当前位置 > 首页 > 网站建设学院 > > 视频通信

宽带MMDS发射系统是卫星直播电视进入千家万户的最途径(1)

2/14/2005来源:视频通信人气:17817

宽带MMDS发射系统是卫星直播电视进入千家万户的最途径——孙雪霞 1 综述 国家广播电视总局提出“九五”期间的发展目标是力争在本世纪末基本实现村村通广播、 村村通电视。要实现这一目标,必须加快农村广播电视建设步伐,在偏远山区、老少边穷地 区建立以发展卫星直播电视为主体、以MMDS传输分配网为辅助的覆盖网。采取卫星接收、有 线接入、无线转播、多路微波分配等各种传输媒体,推进县、乡、村区域性联网。 根据我国地域广泛、地形复杂、偏远闭塞、山区、沙漠边疆地区交通不便、农村经济落 后、生产与生活条件很差等特点,还有许多地区听不到广播,看不到电视,是覆盖盲区,甚 至有的地区连电都不通。国家广电总局已明确指出:“广播电视事业发展的重点在覆盖,覆 盖的重点在农村”。因此国家广电总局决定优先发展卫星直播电视,卫星直播电视是国家和 省级广播电视主干传输网,联接各乡、镇、村有线网的纽带。 所谓卫星直播电视是大功率的数字压缩的卫星电视广播,采用小口径卫星接收天线,可 把卫星电视“接进家”。但从目前我国数字电视的发展状况来看,还处在萌芽阶段,数字卫 星接收机大多是进口的,国产机型较少,价格仍较贵,性能也不够理想。这对于我国经济不 发达的广大农村、山区难以推广应用。 因此要覆盖农村、山区、老少边穷地区的广播电视的最佳途径还是集体接收。可以乡、 镇或自然村为单位集体接收,数字卫星节目接收下来后再通过MMDS多路分配网或CATV分配网 传送到每个用户。个体用户只需使用普通模拟电视机,调谐到自己欲收看的节目。把卫星地 面接收站的建设费用分摊到每个家庭,这更适应农村用户的经济承受能力。 例:一站0.45m的卫星地面站若传送8套节目,需配置8台数字卫星接收机,总费用约2~3 万元,对于几十户的村庄来说,每户初装费共分摊几百元;对百户以上家庭的大村庄来说; 还可加大投资多接收几套节目。 从卫星接收信号传送到个体用户的传输媒介,哪一种最佳? (1)光纤传输:最大优点是频带宽、传输节目多,还可能为今后的宽带综合应用打下基 础。但因投资大,施工周期长,尤其对边疆山区、河流、沙漠地带更是无法实现。 (2)用传统的同轴电缆分配网传输,更是技术落后,面临淘汰。 (3)采用MMDS传输,具有图像质量好,可靠性高、投资低、建网快、维护管理简单等显 著特点。优越于CATV、HFC传输,已在我国普遍应用。 对于传输距离较远的县、乡、镇,建议用单频道MMDS发射系统,每频道发射功率较大,传 输距离可达40~50km。 (4)要实现“村村通”电视,覆盖1~2km左右的自然村来说,采用宽带MMDS发射系统更 为合适。如覆盖2km的自然村,只需用10w宽带MMDS发射机便可传输十多套节目,并用低价格的 喇叭天线覆盖(最大扇区150度覆盖服务区),这样总成本(不计卫星地面站费用)约几万元。 分摊到每户就不多了。 2 宽带MMDS发射系统的组成 MMDS发射系统分单频道发射系统及宽频带发射系统两大类。单频道发射系统是多路信号调 制到微波频段,再频道合成后送入发射天线。而宽带发射机是:先将多频道电视信号调制成的 VHF或UHF射频频道信号,混合后再在宽带发射机中上变机有室内型和室外型两种,见图1、图2。 频到微波发射频段及功率放大。宽带MMDS发射 对于小功率宽带发射系统,只需要一台室外型MMDS发射机,省略了室内单元,降低了设备 送价。 3 宽带MMDS发射系统的特点 与单频道MMDS发射系统比较,有如下特点: (1)系统价格低,因宽带发射系统设备简单,只需用一台发射机就能实现多频道传送,更 不需用多路频道合成器和微波馈线,综合成本比多台单频道发射机低。 (2)系统指标分析:一般认为,由于功放管等器件的非线性,宽带发射机的交互调失真 严重。但随着科学技术发展,采用“超线性放大技术”、非线性校正电路及功放管器件的成熟, 宽带发射机同样可提供出色的,甚至比单频道系统更好的性能指标。 (3)安装调试方面:单频道发射系统在安装时要考虑频道合成器的连接,因其体积大,要 求机房面积大,室内工作环境要求高(因频道合成器是波导器件,对室内工作温度及湿度要求 高,否则电性能要受损害),而且安装调试复杂,现场调试对测试仪器要求高,每路信号调试 相互影响较大。而宽频发射机因体积小,连线少,易安装易调试。一般宽带发射机均在工厂严 格调试合格,现场调试十分简单,甚至无需专业人员完成。对于高铁塔发射台,可采用室外型 宽带发射机,安装在铁塔平台上。 (4)设备维护:宽带发射机内配置有下变频器,将射频检测信号送人节目制作中心,利用 场强仪或监视器(电视机)便可监测实时发射信号。同时宽带发射机采用模块化组件,部件更 换容易,维护简单。 (5)系统扩容:单频道发射系统在频道扩容时不单是增加一台发射机及一个合成器而已, 还需在频道合成时停播,做大量测试工作。而宽带发射系统的扩容,只需在前端增加一台普通 的电视调制器即可。当然,频道数增加,在保证CTB指标仍然合格的前提下,每频道的输出功率 必须重新调整(要下降),导致相应的服务区半径将缩小,解决办法是更换功放模块或后级再 增加一台功放机。 扩大覆盖区域时,单频道发射系统需更换发射机或采用中继接力方式实现,造成重复投资。 而宽带发射机是模块化设计,同样,当扩大覆盖区域时,仅需更换功放模块或后级再增加一台 功放机。十分简单、方便,使成本大大降低。 (6)加解扰与精密偏置:由于宽带系统的信号调制混合在功放前完成,因此宽带系统容易 实现加解扰可寻址收费管理。宽带系统只需一台加抚器就可满足全部节目加扰,而单频道系统 要每路信号都需增设加扰器。 同样宽带MMDS发射机采用精密偏置也非常简单,只要宽带发射机具有10MHz精密振荡源接 口就可实现发射机精密偏置。 (7)宽带MMDS发射机实现数字化也与(6)条所述那样简单,容易实现。而且数字化后, C/N要求降低,原有发射功率对网络的互联性也能满足,也能方便地应用在双向交立式系统中, 使传输距离增加一倍以上。另外宽带 MMDS系统也可接入 Inter-net网。 4宽带MMDS发射机 图3为室外型宽带MMDS发射机框图,由室内单元和室外单元组成。 室外单元主要是发射机模块、功放模块、电源模块、监测和诊断模块、下变频组件及风机 组成。室内单元主要是发射机的监控、监测部分和电源组成,工作人员通过监控单元能全面掌 握置于铁塔上的发射机工作状态。有下列监视与控制: (1)通过监控单元控制室外发射单元的电源开关控制,并有指示灯指示。 (2)监测发射机的直流工作电压、电流及发射功率和过载保护功能。 (3)锁相、驻波比及风机运转状态指示。 (4) ALC自动电平控制,超过正常值时或机内工作温度超限时,自动切断功放电源,并声 光报警。 (5)当机内进水、馈线接触不好时,驻波比超过限定值,自动切断功放电源,并声光报警。 (6)控制冷风机转动。当冷风机停转时或机内工作温度超限时,自动切断功放电源,并声 光报警。 (7)故障排除后,发射机应自动再启动。 小功率宽带发射机及中继器其构成更为简单,不分室内及室外单元。室外主机内仅配有下 变频,输出射频测试信号到室内,直接用场强仪或电视机监测、监视。工作人员仅控制室外主机 的电源开/关。 5 宽带MMDS发射机性能指标分析 宽带MMDS发射机要有良好的非线性指标,高的载噪比及CTB值等电气性能要求;高稳定性和高 可靠性、易维护性、以适应恶劣的工作环境;还要有可扩展性,能满足未来数字化的发展趋势、 以下就输出功率、载噪比及非线性等指标作一分析。 (l)发射功率:宽带发射机的输出功率受到米级功放模块的额定功率的限制。当多频道工 作时,每频道输出功率与频道数N有关,但也不是简单的做除法。而是引入了一个系数: 式中系数A与发射机给出的非线性指标 (CTB)的要求高低有关,还与发射机功放管的工作状态因素有关。放大器线性越好的宽带发射 机,其每频道的输出功率越高。各生产厂家的宽带发射机系数A是不一样的,是生产厂家通过试 验测试得出的数值。统计而言:对于进口设备因性能指标较高,系数A=22;国产设备系数A=20。 频道数少时,发射机负荷轻,每频道允许输出的功率大,系数A值较小。同频宽带中继器,因功 率要求性能要求比发射机要低,因此系数A较小。在做MMDS系统设计时,可取A=20或22估算,以 便确定选用多少瓦的宽带发射机。但当发射机已选型确定后,其详细计算仍要以某公司给定的 产品参数作依据。 (2)载噪比C/N:宽带发射机的载噪比指标决定于发射机射频输入信号电平的大小。一般 进入宽带发射机的输入电乎都较大,有80dBpV~90dBpV。因此国标给出的C/N>=55dB的指标是很 容易满足的。 (3)非线性失真(CTB):在宽带发射机中常用平衡式混频器及推挽功放模块,因此在宽带 发射机中复合二次失真差拍CSO很小,可以不予考虑。仅考虑混频管及功放管的非线性特性引起 的复合三次失真差拍分量CTB。 国标规定C/CTB<=-60dBc,在保证一定C/CTB指标要求下,决定了输出线性功率的大小, 也 就是决定了发射机的优劣。 改善放大器非线性的方法有: ①“超线性”设计发射机,使信号工作在超线性区域,比发射机炮和功率压缩1dB点还低 1dB。 这方法简单有效,缺点是功率管功率利用率低。一般用于小功率宽带发射机中。 ②预失其校正法,用一个非线性发生器产生一个非线性失真,此法不易调整,不能完全补 偿。 采用自适应数字处理预失真校正补偿,具有非线性校正准确、适应范围宽的特点。但电路复 杂,使整机成本增高。此法一般用于大功率宽带发射机中,国提高功放管的功率利用率是非常重 妥的。 ③自动电平控制(ALC):由于宽带发射机工作于室外,工作环境条件较差,输出功率功放增 益及各级工作状态与环境温度变化非常敏感,因此要有自动电平控制电路来使输出功率保持恒定。 小功率宽带MMDS发射机为降低成本,一般没有ALC控制电路。 6村级宽带MMDS发射机(续下篇)