試論數字電視MMDS無線傳輸網的設計關鍵技術

陳宇

[摘 要]多路微波分配系統(MMDS)是一種點對多點信道分布、提供寬帶業務的無線技術。本文就數字電視MMDS無線傳輸網的設計相關問題進行探討,在分析數字電視廣播MMDS無線傳輸網主要特點的基礎上,重點對于數字電視MMDS無線傳輸網組成進行分析。

[關鍵詞]數字電視 多路微波分配系統 無線傳播網

一、引言

數字無線傳輸MMDS與HFC網絡一樣可進行數字普通清晰度和數字高清晰度的傳輸和廣播,也可進行高速因特網等寬帶信息服務。數字無線覆蓋MMDS系統傳輸距離遠、并可多次中繼、發射功率低、節省頻率資源、抗干擾強、易于加解擾?？裳杆賹崿F對廣大的農村電視用戶的多套電視節目有效覆蓋,投入少,建網快,維護成本低,用戶接收設備使用簡單方便基本免去上門服務,同時前端采用條件接收(CA)授權,對用戶收費進行計算機自動管理,用戶管理透明量化,實現電視信號授權管理,并可開展個性化收費電視等多項業務[1,2]。

二、數字電視廣播MMDS無線傳輸網主要特點

數字MMDS技術是集計算機技術、信息技術、網絡技術和微波通訊技術為一體的綜合性技術。數字電視廣播MMDS無線傳輸網其傳輸主要特點是:

(一)提高了功率與頻譜的綜合利用。數字MMDS技術使用最新的數字信號的信源編碼、信道編碼及數字調制技術,使數字信號的頻譜壓縮,可以在與模擬電視同樣射頻帶寬內傳輸的電視節目多幾倍,頻道資源利用率高,提高了功率與頻譜的綜合利用。以廣播電視網對編碼器入網測試標準之一為例:在碼率SMb/s時,包括高速運動的圖像在內,主觀評價應達到S分,這樣在使用64QAM調制時,在一個8MHz射頻通道內可得到凈碼率38Mb/s,則在一個8MHz射頻通道帶寬內可以傳送7套高質量SDTV節目。

(二)可獲得穩定的高質量電視廣播節目。數字信號傳輸具有“峭壁效應”,使其接收端數字信號門限電平的Cordially,N值比模擬信號門限電平C/N要求低,各種不同調制方式門限電平比較。這就是說,在相同有效覆蓋范圍內,同樣傳輸狀況下,數字信號接收場強可降低,即是說數字發射機的發射功率比模擬發射機的發射功率低也能得到穩定的高質量電視節目。數字調制信號它本身因相位和幅度變換相當復雜,所以網絡中使用所有設備的幅度非線性失真,相位非線性失真,相位噪聲和傳輸中多徑效應產生的色散衰落等諸多因素都將引起接收信號質量惡化。要保證數字電視廣播無線MMDS傳輸網的最大有效覆蓋范圍,首先,得保證數字發射機輸出必須按照標準具有高調制誤差率(MER)的數字射頻功率信號,這點十分重要。其次,接收端應具有足夠的接收場強的同時應具有高的信號質量,使其接收端具有適當接收場強和比較高的信號質量來保證數字MMDS廣播電視網所需的有效覆蓋范圍內得到穩定的高質量電視廣播節目。

(三)可以發展多功能寬頻帶綜合信息業務。數字調制信號的頻譜類似于白噪聲頻譜,所以嚴格地說,用載噪比來描述數字調制信號不太確切。因此,數字信號電平定義為在有效帶寬內所送射頻或中頻信號的均方根值(RMS)功率。對于寬頻廣播電視網絡來說,多功能寬頻帶綜合信息業務數字網是可持續發展的項目。由數字電視衍生出來的增值業務,綜合信息業務,可實現圖文電視、交互式電視(NVOD)、視頻點播(VOD)、信息點播(IOD)、按次付費(PPV),數據傳輸,電視購物等新業務增長。為確保這些新業務的實現,新建數字電視廣播無線傳輸網時,應對新業務發展留有足夠的冗余度,同時應具有一個安全可控的綜合業務管理平臺。

三、數字電視MMDS無線傳輸網組成

(一)數字MMDS無線單向傳輸網的結構

MMDS數字電視廣播無線傳輸網系統構成由四子系統組成:前端系統、傳輸系統、用戶終端系統和網絡管理系統組成。因為傳輸系統中接入網是采用無線傳輸媒介(軟媒介),所以傳輸系統部分與有線數字電視廣播傳輸網的傳輸系統部分差異較大外,其余三個子系統與有線數字電視廣播傳輸網系統雷同。

前端系統是數字電視廣播無線CDs傳輸網的心臟和信號源頭。前端系統其主要功能是將MMDS傳輸系統來自不同信源的所運營的各種業務,各種信號重新組合,構成新的本系統信源節目傳輸包通過傳輸系統傳送到用戶終端系統。隨著無線電視廣播網迅速普及,由數字電視衍生出來的一系列嶄新的增值業務也呈現出迅猛的增長趨勢。對無線寬帶網絡來說,為了確保這些新業務的實現,一個安全可控的網絡綜合管理業務平臺就尤為重要,不僅用于控制用戶的授權,并為用戶提供一個安全保密的通道,使非授權者不可能竊取或篡改他人傳輸的信息,用戶終端系統只能接收廣播電視臺網絡送來的合法信息,保證信息安全。

(二)數字電視MMDS無線傳輸的信息來源

廣播電視臺確定數字電視廣播MMDS無線傳輸網功能,一般信息來源有以下幾種:(1)外來信源。衛星電視廣播系統、微波通訊系統、有線電視廣播系統、模擬無線電視廣播系統、Internet網等信源來的各種業務信息。這些信源能提供多節目傳輸流(MPTS)、單節目傳輸流(SPTS) , PDH/SDH , Internet網等各種數字信號和模擬A/V信號。(2)自辦信源。由廣播電視臺自辦各種當地信息化強的電視廣播節目及其他業務的信息作為信號源使用。(3)對于各種不同信號進行重新組合對多節目傳輸流(MPTS)整包統計復用后加擾,對單節目傳輸流(SPTS)統計復用將多個單節目傳輸流(SPTS)復用成為一個整包的傳輸流后加擾,對模擬A/V信號按廣電總局有關標準進行音視頻信號壓縮、編碼,復用后加擾等進行各種不同的處置,形成所需的傳輸流。

(三)數字電視MMDS無線傳輸系統基本參數

經過網絡管理系統的條件接收(CA)系統對整包的傳輸流后加擾,形成加擾后的DVB-ASLTS數據傳輸流對QAM調制器進行數字調制,QAM調制器應符合GY/T 198-2003標準“有線數字電視廣播QAM調制器技術要求和測量方法”。

根據DVB標準建議和實驗結果,建議無線QAM調制器工作調制狀態最好采用n= 16, 32, 64可調。使用狀態不要超過64QAM o QAM調制器輸出頻率一般有兩種:一種與窄帶發射設備配時,使用中頻輸出,另一種與寬帶發射設備配時,使用增補頻段或分米波頻段的頻率。

特別要注意一般情況下調制器在64QAM符號率在6.875Mb/s工作模式下中頻輸出時調制誤差率(MER}42dB,射頻輸出時調制誤差率(MER)> 40dB。但是調制誤差率(MER)應根據數字電視廣播MMDS傳輸網規模酌情考慮的核心。

隨著數字電視廣播系統日益擴大,信息處理越復雜,前端設備的來源、種類、數量成倍增加,并且實際無線傳輸網的傳輸系統機房很可能與前端系統機房不在一起,所以對無線數字電視廣播網中所用的所有設備管理提出了更新更高的要求。 對無線寬帶網絡來說,為了確保這些新業務的實現,一個安全可控的網絡綜合管理業務平臺就尤為重要,不僅用于控制用戶的授權,并為用戶提供一個安全保密的通道,使非授權者不可能竊取或篡改他人傳輸的信息,用戶終端系統只能接收廣播電視臺網絡送來的合法信息,保證信息安全。

參考文獻

[1]丁立波, 江小華, 張河?；跓o線數字傳輸技術的數據采集系統設計[J]半導體技術, 2003,02

[2]古偉, 周華清, 姚作華。海島MMDS系統調試及維護[J]有線電視技術, 2009,09