卫星数字电视传输接收原理和地面接收站的安装调试

  • 格式:doc
  • 大小:402.50 KB
  • 文档页数:16

卫星数字电视传输接收原理和地面 接收站的安装调试

1、卫星电视传输系统的组成 卫星电视或广播系统由上行发射站、同步卫星、接收网三大部份组成:如图 5-1所示。

图5-1 卫星电视传输系统的组成 1-1上行发射站和接收站 把电视中心的节目送达同步卫星。同时接收卫星转发的广播电视信号,上行发射频率是6GHEG-14GHE。下行接收频率是4GHE-12GHE,其中主发射站是固定的发射中心,介也可以接移动的发射站主要用于现场次转播。 其中控制站一般与主发射上行站设置在一起,它的任务是控制卫星,使卫星处于正确的轨道位置和工作状态‘必要时发出控制指令,改变卫星姿态,调整天线或切换设备等„„ 1-2同步卫星 同步卫星是电视、广播的核心,也是技术难度最重要的一环,卫星对地面是静止的,要求它的公转要精确地与地球的自转保持同步,保持正确的姿态。卫星的星载设备有天线、卜太阳能电池、控制系统和转发器,接发器是电视广播的专用设备,它的功能是把上行信号经过频率变换放大后,由定向天线向地面发射,以供给地面接收站接收卫星信号。 1-3接收网: 供集体或个体的卫星电视接收站,、开路、闭路的卫星电视接收站接收这样就保持同步卫星高度N为式中T是地球自转周期,仅是地球赤道半径由此可算出同步卫星n=35786kmo 2.同步卫星轨道及原理

同步 卫星

控制站 主发射台 上行站 6GHZ-14GHZ 4GHZ-12GHZ

移 动 发射台 集 体 接收站 转 发 接收站 教 育 接收站 个 体 接收站

电视发 射设备 有线电

视系统 电视机 计算机联

IP信息 无论是电视卫星和通信卫星都必须是“静止卫星”,否则就无法接收,静止卫星,确切地应称为同步卫星,它是与地球的同步轨道上绕地球飞行,它的飞行速度和地球的转速相等。.这样从地球上的任何一点去看,它都是“静止”的。 根据地球的引力和卫星的离心力相等的条件,确定了同步轨道只能是与地球赤道上空约36000公里上。全世界的同步卫星都是这一轨道上,为了不互相干扰每个卫星之间必须保持一段距离,国际电联合会规定了这个距离为赤道到地球面的经纬度为30,如图5-2所示。

图5-2 同步卫星轨道 同步卫星位于赤道上空约36000公里处的高空。若卫星天线波束的张角为17时,张角覆盖地球表面1.7亿平方公里的面积,约为地球表现积的1/3,即使天线波束的宽度仅有10,也可覆盖大片的土地。如果赤道上空的同步轨道每隔120。设有一颗同步卫星,那么3颗同步卫星就能覆盖全球。如图5-3所示。

1872km 3° 同步轨道 36000km 图5-3 同步卫星轨道 卫星鑫诺1号有24个C波段转发器 和14个KU波段转发器,频带大于36MHZ。 卫星转发器对广播电视节目的发射功率一般都在100W以上。鑫诺卫星转发器功率是120-150W,这样达到地面的场强较高,一般都在10---100MV/W左右。 3.卫星频段划分 电视卫星的频率是按照一九七九年世界无线电行政大会(WARC)对卫星广布的频段分配的,共分为六个频段:L波段:0.62--0.79GHZ S波段:2.5--2.69GHZ C波段:3. 7-4. 2GHZ,Ku波段:11.7--12.75GHZ ,K波段: 22.4--23GHZ,Q波段:40.5--42.5GHZ ,E波段84--86GHZ 。 中心频率 频率范围 用途及覆盖范围 L波段((0.7) 0.62--0.79GHZ 与地面电视共用1, 2, 3区 S波段((2.5) 2.5--2.69GHZ 集体接收电视共用1, 2, 3区 C波段 (3.9) 3.7--4.2GHZ 集体接收中国亚洲部份地区 Ku波段(12) 11.7-12.75GHZ 电视优选频段Ku分为: 11.7--12.2 GHZ亚洲、澳洲 11.7--12. 5 GHZ欧洲、非洲、前苏联 12.1--12.7 GHZ南北美洲 12.5--12.75 GHZ亚洲、澳洲 K波段(23) 22.4-23GHZ 电视优选频段:1,2, 3区 Q波段(42) 40.5--42.5GHZ 卫星广播专用1, 2, 3区 E波段(85) 84-86GHZ 卫星广播专1, 2, 3区 WARC规定空界分为三个区域划定为:第一区:欧洲、非洲、阿拉伯半

同步卫星 最近点35786km

最远点41756km 17.34° 18101km

赤道

速度=11070km/时

73155km 120°

卫星

卫星

卫星 岛、土尔其、苏联、亚洲部分内蒙古。 第二区:为南北美洲 第三区:为亚洲和大洋洲

4.数字压缩及传输 卫星电视广播的优点: 卫星广播业务使用的频段表 卫星广播业务使用的频段

∨∨∨∨(下行)∨∨∨∨∨∨

∨∨∨

第1、3区第1区第3区500750500

11.7~12.212~12.7512.5~12.75

Ku(12)

∨∨地上广播∨(下行)∨(上行)卫星固定通信∨航空以外移动通信∨∨移动通信∨∨∨地上固定通信全世界全世界第3 区第1、3区全世界第2 区第3 区第1 第2 区第3 区地区分配200020005005001903535170带宽MHz84~8641~4322.5~233.7~4.22.5~2.692.5~2.5352.655~2.690.62~0.79频率范围GHz∨E(85)∨Q(42)∨K(23)∨C (3.9)∨S(2.5)卫星广播∨∨

业务划分L(0.7)频段

GHz

4.1可以覆盖全国领土 在使用卫星转播电视节目以前,如七十年代,解决电视覆盖问题的办法是增加发射台的数目,加大功率及尽可能在高山上或100米以上的修建高塔发射天线,建设大量的差转台,增加微波中继站等手段,这样也不能解决全国百分之百在的领土覆盖问题,当时北京进入云南宣威的第一个微波站,是第四十三个站,北京的电视信号传输到云南象接力赛一样一站一站的往下传。中间哪一个站出问题将影响到以下几个站点节目传输。每个站点的传输都有一部份信号损失,就这样一些地形复杂的山区、沙漠、海岛等,受地形条件的限制是很难收到信号的,卫星转播电视则不同处,转发器置于35800公里高空,位置合适的同步卫星一颗卫星就可以覆盖我国全部领土。 4.2电磁波能量利用率高 地面转播浪费了大量的电磁场波能量,因为大地、高山、建筑均会吸收大量的电磁波。传播效率低而且在发射台服务区中心处的电磁场强会超过接收机场强的需要,与服务区边沿处的场强却很难满足要求,举例说明,根据计算一座50千瓦的大型发射台,大约有十分之一的功率是有效的。卫星广播则不同,它的转发器的波束始终是指向地面,比较均匀地幅射到整个服务区内,中心区与边远区的场强仅差了3-4db,所以电磁能量利用率很高。 4.3图像质量好,稳定性高 一座电视台覆盖面积很有限,光靠微波中继站传送电视节目,每隔50公里左右就需要建一座中继站,(差转控制台)以北京到广州为例,约需建50座中继站。这样传输环节多,影响图像频率,不但浪费大量人力物力,卫星转播则不同,它是直接接收,仰角大、反射小,电波穿过大气层行程短,受气候和大气影响小,信号稳定,图像质量好。 4.4节省基建时间,减小财力、人力、物力投资。 与我们幅原广大的国家,要援盖百分之百领土,就要建2000多座发射台,还要建数倍于此的中继站,这样的工程除了庞大的投资以外,还大大地延长了基建时间,再加上技术人员、管理人员、维修人员、维修费用等问题,即使是解决了这些问题,也很难解决山区、沙摸地区、海岛的覆盖问题。所以根据亚洲广播联盟提供的资料,对于幅原广大的国家来说,采用卫星广播电视,比建地面电视广播网节约60%的经费。 此外,在传送容量上,由于卫星广播工作频率高、频带宽,容量大,便于增加电视传输的信道,由于卫星电视广播有上述优点,所以各国都在大力发展卫星电视事业,我国的电视卫星转发系统是在一九七一年的春季才开始起步的,直到八十年代末九十年代初,才迎来卫星广播电视的发展高潮。现在己进入二十一世纪,卫星广播电视、通信己是非常普及的技术,我国己成为世界少数发射多种卫星的国家之一。 4.5数字卫星电视传输的基本原理 数字卫星电视就是把图像画面每一个像素,声音的每一个音节都用二进制编成多位数码,并以非常高的比特率,进行数码流发射、传输、接收的系统工程,也就是说在数字电视这个系统工程中,发射台发射的电视信号是一种高比特率的数码流脉冲串。在空中或有线电视电缆中传输的电视信号也就是高比特率的数码脉冲串。那么它们怎样变换的呢,这个转换过程叫做A模拟--D数字信号转换,其转换过程见下图

数字电视信号的传输基元是二进制的数字传输,就是“1”和“0”.。 "1"是高电平,“0”是低电平,仅通过逻辑电路来进行编码,但是逻辑“In的电平大小无严格要求,仅需电路能识别。同样逻辑u0”的电平,并非一定是OV,是需要数字处理电路能够区分“高低”电平的差异,因此利用数字方法来传送电视信号无论失真方面,还是在信噪比方面均无需要求。数字电视在计算机技术、图像信息技术的推动下,已经有了卓越的研究成效,已经进入了实用阶段,它的核心向题就是要解决图像信号的频带压缩问题和数字压缩的数码率。数字卫星电视系统采用四相键(简称QPSR)的调制方式,并运用卷积码和截短RS码进行级联的误码保护方法。 首先进行信源编码,作为第一步把模拟的图像和声音信号经模数变换转为数字信号,再进行MPEG-2的压缩编码,随后把这些数字信号实施数码流编码,MPEG-2是国际通信组织(简称MPEG组织)从MPEG-1低速率发展起来的高速率压缩方式,随后把MPEG-2压缩数字信号(也就是干扰编码),由MPEG-2传送来的数码流具有固定波长的数据包,内含一个字节的同步字,还有187个数据字节,发射端的处理顺序总是从同步一个字节(01-0000 `111,)的MSB(即0)开始,并进行能量扩散的随机化处理和传送复用适配下的TmA处理。如图5-4和5-5所示:

模拟信 号输入 通滤波器 取样器 量化器 MPEG-2信源编码器 数字 输出