦТВ, а также требования
к качеству приема сигналов (минимальные напряженности поля на
границе зоны обслуживания и защитные отношения в заданных про-
центах времени). Эти данные являются исходными при частотном
планировании сетей НЦТВ, а также при анализе электромагнитной
совместимости (ЭМС) сетей НЦТВ с другими радиосистемами, ра-
ботающими в одном и том же или в соседних частотных каналах.
Пятая глава посвящена методам частотного планирования мно-
гочастотных и одночастотных сетей НЦТВ. Определение медиан-
ных уровней полезных сигналов и помех в этих сетях основаны на
Рекомендациях МСЭ-R Р.1546-5 и Р.1812-3, в которых излагаются
методы расчета, специально предназначенные для решения задач,
связанных с проектированием систем НЦТВ. При расчетах уровней
полезных сигналов и помех в определенном проценте времени учи-
тывается, что флуктуации их уровней на входе приемных устройств
подчиняются логнормальному закону.
В сетях НЦТВ в место приема обычно приходят несколько помех
от передатчиков других станций, работающих в том же частотном
канале, в котором принимается полезный сигнал.
В данной кни-
ге для определения распределения вероятности суммарной помехи
используется метод, предложенный американским исследователем
Фентоном, который показал, что такое распределение может быть с
высокой точностью аппроксимировано логнормальным распределе-
нием. Фентон дал простой рецепт нахождения параметров аппрок-
симирующего распределения, который изложен в Приложении 1.
В этой же главе излагаются методы частотного планирования
как обычных многочастотных сетей (МЧС) НЦТВ, в которых в каж-
дой зоне обслуживания имеется один мощный передатчик, так и од-

Предисловие
5

ночастотных сетей (ОЧС), создание которых стало возможным при
использовании ТВ систем, основанных на стандартах серии DVB.
В одночастотных сетях в каждой зоне обслуживания на одной и той
же частоте работают несколько передатчиков сравнительно неболь-
шой мощности. Рассмотрены вопросы эффективности использова-
ния радиочастотного спектра (РЧС) в многочастотных и одночас-
тотных сетях НЦТВ. Помещенные в книгу материалы, относящиеся
к частотному планированию ОЧС, являются оригинальными.
В пятой главе излагается также метод частотного планирова-
ния сетей НЦТВ, разработанный специалистами СибГУТИ, который
позволяет добавлять в уже сложившуюся сеть новые передающие
станции, не нарушая условий электромагнитной совместимости этой
сети с новыми станциями.
В шестой главе описан пакет программ для частотного плани-
рования сетей цифрового вещания, разработанной специалистами
Научно-исследовательского института радио (НИИР) и изложены
процедуры применения этого пакета для решения практических за-
дач. Данный пакет программ может использоваться в проектных
организациях и в государственных частотных органах, осуществля-
ющих выделение частотных каналов для работы вещательных стан-
ций.
Демонстрационная версия этого пакета программ размеще-
на на сайтах НИИР (http://www.rakurs.niir.ru/) и кафедры СиСРТ
МТУСИ
(http://sisrt-mtuci.ru/televidenie/chastotnoe-planirovanie/).
Этот пакет может быть использован студентами для выполнения
курсовых и дипломных работ.
Учебное пособие создано путем обобщения обширного количест-
ва публикаций. В каждой главе даны ссылки на все использованные
при ее написании источники. Каждая глава завершается контроль-
ными вопросами, позволяющими закрепить усвоение изложенного в
ней материала.
Книга создана авторским коллективом. Предисловие и Введе-
ние написаны проф. М.А. Быховским (МТУСИ), им же выполне-
но научное редактирование книги.
Главы 1 и 2 написаны проф.
С.Г. Рихтером (МТУСИ), глава 3 — доцентом Г.И. Сорокиным
(МТУСИ), главы 4 и 5 написаны совместно М.А. Быховским и проф.
В.И. Носовым (СибГУТИ), глава 6 — В.Г. Дотолевым и А.В. Лаш-
кевичем (НИИР) и доцентом С.С. Тарасовым (МТУСИ).
Авторы признательны зав. редакцией издательства Александ-
ру Ефимовичу Пескину за тщательную подготовку текста книги к
изданию.

Введение.
Краткий очерк развития систем
и сетей ТВ вещания

Средства массовой информации играют огромную роль в духов-
ном и материальном развитии общества. Начало процесса развития
таких средств можно отнести к середине XV века, когда Иоганн Гу-
тенберг — немецкий ювелир и изобретатель, разработал технологию
книгопечатания с помощью печатного пресса. В XVI веке в разных
странах начинают издаваться газеты, информирующие население о
происходящих в городе, в стране и в мире событиях. Книгопечата-
ние, издание газет, а позже журналов, в значительной степени уско-
рило распространение в обществе разной информации, касающейся
повседневных событий, новых явлений культуры и науки, передовых
философских доктрин, экономической информации и пр. Эта ин-
формация явилась мощным катализатором, способствовавшим быс-
трому распространению новых знаний, идей и, в итоге, развитию
человеческого общества.
Еще большее влияние на это развитие оказало изобретение рус-
ским ученым Александром Степановичем Поповым и итальянским
изобретателем Гульельмо Маркони в 1895 г. технических средств бес-
проводной связи. Это изобретение дало мощный импульс к созда-
нию систем передачи по радио человеческой речи, а в 1920-х годах —
сетей звукового вещания. Сети радиовещания интенсивно развива-
лись и охватывали обширную аудиторию слушателей, которым стали
доступны последние новости о происходящих в мире событиях. По
радио для миллионов слушателей появилась возможность слушать
лекции крупных ученых, литературные передачи, концерты знаме-
нитых оркестров и т. п.
Основную информацию об окружающем мире человек получает
с помощью зрения. Еще в XIX веке изобретатели и ученые задумы-
вались над тем, как передать на дальние расстояния изображения с
помощью электрических сигналов. Был выдвинут ряд идей, которые
привели, в итоге, к созданию телевизионных (ТВ) систем и сетей
ТВ вещания, бурно развивавшихся в ХХ столетии.
Их развитие
продолжается и в настоящее время.
К концу ХХ столетия количество находящихся у населения те-
левизоров в мире превысил 1 миллиард. В развитых странах, таких
как США, Канада, Австралия, во многих европейских странах в
семьях нередко имелось по нескольку телевизоров и количество те-

Краткий очерк развития систем и сетей ТВ вещания
7

левизоров на 1000 человек превышало 1000. В ряде стран, таких,
например, как Россия, Китай, ряд стран латинской Америки, оно
превышало 500 на 1000 человек, а в менее развитых странах, напри-
мер в Индии, во многих странах Африки, в ряде стран восточной
Азии, число телевизоров на 1000 человек составляло 500 и менее.
Телевизионное вещание явилось гораздо более мощным техни-
ческим средством доведения разнообразной информации до сотен
миллионов живущих на Земле людей, нежели это было возможно с
помощью других средств массовых коммуникаций.
Ниже дан краткий обзор основных достижений в области теле-
визионной техники, в создание которой внесли большой вклад ряд
выдающихся ученых и инженеров, живших в разных странах мира.
Этим людям человечество обязано теми условиями жизни в совре-
менном обществе, о которых в начале ХХ века нельзя было даже
мечтать.
Знание истории развития телевидения — той области телеком-
муникаций, в которой, возможно, предстоит работать будущим спе-
циалистам, расширяет их кругозор, прививая навыки системного
мышления. Специалист должен не только хорошо знать техничес-
кие аспекты своей области, но и представлять тот путь, по которому
шло ее развитие, знать жизнь и деятельность своих предшествен-
ников, продолжателем дела которых он становится, освоив основы
своей профессии.
В развитии телевизионных систем можно выделить несколько
этапов.
Начало первого этапа — разработка систем механическо-
го телевидения — относится к концу XIX века. Этап продолжался
несколько десятков лет. Это направление развития телевидения ока-
залось тупиковым и разработки таких систем не вышли за пределы
исследовательских лабораторий. Второй этап, связанный с разра-
боткой электронных систем, привел к созданию систем черно-белого
телевидения, которые постоянно совершенствовались и послужили
основой для развития в 1930–1950 гг. прошлого века аналоговых се-
тей ТВ вещания во многих странах мира. Совершенствование этих
систем привело к разработке в начале 1950-х годов аналоговых сис-
тем цветного телевидения, которые к концу ХХ столетия практи-
чески вытеснили системы черно-белого телевидения. В книгах [1–3]
рассказывается о зарождении и развитии идей, лежащих в основе
ТВ систем, а также о развитии в ХХ веке техники формирования и
воспроизведения ТВ сигналов — телевизионных передающих камер
и мониторов, воспроизводящих изображения.
Ниже дан краткий обзор развития телевидения с системной точ-
ки зрения — повышение качества изображения за счет увеличения

Краткий очерк развития систем и сетей ТВ вещания

его четкости, разработка методов передачи сигналов цветного теле-
видения, развитие сетей ТВ вещания в мире и методов их частотного
планирования. Отмечены основные вехи технической революции в
области ТВ вещания, которая произошла в самом конце ХХ века,
когда были созданы цифровые телевизионные системы.
Эти сис-
темы в большинстве стран мира, в том числе и в России, сейчас
активно внедряются и в течения первых двух десятилетий полнос-
тью заменят аналоговые сети ТВ вещания. Вопросам построения и
проектирования таких сетей посвящено данное учебное пособие.

Механическое телевидение

Хотя первые идеи создания систем для передачи на расстояние
сигналов изображения (телевидения) появились в 1870-х годах, на-
чалом создания телевизионных систем целесообразно считать 1884
год, когда студент одного из университетов в Германии Пауль Нип-
ков изобрел механическое устройство для построчного сканирова-
ния передаваемых изображений, за которым в истории закрепилось
название «диск Нипкова». Это устройство стало вплоть до 1930-х
годов неотъемлемой частью многих систем механического телевиде-
ния. Этот диск применялся также и в приемной части телевизион-
ного оборудования для воспроизведения изображения, принятого по
каналу связи.
В течение многих лет делались попытки разработать систему
механического телевидения. Однако первая работоспособная систе-
ма была создана английским исследователем Джоном Бэрдом толь-
ко в 1920-е годы. Она имела небольшое количество передаваемых
элементов изображения — была малострочной, и качество воспроиз-
водимого изображения было низким.
Еще до появления электронных телевизионных систем родились
идеи создания механических систем цветного телевидения. Первая
в мире система цветного телевидения с диском Нипкова, ставшая
прообразом современных систем, основанных на теории трёхкомпо-
нентного цветового зрения, была предложена 5 января 1900 года оте-
чественным изобретателем А.А. Полумордвиновым, однако ее реали-
зовать ему не удалось. Позже к этой же идее пришел английский
исследователь Джон Бэрд, получивший в 1925 г. на нее патент и
изготовивший демонстрационный макет этой системы. Первая пе-
редача изображений с помощью этой системы состоялась 26 января
1926 г. в его лондонской лаборатории.
В 1928 году в эфир в Чикаго на средних волнах вышла первая в
мире телевизионная станция, в которой для передачи изображения и
звука использовался один и тот же диапазон радиоволн. Первые се-

Краткий очерк развития систем и сетей ТВ вещания
9

рийные телевизионные приемники с 45-строчной механической раз-
вёрткой начали выпускаться в США в 1929 г.
В СССР работы по телевизионному вещанию проводились под
руководством Павла Васильевича Шмакова — крупного отечествен-
ного ученого в области телевидения, многие годы возглавлявшего
кафедру телевидения в Ленинградском институте связи.
В конце 1920-х годов был разработан стандарт механического те-
левидения с разложением 30/12,5 (30 строк, частота полей 12,5 Гц).
Соотношение сторон кадра было принято близким к «классическо-
му» — 4:3 с разрешением примерно 30×40 элементов. При помощи
этой системы велись регулярные передачи кинофильмов и трансля-
ции из студии первого московского телецентра. Первая эксперимен-
тальная передача с ее помощью (без звукового сопровождения) сос-
тоялась 1 мая 1931 г. на волне длиной 56,6 м. Регулярное механичес-
кое вещание из телецентра началось 15 ноября 1934 г. Изображение
передавалось на волне 1107 м, а звук транслировался радиостанцией
ВЦСПС на волне 726 м. В 1933–1936 гг. в СССР было выпущено бо-
лее 3000 механических телеприставок к обычному радиоприёмнику.
Для приёма звукового сопровождения, при его наличии, требовался
ещё один радиоприёмник.
После московского телецентра передачи механического телеви-
дения начались в Одессе и Ленинграде. Регулярные передачи ме-
ханического телевидения из Москвы прекратились в апреле 1940 г.
после запуска нового телецентра на Шаболовке, основанного уже на
электронных принципах.
Хотя инженеры, работавшие над созда-
нием систем механического телевидения, для повышения качества
изображения проявляли чудеса изобретательности, создавая такие
системы с количеством строк, доходящим до нескольких сот, меха-
нические системы не могли конкурировать с создававшимися в тот
же период электронными системами, обеспечивавшими гораздо бо-
лее высокое качество изображения. Поэтому они просуществовали
только до начала Второй мировой войны, уступив затем своё место
более технологичным и надежным электронным системам.

Электронное черно-белое телевидение

Первые работы в области электронного телевидения были вы-
полнены российским ученым Борисом Львовичем Розингом, кото-
рый в 1907 г. запатентовал «Способ электрической передачи изобра-
жений на расстояние», а 9 мая 1911 г. впервые в мире осуществил
передачу и прием телевизионного изображения простейших фигур.
Для приема сигналов изображения, которые формировались с помо-
щью диска Нипкова, Розинг использовал электронную трубку, изоб-

Краткий очерк развития систем и сетей ТВ вещания

ретенную в 1897 г. знаменитым немецким ученым Карлом Ферди-
нандом Брауном, удостоенным в 1909 г. совместно с Маркони Нобе-
левской премии по физике за развитие средств беспроводной связи.
Настоящим прорывом в создание электронного телевидения, ко-
торое окончательно определило направление развития этой области
техники, стало изобретение иконоскопа. К идее такого изобретения
пришли несколько ученых. В США заявка на такое изобретение —
первой электронной передающей телевизионной трубки — была по-
дана в 1923 г. русским эмигрантом Владимиром Козьмичем Зворы-
киным — учеником Б.Л. Розинга, работавшим в компании Radio Cor-
poration of America (RCA). Им была разработана также и приемная
телевизионная трубка — кинескоп. Эти изобретения позволили соз-
дать полностью электронную систему телевещания. Изобретателем
иконоскопа является также отечественный учёный Семен Исидоро-
вич Катаев, который запатентовал его в 1931 г.
Зворыкину удалось первым реализовать свое изобретение в
США. В 1932 г. при помощи иконоскопа с передатчика мощностью
2,5 кВт, установленного на Эмпайр-стейт-билдинг в Нью-Йорке, на-
чались первые экспериментальные передачи электронного телевиде-
ния с разложением на 240 строк. Сигнал принимался на расстоянии
до 100 км на телевизоры, выпущенные к тому моменту компанией
RCA на основе приемной телевизионной трубки — кинескопа Зво-
рыкина.

Параметры развертки в системах аналогового
ТВ вещания
Одной из ключевых проблем развития систем ТВ вещания, над
которыми инженеры работают и в настоящее время, является повы-
шение качества принимаемого изображения. С самого начала разра-
ботки таких систем для повышения четкости изображения стреми-
лись увеличивать количество строк развертки изображения, однако
при этом увеличивается полоса частот канала связи, необходимая
для его передачи.
Поэтому параметры развертки всегда выбира-
лись путем компромисса. Следует отметить, что эта работа в разных
странах мира выполнялась независимо, что и привело к возникно-
вению ряда национальных стандартов телевидения.
Перед началом Второй мировой войны в разных странах были
приняты следующие стандарты телевидения: 525 строк (США, с
мая 1941 г.), 441 строка (Германия, с 1938 г.), 405 строк (Англия, с
1937 г.), 343 строки и 441 строка (СССР, 1938-1941 гг.), 455 строк
и 441 строка (Франция, 1938 — 1949 гг.), а в 1949 г. во Франции
была введена система на 819 строк с шириной спектра видеосигнала
10,4 МГц.