關(guān)于數(shù)字MMDS(MUDS)系統(tǒng)綜述

前言

MMDS（Multichannel Microwave Distribution System）是多路微波分配系統(tǒng)的英文縮寫，它是九十年代初期進(jìn)入中國，九十年代中后期迅速發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，在我國僅單頻道發(fā)射系統(tǒng)就有600多套，若再加上寬帶小系統(tǒng)，估計有1000多套系統(tǒng)，為我國農(nóng)村有線電視的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但是經(jīng)十年的發(fā)展，國內(nèi)目前還在使用的MMDS系統(tǒng)，恐怕不到四分之一，而且這些系統(tǒng)大都?xì)埲辈积R、帶病工作。

MMDS衰落的技術(shù)原因如下：由于受頻率資源的限制，傳送電視節(jié)目少；又因為規(guī)劃不合理，引起同頻干擾現(xiàn)象嚴(yán)重；為了收費(fèi)，系統(tǒng)加擾，但加擾后圖像損傷嚴(yán)重，易破解等問題，這些都嚴(yán)重的制約了MMDS的發(fā)展。

技術(shù)的發(fā)展是螺旋上升的，數(shù)字電視的發(fā)展是近年廣電領(lǐng)域的重大事件，它的到來給傳統(tǒng)無線電視領(lǐng)域帶來了一場深刻的技術(shù)革命。它使傳統(tǒng)的電視媒體在技術(shù)功能上逐步與信息，通信領(lǐng)域的其它手段相互融合，形成了全新的產(chǎn)業(yè)格局。無線傳輸這種歷史悠久的覆蓋手段在新的數(shù)字電視技術(shù)背景下，也被重新賦予了新的生命和市場活力。全新的數(shù)字MMDS/MUDS無線傳輸不僅可以提供更高質(zhì)量的圖像和聲音節(jié)目以及更佳頻譜使用效率，更重要是它提供了強(qiáng)大的多樣性數(shù)字電視業(yè)務(wù)。

一、數(shù)字MMDS系統(tǒng)原理

數(shù)字MMDS系統(tǒng)的核心首先在信源編碼和信道調(diào)制上采用DVB-C的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)制后的信號進(jìn)入發(fā)射和天饋系統(tǒng)通過空間電磁場直接覆蓋用戶。圖像按照MPEG—2標(biāo)準(zhǔn)壓縮，每8MHz帶寬壓縮6套電視節(jié)目，節(jié)目數(shù)量增加了幾倍，圖像質(zhì)量接近DVD效果，所占用的帶寬降低了2/3，通過數(shù)字CA系統(tǒng)也使歷史上遺留的收費(fèi)難問題得到了解決，而且便于用戶管理。相同功率的數(shù)字發(fā)射機(jī)比模擬發(fā)射機(jī)覆蓋半徑大大提高。

系統(tǒng)具體信號流程如下：衛(wèi)星碼流轉(zhuǎn)發(fā)器接收各省未加密的數(shù)字衛(wèi)星節(jié)目，輸出TS流。加密衛(wèi)星節(jié)目使用帶TS流輸出的專用解碼器輸出TS流到復(fù)用器。模擬音視頻信號使用MPEG-2編碼器編碼后輸出TS流。本地節(jié)目的視音頻信號經(jīng)MPEG-2編碼器編碼后輸出的TS流。對于上級網(wǎng)絡(luò)的有線數(shù)字節(jié)目，經(jīng)過適配或解調(diào)后輸出TS流。以上節(jié)目TS流按每6－8套節(jié)目為一節(jié)目包，將多路TS流復(fù)用成多個TS流節(jié)目包。TS流節(jié)目包進(jìn)入獨(dú)立加擾機(jī)加擾，由此實現(xiàn)CA系統(tǒng)對用戶權(quán)限的管理。加擾后的TS流進(jìn)入QAM調(diào)制器，將TS流調(diào)制到RF頻道，進(jìn)入發(fā)射和天饋系統(tǒng)，最終完成對服務(wù)區(qū)的無線覆蓋。

圖1 數(shù)字MMDS前端平臺

二、數(shù)字MMDS系統(tǒng)核心指標(biāo)

從系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)上分析前端數(shù)字平臺采用的是基于DVB-C的系統(tǒng)，其各項數(shù)字指標(biāo)都能使用廣電總局發(fā)布的有線數(shù)字電視相關(guān)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)予以評測，對于發(fā)射和天饋系統(tǒng)卻無相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)予以考評。但從實際系統(tǒng)指標(biāo)分配及工程實施中我們不難發(fā)現(xiàn)，發(fā)射和天饋系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)劣對于數(shù)字MMDS系統(tǒng)實施的成功與否起著關(guān)鍵作用。除傳統(tǒng)的模擬技術(shù)指標(biāo)外，數(shù)字系統(tǒng)的MER,BER等數(shù)字指標(biāo)在發(fā)射和天饋系統(tǒng)中也有相關(guān)要求。

1、MER（Modulator Error Rate）調(diào)制誤差率

MER是對疊加在數(shù)字調(diào)制信號上失真的對數(shù)測量結(jié)果（dB），計算公式：

它是測量數(shù)字電視的主要指標(biāo)。反映數(shù)字接收機(jī)還原二進(jìn)制數(shù)碼的能力，它近似于基帶信號的信噪比（S/N），且MER的值越大代表系統(tǒng)越好，如果系統(tǒng)MER值越小，信號受到的損傷變大，誤碼率增加，圖象將出現(xiàn)亂碼現(xiàn)象，嚴(yán)重時會出現(xiàn)黑屏，用戶端信號出口處要求MER大于23dB。MER不像在模擬系統(tǒng)中圖象質(zhì)量會隨著載噪比性能的下降明顯降低，只有在低于系統(tǒng)MER門限的情況下才嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)傳輸。64QAM系統(tǒng)一般要求大于31dB；256QAM系統(tǒng)要求MER大于30dB。在分析儀上顯示數(shù)字前端的典型最大值MER是35-38dB（不關(guān)均衡）。

MER包含信號的所有類型的損傷：各種噪聲、載波泄露、IQ幅度/相位不平衡、相位噪聲，都在發(fā)射和天饋系統(tǒng)中均存在，尤其是在發(fā)射機(jī)部分。所以如何優(yōu)化數(shù)字MMDS發(fā)射機(jī)MER指標(biāo)對于系統(tǒng)MER指標(biāo)優(yōu)劣起作關(guān)鍵作用。

2、BER（Bit Error Rate）比特誤碼率

BER（Bit Error Rate）比特誤碼率是指錯誤比特數(shù)于全部比特數(shù)的比值。數(shù)字電視信號是離散的信號，具有“斷崖效應(yīng)”的特點，接收要么穩(wěn)定，要么馬賽克，要么靜幀，要么中斷。沒有模擬信號那種劣化的漸變的過程。在數(shù)字MMDS系統(tǒng)中CSO/CTB/C/N等指標(biāo)都反映到誤碼率上，所以誤碼率是數(shù)字傳輸系統(tǒng)中特有的指標(biāo)，也是衡量數(shù)字MMDS系統(tǒng)有效行和可靠性優(yōu)劣程度的重要指標(biāo),用戶對系統(tǒng)的要求實際上最終就是誤碼率。

BER一般用科學(xué)記數(shù)法表示，BER越低越好。對于數(shù)字傳輸誤碼率（BER）應(yīng)達(dá)到：數(shù)字MMDS發(fā)射機(jī)BER?10-8、數(shù)字MMDS中繼站BER?10-7、用戶終端BER?10-5

MER指標(biāo)的主要局限性是不能捕捉到周期性的瞬間的測量，周期性的干擾使得一個信號可能有良好的MER而BER卻很差。如果系統(tǒng)MER值較高，但依舊看到錯誤，那么該錯誤可能由一個周期性故障造成，因此判定系統(tǒng)中是否有周期性故障的以個方法是同時測量MER和BER。

三、數(shù)字MMDS發(fā)射機(jī)和合成器

數(shù)字MMDS發(fā)射機(jī)和合成器是數(shù)字MMDS系統(tǒng)的核心設(shè)備，如何選型是一個綜合考慮的結(jié)果。是否傳統(tǒng)的模擬發(fā)射機(jī)和天饋系統(tǒng)可以不經(jīng)過修改即可勝任數(shù)字MMDS系統(tǒng)，答案是否定的。