馬 野
(作者單位:涼山州毛牛山廣播電視轉(zhuǎn)播臺(tái))
我國(guó)廣播電視無(wú)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(shí)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(wú)線電視數(shù)字化發(fā)展的必然趨勢(shì),也迎來(lái)了專業(yè)技術(shù)人員知識(shí)結(jié)構(gòu)上的變革。其中,數(shù)字發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的測(cè)試指標(biāo)相對(duì)于模擬發(fā)射機(jī)已大不相同,為能促進(jìn)將來(lái)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(cè)試指標(biāo)做一些探討。
發(fā)射功率是一個(gè)很重要的指標(biāo),它是確定數(shù)字信號(hào)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(lái)定義的,而數(shù)字電視信號(hào)由于峰平比較高,以峰值功率來(lái)定義參考性不佳,而采用平均功率來(lái)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(shí)做發(fā)射功率(Pt)的測(cè)試,可以采用先在一定距離(d)下測(cè)出信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)(Ec),然后用公式:Ec=10lgPt-20lgd+106.92來(lái)計(jì)算。公式中Pt以kw代入,d以km計(jì)量,其中106.92這個(gè)常數(shù),緣于場(chǎng)強(qiáng)的單位是dBuv,功率的單位是dBmw ,而0dBmw=106.92dBuv。
帶肩是一個(gè)新概念??梢岳斫鉃閿?shù)字電視信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器時(shí),由于放大器自身的非線性,放大后出來(lái)的信號(hào)會(huì)產(chǎn)生許多互調(diào)信號(hào),互調(diào)信號(hào)不斷地連續(xù)輸出,信號(hào)之間又相互作用,從而在通帶外形成了一定強(qiáng)度的信號(hào),產(chǎn)生形如人肩的“肩”部效應(yīng)。
帶肩比就是信號(hào)中心頻點(diǎn)的功率值與帶肩處某點(diǎn)功率的比值。我國(guó)一個(gè)電視頻道的帶寬為8 MHz,帶肩比規(guī)定為信號(hào)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(lái)衡量功率放大器線性水平,而數(shù)字電視通過(guò)看帶肩比來(lái)體現(xiàn),帶肩比是數(shù)字電視射頻信號(hào)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(hào)傳輸?shù)恼`碼率就會(huì)越低。
對(duì)于DTMB發(fā)射系統(tǒng)帶肩比的測(cè)試,需要注意的是系統(tǒng)中對(duì)發(fā)射機(jī)和激勵(lì)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(lì)器的要求≤-48 dBc,對(duì)激勵(lì)器的要求高于對(duì)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(hào)質(zhì)量非常重要的指標(biāo)。指的是數(shù)字電視信號(hào)調(diào)制后的理想符號(hào)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(gè)重要作用,一是產(chǎn)生I、Q兩個(gè)基帶碼流信號(hào),二是對(duì)數(shù)字信號(hào)作比特流到符號(hào)流的轉(zhuǎn)換。星座映射過(guò)程中,理想符號(hào)矢量應(yīng)當(dāng)在理想位置上,但實(shí)際過(guò)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(huì)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(hào)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(hào)的信噪比。無(wú)論模擬電視信號(hào)還是數(shù)字電視信號(hào),要正常接收解調(diào)都存在兩個(gè)門限,一個(gè)是信號(hào)強(qiáng)度門限,一個(gè)是信號(hào)質(zhì)量門限。最小接收?qǐng)鰪?qiáng)是它們共同的信號(hào)強(qiáng)度門限,信噪比是模擬信號(hào)的質(zhì)量門限,MER是數(shù)字信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)質(zhì)量,在實(shí)際運(yùn)行維護(hù)中它是必測(cè)的一個(gè)指標(biāo),對(duì)地面數(shù)字電視信號(hào)的檢測(cè)有十分重要的作用。同樣,DTMB發(fā)射機(jī)系統(tǒng)MER指標(biāo)對(duì)于激勵(lì)器和發(fā)射機(jī)的要求不同,激勵(lì)器的MER要求≥36 dB,發(fā)射機(jī)要求≥32 dB,對(duì)激勵(lì)器的要求更高。
實(shí)際運(yùn)用中,天饋線系統(tǒng)需測(cè)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(gè)參數(shù),四個(gè)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)是不大于1.1,乙級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是不大于1.15,丙級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是不大于1.2,平時(shí)需記住相對(duì)應(yīng)的回波損耗值而便于運(yùn)用。回波損耗26 dB對(duì)應(yīng)約1.1駐波比,23 dB對(duì)應(yīng)約1.15,20 dB對(duì)應(yīng)約1.2,在做指標(biāo)測(cè)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(cè)試中很重要的一個(gè)指標(biāo)。要測(cè)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(guó)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(guó)標(biāo)中FEC采用BCH+LDPC級(jí)聯(lián)碼的方式來(lái)糾錯(cuò),對(duì)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(guó)標(biāo)載噪比門限表中找到相對(duì)應(yīng)的載噪比門限值,這對(duì)實(shí)際測(cè)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(cè)試指標(biāo),本文僅對(duì)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(duì)做好廣電的安全播出工作具有十分重要的意義。