高斯奥特曼玩具视频:直、录播卫星数字电视的接收1

一、我国卫星数字电视的现状
　　卫星广播是广播电视的一个重要途径，利用卫星传输广播电视节目是卫星应用技术的重大发展。在数字卫星电视解决了模拟卫星电视的一些天然不足以后，利用卫星进行广播电视信号传输的发展速度变得更为迅猛。现在，除了正常的节目广播，越来越多的节目源信号（比如体育比赛、大型晚会等）用卫星进行传输。
　　我国所选用的卫星数字电视系统是采用MPEG-2视频压缩及MUSICAM音频压缩方法的DVB-S系统标准。数据流的调制采用四相相移键控调制（QPSK）方式，工作频率11/12GHz。既可用于标准清晰度数字电视（SDTV），又可用于高清晰度数字电视（HDTV）。适用于不同带宽卫星转发器，凡符合MEPG-2码和复用标准的数字电视业务都可进入BVB-S传输系统。允许用户传送不同电视业务结构的节目，其中可包括多路不同的声音和数据业务，所有业务码流通过时分复用最终都在一路数字载波上传输。
　　卫星数字电视信号又分为单路单载波（SCPC）和多路单载波（MCPC），单路单载波（SCPC）是指在一个载波或一个卫星下行频率情况下传输一路电视信号，在这种情况下，一个36MHz的转发器可以容纳5个左右数字卫星信号，每个载波信号一般为6MHz带宽，载频间还有1MHz宽的隔离。于是，一个转发器上的TWTA功率被5个数字卫星信号使用。多路单载波（MCPC）是指在一个载波或一个卫星下行频率情况下传输多路电视信号。在多路单载波（MCPC）情况下，可以在一路载波（下行频率）下传输数路甚至20多路电视信号，当然这个载波信号的带宽要比单路单载波（SCPC）宽，通常要占一个转发器36MHz的带宽。在多路单载波（MCPC）信号中，所传输的电视路数越多，每一路电视信号压缩的越厉害，其带宽就越窄，其传输质量越难以保证。为了在较窄的带宽情况下传输而不丢失信息，就必须采用高符码率传输，如亚洲3S上传输21套节目的6A转发器采用了高达27。5MBIT/S的速率，用这么高的速率就是为了弥补频带过窄而易丢失信息的矛盾，而如此高的速率（符码率）又给地面接收时增加了解码时间和难度。
　　现在卫星数字电视的节目广播大多采用多路单载波（MCPC）传输，国内的一些省台也有使用单路单载波（SCPC）的。但用于临时性直、录播信号传输的一般都使用单路单载波方式的。

二、卫星数字电视的接收
　　1、卫星数字电视信号的接收比卫星模拟信号更困难。
　　与卫星模拟信号传输相比，卫星数字信号相对较弱。我们知道，每个卫星上转发器所转发信号的强弱取决于每个转发器中发射部分的行波管功率放大器的功率TWTA的大小，这个TWTA一般为数十瓦，甚至百余瓦。如亚洲3S卫星C波段的TWTA是55W，KU波段的TWTA是140W。从而形成亚洲3S卫星的C波段和KU波段转发器的最大全向等效辐射功率EIRP（俗称为场强的最大值）分别为40dBW和54dBW。每个转发器是有频带宽度的，C波段一般转发器的带宽为40MHz，考虑到防止转发器之间串扰，实际使用带宽为36MHz，留有4MHz的防为度。在卫星模拟电视信号中，采用调频-调频制，即图像调制和伴音调制都是调频的。调制后的卫星电视信号带宽远大于基带信号的带宽，一般C波段为36MHz，这就是我们所说的，在卫星模拟电视中，一个转发器由于带宽的原因，只能传送一路卫星电视信号的原因。或者说，一路卫星模拟电视信号占有一个转发器的全部发射功率，从而获得一个转发器的全部行波管功率所形成的EIRP值。然而在卫星数字电视中，由于数字信号是在模拟信号的基础上进行抽样，编码，调制而成的，在此过程中完成了频带压缩，使得一路数字信号的带宽要小于卫星模拟信号，一路卫星数字电视信号只需要占用5-6MHz带宽，甚至更少的带宽。在单路单载波（SCPC）的情况下，一个转发器上的TWTA功率被5个卫星数字信号使用，因此，真正的一路卫星数字电视信号的EIRP值要比卫星模拟电视信号小。在多路单载波（MCPC）情况下，虽然这个载波信号也占了一个转发器36MHz的带宽，但由于要在一路载波上传输多达10-20路的电视信号，从技术上对基带信号的要求是很高的，其中有一点是如何防止多达20余路电视信号之间的串扰问题。解决的方法是降低它们的电平，采用功率回退的办法，结果是多路单载波（MCPC）信号即便是占用了一个转发器的功率，而实际发射的功率还是变小了。所以EIRP值也要比卫星模拟信号的值小。因此接收起来难了。所以接收卫星数字信号要比接收卫星模拟信号难。
　　2、卫星数字电视接收中高频头的要求比卫星电视接收的要求要高。
　　在卫星模拟电视接收中，接收端载噪比C/N与图像信噪比S/N有着接近线性的关系，即S/N随着C/N的下级而逐步下降，直到同步信号丢失，电视图像才会消失。而在卫星数字电视接收系统中，综合解码器IRD有一重要指标――接收门限值Eb/No。在此门限以上时，接收端载噪比C/N的变化不会影响图像的信噪比S/N，而在接收门限附近时，则接收端载噪比C/N的下降会引起图像信噪比S/N的急剧劣化（此时的数字信号误码率剧增），接收的电视图像会出现所谓马赛克现象或停顿，甚至接收不到电视图像。因此，在卫星数字电视的接收中尽量提高接收端的载噪比C/N就显得由为重要。而提高载噪比的一个重要途径就在于接收天线高频头（LNB）的选择。
　　因为卫星数字信号采用QPSK调相方式传输，信号解调也是采用QPSK解调，对于数字接收系统中的LNB就要求相位噪声要低、频率稳定度要高。如果LNB相位噪声过高，会使解调产生误差而导致数字信号误码率增加。同时，相位噪声与LNB本振频率稳定度有关，本振频率稳定度越高的LNB相位噪声也越低。对于数字接收系统中的LNB，一般要求相位噪声小于-65dBc/1KHz，频率稳定度小于正负500KHz。当然，最好是选用带锁相环的LNB。
　　同时，在卫星上为了充分利用频谱资源，增加转发器数量，采用了极化复用方式，当用一副双极化LNB同时接收多套不同极化的电视节目时，由于一个极化转发器上某个电视频道的下行频率与对应的相邻相反极化转发器上某个电视频道的下行频率频谱是交叠的，如果双极化馈源LNB的隔离度不高（小于25dB），则易造成极化干扰。因此，在选用双极化馈源时，要注意选用极化隔离度高的优质馈源，以提高接收端的C/N，如果条件允许，最好是选择单极化LNB以避免反极化干扰。
　　3、卫星数字电视接收中应注意的几个问题。
　　接收卫星数字电视信号时，接收系统的连接和接收卫星模拟电视信号是一样的，调星、信号的搜寻等基本步骤也是一样的，但其中还应注意几个问题:
　　⑴、接收参数的设置：与卫星模拟电视接收相比，卫星数字电视的接收所需要设置的参数更多。除了下行频率，符码率和前向纠错这些关键参数必须设置正确外，还需要注意接收机各种工作状态的设置，比如双极化高频头水平和垂直极化的供电电压是不一样的，所收的每一个信号对应的本振频率应和所接高频头的本振频率相一致，在单机接收时，高频头（LNB）的供电应设置为开，在接收多路单载波（MCPC）卫星数字电视节目的时候，需要在信号锁定后对所需要的节目信号进行选择等。
　　⑵、高频头（LNB）的极化调整：高频头（LNB）的极化调整是调试天线必备的基本常识。数字信号与模拟信号相比，极化角的调整要求更严格。如果高频头（LNB）的极化角调整误差比较大，即使输入的信号参数很准确，接收机各种状态的设置正确，也是很难把节目正常收下来的。有时即使能接收到信号，也会因为高频头（LNB）的极化角与卫星辐射电波的极化不匹配，使得接收到的信号中引入大量的其他极化方式的电波的干扰，降低接收端的载噪比C/N，无法取得最佳的接收效果。在实际调整高频头（LNB）的极化位置时，有条件的情况下可以利用频谱仪接收卫星的极化信标的幅度大小来判断高频头（LNB）的极化角是否处于最佳位置。例如，在接收亚洲2号卫星C波段时，把高频头（LNB）波导口窄边平行于地平面，调整频谱仪就可以接收到4197.5MHz的水平极化信标，此时将LNB波导口按顺时针或逆时针方向（如卫星经度大于接收站经度，要逆时针旋转，当卫星经度小于接收站经度，顺时针旋转）缓慢转动，在某个位置时频谱仪显示的信标幅度最大，该位置即是高频头（LNB）最佳水平极化位置。此时与该水平极化位置垂直的极化位置即为最佳垂直极化位置。如果没有频谱仪，可以简单估算极化角和利用带接收信号强度指示功能的数字接收机进行高频头（LNB）最佳极化角的调整。估算的原则就是极化角约等于接收地点经度与卫星经度之差值，当卫星经度大于接收站经度时，逆时针旋转差值，当卫星经度小于接收站经度时，顺时针旋转差值。同时要求接收机的信号强度指示最大，误码率指示最小（为零）。
　　⑶、接收技巧：上面已经说过，卫星模拟电视的信号要强于卫星数字电视的信号，在接收卫星数字电视信号时，如果在同一颗卫星上有模拟电视信号，可以先用模拟卫星接收机来接收这个模拟信号以调整天线的位置，如果没有模拟信号，就应该用这颗星上相对较强的数字信号为基准来调整天线（卫星电视信号的参数都是公开的，在网上都能找到）。同时，寻星时应有耐心，最好使用民用级带信号强度和品质指示条、反应速度快的数字接收机。利用信号强度和信号品质指示条寻星比较方便，一目了然。在转动天线的过程中不能急躁，动作要缓慢，给数字接收机留出足够的运算时间，当信号品质达到数字接收机的门限时，即刻会在指示条上反映出来。（注意:信号强度和信号品质两个指示条应以信号品质为主，信号品质反映的是所下载节目的质量。）然后再细调天线的仰角、方位角和极化角，使信号品质指示值最大，误码率显示值最小（为零），即可锁定天线。

三、直、录播卫星数字电视信号的接收
　　直、录播卫星数字电视信号的接收步骤，和接收其它的卫星数字电视信号是一样的。也都需要知道信号的频率，极化，符码率和前向纠错等参数。但因为直、录播卫星数字电视信号不仅仅是用来收看的，还需要作为电视节目的信号源来使用，同时在接收时间，信号的声道选择上的很多限制，相比与接收其它卫星数字电视信号，还有其自己所特有的特点，下面所讨论的，就是这些。
　　1、直、录播卫星数字电视接收天线的选择。
　　我们知道，现在一般接收所用的天线主要分为正馈和偏馈两种，偏馈天线的效率更高，所以面积一般相对较小（一般最大直径为1.8米），调校比较方便。比如接收亚洲3S卫星上的KU信号，0.8米直径的偏馈天线就能收得很好。但偏馈天线也有其固有的缺点，因为天线小，抛物面一体成型，使得它的重量较轻，固定方式也相对比较简单，容易因为大风等原因导致天线固定偏移，天线变型甚至被风吹翻。我台地处沿海，每年的夏、秋两季台风多发，极容易因为台风的影响而造成天线的偏移或损坏，去年的台风季节我台的1.8米偏馈天线就发生过抛物面和支柱的连接处被风吹断的情况。偏馈天线因为台风而发生位置偏移的情况更是时有发生。但由于正馈天线一般面积都较大，固定比较牢固，至今还没有发生过正馈天线因风的影响而发生偏移的情况。同时，卫星数字电视信号，特别是KU波段的信号由于所使用的频段的原因，对雨衰的反应特别敏感。往往在测试的时候的天气情况很好，但在正式信号传输的时候正好是大雨等恶劣天气，因此而引起的信号衰减导致接收不正常。这时，除了要求上行站加大上行功率外，唯一可行的方法就只有加大接收天线的口径。而直、录播卫星数字电视信号都是作为信号源使用的，对信号的稳定性要求很高，因此，在条件允许的情况下，用作直、录播卫星数字电视接收的天线应尽可能地选择大口径的正馈天线。
　　2、接收机的选用。
　　现在的数字卫星接收机型号很多，但作为电视台内用作信号源接收的接收机，对输出的电视信号指标的要求非常高。因此，一般选用的都是专业级或是广播级的工程机，这些机型都能保证输出的信号达到要求的标准。但在机型的选择上应注意兼容性。虽然卫星数字电视的信道编码和信源编码都是严格按照既定标准设计的，但随着对信号传输质量要求的不段提高，主级（Main Level，ML）主类（Main Profile）4:2:0MP@ML的质量等级已经开始显得不够，同时为了适应高清晰度电视（HDTV）的传送，在新的上行设备中已经开始使用MPEG-2更高类级的压缩标准4:2:2P@ML。但类，级的提高必然导致码率的上升。标准中关于接收机的信源解码条件的要求是符合MPEG-2主级主类传送码流格式，很多老的接收机的信源解码条件还是严格按照符合MPEG-2主级主类传送码流的格式设计的。在MPEG-2解压的时候，虽然可以通过仅仅解压基层得到图像，但丢失的大量图像信息必然影响到图像质量，而使得接收到的图像出现丢帧等情况，使得信号根本无法使用。而国内各上星台和卫星地面站在选用设备上的不断更新造成这种情况时有发生。我台在04-05赛季CBA联赛直播的卫星数字电视信号接收中就曾发生过接收江苏主场信号时，在信号场强，误码率等接收指标正常的情况下出现输出的电视图像静态画面正常，活动画面严重丢帧。当时使用的接收机是HARRIS　IRD8520专业级卫星接收机，换用ATLANTAHE的专业级接收机，问题仍无法解决。经联系江苏台的卫星车，了解到他们使用的上行编码器的压缩标准是P@ML4:2:2，而无论是HARRIS还是ATLANTAHE，它的解码芯片都是按DVB标准300421设计的，仅适用于4:2:0MP@ML。比较这两种压缩方式，前者的类、级更高，所允许的最高传输码率为50Mbit/s，后者所允许的最高传输码率仅为15Mbit/s。这就可以解释为什么在信号场强，误码率等接收指标正常的情况下出现输出的电视图像静态画面正常，而活动画面严重丢帧。（活动图像的码流要远高于静止图像）当时根据江苏台的推荐，换用解码芯片自适应这两种解码标准的卫星数字电视接收机TANDBERG的TT1260后才解决问题。
　　3、直、录播卫星数字电视接收中的系统备份。
　　在直、录播信号接收中，是不允许信号出现任何形式的中断或是不正常的，因为这都将造成停播事故的发生。而卫星接收中的不确定因素很多，任何一个环节出现问题都有可能造成接收的不正常。因此，直、录播卫星数字电视接收中接收系统的备份是很重要的。这个备份，不仅仅是对卫星接收机进行备份，而且还要考虑到天线系统，中频电缆等出现问题，这些也都需要备份的。我台现在直播节目的卫星接收，都是使用两面以上的天线同时独立地进行信号接收和下送。从天线一直到接收机，主备之间是互不相关的。保证了任何一路的接收出现任何问题都不会影响到另一路的接收。同时，为了在出现问题时能快速地处理，接收机房都备有备用的高频头和接收机，在天线和接收机之间还有拉好的备用中频电缆。以便在系统的任一环节出现问题的时候都能快速地通过更换以恢复系统的正常。

四、直、录播卫星数字电视接收系统的保障
    1、直、录播卫星数字电视接收的信号测试。
　　在接到每一次直、录播任务时，一般都能同时收到卫星接收参数等接收信息并在正式接收前指定一个时间段（一般半小时）用做信号测试。此时，这个参数里所指定的卫星频段有可能是现有的卫星天线已经对好的并正在使用的，也有可能是现有的天线所对的卫星里没有的。如果是前者，那就比较方便了，一般只需要在测试时间段里面在机房里用正式直播时所用的接收机接收测试信号就可以完成测试，在这几年的卫星测试中，在这种情况下还没有出现过无法接收到测试信号的情况。如果仅仅是卫星的频段或是极化需要调整，也是比较方便的。但还是需要在正式测试前提前做好准备。后一种情况的时候，对准备工作的要求就要提高了。因为信号的测试时间一般都仅有半小时，一旦过了这个测试时间，在这个频率上就没有信号了。而要在半小时里面完成主、备份两个系统的卫星寻星和接收测试，时间是很紧张的。一般在收到测试参数以后，在正式信号测试前就要开始进行寻星等准备工作。首先看这颗星上是否有同频段同极化未加密的卫星数字电视信号，如果有，就接收这个信号以做参照。如果没有同频段同极化的信号，就看有没有同频段不同极化的信号，如果还是没有，就看有没有不同频段的信号。至少，将天线对准卫星以后仅仅改变高频头的极化方向和更换高频头要比从头开始寻星要节约很多的时间。使得在测试时间内能顺利完成信号的测试。当然，在寻星的时候也可以利用卫星的信标进行寻星和极化调整，但这需要有频譜分析仪和较高的调星经验。但无论使用哪种方法、怎样寻星，在信号测试前完成寻星工作是非常必要的。
　　2、非信号接收时间段接收系统的维持。
　　由于直、录播卫星数字电视信号在非信号传输时间段内这个信道一般都是关闭的，这样，在从测试结束直到直、录播信号正式传送或是两场直、录播之间的时间里，因为天气等原因造成的天线偏移，高频头损坏，中频电缆损坏等情况就无法及时得知，在下一场直播开始的时候就会造成无法正常接收。我台在04年奥运会期间接收《联合奥运》的首场直播时就因为前一个晚上的台风造成主、备天线同时偏移直到直播开始的时候才发现而不得不重新寻星造成接收时间的延误。因此，在非直、录播时间内对接收系统的监控也是非常必要的。这时，可以通过在机房的中频电缆输出端监看卫星的信标或是同频段同极化的其它卫星数字电视信号来确认接收系统正常。
　　3、直、录播卫星数字电视接收时的值班。
　　在完成了以上的工作以后，仅仅是在硬件上对直、录播卫星信号接收安全的保障。但这是不够的，直、录播时值班人员的作用对于接收的安全也是极其重要的。直、录播的值班人员不能仅仅是监看信号的有和无，还需要具备很强的应急处理能力和责任心。一般要求在直播信号传输开始前半小时就到达机房，对接收系统和接收参数进行检查和确认。到信号传输时间后如果还没有信号，就必须及时和上行站联系。看是信号没有上传还是接收出了问题。如果是接收的问题，就必须能及时准确地判断是哪里出了问题。由于以上的保障措施，一般接收的天线系统和中频电缆出现故障的可能性不大，应首先检查接收机，如果接收机没有问题，最有可能的是因为天气的原因（上行点和接收点都有可能）造成信号强度的下降，此时，应要求上行站提高上行功率（一般上行站是不会在正常情况下满功率上传的）并换用低门限的接收机。如果顺利接收到了信号，还必须检查接收到的信号强度和误码率等指标，如果偏低，也需要要求上行站提高上行功率或是换低门限接收机。在接收值班时，对于音频声道选择的问题很重要，直、录播，特别是传输比赛信号的时候，各声道输出的伴音是不一样的，一般按惯例，左声道输出的是混合声，右声道输出的是国际声，有时还会用到第三声道传送第二混合声。此时，不能仅仅是在接收机上按接收信息单上的要求设置完声道就完了，还应该在信号传输开始后注意对所选声道的监听，由于上行站或是伴音信号源输入端的疏忽，两个声道输出的伴音信号一样或是和接收信息单上相反的情况是常有的，在CBA联赛直播的卫星信号接收中，这种情况已经不止发生过一次。此时，应及时联系上行站要求改正，如果是两个声道互换而上行站又无法改正的，就应该对接收机的声道输出进行重新设置。在信号正常传送的时候，也要注意对信号进行监看，特别注意有无反动信号的攻击。如果出现异常情况，应按预案进行准确，及时的处理。这些，都对值班人员的能力和责任心提出了很高的要求。