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新员工入门-数字卫星电视基础知识(上)


新员工入门
数字卫星电视基础知识(上)
研发二部 2010年6月

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,最终输出音视频等 信号到电视等设备。
11.5G~12.75G 950M~2150M
Ku =10.7GHz~12.75GHz C =3.4GHz~4.2GHz

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。
TIPS: 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。 36,000KM

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
LNB 馈源

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-noise block,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(Effective Isotropic Radiated Power)
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
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。H18V,V-13V。

线极化

圆极化

卫星通信的基本概念
? 符号率(symbol rate):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。Symbol rate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 4000 H 26850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Digital Satellite Equipment Control,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4 GHz信号,上行 是6 GHz,Ku波段下行是11~12 GHz信 号,上行是17~18 GHz,具体渐进 : C波段3.4~4.2 GHz,Ku波段 10.7~12.75 GHz。

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—4.2 GHz),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,最 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 ? http://www.lyngsat.com/


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