试论数字电视MMDS无线传输网的设计关键技术

陈宇

[摘 要]多路微波分配系统(MMDS)是一种点对多点信道分布、提供宽带业务的无线技术。本文就数字电视MMDS无线传输网的设计相关问题进行探讨,在分析数字电视广播MMDS无线传输网主要特点的基础上,重点对于数字电视MMDS无线传输网组成进行分析。

[关键词]数字电视 多路微波分配系统 无线传播网

一、引言

数字无线传输MMDS与HFC网络一样可进行数字普通清晰度和数字高清晰度的传输和广播,也可进行高速因特网等宽带信息服务。数字无线覆盖MMDS系统传输距离远、并可多次中继、发射功率低、节省频率资源、抗干扰强、易于加解扰。可迅速实现对广大的农村电视用户的多套电视节目有效覆盖,投入少,建网快,维护成本低,用户接收设备使用简单方便基本免去上门服务,同时前端采用条件接收(CA)授权,对用户收费进行计算机自动管理,用户管理透明量化,实现电视信号授权管理,并可开展个性化收费电视等多项业务[1,2]。

二、数字电视广播MMDS无线传输网主要特点

数字MMDS技术是集计算机技术、信息技术、网络技术和微波通讯技术为一体的综合性技术。数字电视广播MMDS无线传输网其传输主要特点是:

(一)提高了功率与频谱的综合利用。数字MMDS技术使用最新的数字信号的信源编码、信道编码及数字调制技术,使数字信号的频谱压缩,可以在与模拟电视同样射频带宽内传输的电视节目多几倍,频道资源利用率高,提高了功率与频谱的综合利用。以广播电视网对编码器入网测试标准之一为例:在码率SMb/s时,包括高速运动的图像在内,主观评价应达到S分,这样在使用64QAM调制时,在一个8MHz射频通道内可得到净码率38Mb/s,则在一个8MHz射频通道带宽内可以传送7套高质量SDTV节目。

(二)可获得稳定的高质量电视广播节目。数字信号传输具有“峭壁效应”,使其接收端数字信号门限电平的Cordially,N值比模拟信号门限电平C/N要求低,各种不同调制方式门限电平比较。这就是说,在相同有效覆盖范围内,同样传输状况下,数字信号接收场强可降低,即是说数字发射机的发射功率比模拟发射机的发射功率低也能得到稳定的高质量电视节目。数字调制信号它本身因相位和幅度变换相当复杂,所以网络中使用所有设备的幅度非线性失真,相位非线性失真,相位噪声和传输中多径效应产生的色散衰落等诸多因素都将引起接收信号质量恶化。要保证数字电视广播无线MMDS传输网的最大有效覆盖范围,首先,得保证数字发射机输出必须按照标准具有高调制误差率(MER)的数字射频功率信号,这点十分重要。其次,接收端应具有足够的接收场强的同时应具有高的信号质量,使其接收端具有适当接收场强和比较高的信号质量来保证数字MMDS广播电视网所需的有效覆盖范围内得到稳定的高质量电视广播节目。

(三)可以发展多功能宽频带综合信息业务。数字调制信号的频谱类似于白噪声频谱,所以严格地说,用载噪比来描述数字调制信号不太确切。因此,数字信号电平定义为在有效带宽内所送射频或中频信号的均方根值(RMS)功率。对于宽频广播电视网络来说,多功能宽频带综合信息业务数字网是可持续发展的项目。由数字电视衍生出来的增值业务,综合信息业务,可实现图文电视、交互式电视(NVOD)、视频点播(VOD)、信息点播(IOD)、按次付费(PPV),数据传输,电视购物等新业务增长。为确保这些新业务的实现,新建数字电视广播无线传输网时,应对新业务发展留有足够的冗余度,同时应具有一个安全可控的综合业务管理平台。

三、数字电视MMDS无线传输网组成

(一)数字MMDS无线单向传输网的结构

MMDS数字电视广播无线传输网系统构成由四子系统组成:前端系统、传输系统、用户终端系统和网络管理系统组成。因为传输系统中接入网是采用无线传输媒介(软媒介),所以传输系统部分与有线数字电视广播传输网的传输系统部分差异较大外,其余三个子系统与有线数字电视广播传输网系统雷同。

前端系统是数字电视广播无线CDs传输网的心脏和信号源头。前端系统其主要功能是将MMDS传输系统来自不同信源的所运营的各种业务,各种信号重新组合,构成新的本系统信源节目传输包通过传输系统传送到用户终端系统。随着无线电视广播网迅速普及,由数字电视衍生出来的一系列崭新的增值业务也呈现出迅猛的增长趋势。对无线宽带网络来说,为了确保这些新业务的实现,一个安全可控的网络综合管理业务平台就尤为重要,不仅用于控制用户的授权,并为用户提供一个安全保密的通道,使非授权者不可能窃取或篡改他人传输的信息,用户终端系统只能接收广播电视台网络送来的合法信息,保证信息安全。

(二)数字电视MMDS无线传输的信息来源

广播电视台确定数字电视广播MMDS无线传输网功能,一般信息来源有以下几种:(1)外来信源。卫星电视广播系统、微波通讯系统、有线电视广播系统、模拟无线电视广播系统、Internet网等信源来的各种业务信息。这些信源能提供多节目传输流(MPTS)、单节目传输流(SPTS) , PDH/SDH , Internet网等各种数字信号和模拟A/V信号。(2)自办信源。由广播电视台自办各种当地信息化强的电视广播节目及其他业务的信息作为信号源使用。(3)对于各种不同信号进行重新组合对多节目传输流(MPTS)整包统计复用后加扰,对单节目传输流(SPTS)統计复用将多个单节目传输流(SPTS)复用成为一个整包的传输流后加扰,对模拟A/V信号按广电总局有关标准进行音视频信号压缩、编码,复用后加扰等进行各种不同的处置,形成所需的传输流。

(三)数字电视MMDS无线传输系统基本参数

经过网络管理系统的条件接收(CA)系统对整包的传输流后加扰,形成加扰后的DVB-ASLTS数据传输流对QAM调制器进行数字调制,QAM调制器应符合GY/T 198-2003标准“有线数字电视广播QAM调制器技术要求和测量方法”。

根据DVB标准建议和实验结果,建议无线QAM调制器工作调制状态最好采用n= 16, 32, 64可调。使用状态不要超过64QAM o QAM调制器输出频率一般有两种:一种与窄带发射设备配时,使用中频输出,另一种与宽带发射设备配时,使用增补频段或分米波频段的频率。

特别要注意一般情况下调制器在64QAM符号率在6.875Mb/s工作模式下中频输出时调制误差率(MER}42dB,射频输出时调制误差率(MER)> 40dB。但是调制误差率(MER)应根据数字电视广播MMDS传输网规模酌情考虑的核心。

随着数字电视广播系统日益扩大,信息处理越复杂,前端设备的来源、种类、数量成倍增加,并且实际无线传输网的传输系统机房很可能与前端系统机房不在一起,所以对无线数字电视广播网中所用的所有设备管理提出了更新更高的要求。 对无线宽带网络来说,为了确保这些新业务的实现,一个安全可控的网络综合管理业务平台就尤为重要,不仅用于控制用户的授权,并为用户提供一个安全保密的通道,使非授权者不可能窃取或篡改他人传输的信息,用户终端系统只能接收广播电视台网络送来的合法信息,保证信息安全。

参考文献

[1]丁立波, 江小华, 张河。基于无线数字传输技术的数据采集系统设计[J]半导体技术, 2003,02

[2]古伟, 周华清, 姚作华。海岛MMDS系统调试及维护[J]有线电视技术, 2009,09