關(guān)于數字MMDS(MUDS)系統綜述

前言

MMDS（Multichannel Microwave Distribution System）是多路微波分配系統的英文縮寫(xiě)，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。據不完全統計，在我國僅單頻道發(fā)射系統就有600多套，若再加上寬帶小系統，估計有1000多套系統，為我國農村有線(xiàn)電視的發(fā)展奠定了基礎。但是經(jīng)十年的發(fā)展，國內目前還在使用的MMDS系統，恐怕不到四分之一，而且這些系統大都殘缺不齊、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，傳送電視節目少；又因為規劃不合理，引起同頻干擾現象嚴重；為了收費，系統加擾，但加擾后圖像損傷嚴重，易破解等問(wèn)題，這些都嚴重的制約了MMDS的發(fā)展。

技術(shù)的發(fā)展是螺旋上升的，數字電視的發(fā)展是近年廣電領(lǐng)域的重大事件，它的到來(lái)給傳統無(wú)線(xiàn)電視領(lǐng)域帶來(lái)了一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命。它使傳統的電視媒體在技術(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(wú)線(xiàn)傳輸這種歷史悠久的覆蓋手段在新的數字電視技術(shù)背景下，也被重新賦予了新的生命和市場(chǎng)活力。全新的數字MMDS/MUDS無(wú)線(xiàn)傳輸不僅可以提供更高質(zhì)量的圖像和聲音節目以及更佳頻譜使用效率，更重要是它提供了強大的多樣性數字電視業(yè)務(wù)。

一、數字MMDS系統原理

數字MMDS系統的核心首先在信源編碼和信道調制上采用DVB-C的數字電視標準，調制后的信號進(jìn)入發(fā)射和天饋系統通過(guò)空間電磁場(chǎng)直接覆蓋用戶(hù)。圖像按照MPEG—2標準壓縮，每8MHz帶寬壓縮6套電視節目，節目數量增加了幾倍，圖像質(zhì)量接近DVD效果，所占用的帶寬降低了2/3，通過(guò)數字CA系統也使歷史上遺留的收費難問(wèn)題得到了解決，而且便于用戶(hù)管理。相同功率的數字發(fā)射機比模擬發(fā)射機覆蓋半徑大大提高。

系統具體信號流程如下：衛星碼流轉發(fā)器接收各省未加密的數字衛星節目，輸出TS流。加密衛星節目使用帶TS流輸出的專(zhuān)用解碼器輸出TS流到復用器。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(xiàn)數字節目，經(jīng)過(guò)適配或解調后輸出TS流。以上節目TS流按每6－8套節目為一節目包，將多路TS流復用成多個(gè)TS流節目包。TS流節目包進(jìn)入獨立加擾機加擾，由此實(shí)現CA系統對用戶(hù)權限的管理。加擾后的TS流進(jìn)入QAM調制器，將TS流調制到RF頻道，進(jìn)入發(fā)射和天饋系統，最終完成對服務(wù)區的無(wú)線(xiàn)覆蓋。

圖1 數字MMDS前端平臺

二、數字MMDS系統核心指標

從系統技術(shù)指標上分析前端數字平臺采用的是基于DVB-C的系統，其各項數字指標都能使用廣電總局發(fā)布的有線(xiàn)數字電視相關(guān)行業(yè)技術(shù)標準予以評測，對于發(fā)射和天饋系統卻無(wú)相關(guān)行業(yè)標準予以考評。但從實(shí)際系統指標分配及工程實(shí)施中我們不難發(fā)現，發(fā)射和天饋系統技術(shù)指標的優(yōu)劣對于數字MMDS系統實(shí)施的成功與否起著(zhù)關(guān)鍵作用。除傳統的模擬技術(shù)指標外，數字系統的MER,BER等數字指標在發(fā)射和天饋系統中也有相關(guān)要求。

1、MER（Modulator Error Rate）調制誤差率

MER是對疊加在數字調制信號上失真的對數測量結果（dB），計算公式：

它是測量數字電視的主要指標。反映數字接收機還原二進(jìn)制數碼的能力，它近似于基帶信號的信噪比（S/N），且MER的值越大代表系統越好，如果系統MER值越小，信號受到的損傷變大，誤碼率增加，圖象將出現亂碼現象，嚴重時(shí)會(huì )出現黑屏，用戶(hù)端信號出口處要求MER大于23dB。MER不像在模擬系統中圖象質(zhì)量會(huì )隨著(zhù)載噪比性能的下降明顯降低，只有在低于系統MER門(mén)限的情況下才嚴重影響數據傳輸。64QAM系統一般要求大于31dB；256QAM系統要求MER大于30dB。在分析儀上顯示數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(lèi)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)射和天饋系統中均存在，尤其是在發(fā)射機部分。所以如何優(yōu)化數字MMDS發(fā)射機MER指標對于系統MER指標優(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于全部比特數的比值。數字電視信號是離散的信號，具有“斷崖效應”的特點(diǎn)，接收要么穩定，要么馬賽克，要么靜幀，要么中斷。沒(méi)有模擬信號那種劣化的漸變的過(guò)程。在數字MMDS系統中CSO/CTB/C/N等指標都反映到誤碼率上，所以誤碼率是數字傳輸系統中特有的指標，也是衡量數字MMDS系統有效行和可靠性?xún)?yōu)劣程度的重要指標,用戶(hù)對系統的要求實(shí)際上最終就是誤碼率。

BER一般用科學(xué)記數法表示，BER越低越好。對于數字傳輸誤碼率（BER）應達到：數字MMDS發(fā)射機BER?10-8、數字MMDS中繼站BER?10-7、用戶(hù)終端BER?10-5

MER指標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(gè)信號可能有良好的MER而B(niǎo)ER卻很差。如果系統MER值較高，但依舊看到錯誤，那么該錯誤可能由一個(gè)周期性故障造成，因此判定系統中是否有周期性故障的以個(gè)方法是同時(shí)測量MER和BER。

三、數字MMDS發(fā)射機和合成器

數字MMDS發(fā)射機和合成器是數字MMDS系統的核心設備，如何選型是一個(gè)綜合考慮的結果。是否傳統的模擬發(fā)射機和天饋系統可以不經(jīng)過(guò)修改即可勝任數字MMDS系統，答案是否定的。