新员工入门-数字卫星电视基础知识(上)

研发二部2010年6月数字卫星电视基础知识（上）数字卫星电视基础知识（上）新员工入门新员工入门前言各位好！本胶片主要帮助大家学习了解数字卫星电视方面的基本知识，希望大家通过学习，有所收获。卫星电视卫星电视即通过接收人造卫星转播电视信号节目的电视系统。卫星电视接收过程卫星地面站将经过调制的数据信号传送到距地球赤道上空约三万六千公里通讯卫星上，再由卫星转发器发送的数据信号，到达地面通过天线面接收、反射聚焦到馈源和高频头（一体化）的接收口。经高频头这个微弱的信号进行放大和第一次变频，由LNB孔输出，将信号通过电缆送至室内的卫星接收机。接收机进行解调解码，昀终输出音视频等信号到电视等设备。Ku=10.7GHz~12.75GHzC=3.4GHz~4.2GHz950M~2150M11.5G~12.75G同步轨道卫星利用卫星传送广播电视节目通常是使用同步轨道卫星，也称为静止轨道卫星，即从地面上看，卫星是静止不动的。同步轨道卫星位于地球赤道上空3.6万公里，这就相当于在3.6万公里高空建立了一个信号收转站，其信号覆盖区域非常之大，理论上讲每颗卫星可以覆盖地球1/3的地表面积。36,000KMTIPS:1.同步卫星距地面的高度只能是一个定值，所有的同步卫星只能分布在赤道正上方的一条圆轨道上，以相同的速率绕地球运行。2.因同步卫星在赤道上，北半球的天线都要对着南方。图2－2卫星电视接收系统的组成•基本的卫星电视接收系统是由：抛物面天线、馈源、高频头、卫星接收机组成。1.抛物面天线是把来自空中的卫星信号能量反射会聚成一点（焦点）。2.馈源是在抛物面天线的焦点处设置一个汇聚卫星信号的喇叭，称为馈源。卫星电视接收系统的组成3.高频头（LNB亦称降频器）是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机。高频头的噪声度数越低越好。4.卫星接收机是将高频头输送来的卫星信号进行解调，解调出卫星电视图像信号和伴音信号。卫星电视接收系统的组成馈源LNB天线卫星电视接收系统的组成•卫星电视信号接收天线有两种基本类型：一是主焦点抛物面天线，它只有一个反射面，二是卡塞格伦天线，它除了主反射面(抛物面)外，还有副反射面，电波经两次反射后才集中到一点。卡塞格沦天线的成本较高，特别适合于热带的卫星电视接收站使用，因为它的低噪声放大器(LNA)可以放在抛物面背后，避免阳光直射。非对称结构的偏置抛物面天线，可以避免抛物面反射器受到馈源、副反射器及其支撑杆的遮挡，从而减小天线增益的下降和旁瓣的增高多。•抛物面天线可分为旋压成形、冲压成形、玻璃纤维和金属网等四种类型。为防止对太阳光聚焦，大多数抛物面天线的涂料均采用具有较小颗粒的银灰色油漆。卫星电视接收系统的组成馈源卫星电视接收系统的组成•高频头（LNB）：low-noiseblock，即低噪声下变频器，其功能是将由馈源传送的卫星信号经过放大和下变频，把Ku或C波段信号变成L波段，经同轴电缆传送给卫星接收机。它是由微波低噪声放大器，微波混频器，第一本振和第一中频前置放大器组成，LNB上都会有探针，电路对这个探针检测到的卫星下行信号进行低噪声放大和下变频处理，产生950~2150MHZ带宽的第一中频信号经过同轴电缆输送数字调谐解调器。卫星电视接收系统的组成高频头LNB卫星通信的基本概念•发射站：把电视节目、通信、广播等信号发射到卫星上的发射系统。•接收站：利用天线、卫星接收机等设备接收卫星信号的设备系统。•上行频：指发射站把信号发射到卫星上用的频率，由于信号是由地面向上发射，所以叫上行频。•转发器（transponder）：指卫星上用于接收地面发射来的信号，并对该信号进行放大，并以另一个频率向地面进行发射的设备。一颗卫星上可以有多个转发器。•下行频：指卫星向地面发射信号所使用的频率，不同的转发器所使用的下行频不同，在使用卫星接收机时所设置的参数也就不同，如果设置不正确，将不能接收相应的节目内容。卫星通信的基本概念•卫星辐射场强图电视卫星波束覆盖区内的EIRP强度等值线构成的图形。该图表示出地面各点的EIRP强度。在同一个卫星上不同的转发器有着各自不同的EIRP场强图。卫星通信的基本概念•EIRP(EffectiveIsotropicRadiatedPower)有效全向辐射功率EIRP也称为等效全向辐射功率，它的定义是地球站或卫星的天线发送出的功率（P）和该天线增益（G）的乘积，即：EIRP=P*G如果用dB计算，则为EIRP(dBW)=P(dBW)+G(dBW)EIRP表示了发送功率和天线增益的联合效果。EIRP是卫星通信和无线网络中的一种重要参数。有效全向辐射功率EIRP为卫星转发器在指定方向上的辐射功率。它为天线增益与功放输出功率之对数和，单位为dBW。EIRP的计算公式为EIRP=P–Loss+G式中的P为放大器的输出功率，Loss为功放输出端与天线馈源之间的馈线损耗，G为卫星天线的发送增益。卫星通信的基本概念•极化方式(Polarization）:1.线性极化：无线电波的极化，常以大地作为标准面。凡是极化面与大地法线面（垂直面）平行的极化波称为垂直极化波；其电场方向与大地垂直。凡是极化面与大地平行的极化波称为水平极化波；其电场方向与大地水平。水平极化（Horizon）：水平极化是指卫星向地面发射信号时，其无线电波的振动方向是水平方向。垂直极化（Vertical）：垂直极化是指卫星向地面发射信号时，其无线电波的振动方向是垂直方向。2.圆极化：当无线电波的极化面与大地法线面（垂直面）之间的夹角从0～360°周期的变化，即电场大小不变，方向随时间变化，电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个圆时，称为圆极化。在电场的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90°或270°时，可以得到圆极化。左旋极化（Left）若极化面随时间旋转并与电磁波传播方向成左螺旋关系，称左旋极化右旋极化（Right）若极化面随时间旋转并与电磁波传播方向成右螺旋关系，称右旋极化。卫星通信的基本概念线极化圆极化上行与下行信号极化相反，如上行是水平极化，则下行是垂直极化，上行是右旋极化，下行则为左旋极化。机顶盒中极化方式依靠13/18V直流电压切换。H-18V，V-13V。卫星通信的基本概念•符号率(symbolrate)：卫星节目的符号率，指数据传输的速率，与信号的比特率及信道参数有关，单位为MB/S。Symbolrate值在2-45MB／S。从世界上卫星发展趋势看，卫星电视的符码率越来越高，当一个载波信号携带的节目数越多时，此值越大。卫星通信的基本概念•前向纠错FEC：卫星接收参数的一种，设置不同的前向纠错FEC根本目的是提高信号传输的可靠性。在DVB-S标准中，前向纠错FEC值有五种比率，即1/2、2/3、3/4、5/6和7/8，以前向纠错FEC为3/4为例，它表示在该节目码的总数中，3/4的数据为节目内容码，1/4的数据为纠错码。因目前生产的数字卫星接收机均可对前向纠错FEC进行自动侦测，在使用接收机时无需人工加入FEC值，因而该参数也常被人们忽视，导致不能很好地解释卫视接收中遇到的一些问题。例如用接收采用1/2前向纠错比的节目时，只要信号锁定灯点亮，Eb/No值为0也可流畅的收视。相反，当接收亚洲3S卫星上4000H26850凤凰卫视一组节目时，其前向纠错比为7/8，Eb/No值达30%以上才不出现停顿、马赛克现象。卫星通信的基本概念•本振频率：对C波段卫星接收机的LNB本振频率一般为5150MHz或者5750MHz，而Ku频段高频头的本振频率各不相同，有9.75GHz、10.60GHz、10.75GHz、11.25GHz、11.30GHz等。卫星通信的基本概念•DiSEqC：英文为DigitalSatelliteEquipmentControl，直译为：“数字卫星设备控制”，有1.0、1.1、1.2、2.0等不同版本的标准，是用数字卫星电视接收机控制，发出指令集(控制指令)给相应设备，如切换开关、切换器、天线驱动设备、LNB等。工作过程是数字卫星电视接收机内部在同步时钟脉冲配合下，通过与LNB高频头相连的同轴电缆线，经调制于22KHz频率上交替变化的数字信号串行转送相关控制指令，DiSEqC1.0常用于控制多入一出的中频切换器的控制；DiSEqC1.1是1.0的扩充版本；DiSEqC1.2则加入驱动并控制推动杆或极轴座的功能；DiSEqC2.0就具有双向控制的功能，外设就会有信息传回数字卫星电视接收机。卫星通信使用频段下行频率C波段是4GHz信号，上行是6GHz，Ku波段下行是11~12GHz信号，上行是17~18GHz，具体渐进：C波段3.4~4.2GHz，Ku波段10.7~12.75GHz。卫星通信使用频段•与C频段信道资源相比，Ku频段的主要优点为，由于不同于地面中继线路所用频段，不需要与地面微波通信相协调，卫星EIRP基本上不受限制，同等工作条件下可用较小口径的天线，因天线波束窄而相对减轻邻星干扰。•相应地，Ku频段的主要缺点为，卫星信道和地面射频设备的成本较高，服务区一般都远小于C频段，在高降雨区很难避免由雨衰造成的通信中断。卫星通信使用频段•C频段(3.7—4.2GHz),原本属于通信频段,主要用于地面通信,中继通信和微波通信.但是目前我国和亚洲大多数国家仍使作C波段来进行卫星电视广播,因为C频段主要用于通信,卫星转发器功率相对较小,地面接收站的天线口径较大,运输安装,调试和维护的难度较大.而Ku频段的卫星转发器功率比较大,地面场强较强,与C频段相比,可以大大减小接收天线的口径,便于运输,安装,调试和维护.但是在电磁波的空间传输特性上,C频段又优于Ku频段,因为C频段的传输受天气的影响较小,而Ku则受降水的影响较大,遇到大暴雨时甚至能导致传输中断.卫星通信使用频段•通过对比同一颗通信卫星的C频段EIRP分布图和Ku频段EIRP分布图可知，C频段转发器的服务区大，通常覆盖几乎所有的可见陆地，适用于远距离的国际或洲际业务；Ku频段转发器的服务区小，通常只覆盖一个大国或数个小国，只适用于国内业务。卫星通信使用频段卫星数字电视广播的传输标准•DVB-S(Satellite)它主要应用于利用卫星作为传输媒体的数字电视技术与标准。简称数字卫星电视广播标准。•DVB-S2是DVB-S的新版本。与DVB-S相比，昀引人注目的革新在于信道编码方式，包括纠错编码和调制。在相同的传输条件下，DVB-S2提高传输容量约30%以上，同样的频谱效率下可得到更强的接收效果。编码调制方案8PSK&LDPC已经十分接近香农极限。以致于DVB官员认为这已是卫星广播信道的终极标准，不需要再开发DVB-S3了。培训结束，祝大家进步！•全球卫星与频点•