MMDS技術在數字電視系統中的運用

賀紅霞

[摘 要]MMDS(Multi—channel Microwave Distribution System)多路微波分配系統,是一種點對多點信道分布、提供寬帶業務的無線技術。近幾年來,數字電視MMDS無線傳輸網在國內外得到了日益廣泛的應用,特別是在數字技術成熟后被廣泛運用于數字電視系統。

[關鍵詞]數字電視;MMDS;設計

一、MMDS概述

所謂數字電視,是指包括節目攝制、編輯、發送、傳輸、存儲、接收和顯示等環節,全部采用數字處理的全新電視系統。數字電視在接收端的顯示部分仍然采用模擬電視機通過綜合解碼器IRD(也稱機頂盒)來收看數字電視節目,而在用戶接收端以前則全部實現數字化。

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

數字MMDS主要具有以下幾個優點:

1.節目容量大。一個MMDS臺可以發送超過百套電視節目,徹底解決了節目數量瓶頸。

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

3.功能強大。數字MMDS除了正常的頻道收視之外,數字化傳輸處理還可進入寬帶綜合業務數字網,實現數據圖文的傳輸、電視點播、電視購物、交互式雙向通信傳輸等。

4.信號抗干擾性強。MMDS由于采用數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、數字MMDS傳輸網結構及參數標準

數字MMDS多路微波系統主要由前端系統、傳輸系統、用戶終端系統和網絡管理四個子系列化統組成,前端系統作為數字電視無線MMDS傳輸網的心臟和信號源頭,其主要功能是將MMDS傳輸系統中,來自不同信源的各種信號和各種業務進行重新組合,如衛星節目或自辦節目等,構成新的系統信源節目傳輸包,再通過傳輸系統傳送到用戶終端系統。由于傳輸系統中接入網是采用無線傳輸媒介(軟媒介),所以傳輸系統發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、發射天線等組成,必要的地區還要通過中繼站進行轉發。而用戶地面接收系統則由接收天線、下變頻器和饋電器等構成。用戶必須通過數字機頂盒和運營商配發的IC卡才能接收微波電視信號。

三、MMDS技術在數字電視系統中的運用

MMDS數字電視無線傳輸網絡的系統設計并不是一成不變的沿用公式計算,由于地形、地貌、地物和電波傳播環境等諸多因素的影響,對于MMDS數字電視無線傳輸網絡的系統設計必須立足于具體使用地區的特定條件,對設計方案的總體技術要求必須符合國家和行業的有關標準,同時,MMDS無線數字覆蓋系統還應滿足以下基本要求:先進性、標準性、可靠性、安全性、可管理性、完整性。

將數字MMDS運用于數字電視中,首先應確認電視臺對數字電視MMDS無線傳輸網絡運營規劃具體的要求,綜合信息業務種類、容量和所需覆蓋面積等,以及電視臺已有電視廣播網的現狀及運營情況。同時,對覆蓋區及附近的電波傳播環境進行了解,對有線和無線模擬、數字電視廣播網,微波傳輸網及其他通訊設備等有關調制方式發射頻道,發射等效全向輻射功率,發射天線位置、有效高度、輻射場型、極化方式等環境狀況,以及對覆蓋區氣象要素等因素進行電磁干擾及儲備衰落等方面分析,繪出頻譜圖,規劃微波頻率,防止同頻干擾。這是前期的準備工作。

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

再次,對有效覆蓋范圍進行計算。電視臺應根據確定的MMDS數字電視傳輸網總體方案,按前端系統、傳輸系統、用戶終端系統所的分配技術指標,對所需覆蓋范圍的最遠距離進行計算,同時考慮菲涅區半徑影響,對發射天線的高度進行確認。對系統覆蓋的范圍計算主要設計依據是用戶端的接收電平或接收端所需要達到的載噪比(C/N)。

在對傳輸網用戶終端分配C/N值時,應根據發射天線水平方向輻射方向圖選用不同的接收天線增益進行計算。

對于接收系統來說,用戶端主要由接收天線、數字下變頻器、供電器和數字機頂盒四個部分組成,數字MMDS接收的關鍵設備是數字MMDS下變頻器和數字機頂盒。數字下變頻器要求-90dbc/10Hz,同數字發射機一樣,數字下變頻器要求頻率穩定性高低相位噪聲,帶內抑制好。數字機頂盒的要求主要體現在機頂盒內部調諧器。

四、結論

把MMDS無線數字作為有線的一種技術覆蓋手段和延伸措施,通過一級MMDS數字電視直接覆蓋,在部分地區通過兩級MMDS數字級聯方式的微波傳輸和補充覆蓋,在有線網絡一個投資和利益主體的前提下,成功地實現對農村地區的、低成本高質量的電視覆蓋,既提高收視效果,增加收視頻道,同時,MMDS技術還可以為用戶提供多種業務功能,包括點對點面向連接的數據業務、點對多點業務、點對點無連接業務及視頻點播、IP電話、網上購物、信息查詢等增值業務和GPRS電信業務。□

(編輯/劉佳)