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      如何做好接收衛(wèi)星電視前的準備工作

      2011-05-21 08:25:56何偉鋒李偉
      衛(wèi)星與網(wǎng)絡 2011年4期
      關鍵詞:上星符碼轉發(fā)器

      文 何偉鋒 李偉

      浙江桐鄉(xiāng)市廣播電視臺

      直播衛(wèi)星是指通過衛(wèi)星將視像、圖文和聲音等節(jié)目進行點對面的廣播,接收者只需要使用小型衛(wèi)星接收天線,即可收到來自衛(wèi)星的電視或廣播節(jié)目。

      作為衛(wèi)星接收機的使用者和衛(wèi)視直播產(chǎn)業(yè)的從業(yè)者來說,有必要了解在接收衛(wèi)星電視前應查閱與了解哪些資料,了解衛(wèi)星的基本性能、衛(wèi)星場強圖、接收衛(wèi)星的相關參數(shù)、波束覆蓋,以及根據(jù)這些資料如何選擇接收天線的尺寸和接收機等,通過對此相關介紹,希望能給予大家一些幫助。

      1 衛(wèi)星的主要性能

      了解相關衛(wèi)星的主要情況,對于初次接收某顆衛(wèi)星或某顆新衛(wèi)星尤為重要。下面就“鑫諾三號”衛(wèi)星為例介紹一下衛(wèi)星名稱、衛(wèi)星型號、服務壽命、軌道位置、定點精度、覆蓋范圍、轉發(fā)器數(shù)目、行波管放大器功率、等效全向輻射功率、下行頻率范圍、頻道帶寬等。

      衛(wèi)星裝載轉發(fā)器的數(shù)量及功率非常重要。現(xiàn)在大型衛(wèi)星平臺都有很大的容量,均可負載多個C波段或2Ku波段的轉發(fā)器,或者更多。衛(wèi)星上行波管放大器功率越大,其發(fā)射功率越大,地面的場強覆蓋也越強,地面相應接收天線的尺寸要求也就越小。轉發(fā)器數(shù)目越多,意味著衛(wèi)星傳送的節(jié)目數(shù)量也就越多,當然這也與帶寬有很大關系?,F(xiàn)在轉發(fā)器的帶寬一般為36MHz,而早期的轉發(fā)器則多為27MHz,Ku波段轉發(fā)器帶寬一般為54MHz,也有更寬的,如72MHz,當然也有36 MHz。一個72MHz的轉發(fā)器顯然是相當于兩個36MHz的轉發(fā)器容量,所以對于轉發(fā)器不能只看其數(shù)量,而是看其所占的總帶寬,這又涉及到了下行頻率問題。帶寬越大,相應的下行頻率范圍也就越寬。

      鑫諾三號衛(wèi)星主要性能參數(shù)如下:

      設計制造:中國空間技術研究院。

      衛(wèi)星平臺:東方紅三號。

      發(fā)射時間:2007年5月。

      設計壽命:8年。

      軌道位置:125°E。

      穩(wěn)定方式:三軸穩(wěn)定。

      有效載荷:10×36MHz

      C頻段轉發(fā)器。

      覆蓋范圍:中國及周邊國家和地區(qū)。

      衛(wèi)星EIRP:中國國土≥40dBW。

      東南亞等周邊國家和地區(qū)≥36dBW。

      2 衛(wèi)星場強圖的作用

      每一顆廣播通信衛(wèi)星都有一個場強圖,它提供了這顆衛(wèi)星有效的覆蓋范圍,以及衛(wèi)星在某地的落地場強值(等效全向輻射功率),可以根據(jù)這個數(shù)值計算當?shù)亟邮沾诵l(wèi)星所需天線的尺寸。顯然場強值越大,接收所需的天線尺寸就越小。

      3 波束覆蓋

      有時參數(shù)表上提供了一組新參數(shù),對照場強圖判斷,在本地可以收到。但實際上無論怎樣調整天線,都無法接收到,這其中最可能的原因是這個下行信號并不覆蓋本地。這些都是衛(wèi)星上有不同的下行波束造成的,而一般的網(wǎng)站只提供一個衛(wèi)星場強圖,也很少標出某個參數(shù)是屬于哪一個下行波束,才造成這種現(xiàn)象。

      廣播衛(wèi)星一般情況下只有一個完整的面波束覆蓋,但有些衛(wèi)星——如一些區(qū)域性衛(wèi)星或國際衛(wèi)星采用點波束。如新天-6衛(wèi)星的覆蓋面很大,見圖1所示,用面波束很難全面覆蓋。即使能覆蓋,其邊緣地區(qū)的落地場強值也會很小,況且有些地方是無須覆蓋的,如大片的海洋。這種情況下,就不如用多個點波束進行個別地區(qū)的有效覆蓋,這樣場強值還會高一些,這就是衛(wèi)星上有多個波束的由來。當然,一個波束只能采用一定的頻點(轉發(fā)器)下行,不可能所有的轉發(fā)器用于同一波束。當然還有一些機動波束,它可以根據(jù)實際需要,機動地覆蓋到某一個地區(qū)。

      當年的“亞洲一號”就是有南北兩個波束。我們一般只能接收到北波束的節(jié)目,即水平極化的節(jié)目。而南波束的節(jié)目(垂直極化)則接收不到。當然處于兩個波束交叉覆蓋的地區(qū),兩個極化的節(jié)目都能收到,但這肯定也是覆蓋區(qū)的邊緣地帶。直至“亞洲三S”升空,這種尷尬局面才結束。

      圖1 新天-6波束覆蓋圖

      4 接收衛(wèi)星的相關參數(shù)

      轉發(fā)器是衛(wèi)星的核心有效載荷。地面衛(wèi)星發(fā)射站將信號接收,經(jīng)變頻后再發(fā)射至地面,這就是我們所說的下行頻率。此信號經(jīng)地面接收天線的拋物面反射,會聚后經(jīng)高頻頭放大變頻后生成第一中頻950~2150MHz,通過電纜送至接收機內解調。上行與下行信號極化相反,如上行是水平極化,則下行是垂直極化,上行是右旋極化,下行則為左旋極化。下行頻率C波段是4GHz信號,上行是6 GHz,Ku波段下行是11~12GHz信號,上行是17~18GHz,具體漸進:C波段3.7-4.2GHz(現(xiàn)擴展至3.4-4.2GHz),Ku波段10.7-12.75GHz。通常一個轉發(fā)器的帶寬是36MHz,保護隔離4MHz,即早期的C波段3.7-4.2GHz范圍內最多安排12個轉發(fā)器,加之極化復用,共可容納24個36MHz標準轉發(fā)器?,F(xiàn)在低端擴展至3.4GHz,C波段共可容納40個36MHz標準轉發(fā)器。除此之外,轉發(fā)器的帶寬還有27MHz、54MHz、72MHz等規(guī)格,當然還有一些其它非標的規(guī)格。

      5 下行頻率、符碼率、前向糾錯與轉發(fā)器帶寬

      一個轉發(fā)器上安排多少節(jié)目、采用幾個頻點、用多大的符碼率和前向糾錯值(FEC),這些都與轉發(fā)器的帶寬有直接關系。一般情況下,轉發(fā)器的帶寬越大,所傳送的節(jié)目就越多;一個節(jié)目所采用的符碼率越大,它所占的帶寬也就越大,圖像質量也就越好;在帶寬和符碼率一定的情況下,采用較大的FEC可以傳送更多的節(jié)目;采用FEC 數(shù)值較大的節(jié)目,較采用FEC數(shù)值較小的節(jié)目,在信號一定的情況下較難收視。在轉發(fā)器帶寬一定的情況下,采用多路單載波比采用單路單載波可傳送更多的節(jié)目,且傳送效率和圖像質量較高。

      要通過衛(wèi)星傳送節(jié)目,必須租用衛(wèi)星上的轉發(fā)器。租用轉發(fā)器是以帶寬為單位,在模擬節(jié)目時代,一個節(jié)目要占用一個轉發(fā)器的帶寬,所以最少租用一個轉發(fā)器。為了節(jié)約費用,在模擬節(jié)目時代也有兩套節(jié)目合租一個轉發(fā)器的,如當時的云南和貴州臺,西藏和明珠臺,都是合租一個轉發(fā)器、分時段播出的。在數(shù)字節(jié)目時代則大不相同,一個節(jié)目經(jīng)數(shù)字壓縮后僅占用很小的帶寬,傳送一套節(jié)目則只需租用一個轉發(fā)器的部分帶寬就可以了,大大節(jié)約了上星的費用。

      傳送數(shù)字節(jié)目的方式有兩種:一種稱之為單路單載波,一種稱之為多路單載波。前者可在一個轉發(fā)器中每個載波(下行頻率)傳送一套節(jié)目,適合于不同地點的上星節(jié)目(如各省衛(wèi)視);后者在一個載波中傳送多套節(jié)目,適合上星節(jié)目在同一地點(如央視上星節(jié)目等)。這種方式轉發(fā)器的利用率最高,如果采用動態(tài)碼率,可以取得很好的效果,是最值得推薦的一種。

      在我國的上星節(jié)目中,一個36MHz的C波段轉發(fā)器一般傳送5套數(shù)字節(jié)目,符碼率為4420kbit/s、FEC=3/4,這樣的標準可以達到演播室級的水平。如果減小碼率,還可以傳更多的節(jié)目。同樣一個36MHz 的C波段轉發(fā)器,如果采用MCPC方式,如“亞太六號”上的新疆臺或央視免費臺,至少可以傳送6~8套數(shù)字節(jié)目,畫面質量還相當不錯。

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