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由于衛(wèi)星廣播具有覆蓋面大、傳輸距離遠(yuǎn)、信息量大、信號(hào)質(zhì)量高、不受地理?xiàng)l件限制等優(yōu)點(diǎn)，近年來衛(wèi)星廣播事業(yè)得到了迅猛發(fā)展。特別是數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，把衛(wèi)星電視廣播帶入了一個(gè)新時(shí)代，開辟了衛(wèi)星廣播的多功能利用，推動(dòng)了信息的全面交流，促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。我國幅員遼闊、地形復(fù)雜、人口居住分散，開展衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)是提高廣播電視人口覆蓋率的最有效的途徑。經(jīng)過幾十年的努力，到1997年底全國廣播人口覆蓋率達(dá)到85.8%，電視人口覆蓋率達(dá)到87.4%。從全國來講發(fā)展卻很不平衡，在發(fā)達(dá)地區(qū)，已能聽到和看到幾十套廣播電視節(jié)目，但在一些老、少、邊、窮地區(qū)，還有相當(dāng)一部分農(nóng)村，至今仍聽不到、聽不好廣播，看不到、看不好電視，存在著廣播電視的收聽、收看盲區(qū)。為此，廣電總局提出，要把事業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)放在擴(kuò)大覆蓋上，把覆蓋的重點(diǎn)放在農(nóng)村，爭取到本世紀(jì)末，基本實(shí)現(xiàn)村村通廣播電視。
為了解決廣播電視覆蓋問題，我國先后已有20多個(gè)省采用DVB-S標(biāo)準(zhǔn)、MPEG2數(shù)字壓縮方式上星傳輸節(jié)目，節(jié)約了衛(wèi)星資源，提高了傳輸質(zhì)量，而且99年1月1日又以Ku頻段直播星進(jìn)行擴(kuò)大試驗(yàn)，進(jìn)一步解決廣播電視的盲點(diǎn)問題。
由于衛(wèi)星數(shù)字電視的發(fā)展，國際國內(nèi)大量的產(chǎn)品進(jìn)入我國市場。96年廣電部科技司發(fā)出通知，要求進(jìn)入廣電系統(tǒng)的編、解碼設(shè)備和接收設(shè)備必須進(jìn)行入網(wǎng)檢測，1年多來，國際國內(nèi)已有許多廠家、公司進(jìn)行了入網(wǎng)檢測，并拿到了入網(wǎng)證書，這樣老百姓也可買到放心產(chǎn)品。下面就接收系統(tǒng)的天線、LNB、IRD的檢測與評(píng)價(jià)作一簡單說明。
一、天線系統(tǒng)
天線系統(tǒng)由拋物面和饋源組成，目前使用的有C頻段和Ku頻段兩種，由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器功率大小不同，地面采用的天線尺寸也不一樣。反射面一般為鋁合金板和玻璃纖維增強(qiáng)型SMC材料的玻璃鋼天線。饋源采用后饋或前饋，對(duì)于小型天線一般采用前饋，前饋方式又分為正饋和偏饋，一般偏饋天線的效率稍高于正饋天線。目前我國多采用線極化(垂直或水平)的饋源，其安裝調(diào)試相對(duì)圓極化(左旋或右旋)要復(fù)雜一些。對(duì)于偏饋多使用一體化饋源高頻頭，安裝調(diào)試時(shí)方便一些。
C頻段衛(wèi)星電視接收天線基本性能要求見表1，Ku頻段衛(wèi)星電視接收天線基本性能要求見表2。
二、低噪聲下變頻器(LNB)
低噪聲下變頻器(高頻頭)將天線接收到的微弱的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行放大和變頻，輸出的中頻信號(hào)(950～2150MHz)通過低損耗的高頻電纜送給數(shù)字綜合接收解碼器IRD。對(duì)用于數(shù)字系統(tǒng)中的高頻頭要求相位噪聲要低，頻率穩(wěn)定度要高。因?yàn)閿?shù)字衛(wèi)星信號(hào)采用QPSK調(diào)相方式傳輸，信號(hào)解調(diào)也是采用QPSK解調(diào)，如果LNB相位噪聲過高，會(huì)使解調(diào)產(chǎn)生誤差而導(dǎo)致誤碼率(BER)增加。同時(shí)，相位噪聲與高頻頭本振頻率穩(wěn)定度有關(guān)，頻率穩(wěn)定度高的LNB，其相位噪聲也越低。對(duì)用于數(shù)字衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的LNB，要求相位噪聲小于-65dBc/1KHz，頻率穩(wěn)定度小于±500KHz。
三、綜合接收解碼器(IRD)
下面重點(diǎn)介紹綜合接收解碼器(IRD)的檢測和評(píng)價(jià)。衛(wèi)星用IRD主要由調(diào)諧器、QPSK解調(diào)、去擾碼、糾錯(cuò)、解復(fù)用、解碼、再進(jìn)行PAL編碼，形成全電視信號(hào)輸出。對(duì)有條件接收功能還需加有系統(tǒng)控制和用戶智能卡。調(diào)諧器可以工作在C波段和Ku波段，只是設(shè)置不同的本振頻率，對(duì)于C頻段本振頻率5150MHz為高本振，Ku頻段一般為低本振。因此要求IRD具有頻譜倒置功能，便于接收不同頻段的衛(wèi)星電視節(jié)目。另外還要求IRD具有既能接收SCPC也能接收MCPC的衛(wèi)星電視信號(hào)。SCPC(Single Channel Per Carrier)為單路載波系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是可在不同的地點(diǎn)上星，適合上行站不在同一地點(diǎn)而需共用一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的情況。MCPC(Multiple Channel Per Carrier)多路單載波系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是沒有多載波諧波干擾，頻帶和功率利用率較高，適用于多路信號(hào)在同一地點(diǎn)上星。
為了對(duì)衛(wèi)星用IRD統(tǒng)一規(guī)范，廣電總局(原廣電部)在97年頒發(fā)了關(guān)于“數(shù)字壓縮衛(wèi)星接收機(jī)(IRD)暫行技術(shù)要求”，在98年10月頒發(fā)了“數(shù)字壓縮衛(wèi)星接收機(jī)(IRD)技術(shù)要求(暫行)”第二版，對(duì)第一版進(jìn)行了修改補(bǔ)充。該技術(shù)要求引用了ISO/IEC IS13818運(yùn)動(dòng)圖像和相關(guān)音頻信息的通用編碼標(biāo)準(zhǔn)以及ISO/IEC IS11172(音頻1和2層)速率達(dá)1.5Mbits/s的數(shù)字存貯媒介的運(yùn)動(dòng)圖像和相關(guān)音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)以及ITU-R BO1211用于11/12GHz衛(wèi)星廣播的電視、聲音和數(shù)字業(yè)務(wù)的數(shù)字多節(jié)目發(fā)射系統(tǒng)，還引用了CENELEC EN50083-9電視、聲音和交互式多媒體信號(hào)的電纜分配系統(tǒng)以及用于電纜電視(CATV)/衛(wèi)星共用天線電視(SMATV)和類似的使用DVB/MPEG-2傳送流的專業(yè)設(shè)備的接口等標(biāo)準(zhǔn)。
參數(shù)要求：
視頻：
視頻壓縮方式：MPEG-2 MP@ML
單路視頻壓縮碼率：2～15Mbps連續(xù)可調(diào)
圖像分辨率：最大720*576(隨發(fā)端信號(hào)可調(diào))
音頻：
音頻壓縮方式：MUSICAM
工作方式：單聲道，雙聲道，立體聲
取樣率：48KHz
信道編碼：
符合MPEG-2傳送碼流格式
RS編碼：RS(204，188，T=8)
卷積交織深度：I=12
卷積編碼比率：1/2，2/3，3/4，5/6，7/8可變
約束長度：K=7
升余弦平方根濾波滾降系數(shù)：0.35
對(duì)IRD功能要求見表3
對(duì)IRD輸入信號(hào)與解調(diào)性能要求：
輸入信號(hào)的頻率范圍：950～2150MHz或950～1750MHz
輸入電平范圍：-65～-30dBm
反射損耗：≥7dB
二本振泄漏：-65 dBm
輸入信號(hào)捕捉范圍：f0±2.5MHz
供LNB極化切換電壓范圍為12-24V Imin=350mA
字符率2-40Ms/s或2-30MS/S
系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)：
Eb/N0門限值：維特比譯碼輸出誤碼率為2.0E-4時(shí)
≤5.5dB (FEC=3/4)
≤5.0dB (FEC=2/3)
≤4.5dB (FEC=1/2)
PAL-D視頻輸出：
視頻輸出幅度：700mVP-P±20 mVP-P
同步幅度：300mVP-P±9 mVP-P
帶外干擾 ：≤-40dBm
幅頻特性：≤4.8MHz時(shí) ±0.5dB
4.8MHz-5.0 MHz 時(shí)≤±0.5 dB， ≥-1.0 dB
5.5MHz時(shí) +0.5 dB，-4 dB
K因子：≤3%
亮度非線性：±5%
DG：≤5%P-P
DP：≤5°P-P
亮色增益不等：±5%
亮色延時(shí)不等：≤30ns
S/N加權(quán)值(5MHz帶寬測量值)：≥56 dB(50%平場)
行同步前沿抖動(dòng)：≤20nsp-p
傳輸流誤碼率：≤1.0E-11
音頻輸出：
幅頻響應(yīng)：20Hz-20KHz ±2dB
60Hz-18KHz ±0.5dB
諧波失真：≤1%
不加權(quán)S/N：≥70 dB
左右聲道電平差：60Hz-18KHz ≤0.5dB
左右聲道相位差：60Hz-18KHz ≤5°
左右聲道串?dāng)_：≤-70dB
物理接口要求：
L波段信號(hào)輸入：F型75Ω
電視調(diào)制信號(hào)輸出：75Ω
視頻信號(hào)輸出：
復(fù)合PAL-D信號(hào)：BNC或RCA75Ω
模擬分量信號(hào)：S端子
音頻信號(hào)輸出：
XLR型，600Ω平衡；或RCA型600Ω不平衡低阻
數(shù)據(jù)輸出：RS-232或RS-422，DB9陰性
傳送數(shù)據(jù)流輸出：
DVB同步串行接口：BNC
DVB同步并行接口：DB25，LVDS
電源：150-240V 50Hz±2 Hz
下面對(duì)IRD主要技術(shù)指標(biāo)的檢測及評(píng)價(jià)作一簡單介紹，測試方框圖如圖1。
圖1
數(shù)字信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生符合MPEG2/DVB標(biāo)準(zhǔn)的測試信號(hào)和活動(dòng)圖像，送給電視測量發(fā)射機(jī)，進(jìn)行信道編碼和QPSK調(diào)制，上變頻成L頻段的信號(hào)，送給IRD輸入，在電視測量發(fā)射機(jī)內(nèi)裝有噪聲發(fā)生器，C/N值可根據(jù)需要改變。
數(shù)字信號(hào)發(fā)生器可產(chǎn)生近30種不同功能的測試圖像信號(hào)和活動(dòng)圖像信號(hào)以及伴音測試信號(hào)，用于測量各項(xiàng)視頻技術(shù)指標(biāo)和音頻技術(shù)指標(biāo)，還具有在一個(gè)傳輸流中含6套節(jié)目的測試信號(hào)，用于測量IRD MCPC的功能。
電視測量發(fā)射機(jī)可產(chǎn)生頻率從0.3MHz-3.3GHz可調(diào)，輸出電平從-99dBm～+10 dBm可變的調(diào)制信號(hào)，可設(shè)置DVB信道編碼的各種參數(shù)，如頻率、電平、字符率、數(shù)據(jù)流速率、RS碼、卷積編碼比率、滾降系數(shù)以及QPSK和QAM兩種調(diào)制方式。
1、Eb/N0門限值的測量
Eb/N0是衡量接收機(jī)靈敏度的一個(gè)重要指標(biāo)。衛(wèi)星數(shù)字電視傳輸中，在門限點(diǎn)附近時(shí)，C/N值的下降會(huì)引起S/N的急劇變化，這就是所謂數(shù)字傳輸中的“峭壁效應(yīng)”。按圖1方框圖，為了準(zhǔn)確確定門限點(diǎn)，在信號(hào)源中應(yīng)置為活動(dòng)圖像輸出。改變電視測量發(fā)射機(jī)中的C/N，由大變小，直到IRD輸出圖像在彩色監(jiān)視器的畫面上剛要出現(xiàn)“馬賽克”。用頻譜儀測出此時(shí)信道發(fā)射機(jī)輸出給IRD輸入端信號(hào)的N0(單位Hz的噪聲功率)，然后去掉調(diào)制信號(hào)測出此時(shí)的單載波功率C，可算出Eb/ N0。
Eb=C-10lgIR IR為總信息率
IR=2Rs·Cr·Rs
Rs---字符率，Cr---卷積編碼率，Rs---外碼(188/204)。另外也可根據(jù)信道發(fā)射機(jī)上的C/N值，直接推算出Eb/N0值。
因?yàn)镋b/N0=(C-10lgIR)/(N/B)=C/N-10Lg IR/B
10Lg IR/B為一常數(shù)，所以只要找出門限點(diǎn)，可根據(jù)電視測量發(fā)射機(jī)上顯示的C/N減去一個(gè)常數(shù)即可算出Eb/No值，對(duì)于字符率為4.42MS/s，卷積碼速率為3/4時(shí)，這一常數(shù)約為0.6。根據(jù)新版暫行技術(shù)要求規(guī)定，需對(duì)FEC=3/4，2/3，1/2分別進(jìn)行測量。
2、頻率覆蓋范圍的測量
按暫行技術(shù)要求，應(yīng)為950MHz～2150MHz或950MHz～1750MHz。將圖1中信道發(fā)射機(jī)輸出載頻置于低端頻率(950MHz)，調(diào)整IRD接收頻率，使IRD輸出圖像正常。同樣，將信道發(fā)射機(jī)置于高端頻率(2150MHz或1750MHz)，調(diào)整IRD接收頻率，使IRD輸出圖像正常，說明該IRD符合暫行技術(shù)要求規(guī)定的頻率覆蓋范圍。如果低端或高端接收?qǐng)D像不正常，則逐步提高或降低信道發(fā)射機(jī)輸出頻率，直到該IRD輸出圖像正常，此時(shí)的頻率范圍即為IRD實(shí)測接收頻率覆蓋范圍。
3、字符率的測量
根據(jù)技術(shù)要求，字符率為2～40MS/s或2～30 MS/s。將圖中信道發(fā)射機(jī)上從低到高置出一系列不同數(shù)值的字符率，IRD置成相應(yīng)的字符率，IRD輸出圖像和聲音應(yīng)正常，若置在低端或高端的字符率時(shí)IRD輸出圖像不正常，則逐步提高或降低信道發(fā)射機(jī)輸出字符率，直到該IRD輸出圖像正常，此時(shí)的字符率范圍即為實(shí)測的該IRD字符率范圍。
4、輸入電平范圍的測量
按圖1所示，將正常測量的輸入電平(如-45dBm)升高或降低，IRD輸出圖像正常的電平范圍，即為輸入電平范圍。
5、反射損耗
IRD處于正常工作狀態(tài)(注意關(guān)掉LNB電源)，用掃頻儀測量反射損耗值。
6、二本振泄漏
IRD輸入端接至頻譜分析儀，測量該IRD二本振信號(hào)在IRD輸入端的泄漏電平值。
7、輸入信號(hào)捕捉范圍
按要求為f0±2.5MHz。
按圖1所示，將信道發(fā)射機(jī)輸出的正常測量頻率升高或降低2.5MHz，IRD若能正常接收，說明符合技術(shù)要求規(guī)定的輸入信號(hào)捕捉范圍，否則再改變頻率，重新測量捕捉范圍。
8、系統(tǒng)視頻指標(biāo)的測量
在進(jìn)行視頻指標(biāo)測量前，應(yīng)按要求，將相應(yīng)的參數(shù)條件置好，調(diào)整IRD，使IRD的輸出圖像工作在門限以上。然后根據(jù)測量不同視頻指標(biāo)的要求，正確選擇數(shù)字信號(hào)發(fā)生器的相應(yīng)測試信號(hào)，利用視頻自動(dòng)分析儀進(jìn)行測量，必須終接75Ω。例如，測幅頻特性送Sinx/x信號(hào)；測K因子送2T脈沖信號(hào)；測亮度非線性送不帶調(diào)制的階梯波信號(hào)；測DG、DP送帶彩色副載波的階梯信號(hào)；測ΔK、Δτ送帶彩色副載波調(diào)制的20T脈沖信號(hào)；測S/N比送50%平場信號(hào)；測行同步前沿抖動(dòng)送帶同步的視頻信號(hào)。
9、系統(tǒng)音頻指標(biāo)的測量
暫行技術(shù)要求中對(duì)音頻的幅頻響應(yīng)、失真、S/N值、左右聲道電平差和相位差及串?dāng)_都作了規(guī)定，測量這些指標(biāo)可采用信號(hào)發(fā)生器中產(chǎn)生的CCITT0.33音頻測試序列，在IRD音頻輸出端利用CCITT0.33自動(dòng)測試選件進(jìn)行相應(yīng)音頻指標(biāo)的測量。也可利用音頻信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的持續(xù)時(shí)間為1秒的音頻信號(hào)用音頻分析儀進(jìn)行測量。
10、編碼系統(tǒng)的測試包括三大部分：
�、費(fèi)PEG2/DVB標(biāo)準(zhǔn)一致性測試，采用碼流分析儀進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的分析。
②主觀評(píng)價(jià)，采用CCETT的測試序列帶，用雙重刺激連續(xù)質(zhì)量評(píng)分法進(jìn)行。
�、巯到y(tǒng)視、音頻指標(biāo)的測量及符號(hào)率變化范圍和產(chǎn)品兼容性等性能指標(biāo)的測量。
11、對(duì)于目前直播衛(wèi)星系統(tǒng)使用的IRD，除了符合暫行技術(shù)要求所規(guī)定的性能指標(biāo)外，還必須具有智能卡，解出授權(quán)管理信息(EMM：Entitlement Management Message)方能解出圖像和伴音信號(hào)。
直至目前為止，已有10多家IRD和編解碼系統(tǒng)通過入網(wǎng)檢測，拿到了廣電總局入網(wǎng)證書，對(duì)我國2000年前解決村村通廣播電視提供了大量可信的產(chǎn)品。
摘自《衛(wèi)星周刊》
