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隨著我國廣播電視事業(yè)的飛速發(fā)展，衛(wèi)星廣播也迅速普及開來。衛(wèi)星廣播以其低成本、見效快、全面覆蓋等優(yōu)點得到了業(yè)內(nèi)人士的一致青睞，特別是對于幅員遼闊、地理環(huán)境多樣、人口分布不均的中國，衛(wèi)星廣播是擴大廣播電視覆蓋，解決山區(qū)、牧區(qū)、海島等地區(qū)群眾聽廣播、看電視問題的最佳途徑。
我國的衛(wèi)星廣播方式由最開始使用小功率C波段通信轉(zhuǎn)發(fā)器傳輸模擬廣播電視節(jié)目發(fā)展到利用較大功率的C、Ku轉(zhuǎn)發(fā)器傳輸數(shù)字廣播電視節(jié)目。特別是衛(wèi)星數(shù)字廣播技術(shù)的應用在近幾年內(nèi)發(fā)展極快，中央電視臺率先采用數(shù)字壓縮多路單載波方式利用一個Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器播出CCTV2、3、5、6、8五套電視節(jié)目，全國多數(shù)省份，除浙江、山東等早期上星的省仍保持原模擬方式播出外，其它新近上星的省市均毫無例外地采用了數(shù)字壓縮技術(shù)，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。最近，中央電視臺8套電視節(jié)目及中央人民廣播電臺、中國國際廣播電臺的8套廣播節(jié)目利用數(shù)字壓縮技術(shù)通過鑫諾一號衛(wèi)星2A轉(zhuǎn)發(fā)器(Ku波段，帶寬54MHz)播出，在我國絕大部分地區(qū)使用1米以下口徑的天線即可接收到高質(zhì)量的廣播電視節(jié)目，為豐富老少邊窮地區(qū)群眾的業(yè)余文化生活、擴大廣播電視的覆蓋率提供了一個非常有效的手段。
一、Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播的特點：
與以往的C波段衛(wèi)星模擬廣播相比，由于使用了較高頻率的Ku波段及先進的數(shù)字壓縮技術(shù)，Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播具有其突出的特點。
1、Ku波段衛(wèi)星廣播的主要特點：
(1)Ku波段衛(wèi)星單轉(zhuǎn)發(fā)器功率一般比較大，多采用賦形波束覆蓋，衛(wèi)星EIRP較大，加上Ku波段接收天線效率高于C波段接收天線，因此接收Ku波段衛(wèi)星節(jié)目的天線口徑遠小于C波段，從而可有效地降低接收成本，方便個體接收；
(2)C波段衛(wèi)星廣播遭受地面微波等干擾源的同頻干擾比較嚴重，而Ku波段的地面干擾很小，大大地降低了對接收環(huán)境的要求；
(3)降雨對Ku波段衛(wèi)星廣播的影響比較嚴重，其上下行信號降雨衰耗遠大于C波段，暴雨情況下Ku波段上行或下行鏈路瞬間雨衰量可超過20dB，而C波段最大雨衰量一般不超過1dB。
2、衛(wèi)星數(shù)字廣播的主要特點：
數(shù)字壓縮技術(shù)在衛(wèi)星廣播中的應用是廣播電視傳送技術(shù)的一次重大變革，采用MPEG-2視頻壓縮標準及MUSICAM 音頻壓縮方法的DVB-S衛(wèi)星數(shù)字廣播具有模擬方式不可比擬的優(yōu)勢，毫無疑問地會在衛(wèi)星廣播領(lǐng)域迅速取代傳統(tǒng)的模擬調(diào)頻傳送方式。
(1)利用數(shù)字壓縮技術(shù)的衛(wèi)星數(shù)字廣播極大地降低了傳送的視音頻碼率，對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的頻帶及功率需求大大低于模擬方式，同一轉(zhuǎn)發(fā)器可播送更多的節(jié)目，大幅度降低了節(jié)目播出費用；
(2)衛(wèi)星數(shù)字廣播由于采用了強有力的糾錯算法，傳送質(zhì)量很高，接收門限很低。與模擬廣播接收質(zhì)量的漸變式劣化不同，只要在接收門限上，數(shù)字廣播信號就沒有可察覺的失真、干擾和衰弱；
(3)衛(wèi)星數(shù)字廣播可提供數(shù)據(jù)傳輸和多媒體功能及加擾和授權(quán)的能力，特別有利于直接到戶的付費服務(wù)。
Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播結(jié)合了Ku波段及數(shù)字技術(shù)的特點，非常適合于分散的小口徑天線個體接收，特別是衛(wèi)星廣播電視節(jié)目直接到戶DTH服務(wù)，而由于Ku波段雨衰問題比較嚴重，做為可靠性要求非常高的衛(wèi)星節(jié)目分配業(yè)務(wù)則選用C波段傳送更為有利。
二、Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播上行系統(tǒng)的構(gòu)成：
QPSK調(diào)制器之前為數(shù)字壓縮編碼復用設(shè)備，之后為信道處理設(shè)備。與C波段模擬上行系統(tǒng)不同之處主要有三點：
1、Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播上行系統(tǒng)要適合于數(shù)字傳輸?shù)奶厥庖�，這就要求上行系統(tǒng)要有更低的相位噪聲、更好地幅頻特性和群時延特性；
2、Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播上行系統(tǒng)所使用的上行天線波束半功率角度很窄，對天線的機械精度和跟蹤精度提出了更高的要求。如國產(chǎn)Ku波段13米上行天線其主反射鏡鏡面精度達0.5mmR.M.S，付反射鏡鏡面精度達0.17mm R.M.S，天線跟蹤精度達0.013°R.M.S；
3、Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播上行系統(tǒng)要采取上行功率控制手段，以便自動補償或消除在衛(wèi)星上行鏈路出現(xiàn)的雨、雪、云、霧等對上行信號的衰減作用。
我們在設(shè)計調(diào)試一個Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播上行系統(tǒng)時也要針對以上主要特點采取一些特別的措施。
Ku波段饋線損耗較大，因此在設(shè)計時應盡可能縮短高功放設(shè)備至上行天線間的波導饋線距離，有可能的情況下最好將上變頻器高功放緊靠天線放置，以最大限度地節(jié)省高功放輸出功率。
選用較好的上行功率控制手段及適當輸出功率的高功放設(shè)備也是非常重要的。目前上行功率控制手段主要有兩種，一種是利用上行天線接收下來的衛(wèi)星信標強度的變化來控制上行功率控制器中頻單元的增益或衰減量，從而相應地改變上變頻器的中頻輸入電平，自動增加或降低高功放輸出功率，該方法會受到衛(wèi)星信標穩(wěn)定性的影響，也會受到下行鏈路穩(wěn)定性的影響，環(huán)節(jié)比較多，控制精度和可靠性一般。采用該方法時，信標接收機和功率控制器斜率的調(diào)整是關(guān)鍵，即通過精確測量和調(diào)整要使信標接收機的斜率數(shù)值V/dB與功率控制器控制單元設(shè)定的斜率數(shù)值dB/ V一致，這樣才能保證正確的上行功率控制。另一種較好的功率控制方法是通過直接測量上行鏈路大氣噪聲溫度來實現(xiàn)的。該方法使用單獨的小口徑天線對準所使用的衛(wèi)星，利用位于天線焦點處的噪溫測量計獲得衛(wèi)星上行鏈路的噪聲溫度數(shù)值，該數(shù)值送入功率控制器控制單元通過計算得到上行鏈路衰減數(shù)值，以此衰減數(shù)值控制中頻單元增益，從而自動控制高功放輸出功率。該方法需在晴天時對功率控制系統(tǒng)進行校準，校準后控制精度很高，運行可靠性也很好，且在出現(xiàn)日凌等特殊情況時可自動保護，有效地防止不適當?shù)墓β侍嵘?br>
高功放額定輸出功率的選擇要根據(jù)實際上行業(yè)務(wù)所需的輸出功率以經(jīng)濟實用為原則來選擇。主要考慮留出降雨時的高功放輸出功率提升余量，而且要保證上行功率控制范圍內(nèi)高功放始終工作在線性區(qū)，即在最大雨衰補償時高功放不出現(xiàn)輸出壓縮現(xiàn)象。假設(shè)上行功率控制范圍為0～13 dB，晴天上行功率為20W，則對于速調(diào)管高功放其額定功率較為保險的選擇是至少高出晴天上行功率16 dB以上，即800W以上。
Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播上行系統(tǒng)調(diào)測過程中一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是上行系統(tǒng)各設(shè)備之間接口電平的調(diào)整，如果電平調(diào)整不恰當，輕則會造成上行系統(tǒng)運行性能下降，影響播出信號質(zhì)量，重則可能導致上行系統(tǒng)運行故障。電平調(diào)整主要考慮兩方面因素，一是設(shè)備本身對接口電平的要求，二是考慮上行功率控制對接口電平的影響。電平調(diào)整的重點是上變頻器輸入電平和高功放輸入電平。首先，高功放對最大輸入電平有嚴格的限制，因此在最大上行功率提升量時上變頻器輸出電平不能超過高功放的最大輸入電平，并有適當?shù)幕赝�，以保證在整個上行功率控制范圍內(nèi)高功放始終工作在線性區(qū)。上變頻器輸入電平應按照設(shè)備要求加以調(diào)整，既要保證變頻器的最佳性能，也要滿足其在上行功率控制范圍內(nèi)工作在線性區(qū)。我們曾在實際工程中遇到過一個問題，在保證上變頻器工作性能良好的情況下配置好上變頻器的中頻輸入電平，卻發(fā)現(xiàn)上變頻器的輸出電平高于高功放對輸入電平的要求。此時不能簡單地通過降低上變頻器的中頻輸入電平使上變頻器的輸出電平滿足高功放輸入電平的要求，因為這樣會造成系統(tǒng)載噪比的下降，屬于不正確的調(diào)整方法�？尚械恼{(diào)整方法有兩種，一種是在保證上變頻器各項工作指標的前提下適當降低上變頻器增益，一種是在上變頻器的輸出端串接適當?shù)母哳l同軸衰減器。
只有通過細致的測量調(diào)整，Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播上行系統(tǒng)才能發(fā)揮最佳的運行性能，上行功率控制系統(tǒng)才能夠正確地對上行鏈路的雨衰進行補償。
三、Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播的發(fā)展：
Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播目前在我國正處于迅速上升的態(tài)勢，其發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮�，前景十分誘人。以筆者個人觀點，今后Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下兩個方面：
1、采用更大功率容量的Ku波段衛(wèi)星資源，開展直播衛(wèi)星/直接到戶(DBS/DTH)業(yè)務(wù)，使廣大用戶使用40厘米甚至更小口徑的接收天線即可接收到數(shù)十套甚至上百套豐富多彩的廣播電視節(jié)目，同時通過市場運作使經(jīng)營者獲得合理的經(jīng)濟收益；
2、依靠衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的建立運行，對Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播進行多功能開發(fā)利用，并與地面有線網(wǎng)結(jié)合開拓多媒體市場，建立綜合信息服務(wù)平臺，開展新聞采集(SNG)、數(shù)據(jù)廣播等項業(yè)務(wù)，逐步向用戶提供視頻點播、互聯(lián)網(wǎng)接入、家中銀行、實時信息發(fā)布、遠程診療、遠距離教學、電視會議、電視購物等多種服務(wù)。
科學技術(shù)的發(fā)展搭起了人類進步的階梯，我們的夢想正在不斷地實現(xiàn)，一個嶄新的信息衛(wèi)星時代正在向我們走來……
摘自《衛(wèi)視周刊》
