MMDS技術(shù)在數(shù)字電視系統(tǒng)中的運(yùn)用

賀紅霞

[摘 要]MMDS(Multi—channel Microwave Distribution System)多路微波分配系統(tǒng),是一種點(diǎn)對多點(diǎn)信道分布、提供寬帶業(yè)務(wù)的無線技術(shù)。近幾年來,數(shù)字電視MMDS無線傳輸網(wǎng)在國內(nèi)外得到了日益廣泛的應(yīng)用,特別是在數(shù)字技術(shù)成熟后被廣泛運(yùn)用于數(shù)字電視系統(tǒng)。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字電視;MMDS;設(shè)計

一、MMDS概述

所謂數(shù)字電視,是指包括節(jié)目攝制、編輯、發(fā)送、傳輸、存儲、接收和顯示等環(huán)節(jié),全部采用數(shù)字處理的全新電視系統(tǒng)。數(shù)字電視在接收端的顯示部分仍然采用模擬電視機(jī)通過綜合解碼器IRD(也稱機(jī)頂盒)來收看數(shù)字電視節(jié)目,而在用戶接收端以前則全部實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。

MMDS(Multi—channel Microwave Distribution System),即通常所說的“多路微波分配系統(tǒng)”,其工作頻率一般是2.5——2.7GHz(部分工作頻率為在12GHz、18GHz、28GHz)。基于模擬技術(shù)的MMDS由于能彌補(bǔ)HFC網(wǎng)不易覆蓋的地區(qū)的電視節(jié)目的覆蓋問題,而在廣播電視行業(yè)中得到廣泛運(yùn)用。然而,模擬MMDS也存在其缺陷,如節(jié)目源限制導(dǎo)致頻道少、收視效果不理想、收費(fèi)管理困難等問題。

數(shù)字MMDS主要具有以下幾個優(yōu)點(diǎn):

1.節(jié)目容量大。一個MMDS臺可以發(fā)送超過百套電視節(jié)目,徹底解決了節(jié)目數(shù)量瓶頸。

2.覆蓋范圍廣。由于MMDS采用數(shù)字傳輸,接收要求的C/N門限降低,傳輸距離大大增加,同時,數(shù)字無線覆蓋可以滿足整體行政區(qū)域的覆蓋要求,可以替代光纜或電纜的鄉(xiāng)鎮(zhèn)延伸。

3.功能強(qiáng)大。數(shù)字MMDS除了正常的頻道收視之外,數(shù)字化傳輸處理還可進(jìn)入寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)圖文的傳輸、電視點(diǎn)播、電視購物、交互式雙向通信傳輸?shù)取?/p>

4.信號抗干擾性強(qiáng)。MMDS由于采用數(shù)字傳輸和新的信號再生方案,排除了噪聲和失真的累積影響,收視效果更好。

二、數(shù)字MMDS傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)字MMDS多路微波系統(tǒng)主要由前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、用戶終端系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理四個子系列化統(tǒng)組成,前端系統(tǒng)作為數(shù)字電視無線MMDS傳輸網(wǎng)的心臟和信號源頭,其主要功能是將MMDS傳輸系統(tǒng)中,來自不同信源的各種信號和各種業(yè)務(wù)進(jìn)行重新組合,如衛(wèi)星節(jié)目或自辦節(jié)目等,構(gòu)成新的系統(tǒng)信源節(jié)目傳輸包,再通過傳輸系統(tǒng)傳送到用戶終端系統(tǒng)。由于傳輸系統(tǒng)中接入網(wǎng)是采用無線傳輸媒介(軟媒介),所以傳輸系統(tǒng)發(fā)射部分由本振信號源、上變頻器、微波功率放大器、信道功率合成器、饋線、發(fā)射天線等組成,必要的地區(qū)還要通過中繼站進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。而用戶地面接收系統(tǒng)則由接收天線、下變頻器和饋電器等構(gòu)成。用戶必須通過數(shù)字機(jī)頂盒和運(yùn)營商配發(fā)的IC卡才能接收微波電視信號。

三、MMDS技術(shù)在數(shù)字電視系統(tǒng)中的運(yùn)用

MMDS數(shù)字電視無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計并不是一成不變的沿用公式計算,由于地形、地貌、地物和電波傳播環(huán)境等諸多因素的影響,對于MMDS數(shù)字電視無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計必須立足于具體使用地區(qū)的特定條件,對設(shè)計方案的總體技術(shù)要求必須符合國家和行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),同時,MMDS無線數(shù)字覆蓋系統(tǒng)還應(yīng)滿足以下基本要求:先進(jìn)性、標(biāo)準(zhǔn)性、可靠性、安全性、可管理性、完整性。

將數(shù)字MMDS運(yùn)用于數(shù)字電視中,首先應(yīng)確認(rèn)電視臺對數(shù)字電視MMDS無線傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營規(guī)劃具體的要求,綜合信息業(yè)務(wù)種類、容量和所需覆蓋面積等,以及電視臺已有電視廣播網(wǎng)的現(xiàn)狀及運(yùn)營情況。同時,對覆蓋區(qū)及附近的電波傳播環(huán)境進(jìn)行了解,對有線和無線模擬、數(shù)字電視廣播網(wǎng),微波傳輸網(wǎng)及其他通訊設(shè)備等有關(guān)調(diào)制方式發(fā)射頻道,發(fā)射等效全向輻射功率,發(fā)射天線位置、有效高度、輻射場型、極化方式等環(huán)境狀況,以及對覆蓋區(qū)氣象要素等因素進(jìn)行電磁干擾及儲備衰落等方面分析,繪出頻譜圖,規(guī)劃微波頻率,防止同頻干擾。這是前期的準(zhǔn)備工作。

其次,對于MMDS發(fā)射臺站進(jìn)行初選。電視臺應(yīng)根據(jù)發(fā)射臺在覆蓋區(qū)的位置確定發(fā)射天線的輻射場型,初選發(fā)射設(shè)備的發(fā)射調(diào)制工作模式,發(fā)射調(diào)制誤差率(MER)、發(fā)射功率和發(fā)射天線的發(fā)射天饋系統(tǒng)(含多功器)增益;同時,根據(jù)數(shù)字電視無線傳輸網(wǎng)所需的有效覆蓋范圍,對發(fā)射天線高度進(jìn)行適當(dāng)選擇。避免由于發(fā)射天線高度過高而導(dǎo)致的投資增加、饋線長度增加和饋線損耗加大,以及由于靠近發(fā)射天線附近陰影區(qū)半徑加大而導(dǎo)致的信號干擾。在對發(fā)射天線的架設(shè)問題上,還應(yīng)注意平臺的屏蔽效應(yīng)和反射效應(yīng)。

再次,對有效覆蓋范圍進(jìn)行計算。電視臺應(yīng)根據(jù)確定的MMDS數(shù)字電視傳輸網(wǎng)總體方案,按前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、用戶終端系統(tǒng)所的分配技術(shù)指標(biāo),對所需覆蓋范圍的最遠(yuǎn)距離進(jìn)行計算,同時考慮菲涅區(qū)半徑影響,對發(fā)射天線的高度進(jìn)行確認(rèn)。對系統(tǒng)覆蓋的范圍計算主要設(shè)計依據(jù)是用戶端的接收電平或接收端所需要達(dá)到的載噪比(C/N)。

在對傳輸網(wǎng)用戶終端分配C/N值時,應(yīng)根據(jù)發(fā)射天線水平方向輻射方向圖選用不同的接收天線增益進(jìn)行計算。

對于接收系統(tǒng)來說,用戶端主要由接收天線、數(shù)字下變頻器、供電器和數(shù)字機(jī)頂盒四個部分組成,數(shù)字MMDS接收的關(guān)鍵設(shè)備是數(shù)字MMDS下變頻器和數(shù)字機(jī)頂盒。數(shù)字下變頻器要求-90dbc/10Hz,同數(shù)字發(fā)射機(jī)一樣,數(shù)字下變頻器要求頻率穩(wěn)定性高低相位噪聲,帶內(nèi)抑制好。數(shù)字機(jī)頂盒的要求主要體現(xiàn)在機(jī)頂盒內(nèi)部調(diào)諧器。

四、結(jié)論

把MMDS無線數(shù)字作為有線的一種技術(shù)覆蓋手段和延伸措施,通過一級MMDS數(shù)字電視直接覆蓋,在部分地區(qū)通過兩級MMDS數(shù)字級聯(lián)方式的微波傳輸和補(bǔ)充覆蓋,在有線網(wǎng)絡(luò)一個投資和利益主體的前提下,成功地實(shí)現(xiàn)對農(nóng)村地區(qū)的、低成本高質(zhì)量的電視覆蓋,既提高收視效果,增加收視頻道,同時,MMDS技術(shù)還可以為用戶提供多種業(yè)務(wù)功能,包括點(diǎn)對點(diǎn)面向連接的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、點(diǎn)對多點(diǎn)業(yè)務(wù)、點(diǎn)對點(diǎn)無連接業(yè)務(wù)及視頻點(diǎn)播、IP電話、網(wǎng)上購物、信息查詢等增值業(yè)務(wù)和GPRS電信業(yè)務(wù)?！?/p>

(編輯/劉佳)