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        如何做好接收衛(wèi)星電視前的準(zhǔn)備工作

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

        文 何偉鋒 李偉

        浙江桐鄉(xiāng)市廣播電視臺(tái)

        直播衛(wèi)星是指通過(guò)衛(wèi)星將視像、圖文和聲音等節(jié)目進(jìn)行點(diǎn)對(duì)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(lái)自衛(wèi)星的電視或廣播節(jié)目。

        作為衛(wèi)星接收機(jī)的使用者和衛(wèi)視直播產(chǎn)業(yè)的從業(yè)者來(lái)說(shuō),有必要了解在接收衛(wèi)星電視前應(yīng)查閱與了解哪些資料,了解衛(wèi)星的基本性能、衛(wèi)星場(chǎng)強(qiáng)圖、接收衛(wèi)星的相關(guān)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(jī)等,通過(guò)對(duì)此相關(guān)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(guān)衛(wèi)星的主要情況,對(duì)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(hào)”衛(wèi)星為例介紹一下衛(wèi)星名稱、衛(wèi)星型號(hào)、服務(wù)壽命、軌道位置、定點(diǎn)精度、覆蓋范圍、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)量及功率非常重要。現(xiàn)在大型衛(wèi)星平臺(tái)都有很大的容量,均可負(fù)載多個(gè)C波段或2Ku波段的轉(zhuǎn)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(chǎng)強(qiáng)覆蓋也越強(qiáng),地面相應(yīng)接收天線的尺寸要求也就越小。轉(zhuǎn)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(dāng)然這也與帶寬有很大關(guān)系?,F(xiàn)在轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬一般為36MHz,而早期的轉(zhuǎn)發(fā)器則多為27MHz,Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬一般為54MHz,也有更寬的,如72MHz,當(dāng)然也有36 MHz。一個(gè)72MHz的轉(zhuǎn)發(fā)器顯然是相當(dāng)于兩個(gè)36MHz的轉(zhuǎn)發(fā)器容量,所以對(duì)于轉(zhuǎn)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(wèn)題。帶寬越大,相應(yīng)的下行頻率范圍也就越寬。

        鑫諾三號(hào)衛(wèi)星主要性能參數(shù)如下:

        設(shè)計(jì)制造:中國(guó)空間技術(shù)研究院。

        衛(wèi)星平臺(tái):東方紅三號(hào)。

        發(fā)射時(shí)間:2007年5月。

        設(shè)計(jì)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(zhuǎn)發(fā)器。

        覆蓋范圍:中國(guó)及周邊國(guó)家和地區(qū)。

        衛(wèi)星EIRP:中國(guó)國(guó)土≥40dBW。

        東南亞等周邊國(guó)家和地區(qū)≥36dBW。

        2 衛(wèi)星場(chǎng)強(qiáng)圖的作用

        每一顆廣播通信衛(wèi)星都有一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)強(qiáng)值(等效全向輻射功率),可以根據(jù)這個(gè)數(shù)值計(jì)算當(dāng)?shù)亟邮沾诵l(wèi)星所需天線的尺寸。顯然場(chǎng)強(qiáng)值越大,接收所需的天線尺寸就越小。

        3 波束覆蓋

        有時(shí)參數(shù)表上提供了一組新參數(shù),對(duì)照?qǐng)鰪?qiáng)圖判斷,在本地可以收到。但實(shí)際上無(wú)論怎樣調(diào)整天線,都無(wú)法接收到,這其中最可能的原因是這個(gè)下行信號(hào)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(gè)衛(wèi)星場(chǎng)強(qiáng)圖,也很少標(biāo)出某個(gè)參數(shù)是屬于哪一個(gè)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(gè)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(guó)際衛(wèi)星采用點(diǎn)波束。如新天-6衛(wèi)星的覆蓋面很大,見(jiàn)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(chǎng)強(qiáng)值也會(huì)很小,況且有些地方是無(wú)須覆蓋的,如大片的海洋。這種情況下,就不如用多個(gè)點(diǎn)波束進(jìn)行個(gè)別地區(qū)的有效覆蓋,這樣場(chǎng)強(qiáng)值還會(huì)高一些,這就是衛(wèi)星上有多個(gè)波束的由來(lái)。當(dāng)然,一個(gè)波束只能采用一定的頻點(diǎn)(轉(zhuǎn)發(fā)器)下行,不可能所有的轉(zhuǎn)發(fā)器用于同一波束。當(dāng)然還有一些機(jī)動(dòng)波束,它可以根據(jù)實(shí)際需要,機(jī)動(dòng)地覆蓋到某一個(gè)地區(qū)。

        當(dāng)年的“亞洲一號(hào)”就是有南北兩個(gè)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(dāng)然處于兩個(gè)波束交叉覆蓋的地區(qū),兩個(gè)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(jié)束。

        圖1 新天-6波束覆蓋圖

        4 接收衛(wèi)星的相關(guān)參數(shù)

        轉(zhuǎn)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(hào)接收,經(jīng)變頻后再發(fā)射至地面,這就是我們所說(shuō)的下行頻率。此信號(hào)經(jīng)地面接收天線的拋物面反射,會(huì)聚后經(jīng)高頻頭放大變頻后生成第一中頻950~2150MHz,通過(guò)電纜送至接收機(jī)內(nèi)解調(diào)。上行與下行信號(hào)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(hào),上行是6 GHz,Ku波段下行是11~12GHz信號(hào),上行是17~18GHz,具體漸進(jìn):C波段3.7-4.2GHz(現(xiàn)擴(kuò)展至3.4-4.2GHz),Ku波段10.7-12.75GHz。通常一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬是36MHz,保護(hù)隔離4MHz,即早期的C波段3.7-4.2GHz范圍內(nèi)最多安排12個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器,加之極化復(fù)用,共可容納24個(gè)36MHz標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器?,F(xiàn)在低端擴(kuò)展至3.4GHz,C波段共可容納40個(gè)36MHz標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器。除此之外,轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬還有27MHz、54MHz、72MHz等規(guī)格,當(dāng)然還有一些其它非標(biāo)的規(guī)格。

        5 下行頻率、符碼率、前向糾錯(cuò)與轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬

        一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器上安排多少節(jié)目、采用幾個(gè)頻點(diǎn)、用多大的符碼率和前向糾錯(cuò)值(FEC),這些都與轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬有直接關(guān)系。一般情況下,轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬越大,所傳送的節(jié)目就越多;一個(gè)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(zhì)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(hào)一定的情況下較難收視。在轉(zhuǎn)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(zhì)量較高。

        要通過(guò)衛(wèi)星傳送節(jié)目,必須租用衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器。租用轉(zhuǎn)發(fā)器是以帶寬為單位,在模擬節(jié)目時(shí)代,一個(gè)節(jié)目要占用一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬,所以最少租用一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。為了節(jié)約費(fèi)用,在模擬節(jié)目時(shí)代也有兩套節(jié)目合租一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的,如當(dāng)時(shí)的云南和貴州臺(tái),西藏和明珠臺(tái),都是合租一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器、分時(shí)段播出的。在數(shù)字節(jié)目時(shí)代則大不相同,一個(gè)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(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的部分帶寬就可以了,大大節(jié)約了上星的費(fèi)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(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器中每個(gè)載波(下行頻率)傳送一套節(jié)目,適合于不同地點(diǎn)的上星節(jié)目(如各省衛(wèi)視);后者在一個(gè)載波中傳送多套節(jié)目,適合上星節(jié)目在同一地點(diǎn)(如央視上星節(jié)目等)。這種方式轉(zhuǎn)發(fā)器的利用率最高,如果采用動(dòng)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(guó)的上星節(jié)目中,一個(gè)36MHz的C波段轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到演播室級(jí)的水平。如果減小碼率,還可以傳更多的節(jié)目。同樣一個(gè)36MHz 的C波段轉(zhuǎn)發(fā)器,如果采用MCPC方式,如“亞太六號(hào)”上的新疆臺(tái)或央視免費(fèi)臺(tái),至少可以傳送6~8套數(shù)字節(jié)目,畫面質(zhì)量還相當(dāng)不錯(cuò)。

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