3卫星广播电视传输系统及常用概念XXXX06

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卫星广播电视传输系统及常用概念
卫星的主要组成框图
通 信 天 线
遥
测
指
令 天
天
线线
系
统
接收机 双 工 器
转发器
广播系统
跟踪遥测 指令系统
温度控制 系统
位置与姿态 控制系统
入轨与推进 系统
电源系统
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卫星广播子系统结构示意图
COMBINER SPLITER/FILTER
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同步地球卫星
➢ 广播电视节目传输一般采用同步地球卫星。同 步地球卫星位于赤道上空， 绕行地球一周时 间恰好与地球自转一周一致，从地面看上去如 同静止不动，因此同步地球卫星又称静止卫星。 但是静止卫星并非完全不动，受各种外部因素 的影响，其运行轨道在不断地漂移。
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电源系统 ➢地球站的设备供电应采用不间断电源 （UPS），UPS一方面保证地球站系统设备的稳 定和不间断工作，另一方面提高供电纯净度， 避免电源干扰。 ➢在线式UPS平时可起到优化设备供电的作用， 断电时可通过蓄电池放电保证不间断供电，因 此地球站通常配备在线式UPS。
➢ 卫星数字接收机主要由三大部分组成：信道接收、解 复用和MPEG-2解码。
模拟和数字卫星广播电视传输系统组成基本 相同，只是传输内容和制式等方面有所不同。
下面简要对广播电视中心、地面引接电路、 地球站、卫星、卫星接收站（有线前端或个 体用户）、测控站做一介绍。
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1、广播电视中心
广播电视中心的主要任务是节目制作、上载播出、 音视频处理、数字化处理、节目分配。
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同步地球卫星 ➢ 各类卫星的运行轨道与地球赤道面的夹角（称
为倾角）不同，倾角等于0°的称为赤道轨道， 倾角等于90°的称为极轨道，倾角在0°～ 90°之间的称为倾斜轨道。 ➢ 卫星在空间运行的轨道有圆轨道和椭圆轨道， 圆轨道可以按其高度分为3种：低轨道（LEO） （距地面数百公里至5000公里，运行周期为 2～4小时）；中轨道（MEO）（距地面5000～ 20000公里，运行周期4～12小时）；高（同步） 轨道（GEO）（距地面35786公里，运行周期23 小时56分4秒），它又称为静止轨道。
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监控系统 ➢对上行业务质量及地球站系统设备的状态参 数进行监测和控制。 ➢随着计算机和网络技术的迅速发展，地球站 可以采用计算机系统对全站系统设备进行集中 监控。
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4、卫星
➢广播电视卫星目前主要使用FSS和BSS频段 卫星，利用地球同步卫星进行广播电视信号的 卫星传输覆盖。 ➢卫星的主要作用是接收地球站上行信号，经 滤波、低噪声放大、下变频和功率放大形成卫 星下行信号，通过卫星天线将广播电视信号转 发覆盖特定服务区域。
宽度，大大降低了传输（上行、转发器、接收）成 本。通常一个卫星转发器仅能传输1 - 2套模拟电 视节目，而传输压缩数字电视节目时，C波段一个 转发器（36MHz）可传输10套左右，Ku波段一个转 发器（54MHz）可传10 - 12套左右。 可以提供广播电视数据等多种服务。 便于对节目加密，实现有条件接收。
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主备
切换
TS
中频调制
IF
节目源
选择
70MHz/140MHz
信号处理系统
中频 切换
系统
上行功率 控制
（FOR KU BAND）
IF
Video Audio
上变频器 上变频切换
接收机
RF 上行系统
L BAND
高功放 高功放切换
下变频器
下行系统
天馈线系统
70MHz
SDH传输设备
DS3 适配器
中频 调制器
此方式是将广播电视压缩数据包的TS流适配到SDH的DS3（45Mbit/s）
接口进行传送，技术较为成熟可靠、系统结构简单。缺点是码率的适配范 围较小，传送低码率信号时对信道的利用率不高，传送超高码率信号时通 道的传输容量不足。
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6、卫星测控站
➢主要任务是测量卫星的各种参数，监测调整 卫星上所有设备的工作状况。如卫星内部设备 的电压、电流、功率、温度、压力等；对卫星 实施各种功能状态的转换。 ➢测控卫星的姿态和轨道位置，调整卫星状态 以保证卫星相对于地球静止，并使卫星天线波 束对地球表面地覆盖区域保持不变等等。
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天馈线系统 ➢将天线接收的卫星下行微波信号进行低噪声 放大、下变频后送给信标接收机。 ➢为了保证系统接收灵敏度、最大限度减少噪 声对来自卫星的微弱信号的影响，天线接收信 号的放大必须采用低噪声放大器，如参量放大 器或低噪声场效应管放大器。（LNA） ➢信标信号作为天线跟踪卫星的依据。
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天馈线系统
➢将高功放输出的RF信号发往卫星，同时接收卫星下 行信号传送给接收设备。 ➢为了提高传输效率，地球站均采用强方向性、高增 益面天线。一般上行和下行可共用一副天线。 ➢馈线的作用是传输微波信号。上行信号通常采用波 导传输，下行信号一般采用同轴电缆传输。 ➢跟踪系统的作用是控制天线跟踪卫星位置的漂移， 保证天线主波束始终对准卫星。大口径天线一般采用 自动跟踪方式。（6.2米以上）
目前广播电视中心的内涵有所扩大，除了传统的电 台、电视台之外，还包括广播节目集成平台、付费 节目集成平台等。例如中央三台、中国教育电视台、 北京电视台、电影频道、100路中央广播平台、中 数传媒、直播卫星村村通平台等等。
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2、地面引接电路
地面引接电路：通过光缆、微波等传输手段， 利用模拟或数字传送方式，将广播电视节目 源由广播电视中心传输到地球站。
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3、地球站
地球wenku.baidu.com主要作用是对广播电视中心通过地面引 接电路传来的广播电视信号进行处理和中频调 制，产生70MHz或140MHz中频信号，经上变频 器、高功放等上行设备将中频信号变频放大至 足够强度的微波信号，通过天线发往同步卫星。
数字广播电视卫星地球站主要由信号处理系统、 上行系统、天线与馈线系统、天线跟踪系统、 接收系统、下行系统、电源系统及监控系统组 成。系统组成如下图所示。
传输方式：中频直接光纤（或微波）传输 （A）；数字信号直接光纤传输（D） ；数字 光传输网络传输（D） ；微波数字传输网络 传输（D）等等。
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中频传输方式
数字广播电视节目可以利用光缆或微波，以中频调制 信号的模拟传输方式，由广播电视中心传送到地球站，如 下图所示：
微波机
TS流
编码复用设备
调制器 70MHz 中频光端机
广播电视中心
微波机
微波
中频光端机 70MHz 卫星上行系统
光缆
地球站
此方式的特点是传输系统简单、易于监测，但占用传
输资源大，由于模拟信号在传输中会导致噪声积累和性能
劣化，故不适于长距传输。
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数字传输方式 目前通过PDH或SDH数字传输网传送数字压缩广播电
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功
L波段
分
器
LNB 卫星天线
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前馈天线
电波方向
馈源
反射面
标准型前馈天线
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电波方向
馈源
反射面
偏馈型前馈天线
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后馈天线
抛物面 馈源
双曲面
标准型卡塞格伦天线
馈源
抛物面
双曲面
偏馈型卡塞格伦天线
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进行大量改造，成本较低，缺点是系统连接复杂，特别是传输高数据率 视频压缩数据时收发端设备和信号线连接复杂。我局主要用来传输局内 网、指挥平台等业务。
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2）利用DS3数字通道传送
TS流
DS3
编码复用 设备
DS3 适配器
SDH传输设备
SDH 网
DS3
TS流
SDH 传输设备 4 DVB-ASI
解复用 适配
ASI 3
中频 调制器3
IF3
编码复用 设备4 ASI 4
中频 ASI 4 调制器4 IF4
此方式可同时将四组不同速率的TS流信号以DVB-ASI（数字视频广播之异步串行接
口）接口方式接入复用适配设备，复接到1个标准155 Mbit/s（STS-1 电接口或STM1/OC3光接口） SDH信道传输，使用灵活，信道利用率高，特别适用于高低速率的组合传 输，同时也为今后传输高码率的高清电视准备了充裕的传输容量。
双
工
5925—6425
3700—4200
器
LNA
MIXER
Pre AMP
2225
LO
TWTA 1 TWTA 2 TWTA 3
TWTA n
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5、卫星接收站
➢利用接收天线接收卫星下行信号，经低噪声 放大、下变频（LNB）和馈线将接收的L波段广 播电视信号送入卫星接收机，由接收机还原出 视频和音频信号。 ➢卫星接收站的构成与地球站下行系统相似， 不过考虑到接收的成本和方便性，卫星接收站 一般采用较小口径天线，信号放大和变频则采 用一体化低噪声放大单元（LNB）。接收天线 口径小于4.5米的通常不配备天线跟踪设备。
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5、卫星接收站
➢ 主要由接收天线、低噪声放大单元LNB(高频头)、高
频同轴电缆、功分器和卫星接收机IRD（可以为LNB
提供直流电源）等组成，如图所示：
卫星
➢ 完成卫星广播电视信号的接收：变频、解调、解扰、
解复用、解码后送至用户收听收看。
卫星接收机IRD
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后馈天线
抛物面
馈源
馈源
椭球面
抛物面
椭球面
标准型格里高里天线
偏馈型格里高里天线
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➢ LNB完成低噪放大和下变频功能。 ➢ 目前LNB主要采用低噪声场效应管作为放大器件。在
接收窄带数字信号时要求高频率稳定度和低相位噪声， 此时可采用数字锁相环（PLL）LNB。 ➢ LO=±5K /±25K等
视信号主要有以下几种方式： 1）利用E1数字通道，采用信道分割、复用技术传送
TS流
2Mbit/s x n
编码复用 设备
2Mbit/s 传输适配器
数字传输 设备
数字传输网
2Mbit/s x n
TS流
数字传输 设备
2Mbit/s 传输适配器
此方式主要使用成熟的E1（2Mbit/s）数字通道，不需对数字接口
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卫星广播电视传输系统及常用概念
基于上述优点，目前广播电视传送全面向数字 信号传输转变。
卫星广播电视传输系统主要由广播电视中心、地 面引接电路、地球站、卫星、卫星接收站（有线 前端或个体用户）、测控站组成。
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卫星广播电视传输系统及常用概念
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卫星广播电视传输系统及常用概念
一、卫星通信基础知识 二、DVB-S标准和MPEG-2视频编码简介 三、卫星广播电视传输系统及常用概念 四、高清电视的卫星应用介绍
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卫星广播电视传输系统及常用概念
数字广播电视传送的主要优点
传送质量高，所需上行发射功率小，抗干扰能力强。 传输容量大。通过数字压缩技术可以大大缩小频带
3）利用155 Mbit/s数字通道传送
TS流
编码复用 设备1 ASI 1
TS流
70 MHz
中频
ASI 1 调制器1 IF1
编码复用 设备2 ASI 2
编码复用 设备3 ASI 3
4 DVB-ASI
至
STS-1
复用 适配
STS-1
SDH 传输设备
SDH 网
STS-1
中频
STS-1
至
ASI 2 调制器2 IF2
RF 双工器
低噪声
跟
放大器
踪
系
统
C(Ku) BAND
电源系统
监控系统
天线驱动 装置
跟踪 设备
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信号处理系统 主要完成节目源的引接、切换选择、适
配处理和中频调制。
上行系统 将已调中频信号转变为RF信号，并放大到
一定的电平，经馈线送至天线。上行系统的关 键设备是上变频器（U/C）和高功率放大器 (HPA)。