安徽廣播電視臺衛(wèi)星地球站 ：劉曉地

安徽衛(wèi)視高清節(jié)目與天津衛(wèi)視高清節(jié)目及由安徽衛(wèi)星地球站代發(fā)的EPG信號同在中星6A8B轉發(fā)器?，F(xiàn)安徽衛(wèi)星地球站欲增加一套高清節(jié)目?；谶@種情況，為了提高安全性，計劃將新上星的節(jié)目頻道和原有的安徽衛(wèi)視高清節(jié)目及EPG信號同放在中星6A9B轉發(fā)器。但安徽高清衛(wèi)視目前已經(jīng)在全國200多家有線和IP前端落地覆蓋。項目實施后，安徽高清衛(wèi)視和EPG接收參數(shù)發(fā)生變化，有線前端需要時間來更新接收設備、調整接收參數(shù)等。為保證項目實施期間不影響安徽高清衛(wèi)視的下行覆蓋，過渡期間，安徽地球站向中星6A衛(wèi)星的8B和9B轉發(fā)器上同時發(fā)射經(jīng)過打包復用的安徽高清和新增節(jié)目高清及合路EPG的載波。圖1為更換轉發(fā)器前后的頻譜圖。

圖1 更換轉發(fā)器前后的頻譜圖

1.實施方案

1.1 系統(tǒng)規(guī)劃

為盡量減少對現(xiàn)有系統(tǒng)的影響，本項目擬計劃利用現(xiàn)用安徽高清衛(wèi)視上行系統(tǒng)，新增兩個ASI切換開關，將新節(jié)目信號進行二選一后分別送入安徽高清衛(wèi)視上行系統(tǒng)主備路復用器，在這里與安徽高清衛(wèi)視進行復用。之后的系統(tǒng)保持原來的安徽高清衛(wèi)視上行系統(tǒng)架構不變，僅做一些調制參數(shù)的變化。同時，為提高安播保障等級，備播系統(tǒng)也需進行類似改造，增加一只二選一ASI切換開關，新節(jié)目加密流與清流進行切換，增加一臺復用器，用以將上述ASI切換開關的輸出與安徽高清衛(wèi)視節(jié)目碼流進行復用，其他系統(tǒng)不變，僅做調參數(shù)調整。系統(tǒng)如圖2所示，圖中涂色部分為新增設備。

圖2 安徽高清衛(wèi)視與新增節(jié)目復用后的框圖

1.2 并發(fā)轉換過程介紹

1.2.1 主用系統(tǒng)

過渡期間的主用系統(tǒng)按照現(xiàn)有參數(shù)播出安徽高清衛(wèi)視和EPG載波信號，參數(shù)不變。主用系統(tǒng)內包含完整的主路和備路設備，均可獨立完成上行播出，安全播出有保障。系統(tǒng)內主備復用器各配置1個獨立的ASI輸出端口，輸出復用后的安徽高清衛(wèi)視與新增節(jié)目頻道高清節(jié)目打包加密信號，送給備播系統(tǒng)做信號源之用。使用9米主用天線播出，仍舊上行到中星6A8B轉發(fā)器，對用戶接收不會產(chǎn)生任何影響。

1.2.2 備用系統(tǒng)

由主用系統(tǒng)復用器送來的安徽高清衛(wèi)視與新增頻道高清節(jié)目打包加密信號經(jīng)過2選1切換器，進行調制后，與EPG中頻合路，送3kW功放輸出。通過并發(fā)方式經(jīng)7.3米天線向中星6A9B轉發(fā)器發(fā)送安徽高清衛(wèi)視與新增高清節(jié)目打包信號載波，以及EPG載波。

1.2.3 過渡期間截止時執(zhí)行操作

將主用系統(tǒng)主備鏈路間的切換設為手動，首先配置備路復用器和備鏈路相關調制參數(shù)，使主用系統(tǒng)備鏈路通過閉環(huán)方式，在假負載上實現(xiàn)安徽高清衛(wèi)視與新增高清節(jié)目打包加密信號載波與EPG載波的合路播出。通過閉環(huán)測試后，同時轉動S1、S3波導開關，正式關閉8B載波、并用主系統(tǒng)備鏈路實現(xiàn)24M新載波在9B轉發(fā)器上播出，備用系統(tǒng)轉為備份狀態(tài)；然后，對主系統(tǒng)的主鏈路上的復用、調制等設備進行配置調整，在假負載上實現(xiàn)安徽高清衛(wèi)視與新增高清節(jié)目打包加密信號載波與EPG載波的合路播出。確認正常后，恢復鏈路間自動切換環(huán)節(jié)。最后根據(jù)最終系統(tǒng)架構，進行進一步切換驗證，完成并發(fā)轉換工作。圖3為并發(fā)過渡期的系統(tǒng)簡圖。

圖3 安徽高清衛(wèi)視與新增頻道復用上星并發(fā)過渡期系統(tǒng)圖

2.上、下行鏈路系統(tǒng)功率儲備理論計算

2.1 相關參數(shù)

中星6A衛(wèi)星在中國大陸的下行[EIRP]D≈42dBW，在線性區(qū)的輸出功率回退[BOO]≈3dB，輸入功率回退[BOi]≈6dB，[G/T]S=0，

飽和通量密度[WS]=-86dBW/m2；

中星6A衛(wèi)星9B轉發(fā)器上的安徽高清衛(wèi)視/新增節(jié)目打包的信息速率Rb=26.8Mbps，[Rb]=10Lg(26.8×106)≈74.28dB；

符號率Rb=16.7Msps，

[Rb]=10Lg(16.7×106)≈72.22dB；

租用9B轉發(fā)器帶寬B=20MHz，設衛(wèi)星轉發(fā)器帶寬占用與其EIRP占用比例相同，則Y=B1/B2，載波占用帶寬B1=20MHz，Y=B1/B2=20/36=0.56，[Y]=-2.56dB。

多載波共用轉發(fā)器的互調因子[I]≈1dB。

全國大部分地區(qū)接收天線仰角高于35°，天線噪聲溫度Ta≈30K；高頻頭噪聲溫度約TR≈15K，接收系統(tǒng)總的等效噪聲溫度[T]≈10Lg(Ta+TR)=16.5dBK，由于高清衛(wèi)視信號主要用作全國有線前端的信號源，其配置的衛(wèi)星接收天線口徑為D=2.4m，其接收增益[G]R=10Lg(πD/λ)2×η≈37dBi；

C波段衛(wèi)星電視信號的上行自由空間損耗，下行自由空間損耗[LDF]≈196.7dB，波爾茲曼常數(shù)[K]≈-228.6。

2.2 上行系統(tǒng)功放余量估算

主用發(fā)射天線為7.3米，發(fā)射增益[GT]≈51.18dBi，射頻損耗約為[Lf]≈2dB，極化及天線指向誤差為[ra]=1dB，[LUf]=200dB，則所需的上行功率為：

項目實施期間中星6A衛(wèi)星的所需上行功率約為P=106W，實際所配置的是3000W速調管功放系統(tǒng)，考慮功放多載波輸出功率回退3dB，仍有近11dB的功率儲備余量，完全能滿足抗擊非法信號干擾的要求。

2.3 2.4米接收衛(wèi)星天線系統(tǒng)的功率儲備余量估算

衛(wèi)星下行鏈路的[C/N0]D為：

一般的，上行鏈路的[C/N0]U大于下行鏈路的[C/N0]D的值，考慮上行鏈路的影響，上下行鏈路總的[C/N0]≈[C/N0]D-1=87.85-1=86.85dBW/K。所以：

[Eb/N0]估算=[C/N0]-[Rb]=87.26-10Lg(26.8×106)≈ 12.6dB

國標中的FEC=7/8的接收機準無誤碼功率門限是[Eb/N0]門限=6.4dB，在理想情況下，有線前端2.4米天線接收信號的理論估算功率儲備約為：

[Δ]=[Eb/N0]估算-[Eb/N0]門限=6.2dB

3.開環(huán)測試及結果分析

開環(huán)接收比對情況及分析見表1。從表1的開環(huán)測試數(shù)據(jù)可以看出，當過渡期備用功放輸出功率為249W(約54dBm)時，采用7.3米發(fā)射天線發(fā)射安徽高清衛(wèi)視/新增高清節(jié)目的20MHz載波到中星6A衛(wèi)星9B轉發(fā)器時，采用2.4米天線接收，Eb/N0≈13.5-1.75=11.75dB，比接收門限6.4dB高約5.35dB。此時的高功放發(fā)射功率儲備尚有10dB，可以保證全國有線前端的可靠接收。

表1 開環(huán)接收比對情況及分析

4.結束語

本文從安全性、可操作性、改造成本等多方面考慮，在保持上行系統(tǒng)架構基本無變化、保證安播保障等級水平為省級高清衛(wèi)視水平、各項指標完全滿足規(guī)范要求、轉換過程中用戶接收平穩(wěn)的前提下，成功地實現(xiàn)了衛(wèi)視節(jié)目安全高效地更換轉發(fā)器。本文所述內容對類似的改造項目有一定的指導意義。