馬 野
(作者單位:涼山州毛牛山廣播電視轉(zhuǎn)播臺)
我國廣播電視無線覆蓋工程現(xiàn)處于模數(shù)同播階段,將于2020年實(shí)現(xiàn)電視發(fā)射系統(tǒng)的數(shù)字化,以自主知識產(chǎn)權(quán)的地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)(DTMB)發(fā)射機(jī)取代現(xiàn)有模擬發(fā)射機(jī),全面實(shí)現(xiàn)電視發(fā)射系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)換。
隨著無線電視數(shù)字化發(fā)展的必然趨勢,也迎來了專業(yè)技術(shù)人員知識結(jié)構(gòu)上的變革。其中,數(shù)字發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的測試指標(biāo)相對于模擬發(fā)射機(jī)已大不相同,為能促進(jìn)將來新設(shè)備的檢修維護(hù)工作,本文就地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的測試指標(biāo)做一些探討。
發(fā)射功率是一個很重要的指標(biāo),它是確定數(shù)字信號有效覆蓋范圍的重要指標(biāo)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(shù)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(jī)系統(tǒng)實(shí)際發(fā)出去的功率,與發(fā)射機(jī)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(qiáng)(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(shù),緣于場強(qiáng)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?shù)字電視信號經(jīng)過放大器時,由于放大器自身的非線性,放大后出來的信號會產(chǎn)生許多互調(diào)信號,互調(diào)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(qiáng)度的信號,產(chǎn)生形如人肩的“肩”部效應(yīng)。
帶肩比就是信號中心頻點(diǎn)的功率值與帶肩處某點(diǎn)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(diǎn)功率與偏離中心頻點(diǎn)±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(shù)字電視通過看帶肩比來體現(xiàn),帶肩比是數(shù)字電視射頻信號的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。當(dāng)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?shù)恼`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(jī)和激勵器的指標(biāo)要求是不一樣的,發(fā)射機(jī)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(jī)的要求。
MER就是調(diào)制誤差率,這是反映數(shù)字電視信號質(zhì)量非常重要的指標(biāo)。指的是數(shù)字電視信號調(diào)制后的理想符號功率與噪聲功率之比,單位為dB。MER的調(diào)制指的是做QAM調(diào)制進(jìn)行星座映射,星座映射有兩個重要作用,一是產(chǎn)生I、Q兩個基帶碼流信號,二是對數(shù)字信號作比特流到符號流的轉(zhuǎn)換。星座映射過程中,理想符號矢量應(yīng)當(dāng)在理想位置上,但實(shí)際過程中由于各種噪聲、I/Q相位誤差等因素的影響,實(shí)際矢量位置會有偏差,理想位置與實(shí)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(diào)制誤差率。
實(shí)際運(yùn)用中,完全可以把MER理解為相當(dāng)于模擬電視信號的信噪比。無論模擬電視信號還是數(shù)字電視信號,要正常接收解調(diào)都存在兩個門限,一個是信號強(qiáng)度門限,一個是信號質(zhì)量門限。最小接收場強(qiáng)是它們共同的信號強(qiáng)度門限,信噪比是模擬信號的質(zhì)量門限,MER是數(shù)字信號的質(zhì)量門限,兩者的作用相同。信噪比和MER在接收側(cè)的差別也僅在于:模擬信號信噪比惡化后,雖然雪花和噪點(diǎn)增多,但惡化點(diǎn)的后方還能接收觀看,而數(shù)字信號MER一旦低于門限值后,由于“峭壁”效應(yīng),之后的地方都不能接收解碼了。
由于MER全面反映了數(shù)字電視的信號質(zhì)量,在實(shí)際運(yùn)行維護(hù)中它是必測的一個指標(biāo),對地面數(shù)字電視信號的檢測有十分重要的作用。同樣,DTMB發(fā)射機(jī)系統(tǒng)MER指標(biāo)對于激勵器和發(fā)射機(jī)的要求不同,激勵器的MER要求≥36 dB,發(fā)射機(jī)要求≥32 dB,對激勵器的要求更高。
實(shí)際運(yùn)用中,天饋線系統(tǒng)需測試的最重要的是駐波指標(biāo),由于描述駐波一般用反射系數(shù)、行波系數(shù)、駐波比和回波損耗四個參數(shù),四個參數(shù)之間有固定的轉(zhuǎn)換關(guān)系,本文僅以回波損耗指標(biāo)作一淺述。
回波損耗=-10lg反射功率/入射功率,單位是dB。數(shù)字電視天饋系統(tǒng)在工作頻道內(nèi)的駐波比甲級標(biāo)準(zhǔn)是不大于1.1,乙級標(biāo)準(zhǔn)是不大于1.15,丙級標(biāo)準(zhǔn)是不大于1.2,平時需記住相對應(yīng)的回波損耗值而便于運(yùn)用?;夭〒p耗26 dB對應(yīng)約1.1駐波比,23 dB對應(yīng)約1.15,20 dB對應(yīng)約1.2,在做指標(biāo)測試或驗(yàn)收工作中,一般要求回波損耗最好做到27 dB以上。
在地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)絡(luò)中,這是測試中很重要的一個指標(biāo)。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(jī)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(biāo)中FEC采用BCH+LDPC級聯(lián)碼的方式來糾錯,對應(yīng)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(biāo)載噪比門限表中找到相對應(yīng)的載噪比門限值,這對實(shí)際測試工作具有重要的參考意義。
地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)還有很多重要的測試指標(biāo),本文僅對其中一些重要指標(biāo)結(jié)合實(shí)踐工作做了淺談,作為廣播電視戰(zhàn)線上的檢修維護(hù)人員,緊跟數(shù)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。