【摘要】 MMDS(Multichannel Microwave Distribution System)是指通過多路微波傳輸方式,將電視信號調制到微波頻段(2.5G-2.7Ghz),用全向或定向天線發射到所要覆蓋的地區,用戶通過接收天線接收后收看。
【關鍵詞】 MMDS 調制 覆蓋
一. 概述
數字MMDS與模擬MMDS相比,增加了傳輸節目數量、提高了接收信號質量。與有線電視傳輸方式相比,MMDS具有投資少、覆蓋廣、施工周期短、維護方便的優點。與直播衛星相比,MMDS增加了本地節目,滿足了用戶收看本地節目的要求。
太原市位于山西省北中部,北緯37°
27′~38°25′、東經111°30′~113°09′之間,西、北、東三面環山,南部為開闊的河谷盆地,地形復雜多樣,位于山區的郊縣農村地廣人稀,交通、通訊等設施十分落后。從2005年開始,太原市正式開始有線電視數字化平移工作,截止到2009年末,城區60萬有線電視用戶已能收看到150多套有線數字節目頻道,而偏遠山區因有線線路施工困難、成本巨大等因素影響,有線電視信號一直未能覆蓋,用戶收看電視節目還處在困難的境地。
為擴大有線電視覆蓋范圍,實現廣大山區用戶長期、穩定收看到更多、更好、更清晰的電視節目,同時有效地解決有線電視收費難問題,降低有線電視線路維護運營成本,按照廣電總局推進數字電視村村通的發展戰略和相關技術標準,太原有線電視網絡有限公司制定并實施了以低成本的MMDS-QPSK微波傳輸方式,使數字電視覆蓋太原市周邊40KM視距范圍的山區農村地區。
二. 系統組成
MMDS數字電視前端與有線數字電視前端一樣,包括節目源生成、復用加擾、調制、混合及用戶管理系統等,MMDS數字前端位于太原有線電視前端機房,節目信號源采自衛星接收機和本地信號源,經過復用加擾、混合后的信號經高頻調制后,以點對點微波傳輸方式發射到MMDS發射臺,后者接收后,經過解調、調制后以MMDS方式全向發射,40KM范圍內用戶通過天線、下變頻器、機頂盒等裝置接收。MMDS發射天線位于市區西南的廟前山228臺,海拔1865.6米,距太原有線前端機房直線距離23KM。下面分別敘述。
1. 前端節目源處理
太原MMDS前端目前傳輸4個頻點(516Mhz、554Mhz、592Mhz、630Mhz),每個頻點38Mhz帶寬,可傳6-8套節目,目前共傳送40套節目,包括中央臺、部分衛視和本省市臺電視節目。同有線數字電視前端一樣,節目TS流經復用加擾后,被調制到相應頻點上(相對于QAM調制方式,QPSK調制具有抗干擾能力強的特點,更適于在復雜、干擾多的空間里傳播,因此現在的數字MMDS傳輸大多采用QPSK調制的方式)。調制后的信號傳至點對點微波發射機,以2.3-2.5Ghz的頻率發送至228臺接收。
MMDS前端信號處理框圖如下:

2. 上行傳輸部分
根據地形特點和發射臺距離,我們制定了通過點對點微波傳輸方式,將調制混合后的數字信號通過2.3-2.5Ghz的微波傳送至23KM外的228發射臺接收。
前端點對點發射部分由10W數字微波發射機和定向發射天線組成,發射機上變頻本振頻率為1820Mhz,這樣將信號調制到2.3G-2.5Ghz的頻率上,傳至23KM外的228臺接收。
228臺接收處理部分由點對點接收天線、下變頻器、解調器、QPSK調制器、混合器及監控系統組成。
上行傳輸部分的框圖如下:

3. MMDS發射部分
MMDS發射天線采用全向天線,安裝在45米高鐵塔平臺,(主要覆蓋東部、南部地區的用戶),MMDS發射機安裝在鐵塔下機房,饋線60米,發射頻率2.5G-2.7Ghz,極化方式為垂直。
三. 鏈路損耗及發射功率計算
我們下面根據用戶接收機的要求以及對空間鏈路損耗的計算,來算出發射機所需功率。
根據計算公式:
Pt= Pr-Gt-Gr+Ld+Lf
其中Pt:發射機功率
Pr:最小接收功率
Gt:發射天線增益
Gr:接收天線增益
Ld:自由空間損耗
Lf:饋線、接頭及其它損耗
接收機應具有較低的接收門限電平和極強的糾錯能力,我們設接收機載噪比為
C/N=18dB(理想值),考慮到天線信號干擾等因素,取C/N =22dB
① 按 Pr = C/N + N + Nf
N為接收機噪聲功率
Nf為下變頻器噪聲系數,取Nf=2.4dB
N= KTBr
K為波茲曼常數,K=1.38×10-23
W/HZ·K
Br為接收機帶寬,Br=5.75×106 HZ
T為綜合溫度系數,T=293K
則N=1.38×10-23×293×5.75×106=-106.4dBm
Pr=C/N+N+Nf
=22+(-106.4)+2.4
=-82dBm
②Gt發射天線增益
發射天線采用全向天線,增益Gt=10dB
③Gr接收天線增益
用戶接收天線可以采用0.6米、0.8米、1米矩形拋物面天線(增益分別為18dB、21dB、24dB)及1.2米、1.5米、1.8米、2.4米網狀拋物面天線(增益分別為28dB、29dB、30.5dB、33dB),根據實際使用情況,我們取Gr = 21dB
④Ld自由空間損耗
根據自由空間傳播損耗的定義
Ld = 發射功率/ 接收功率
= 92.4+20f + 20D
取頻率f=2.6Ghz(中心頻率)
覆蓋距離D=40GM
Ld =132.74dB
⑤Lf饋線、接頭及其它損耗
取Lf=2.5 dB
⑥考慮到電平儲備,取3 dB
我們計算出發射機功率電平
Pt=25.24 dB
最后根據經驗公式取修正值后,得出數字寬帶發射機功率規劃為27.3W。考慮到傳輸空間雨雪等氣候影響,最終采用30W數字寬帶發射機。
四. 安裝及調試
228臺MMDS設備連接圖及其頻率如下
調試過程中設立監測點,對需要覆蓋的區域進行測試,根據測試情況對發射系統進行修正,使系統達到最佳運行狀態,確保用戶接收。最終測試情況表明,14個監測點4個頻點的接收情況良好,其中最遠的石嶺關(65KM)4個頻點的強度為別為70、73、75、74(XG922-01-S機頂盒數據)。B&P

參考文獻
1、金國鈞 《數字MMDS網路技術》
2、太原有線電視網絡有限公司 《太原有線數字微波傳輸方案》