原创 村村通工程中的MMDS无线数字电视系统简介

MMDS是无线多路微波分配系统。它的工作频段为2.5GHz～2.7GHz，它是通过微波传送有线电视信号的一种技术，由于这种技术方便安装调试，并且由这种技术组成的系统重量轻、体积小，因此很适合城市郊区或农村以及山区的电视覆盖。一个发射塔就可以覆盖一座中型城市，再加上一定数量的转发器就可以很方便的实现对城市周边的农村的覆盖。

MMDS是一种新的宽带数据接入业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线宽带接入服务。在系统的更新换代方面，MMDS技术将会比其他通信技术更容易升级。MMDS最显著的特点就是各个降频器本振点可以不同，可由用户自选频点，即多点本振，所以，各降频器变频后的信号，可以分别落在电视标准频道的VHFI、Ⅲ频段；增补的A、B频段；UHF的13~45CH（频段），这对于用户避开当地的开路无线电视或CATV占用的频道有极大的好处。

数字电视转发站由于成本较低，施工也比较容易，已成为解决无线网络盲区的最有效的手段。在实际应用时，要根据各种不同的情况和环境，结合实测数据，制定具体的方案，以达到覆盖盲区的目的。特别是同频网的盲区覆盖，要尽可能的选用方向性好和前后比大的天线，并充分利用各种自然屏障来保证隔离，以免引起自激。

MMDS转发覆盖方案通常用定向高增益天线接收MMDS信号，通过下变频器变频至UHF频段（470～850MHz），经数字电视转发站放大后由高处的定向或全向天线发射至待覆盖区域。用户利用家中的室外天线即可收看数字电视。MMDS无线覆盖按调制方式可分为QPSK和QAM两种方案。下面以QPSK调制方式为例介绍无线数字电视系统。

QPSK调制的无线数字电视转发站由节目源、传输流再复用器、QPSK调制器、MMDS发射机等组成。各节目源首先在各自的编码器和节目复用器中分别进行编码压缩和复用，形成节目码流后再送到传输复用器，各个节目码流在传输复用器中混合成一个传输码流。节目复用器或传输复用器输出的传输包送到频道适配部分。这部分实现三个功能，包括复用适配和能量扩散，前向纠错编码（FEC）和基带成形及四相移相键控（QPSK）调制。QPSK调制器输出的中频调制信号经上变频器变成射频信号，再经过高频功率放大器放大后，由发射天线发送到至待覆盖区域。

1、MPEG-2编码器

MPEG-2编码器包括视频编码器、音频编码器和数据编码器。其中视频编码器把输入的模拟视频信号按4:2:2格式经A/D转换变成270Mbit/s的数字信号，再经编码压缩成码率为5Mbit/s的数字信号；音频编码器把输入的模拟音频信号进行A/D转换、编码压缩成为2×256kbit/s的数字信号；数据编码器对19.2kbit/s的服务数据和业务数据（包括图文电视）进行编码。

2、传输流再复用器

传输流再复用器把视频、音频和数据编码器输出的数据混合成一个符合MPEG-2标准的节目码流，再把多个节目码流混合成一个打包的传输码流（传输包），并以固定数据包格式输出。

3、复用适配和能量扩散单元

复用适配器把每8个传输包合为1个超帧，然后由能量扩散单元对传输包中的数据（同步字节除外）进行扰码，即随机化处理。

4、前向纠错单元

前向纠错由三层组成，分别是外码编码器、卷积交织器和内码编码器。外码编码器采用R-S编码，它是在188Byte的传输包后按一定规律加上16个校验字节，形成R-S（204，188，T=8）误码保护数据包。卷积交织器把输出数据的顺序按一定规律打乱。内码编码器采用收缩卷积编码。前向纠错编码的目的是提高传输的可靠性。

5、基带成形电路

由于前向纠错编码单元输出的是随机的数字信号,这种信号要占用很宽的带宽,无法在卫星信道中传输,因此必须对它进行成形滤波,使其与卫星信道相匹配.基带成形电路采用快速傅立叶变换对输出信号进行平方根升余玄滚降滤波, 滚降系数为α=0.35。

6、QPSK调制器

QPSK调制器由一个载波发生器产生的载波经过移相电路生成两路正交载波，然后分别由I路和Q路的数据流进行BPSK调制，两路BPSK调制器输出再线性相加就获得QPSK信号。

7、MMDS发射机

MMDS发射机是高品质室外宽带机，可以单频道或多频道播出。MMDS发射机通常采用晶振数字合成技术和超线性功放技术，因而频率稳定度高、相位噪声低，功放线性度好。MMDS频带可提供23个8MHz带宽的电视频道发射数字式模拟信号，每8MHz带宽可传MPEG-2压缩电视节目4-6套。具有极低的本振相位噪声特性，用于数字压缩方式传输，同时兼容模拟发射。

8、加扰和接口适配

数字前端一般都带有CA系统，用来对复用后的TS流进行加扰处理。由于来自数字卫星接收机的节目中有一部分是有条件接收的节目，若要延用原来的加扰重新产生CAT表，则应在得到原CA的授权下用本前端中的CA系统所产生的ECM/EMM来取代原来的ECM/EMM。此时CAT表只需更新，无需重新加扰。若要对这些节目重新加扰，就应和未经过加扰的透明节目，以及经过MPEG-2编码压缩的本地节目一样，采用自身的CA系统，并给出ECM/EMM及相应的CAT表。

为了防止QAM调制器输入溢出，必须对复用后的传输流的比特率进行控制，这就要在复用器的输出接口和QAM调制器的输入接口之间进行适配。对于有条件接收的节目，如果CA信息是在复用后加入的，则应考虑给CA信息留出适当的空包，可避免因CA的加入而造成QAM调制器输入溢出。

9、管理系统

管理系统是控制数字前端的关键，它不仅要进行出错管理、性能管理、配置管理等多项管理，还要监视与控制整个前端的所有设备，使之协调工作，以提供数字前端正常运行所需的信号。对于带有CA系统的数字前端，对管理系统的要求也更为复杂。它要求服务与客户相关并且与时间相关。因此通常由独立的CA系统管理来完成。