MMDS技术在数字电视系统中的运用

[摘 要]MMDS(Multi—channel Microwave Distribution System)多路微波分配系统,是一种点对多点信道分布、提供宽带业务的无线技术。近几年来,数字电视MMDS无线传输网在国内外得到了日益广泛的应用,特别是在数字技术成熟后被广泛运用于数字电视系统。

[关键词]数字电视;MMDS;设计

一、MMDS概述

所谓数字电视,是指包括节目摄制、编辑、发送、传输、存储、接收和显示等环节,全部采用数字处理的全新电视系统。数字电视在接收端的显示部分仍然采用模拟电视机通过综合解码器IRD(也称机顶盒)来收看数字电视节目,而在用户接收端以前则全部实现数字化。

MMDS(Multi—channel Microwave Distribution System),即通常所说的“多路微波分配系统”,其工作频率一般是2.5——2.7GHz(部分工作频率为在12GHz、18GHz、28GHz)。基于模拟技术的MMDS由于能弥补HFC网不易覆盖的地区的电视节目的覆盖问题,而在广播电视行业中得到广泛运用。然而,模拟MMDS也存在其缺陷,如节目源限制导致频道少、收视效果不理想、收费管理困难等问题。

数字MMDS主要具有以下几个优点:

1.节目容量大。一个MMDS台可以发送超过百套电视节目,彻底解决了节目数量瓶颈。

2.覆盖范围广。由于MMDS采用数字传输,接收要求的C/N门限降低,传输距离大大增加,同时,数字无线覆盖可以满足整体行政区域的覆盖要求,可以替代光缆或电缆的乡镇延伸。

3.功能强大。数字MMDS除了正常的频道收视之外,数字化传输处理还可进入宽带综合业务数字网,实现数据图文的传输、电视点播、电视购物、交互式双向通信传输等。

4.信号抗干扰性强。MMDS由于采用数字传输和新的信号再生方案,排除了噪声和失真的累积影响,收视效果更好。

二、数字MMDS传输网结构及参数标准

数字MMDS多路微波系统主要由前端系统、传输系统、用户终端系统和网络管理四个子系列化统组成,前端系统作为数字电视无线MMDS传输网的心脏和信号源头,其主要功能是将MMDS传输系统中,来自不同信源的各种信号和各种业务进行重新组合,如卫星节目或自办节目等,构成新的系统信源节目传输包,再通过传输系统传送到用户终端系统。由于传输系统中接入网是采用无线传输媒介(软媒介),所以传输系统发射部分由本振信号源、上变频器、微波功率放大器、信道功率合成器、馈线、发射天线等组成,必要的地区还要通过中继站进行转发。而用户地面接收系统则由接收天线、下变频器和馈电器等构成。用户必须通过数字机顶盒和运营商配发的IC卡才能接收微波电视信号。

三、MMDS技术在数字电视系统中的运用

MMDS数字电视无线传输网络的系统设计并不是一成不变的沿用公式计算,由于地形、地貌、地物和电波传播环境等诸多因素的影响,对于MMDS数字电视无线传输网络的系统设计必须立足于具体使用地区的特定条件,对设计方案的总体技术要求必须符合国家和行业的有关标准,同时,MMDS无线数字覆盖系统还应满足以下基本要求:先进性、标准性、可靠性、安全性、可管理性、完整性。

将数字MMDS运用于数字电视中,首先应确认电视台对数字电视MMDS无线传输网络运营规划具体的要求,综合信息业务种类、容量和所需覆盖面积等,以及电视台已有电视广播网的现状及运营情况。同时,对覆盖区及附近的电波传播环境进行了解,对有线和无线模拟、数字电视广播网,微波传输网及其他通讯设备等有关调制方式发射频道,发射等效全向辐射功率,发射天线位置、有效高度、辐射场型、极化方式等环境状况,以及对覆盖区气象要素等因素进行电磁干扰及储备衰落等方面分析,绘出频谱图,规划微波频率,防止同频干扰。这是前期的准备工作。

其次,对于MMDS发射台站进行初选。电视台应根据发射台在覆盖区的位置确定发射天线的辐射场型,初选发射设备的发射调制工作模式,发射调制误差率(MER)、发射功率和发射天线的发射天馈系统(含多功器)增益;同时,根据数字电视无线传输网所需的有效覆盖范围,对发射天线高度进行适当选择。避免由于发射天线高度过高而导致的投资增加、馈线长度增加和馈线损耗加大,以及由于靠近发射天线附近阴影区半径加大而导致的信号干扰。在对发射天线的架设问题上,还应注意平台的屏蔽效应和反射效应。

再次,对有效覆盖范围进行计算。电视台应根据确定的MMDS数字电视传输网总体方案,按前端系统、传输系统、用户终端系统所的分配技术指标,对所需覆盖范围的最远距离进行计算,同时考虑菲涅区半径影响,对发射天线的高度进行确认。对系统覆盖的范围计算主要设计依据是用户端的接收电平或接收端所需要达到的载噪比(C/N)。

在对传输网用户终端分配C/N值时,应根据发射天线水平方向辐射方向图选用不同的接收天线增益进行计算。

对于接收系统来说,用户端主要由接收天线、数字下变频器、供电器和数字机顶盒四个部分组成,数字MMDS接收的关键设备是数字MMDS下变频器和数字机顶盒。数字下变频器要求-90dbc/10Hz,同数字发射机一样,数字下变频器要求频率稳定性高低相位噪声,带内抑制好。数字机顶盒的要求主要体现在机顶盒内部调谐器。

四、结论

把MMDS无线数字作为有线的一种技术覆盖手段和延伸措施,通过一级MMDS数字电视直接覆盖,在部分地区通过两级MMDS数字级联方式的微波传输和补充覆盖,在有线网络一个投资和利益主体的前提下,成功地實现对农村地区的、低成本高质量的电视覆盖,既提高收视效果,增加收视频道,同时,MMDS技术还可以为用户提供多种业务功能,包括点对点面向连接的数据业务、点对多点业务、点对点无连接业务及视频点播、IP电话、网上购物、信息查询等增值业务和GPRS电信业务。□

(编辑/刘佳)

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