浅析数字卫星车技术.docx
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浅析数字卫星车技术
浅析数字卫星车技术
浅析数字卫星车技术杨继荣
目作更强调以"快制胜.
随着技术的发展,数字卫星新闻采
集（DSNG）被广泛采用.这一手段给电
视新闻带来三大变化:
（1）零时差报
道:
（2）零距离报道:
（3）展现新闻事件
的过程.视/音频以原貌展现,给观众
带来强烈的视觉冲击和情感震撼.
系统组成
整个系统分为上行链路和下行链路
两大部分.主要由
编码器,调制器,
上变频器,高功
放,车载天线系
统,LNB（低噪声
放大变频器）,数
主备高功放和上变频器都安装在车顶外
置天线设备舱内,车内只安放天线控制
器.编码器等设备.
卫星传输系统备份技术
系统设计一般采用两种方式:
一是
完全的主备方式,即除天线外整个链路
均采用1:
1备份方式:
二是对容易损坏
的部分设备进行备份,即上变频器和高
功放采用1:
1备份方式.为满足直播要
求,保证可靠性,条件许可的情况下建
议采用完全主备方式.
考虑卫星车要提供多个无线讯道的设备安装t需要为
操作人员而尽可能减少车内卫星i行设备占禺空间t
建议把主备高功放和上变频器都安装在车顶外i天线
设备舱内车内只安放天线控制器.编码器等设备.
字卫星接收机,频谱分析仪等设备组成.
考虑卫星车要提供多个无线讯道的
设备安装,需要为操作人员而尽可能减
少车内'卫星上行设备占用空间,建议把
L波段倒换开关
系统技术分析及设备选型
数字卫星车上星频率
区别于地面卫星上星地球站的情
况,用于广播电视的主要是C波段和Ku
彰一I堡堡堡卜___1:
I
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卜
收琴莩用
馈源
图1DSNG车载卫星系统框图
本文作者杨继荣先生,山西广播电视总台电视
播出部工程师2006年8月4日收到.
关键词:
DSNG链路载波编码器
调制器高功放
波段.C波段的工作频段4～6GHz,带
宽500MHz,雨衰小,但容易产生干扰.
Ku波段的工作频率是12～14GHz,带宽
800MHz,频率较高.波长短,受地面
无线电干扰小.在效率和增益相同的情
况下,Ku波段天线El径较C波段小,系统
设备体积也较小,易于选择小型.轻便
型的车辆安装,特别适合DSNG的应用.
但因Ku波段波长短,雨衰影响大,为补
偿雨衰影响需要较大的功率佘量.
数字卫星广播的制式
一
种是欧洲广播联盟的数字视频方
式DVB—S:
另一种是美国通用仪器公司
的方式Digicipher.二者互不兼容.
作为主流的DVB—S信源编码采用
MPEG一2标准编码方式.为了尽量减少
误码的影响,信道编码采用纠错编码
方式.采用了卷积码和Rs码.信号调制
方式采用四相相移键控（QPSK）.DVB—S
适用于不同带宽的卫星转发器.数字卫
星广播支持节目的复用,可以传输不同
的电视业务,声音业务和数据业务.
载波方式
根据节目复用的情况,有单路单载
波SCPC方式和多路单载波MCPC方式之
分.SCPC是指每个载波只传输一套电
视节目.因此卫星上行站传输的符号率
比较低,占用的频带也较窄,通常不超
过7MHz.一个36MHz的转发器可以容
纳5套左右SCPC数字卫星节目信号,每
个载波信号一般6MHz带宽,载频间还
需有一定带宽的保护间隔,信道利用率
相对较低.MCPC是指在一个载波上可
传送两套以上的电视节目.中央台的2,
9-2006
浅析数字卫星车技术
节传Q上
目输卷基p变
复士RS交积*S频
雨与_u编织
编形K
功
用:
复
器N套用码码成调
器制放
信源编码与复用信道编码与调制
固2DVB—S发送端信号处理万框固
3,
5,
6,8套节目就是用这种方式传送
的.在信号处理上首先对要传送的多套
数字信号进行复接.通过信道编码环节
后进行数字调制,最后使用一个载波将
信号发送出去.由于传送的节目多.卫
星上行站传输的符号率就比较高,信号
占用的频带也较宽.信道利用率较高.
卫星上行传输系统的工作方式主要为
SCPC.
上行链路
由编码器,调制器,上变频器,高
功放,车载天线系统等组成.
1.
编码器,调制器
由图2可知,发送端可分为两部
分,信号形成即信源编码（包括MPEG一2
编码与复用）部分和信号传输即信道编码
与调制部分.
发送端使用了两级编码.一级采用
Reed—Solomon编码（R-S码）,主要纠正
与本组有关的误码,且对纠正突发性误
码很有效.另一级采用卷积编码（内码
编码）,除能纠正本组的误码外,也纠
正其他组的误码,卷积编码可以采用不
同的FECRate,即1/2,2/3,3/4,5/6
和7/8.纠锚编码之后经过升余弦平方
根滤波（滚降系数035）使码流基带符合
传输要求.
在R—s码与卷积码之间,有一个交
织器,主要是完成信号序列的交织作
用.因为当信号受到突发性干扰时,不
仅干扰个别字节,甚至会干扰一串字
节,造成一片数码出错,错误集中在一
起.可能会超出纠错码纠错能力.交织
作用可以将错误散开,使解码器能够有
效地纠错.
为节省占用空间,最好选择编码调
制一体机.可选择1u高的TANDBERG
E5714编码调制一体机.它能够将输入
的视/音频信号MPEG一24:
2:
0MP@ML
15～15Mb/s或MPEG一24:
2:
2P@ML
15～50Mb/s实时编码为DVBASI码
流.该码流速率在15～50Mb/s连续
可调,客户可以根据实际需求设定该值
（通常该值越大,说明压缩率越小,图像
质量越高）.若考虑增加节目套数,用
SCPC方式需在调制器后用多载波增加一
个无源功率合成器.完成同一转发器上
多个SCPC载波的传送.若改用MCPC方
式,增加复用器即可.
编码调制一体机中.编码器配置了
RAS加扰功能,可以对传输的信号进行
简单的7位密钥加扰,保证传输信号的
知识产权不被侵犯.
TANDBERGE5714内置有符合DVB—
s标准的QPSK调制器,能够将编码器输
出的DVB—ASI码流进行信道编码和QPSK
调制,输出一个L波段的信号,同时提
供监视输出接口.通过L波段自动切换
开关将信号送入1:
2L波段功分器,最
后将E5714的输出信号分别送入两台上
变频器中.
来自车内视/音频系统的模拟/数
字信号进入TANDBERGE5714编码调制
一
体机中进行编码和调制后,因输出L
传输与覆盖
波段的信号送往卫星车顶部的内置变频
器,可避免射频电缆过长带来的衰减.
2上变频器和高功放
上变频器将调制器送来的L波段中
频信号完成卫星频段的调制变频后（通常
该频率根据用户租用卫星转发器的频率
而定）.将射频信号送往高功放.
高功放是卫星车上行系统中的关键
设备.目前用于卫星上行的HPA.根据
用的放大器件不同主要分为三大类:
行
波管高功率放大器,速调管高功率放大
器,固态高功率放大器.
行波管和速调管基本结构相似,行
波管具有宽带放大特性,一般可以覆盖
C波段500MHz和Ku波段800MHz.速调
管具有窄带放大特性.但是在满足一定
带宽的要求下可以获得较大的功率（五腔
管有45dB以上）.适合于窄带,大功率,
固定的业务.DSNG上一般不用.固态高
功率放大器,采用砷化钾金属半导体场
效应晶体管,是一种压控器件.在中小
功率及宽带应用领域,主要在行波管
TwTA和固态高功放SSPA之间选择.
可选择200WXlCOMKu波段室外
型高功放.XICOMXTU一200K内置变频
器单元,具有更加紧凑的结构,可消除
天放之间的长波导及外保护,同时RF滤
波器,冷却装置和监控系统均包含在功
放内.来自E5714的L波段信号被送入
主备XTU一200K上变频器中,上变频器
能够将中频L波段信号变频到Ku波段
（13.75～14.5GHz）上某个指定的频率
（通常该频率根据用户租用卫星转发器
的频率而定）,分别送给主备高功放.
XTU一200K高功放能够将输入的射频信
号进行功率放大,直到发射功率达到可
以维持整个卫星链路正常工作.两台高
功放输出的射频信号输出进入高功放自
动倒换开关,倒换开关总是输出一路正
常的信号.高功放的控制单元安装在车
内,除了能够设定倒换开关工作在自动
浅析数字卫星车技术
或手动状态切换外,还可实时调整,监
看高功放发射功率.
模拟卫星广播的图像质量是与信号
的载噪比联系在一起的,为保证传输的
图像质量达到要求,卫星接收系统的载
噪比一般要大于17dB.因此,卫星上行
站的发射功率通常在数百瓦至数千瓦.
而数字卫星广播系统的图像质量则是与
误码率联系在一起的,只要误码率小于
某特定数值,图像质量就能令人满意,
达到这个误码率所需的信号上行功率与
模拟电视系统的要求相比要小得多,通
常情况下卫星上行站的发射功率数十瓦.
3.车载收发共用天线
高功放自动倒换开关输出的射频信
号通过波导进入车载收发共用天线发射
上星,收发共用天线同时完成接收卫星
下行信号.整个系统由天馈系统,天线
伺服系统,天线控制系统等组成.
Ku波段卫星上行系统所使用的车载
天线,波束半功率角度很窄,对天线的
机械精度和跟踪精度有更高的要求.尤
其DSNG车载站的天线应用存在反复收
展,运载过程中经常颠簸,全天候工作
等特点,碳纤维天线整体强度强,质量
轻,反射面制作精度高,具有低的旁瓣
辐射和高的EIRP值,并能在高风速时保
持优良的操作特性,因此天线宜选择碳
纤维材质.
SWE—DISH卫星系统直径1.5m,利
用Ku波段,可自动密封收藏外置设备舱
式天线,是专门为卫星车载设计.它尺
寸小,重量轻和增益高,抗风能力强,
使用耐久性好,发送和接收频带宽.天
线的底座带有整体设备密封舱,可将天
线,变频高功放收于其中.既节省车内
空间,又减少了射频波导的损耗.车内
外天线只有L波段信号连接,便于安装
与维护.
下行链路
由LNB低噪声放大变频器,数字卫
Q
调P卷去R
谐S积交S懈艇
K懈织懈复码
器懈码码用
调
数字卫星接收机（IRD）
图3DVB—S接收端信号处理方框图
星接收机和频谱分析仪等设备组成（图3）.
1.
LNB
来自天线微弱的信号传输到卫星接
收机等接收设备,需要利用LNB进行变
频,放大,系统中的低噪声放大器需具
有极高的频率稳定度和很高的增益,确
保为接收设备提供一个高稳定,高质量
的信号.LNB输出的L波段信号进入一
个1:
4功分器输出4路完全相同的信号,
送入专为本系统设计的RF跳线排中,方
便用于系统信号的调度和监看.
2.数字卫星接收机与频谱分析仪
由DSNG卫星车收发共用天线或地
面接收天线接收下来的卫星信号,经低
噪声放大和变频形成L频段的中频信号,
进入数字卫星接收机（IRD）,经调谐器
和QPSK解调器解调为数字信号（数码流）,
此数码流经维特比解码,去交织及R—s
解码,对传输中引入的误码进行纠锚.
在接收端如果维特比解码器的输入端有
很大的误码时（误码率在10～10.'）经
其解码校正后输出可达到2×10～,再
经过Rs解码校正输出
近似无误码（误码率在
10..～10...）.然后对
此数码流进行解复用
送到MPEG一2解码器,
传输与覆盖,
制器模块,通过软件
程序控制整个接收机
的处理过程.控制器
通过按键或遥控器输
入控制指令,监测各
个模块的状态,调整
各模块的操作参数.
为了监看上行系
统发射的信号,系统
可配置一台TANDBERGTT1260数字卫
星接收机,它功能极其强大,能够接收
升级会员 