低成本快速實現山區農村數字電視“村村通”工程的最佳方案

文丨劉建忠

（山西省交口縣廣播電視臺，山西交口 032400）

近年來數字電視在我國各大中城市和鄉鎮所在地已快速完成整體平移工作，然而占百分之七十的廣大農村特別是山區農村收看數字電視仍然是各級政府和廣播電視部門最頭痛之大事，為此廣電總局已組織實施了地面數字頻率規劃工作。根據GY/T123－98標準，其工作頻率為2.5－2.7GHz 對于傳輸模擬電視節目而言，整個頻段200MHz能傳送的節目組數為二十三，相反，對于無線數字電視MMDS傳輸而言，相同頻段能夠傳輸數的節目套數可達到上百，是中繼傳輸節目的有效途徑，作為用戶接收部分我們可運用MUDS頻段470—800MHz，該頻段帶寬也可傳輸數字電視上百套，這一頻段既可節省用戶下變頻器等費用還可節省有限的頻率資源，是低投入、低成本、高效益，快速度，建設農村數字電視整體覆蓋的最佳方式。

1 數字電視無線覆蓋的特點

MMDS/MUDS多路數字無線覆蓋系統是基于DVB—C平臺的一種數字電視地面覆蓋系統，傳輸的數字節目可達數百套。

該系統一方面可作為干線傳輸和有線電視系統聯網，另一方面還可以用作用戶分配網直接傳輸至用戶家數字機頂盒方便接收。并能采用數字加密傳輸實現用戶管理及收費的問題。

數字功率采用進口LDMOS全固態半導體技術，該功放優良的線性特征，使其在額定輸出時，極低的誤碼率，保證了傳輸質量，大大提高了覆蓋有效面積，并可在UHF發一個和多個頻道組合，使得系統配置有了相當的靈活性。

根據各地的特點可采用主臺覆蓋或瑞安覆蓋、和光纜傳輸相結合各種方式。

2 無線電視傳輸系統的優勢

無線數字系統與光纜傳輸相對比，其特點為投資少、（僅為光纜傳輸的10%）、建網快（時間能夠縮短至少1/2）、穩定性高、抗自然災害能力強等，除此之外它還有維修成本和故障率低等優點。

因為數字電視是選用MPEG數字壓縮模式能夠大幅度的節省頻率資源，先前只允許傳輸1套節目的8MHz帶寬內現在可以傳輸畫面清晰的四到八套節目，如果選用64QAM調制，整個帶寬可傳送數百套高清晰的電視節目。

在信噪比一致的狀態下數字傳送所需要的載噪比門限值要比模擬電視低二十多個dB。數字電視在傳送時沒有失真的現象，用戶端也不可能出現雪花、噪點等。可實現干線傳輸和有線電視聯網，又可作為用戶分配，直接覆蓋用戶數字電視機頂盒。因為使用的是數字傳送，用戶管理CA系統在使用上就顯得格外容易實現，使用戶管理收費難的現象得以解決。

3 數字電視無線發射的組網

由于各地縣以上廣播電視前端已經進行數字化改造，數字信號大部分已通過光纜延伸到各鄉鎮所在地，無線電視又是建立在相對較高的高山上。它的信號來源主要有MMDS主發射機，利用降頻器輸出和光接收機輸出的數字電視信號使用寬帶發射技術的MUDS無線方式發送，用戶只要用小型天線和機頂盒即可收看到數字電視節目。

由于MMDS系統波束視距傳輸的特點造成陰影區和半陰影區信號衰減過大，用戶收視效果較差，為此要以MMDS中繼，將MMDS的信號降頻為UHF信號，通過小功率的無人值守野外型全固態數字MUDS發射機全向或定向發射出去，用戶采用寬帶接收天線接收信號，較好解決中繼發射而引發的收發干擾問題，以及農村和山區低成本大范圍覆蓋的問題。

在高山沒有光纜信號的前提下采用MMDS作為主站，MUDS作為MMDS的中斷和補充，混合組網是數字電視無線覆蓋的最佳辦法。

此外，根據當地情況可租用遍地都是的移動網絡及發射塔，從廣電數字電視的前端機房把信號接入移動機房經過光接收機的數字信號后在各發射塔上安裝全固體MUDS小型發射機，由于減少了中斷發射的環節，能更好的保證數字質量，此方案能用最低的費用和最快的時間進行山區農村數字電視覆蓋。

4 無線數字電視發射設備選購

目前數字電視發射機可以分為兩個模式，一個是輸入音視頻信號、附加數字信號和數字信號、編碼，多路TS流復用和調制等都在機內完成，另一個是要輸入已調制的多路TS流信號，最重要的是保證調制激勵器的輸出大小有可變動性，與不同的發射機匹配激勵達到額定發射功率。在傳送前需要采用多種處理方式來降低數字電視信號的逐步和高頻分量，使能量向中頻集中進行頻譜的搬移達到提高信噪比增加信道容量，減少誤碼和不干擾鄰近信道。就各地數字化建設狀況而言，DVD—C數字化平臺的使用，數字MUDS不同頻道的數字化，可以和有線數字電視的多路覆蓋效果保持一致，數字MUDS發射機和先前大家所了解的模擬發射機相比，其功率小。它們的功率計算方式也是不一樣的，模擬發射機是以峰值為計算標準的，而數字發射機則是以平均值為計算標準，數字功率比模擬功率降低4倍，其接收端的電平和信噪比則減少約10倍，假如用戶所使用的接收天線質量較好，數字電視接收端比模擬電視接收電平減少十五到二十倍之間，因此數字電視的發射功率是極小的，全向覆蓋通常使用十到二十瓦的發射功率，而補點采用的直放數字MVDS發射機，一般功率在三到八瓦即可使覆蓋半徑10-15公里的電視用戶直接收看。

此外數字電視MMDS/NUDS系統中收發天線的選購有時被人們忽視，往往是只重視主設備和主機的技術指標，然而天線的技術指標也是需要倍加關注的，天線的工作頻率能否和系統的頻率保持一致，阻抗、駐波比和增益能否符合標準，纜、饋線能否匹配，安裝時的極化能否正確無誤等。

MMDS系統的發射天線，如果作為中繼通常使用拋物面天線，如果是覆蓋發射通常采用偶極板天線。數字MUDS發射天線，通常使用偶極板天線覆蓋可裝全向或定向。小功率補點，采用多單元振子天線，定向覆蓋，若要多點覆蓋，可采用多副多單元振子天線定向分配覆蓋。峰值功率與平均功率相比約大6dB，因此應該考慮發射天饋線系統必須要達到充足的功率容量。

用戶接收天線通常使用質量較好多單元振子天線即可很好的接收數字電視信號。無線數字電視MMDS/MUDS傳輸覆蓋，是先進的DVB，MPE－2信源編碼，信道編碼QAM/QPSK調制等技術的綜合應用，不僅為以后的數字電視技術進一步發展奠定了可靠的基礎，而且還為下一步的增值服務開創必要的條件。

5 無線數字電視發展前景

廣播電視網是國家信息產業的重大戰略基礎設施，數字MUDS多路無線網絡電視系統是廣播電視網絡中具有十分重大影響的新技術。

我國城市和近郊已經普及有線數字電視，而占我國70%的農村用戶絕大部分還沒有改造，這些地區基本特征是山高，居住分散，如果像城市一樣利用光纜和同軸電纜架設同樣可收看到數百套電視節目的數字電視，一個縣至少需要三千萬的投資，對于絕大多數縣的廣播電視部門這是一個天文數字，用傳統辦法連銀行利息都難以收回，談不上經濟效益，在數字MMDS/MUDS無線數字傳輸應用的過程中，只需用戶買一個數字機頂盒及天線就能收看到數百套數字電視節目，具有圖像質量好，組建網絡快省去巨額的干線接入和復雜的維修費用，同時有效地加解密系統確保收視維護費的回收。是利國利民低成本,快速實現山區農村數字電視“村村通”的最佳方案。