馬 野
(作者單位:涼山州毛牛山廣播電視轉播臺)
我國廣播電視無線覆蓋工程現處于模數同播階段,將于2020年實現電視發(fā)射系統(tǒng)的數字化,以自主知識產權的地面數字電視標準(DTMB)發(fā)射機取代現有模擬發(fā)射機,全面實現電視發(fā)射系統(tǒng)數字化轉換。
隨著無線電視數字化發(fā)展的必然趨勢,也迎來了專業(yè)技術人員知識結構上的變革。其中,數字發(fā)射機系統(tǒng)的測試指標相對于模擬發(fā)射機已大不相同,為能促進將來新設備的檢修維護工作,本文就地面數字電視發(fā)射機系統(tǒng)的測試指標做一些探討。
發(fā)射功率是一個很重要的指標,它是確定數字信號有效覆蓋范圍的重要指標之一。其中,模擬電視的發(fā)射功率是以峰值功率來定義的,而數字電視信號由于峰平比較高,以峰值功率來定義參考性不佳,而采用平均功率來定義。
發(fā)射功率指的是天線有效輻射功率,它是發(fā)射機系統(tǒng)實際發(fā)出去的功率,與發(fā)射機輸出的功率是不同的,還需要考慮天線的增益和饋線的效率。平時做發(fā)射功率(Pt)的測試,可以采用先在一定距離(d)下測出信號場強(Ec),然后用公式:Ec=10lgPt-20lgd+106.92來計算。公式中Pt以kw代入,d以km計量,其中106.92這個常數,緣于場強的單位是dBuv,功率的單位是dBmw ,而0dBmw=106.92dBuv。
帶肩是一個新概念??梢岳斫鉃閿底蛛娨曅盘柦涍^放大器時,由于放大器自身的非線性,放大后出來的信號會產生許多互調信號,互調信號不斷地連續(xù)輸出,信號之間又相互作用,從而在通帶外形成了一定強度的信號,產生形如人肩的“肩”部效應。
帶肩比就是信號中心頻點的功率值與帶肩處某點功率的比值。我國一個電視頻道的帶寬為8 MHz,帶肩比規(guī)定為信號中心頻點功率與偏離中心頻點±4.2 MHz處功率的比值,單位為dBc。
模擬電視看它的幅頻特性來衡量功率放大器線性水平,而數字電視通過看帶肩比來體現,帶肩比是數字電視射頻信號的一項關鍵技術指標。當然,帶肩比越小越好,如果越小,就是功率放大器線性化程度越高,信號傳輸的誤碼率就會越低。
對于DTMB發(fā)射系統(tǒng)帶肩比的測試,需要注意的是系統(tǒng)中對發(fā)射機和激勵器的指標要求是不一樣的,發(fā)射機的帶肩比要求≤-36 dBc,激勵器的要求≤-48 dBc,對激勵器的要求高于對發(fā)射機的要求。
MER就是調制誤差率,這是反映數字電視信號質量非常重要的指標。指的是數字電視信號調制后的理想符號功率與噪聲功率之比,單位為dB。MER的調制指的是做QAM調制進行星座映射,星座映射有兩個重要作用,一是產生I、Q兩個基帶碼流信號,二是對數字信號作比特流到符號流的轉換。星座映射過程中,理想符號矢量應當在理想位置上,但實際過程中由于各種噪聲、I/Q相位誤差等因素的影響,實際矢量位置會有偏差,理想位置與實際位置的距離就是誤差矢量,用理想符號矢量幅度的平方和除以誤差矢量幅度的平方和,就是調制誤差率。
實際運用中,完全可以把MER理解為相當于模擬電視信號的信噪比。無論模擬電視信號還是數字電視信號,要正常接收解調都存在兩個門限,一個是信號強度門限,一個是信號質量門限。最小接收場強是它們共同的信號強度門限,信噪比是模擬信號的質量門限,MER是數字信號的質量門限,兩者的作用相同。信噪比和MER在接收側的差別也僅在于:模擬信號信噪比惡化后,雖然雪花和噪點增多,但惡化點的后方還能接收觀看,而數字信號MER一旦低于門限值后,由于“峭壁”效應,之后的地方都不能接收解碼了。
由于MER全面反映了數字電視的信號質量,在實際運行維護中它是必測的一個指標,對地面數字電視信號的檢測有十分重要的作用。同樣,DTMB發(fā)射機系統(tǒng)MER指標對于激勵器和發(fā)射機的要求不同,激勵器的MER要求≥36 dB,發(fā)射機要求≥32 dB,對激勵器的要求更高。
實際運用中,天饋線系統(tǒng)需測試的最重要的是駐波指標,由于描述駐波一般用反射系數、行波系數、駐波比和回波損耗四個參數,四個參數之間有固定的轉換關系,本文僅以回波損耗指標作一淺述。
回波損耗=-10lg反射功率/入射功率,單位是dB。數字電視天饋系統(tǒng)在工作頻道內的駐波比甲級標準是不大于1.1,乙級標準是不大于1.15,丙級標準是不大于1.2,平時需記住相對應的回波損耗值而便于運用?;夭〒p耗26 dB對應約1.1駐波比,23 dB對應約1.15,20 dB對應約1.2,在做指標測試或驗收工作中,一般要求回波損耗最好做到27 dB以上。
在地面數字電視覆蓋網絡中,這是測試中很重要的一個指標。要測試載噪比門限,先要確定信道模型,視具體情況選擇高斯、萊斯還是瑞利信道;信道模型確定后,再看DTMB發(fā)射機用的哪一種星座映射方式,我國DTMB映射方式共有5種,分別是4QAM-NR、4QAM、16QAM、32QAM和64QAM;最后再看FEC的編碼效率,國標中FEC采用BCH+LDPC級聯碼的方式來糾錯,對應于LDPC的三種不同碼率的編碼效率分別有0.4、0.6、0.8三種。信道模型、映射方式和編碼效率一旦確定,就能在國標載噪比門限表中找到相對應的載噪比門限值,這對實際測試工作具有重要的參考意義。
地面數字電視發(fā)射系統(tǒng)還有很多重要的測試指標,本文僅對其中一些重要指標結合實踐工作做了淺談,作為廣播電視戰(zhàn)線上的檢修維護人員,緊跟數字電視發(fā)展的步伐,對做好廣電的安全播出工作具有十分重要的意義。