Ku波段数字高标清卫星转播车技术方案建议书 收藏版Word文件下载.docx

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2:

2数字分量图像信号的接口》（等效于SMPTE259M）

GY/T158—2000《演播室数字音频信号接口》（等效于ITU-RBS.647-2）

GY/T160—2000《数字分量演播室接口中的附属数据信号格式》

GY/T161—2000《数字电视附属数据空间内数字音频和辅助数据的传输规范》

GY/T162—2000《高清晰度电视串行接口中作为附属数据信号的24比特数字音频格式》

GY/T164—2000《演播室串行数字光纤传输系统》

GY/T156-2000演播室数字音频参数；

GY/T192-2003数字音频设备的满度电平；

GY/T193-2003数字音频系统同步；

AES3-1992两通道数字音频串行平衡传输格式及输入输出接口；

AES-3id-1995不平衡同轴电缆AES3传输规范；

AES10-2003多通道数字音频串行接口（MADI）；

AES11-2003演播室数字音频设备同步；

AES17-1998数字音频设备测量；

GY∕T222-2006《数字电视转播车技术要求和测量方法》

其它国家或行业相关的标准或规范。

主要功能需求如下：

⏹系统工作于Ku波段，应满足各种非暴雨气候条件下标清信号的正常传输；

⏹系统信号压缩／传输采用MPEG-2/H.264／DVB-S2国际标准；

⏹根据需要对车体进行改装，车体顶部安装1.5米车载卫星通信天线；

⏹系统配置射频跳线板，来调度各个射频接口及卫星上行系统的信号；

⏹采用车载室外型200W行波管高功放（内置上变频器），按1:

1完全热备份方式配置；

⏹系统应具备完善的监控功能，能实时监测编码调制输出端、高功放输出端信号，快速准确判断故障源，实现手动或自动倒换；

⏹配置车载天线伺服控制系统，采用GPS定位、电子罗盘等技术，实现自动对星。

二、技术方案

2.1设计原则及实现目标

在理解需求的基础上，结合NDT公司多年来系统集成方面的经验，制定了此次方案的设计思路。

⏹可靠性

在设备的选型上我们采用了目前全球最主流、最可靠的设备：

Eircsson编码调制器、Xicom高功放就是针对户外移动系统设计的，多年以来我司为中央电视台、中国电信应急通信等用户提供了超过30套的系统表现出良好的对恶劣环境和运输的适应性，圆满的完成了在各种条件下的传输任务。

先进性

系统中所有设备都是目前全球业界最顶尖的工厂出产的最先进产品。

系统在现场直播和节目录制方面与国际发展潮流同步，在制作和传输各环节均能平滑达到数字化的技术要求。

整个卫星系统配有监控管理系统，可随时查询设备状态，通过该管理系统客户可实时掌握系统的运行状态

⏹易操作性

系统中所有主要设备均有LCD面板，操作菜单简洁直观，操作人员可以非常方便的进行设备控制、参数查看、参数设置等。

系统中还配有完善的监视系统，可以非常方便的对系统中各个环节进行监视。

⏹传输安全性

通过在编码环节增加BISS/加密功能，可以对传输的素材进行加密，任何一台没有得到授权的接收设备都无法解码传输的节目内容，有效的保障了客户的利益。

⏹经济性

通过对系统进行统筹规划，使得整个系统具有最佳的性能价格比。

2.2系统方案概述

我们根据贵方建设需求，结合自身系统特点，借鉴了我方在建设的众多国内DSNG数字卫星上行系统的建设经验，设计了如下这个方案。

整个系统由卫星传输系统和音视频系统组成。

其中：

卫星传输系统中包括了车载天线系统、高功放、编码器调制器、数字卫星接收机、频谱分析仪、RF跳线排等设备。

在以下章节中，我们将卫星传输系统作详细的介绍

2.3卫星传输系统

2.3.1设备清单

如系统图所示，卫星传输子系统包括了如下的设备：

上行发射部分：

◆1套1.5米Ku波段ADVENTHD150车载卫星天线（包括天线控制器）

◆1套1:

1备份的Xicom200WKu波段室外行波管高功放系统（包括高功放控制单元）

◆1台EircssonE8040H.264编码调制器,1台国产数视宝SC-3103调制器

◆1台DEV1951L波段编码调制器倒换开关

下行接收部分：

◆1台NorsatKu波段LNB

◆1台Global1:

4L波段功分器

◆1台EircssonRX8200数字卫星接收机,1台国产锐马RM100x数字卫星接收机

监视系统：

◆1台罗德与施瓦茨FSC3专业频谱分析仪

◆1套射频综合跳线板

2.3.2系统详细技术说明

a.上行发射部分

视音频编码调制

来自视音频分配单元的数字视音频信号进入主EIRCSSONE8040编码调制一体机中进行编码和调制。

EircssonE8040编码调制器能够实时将输入的视音频信号进行MPEG-24:

2P@ML、4:

0MP@ML、MPEG-2MP@HL、MPEG-4422MP@HL编码为DVBASI码流，该码流速率在1.5Mbps~50Mbps连续可调，客户可以根据实际应用需求设定该值（通常该值越大，说明压缩率越小，图像质量越高）。

项目中得E8040为标清版本，可以以后通过License授权现场从标清升级到高清版本。

E8040编码器中还配置了BISS加密选件，可以对传输的信号进行简单的7位密钥加挠，以保证传输信号的产权不被侵犯。

E8040内置有符合DVB-S2（支持8PSK调制）或DVB-S标准的QPSK调制器，该调制器能够将编码器输出的DVB-ASI码率进行信道编码和QPSK调制，输出一个L波段信号。

同时提供L波段监视输出接口。

E8040的输出的L波段信号接入到1台倒换开关中，开关可设置为“手动“或“自动”切换，在自动切换状态时，当主用E8040编码调制器出现故障时，开关在报警信号的触发下能够将链路切换到备用E8040上，保证传输链路的通畅。

DVB-S2调制

DVB-S和DVB-S2相比，DVB-S2采用的是功能更强大的前向纠错系统，即BCH和LDPC（低密度校验码）码级联的信道编码方式，有效地降低了系统解调门限，距离理论的香农极限只有0.7～1dB的差距。

DVB-S2频谱成形中的升余弦滚降系数α可在0.35、0.25、0.2中选择，而不是DVB-S固定的0.35，自然α越小，可以获得下降更陡峭的载波波形，频谱利用率越高。

基于以上建议用户在传输高码率数据时可采用DVB-S2模式来节省带宽。

对于备份调制器，我们选用东莞中讯电子有限公司的数视宝SC-3103调制器，是按照欧洲卫星通信系统数字视频广播的第二代标准DVB-S2（EN302307）而开发出的高性能调制器。

该调制器标准采用更先进的信道编码技术和高阶调制组合，比DVB-S在同样的传输条件下增加了传输能力，并能在同样的谱效率下提供更强劲的接收能力。

该设备的射频输出在L波段，可直接与卫星通信系统的数字电视发射机配套，且向下兼容DVB-S（EN300421）的各种工作模式，支持本地和远程配置调制参数。

上变频&

功率放大：

E8040的L波段信号经切换开关后，分别送到2个XICOM功放内置的上变频器中，将L波段信号变频到Ku波段（13.75~14.5GHz）上某个指定的频率（通常该频率根据用户租用卫星转发器的频率而定），然后，上变频器输出的Ku射频信号分别再被送入2台高功放中，高功放能够将输入的低功率射频信号进行功率放大，直到其输出的发射功率达到可以维持整个卫星链路正常工作，（高功放的实际使用功率根据实际应用和环境而定）此时，功放工作在单载波工作模式。

两台高功放输出的射频信号输出进入1台波导倒换开关，该开关总是输出一路正常的信号。

当任何一台高功放出现故障，倒换开关会根据该高功放的报警信息自动（也可以手动）切换到备用高功放的输出，同时将故障高功放的输出送到假负载，这样就保证了整个链路的畅通。

为了对安装在车顶的室外型高功放进行控制和监测，系统中还配置了一台高功放控制单元，它可以对高功放进行全面控制，实时控制和监看高功放的发射功率等参数，还能够可实现高功放自动或手动倒换。

车载天线：

高功放输出的射频信号通过波导进入车载天线发射上星。

整个车载天线系统由天馈系统、天线伺服系统、天线控制系统组成。

我方提供的是英国Advent公司专门为车载DSNG系统设计的NewswiftHD1501.5米Ku天线，该天线具有重量轻、增益高、抗风能力强、使用耐久性好、发送和接收频带宽等优点。

NewswiftHD150天线的底座有一个封闭的设备舱，用于安放高功放和倒换网络。

这样可以大大节省车内机架空间，同时也减少了射频波导损耗。

车内与车外天线的连接只有L波段信号连接，非常便于安装与维护。

ACU5000天线控制器带有GPS定位功能，能自动计算卫星指向参数。

天线控制器可以实时显示天线角度等参数，对天线的极化角、方位角、俯仰角进行精确控制，通过简单方便的前面板操作即可自动控制天线的展开和收拢。

该天线系统还支持在前面板上手动操作天线。

2台200W高功放安装图

出于系统整体设计考虑，我们推荐功放系统采用天线底座设备舱安装方式。

这样可以减少方位、俯仰旋转关节和相应波导，降低波导插入损耗，可变相提高了高功放的输出；

这也意味着提高了系统的发射能力和可用度。

b.下行接收部分

为了能够随时监看到图像的发送质量，下行链路中加入了L波段频谱仪和数字卫星接收机来接收卫星下行信号，通过监视器来监看本端所发的图像。

低噪声放大

来自天线微弱的信号如需传输到卫星接收机等接收设备，首先需要低噪声放大器（LNB）进行变频、放大，系统中提供的Norsat低噪声放大器具有极高的频率稳定度和很高的增益，确保为接收设备提供一个高稳定、高质量的信号。

L波段1:

4分配

LNB的输出的L波段信号进入一个1:

4功分器输出的4路完全相同的信号，分别送入射频跳线排中和卫星接收机中。

数字卫星接收

为了接收监看上行系统发射的信号，系统中配置了1台EIRCSSONRX8200和锐马RM100x数字卫星接收机，分别用于接收本车的上行卫星信号和其他单位发来的卫星信号。

RX8200功能极其强大，能够接收来自LNB的L波段信号，对该信号进行解调、解码（4:

2&

4:

0），同时输出3路可切换的ASI、HD-SDI、SDI信号、2路数字音频、2路模拟音频和数据，满足客户不同的应用需求。

RM100x系列综合接收机支持多种格式信号输入，可作为RX8200的备机。

c.监视部分

监视部分是整个系统中必不可缺的一个重要组成部分，一个完善的监视子系统必须能够对系统中所有的环节实现实时、简单、快捷的监视，使得操作人员能够对系统每一时刻的状况非常清楚，发生故障时能够快速定位故障并作以相应的应急处理。

对于贵方的卫星车系统，需要监视的环节包括：

所有外来的视音频信号、发射上星的信号、编码器调制一体机输出的ASI码流和L波段信号和高功放输出的监视信号等。

高功放的监视：

系统中配置的高功放带有测试输出口，该信号为1个14GHz的Ku波段信号。

高功放内置变频模块设备的监视信号直接接入到射频跳线排中。

这样我们可以通过射频跳线则可以实现对2台高功放14GHz的Ku波段测试信号直接进行监测。

L波段信号的监视：

E8040的L波段监视信号，接入射频跳线排中，可以跳接到RX8200卫星接收机中，RX8200能够对该信号进行解调解码，输出模拟/数字视音频信号来监看，也可以直接将L波段测试信号输入给频谱仪进行频谱监测。

ASI信号的监视：

由于E8040是集编码功能和调制功能为一体的设备，当E8040出现参数设置错误或发生故障时，操作员仅凭对L波段的调制输出监看是无法确定到底是编码功能还是调制功能出现问题，所以，对ASI信号的监视也是必不可少的。

在这里我们可以通过射频跳线板将主备E8040编码调制器输出的ASI信号直接输入给RX8200接收进行解码监看。

发射上星的信号的监视

为了实时掌握卫星车上行传输的图像质量，需要在车内接收卫星信号。

如“下行接收部分”的描述，卫星天线接收下来的信号通过LNB变频放大，然后通过1：

4L波段功分器分配后，1路送往射频跳线排，1路送往1台RX8200卫星接收机，RX8200够对上行信号进行解调、解码输出模拟/数字视音频信号来监看。

这样配置下来的卫星传输系统可以对系统中的各个环节：

基带无压缩信号、ASI压缩信号、中频信号和射频信号进行全面监视，为整个卫星车的安全传输提供了强有力的技术保障手段。

2.3.3射频系统各环节指标说明

上行信号

因为系统的发射功率控制使通过功放控制器实现的，所以，我们在保证高功放工作线性区范围内（输入和输出）即可。

不必考虑L波段的信号的电平功率和在进入功放前的Ku波段信号功率。

在实际工程中我们可以忽略此段损耗。

我们需要重点考虑的使功放输出法兰口后的射频损耗，信号在功放法兰口输出功率最大能达到22.4dBw（175W）。

如下图所示：

在实际工程中，从功放输出法兰口到馈源喇叭口馈线系统应考虑1dB的损耗，其中法兰接口1和2分别0.1dB的插入损耗，切换开关0.4dBw插入损耗，接口3法兰0.1dBw损耗，双工器发支路接口5法兰0.1dB，所以天线发射端口最大功率应为20.7dBw.

下行信号

天线馈源口接收到的微弱信号经LNB，放大和滤波输出L波段信号，,此时，通过功分器（１分４）信号会减小6dB。

所以，在实际工程中，不应留太长的下行信号线。

三、主要设备简介

3.1NewswiftHD150天馈系统

NewswiftHD1.5米车载卫星天线，抗风能力强及使用耐久性好，主要性能、参数如下：

●单片反射面，超轻型碳纤维车载天线，永不变形。

结构轻巧，净重100kg，全部加载主备高功放和上变频器后只有140kg。

●使用高精度的电机驱动3轴运动，由于车内外没有波导旋转连接，所以允许天线方位角在±

180º

内调整，仰角在6-90º

内调整，电机速度有快中慢3档，非常便于定位卫星。

●流线型天线设备舱可以装载2台上变频器、2台高功放以及相关的相位合成器和波导开关等，最大程度的减少了射频损耗

●即使在工作状态下，天线设备舱依然保持密闭，使舱内精密的射频设备能够免受阳光直射和雨雪浇淋，提供全方位的保护

●天线设备舱底面部分为镂空结构，具有良好的通风散热性，2个排风口用于高功放工作所产生热量的快速排放

●天线设备舱可以快速开启，使得设备检修、维护非常方便

●系统中包含GPS卫星定位软件，实现自动卫星定位。

●手工输入或使用已存储的数据，使用GOTO功能，控制器会指向所需的卫星。

从前面板可以实现精确的调整。

●具有自动收拢/展开和校准的特点

●天线性能满足INTELSAT和EUTELSAT卫星组织要求，满足各大卫星公司的入网要求

●天线采用两端口线极化馈源，发射增益高达45.2dBi，交叉极化隔离度为-35dB

天线工作图

3.2ACU5000系列天线控制器

ACU5000天线控制器专门设计用于Advent车载卫星天线。

它可以根据传感器收集的外部数据精确的计算出指向数据并控制天线的方位（Azimuth）俯仰（Elevation）和极化（Polarization）角度，快速、准确的指向特定的卫星。

ACU5000天线控制器

ACU5000的特点：

自动计算方位俯仰角度

可选择GPS接收机确定天线经纬度

可选择磁通量罗盘仪确定天线中心线偏角

内部可选择集成信标接收机，实现天线自动跟踪、锁定卫星

自动极化控制

采用带后备电池的NVRAM存储卫星位置及配置数据

在不需要使用GPS传感器的情况下，内置存储的800个地理位置信息，可供用户使用

紧凑的1/2宽度19“×

1U机架

连续监测天线驱动状态

可选择RS-422/RS-232远控接口

3.3XicomXTD-200K高功放

XTD-200K系列为体积小、自带各种功能的、天线安装的低安装成本和长寿命的功率放大器。

它消除了以往放大器需要外保护以及天线与放大器之间的长波导联接的缺点，同时RF滤波器、冷却装置和监控系统均包含在功放内，它具有高可靠性、低维护成本和低可替换成本等特点。

XTD-200K系列采用高效率、双级集电极TWTs。

它的优点有：

减低了电源消耗、更低的工作温度和增强的可靠性等。

无论是线性还是饱和状态模式工作均具有这些优点。

XTD-200K系列的另一个特点是采用了功率因子补偿电路，使得线电流失真和功率消耗都减至最小。

采用功率因子补偿电路和该高效率的TWT管，使得电源消耗比等效的其他放大器减低45%。

电源采用高谐振频率变换电源，具有很宽的电压适应范围（100-260VAC）。

供电电源具有供电自动恢复和多螺旋线故障复位（3个故障循环）。

机内还具有完全监控系统。

十个状态和故障监视器和六个模拟测试点用来做外部监测。

XTD-200K系列功放可设置成单机、双机备份、功率合成和线性等模式工作。

可提供外部控制器，使用户可在不同的地方控制该功放。

同样，可提供适合大部分天线安装的支架固件。

关键特性：

●体积小、重量轻

●法兰口输出为175瓦

●室外机型，工作温度：

-40至+70摄氏度，适合恶劣天气条件

●高效率双极TWTs

●RS485/232/422控制接口。

●低交流电源损耗

●功率因子补偿电路，达到95%

3.4XicomXTC-114D高功放控制器

●可以对高功放进行全面控制，可实时控制和监看高功放的发射功率等参数

●可实现高功放自动或手动倒换

●RS-232&

RS-485串行控制接口

●前面板带有液晶显示屏，操作简单方便

●结构紧凑，1RU机架安装型

3.5EircssonE8040编码调制器

EN8040多标准和多格式。

其硬件具有支持各种先进的编码方案及DVB-S2调制的能力。

这种组合允许有可观的带宽节省，等同于能在目前通常用于SD的转发器带宽内传输高质量的HD。

此价值的扩展，远远超出了只是令HD服务的转发器成本最低的范围，还包括防止对SNG车的发射设备的高昂的升级，对SD或HD使用有限功率的紧凑的飞行箱天线的能力，甚至于还把EN8040应用于地面微波（DENG）应用的能力，此时SD标准的无线电链路范围和鲁棒性可以用HD达到。

●MPEG-4AVCHD实时视频编码：

●4级高档（HP@L4）

●HD-SDI视频输入（可通过License从标清升级到高清）

●标清从视频编码方式支持MPEG-2MP@ML4:

0（码流速率1.5M-15Mbit/s可调）和422P@ML4:

2（码流速率2.5M-50Mbit/s可调）

●MPEG-4AVCSD实时视频编码

●3级主档（MP@L3）支持

●SDI和模拟视频输入

●大量视频预处理，无论什么源素材都能获得最佳图像质量

●立体声音频编码：

●MPEG-1LayerII和DolbyDigital®

（AC-3）

●先进音频和多声道编码选件

●数字、模拟和串行数字嵌入输入

●通过web浏览器和前面板监控

●MPEG-2传输流（ASI）输出

●对HOM和DVB-S2简单许可证密钥升级

数视宝SC-3103调制器

数视宝SC-3103调制器是按照欧洲卫星通信系统数字视频广播的第二代标准DVB-S2（EN302307）而开发出的高性能调制器。

该调制器标准采用更先进的信道编码技术和高阶调制组合，比DVB-S在同样的传输条件下增加了传输能力，并能在同样的谱效率下提供更强劲的接收能力。

主要特性：

●完全支持EN302307（DVB-S2）及EN300421（DVB-S）；

●符号率支持0.05～30Msps（DVB-S2模式），0.05～45Msps（DVB-S模式）；

●支持8PSK/QPSK调制星座；

●支持FEC码率1/2,3/5,2/3,3/4,4/5,5/6,8/9,9/10（DVB-S2模式）及1/2,2/3,3/4,5/6,7/8（DVB-S模式）；

●2路ASI输入，支持热备份；

●支持外部10M参考时钟输入；

●射频输出频率950～2150Mhz，1Khz步进；

●优异的射频输出性能MER≥36db；

●外部10MHz参考时钟输入及环出；

●采用恒温晶振，频率稳定度高达0.1ppm；

●支持液晶&

按键操作，支持网络管理（NMS）；

●采用标准1U-19英寸机箱设计，宽线性电源输入AC110～240V。

3.6EircssonRX8200数字卫星接收机

RX8200功能极其强大，本次提供的RX8200配备有如下输入输出接口：

●具有4路L波段输入，具有支持DVB-S2QPSK解调能力

●具有1路DVBASI输入，可用于MPEG-2标清码流的解码

●1路帧同步输入，能够锁定在演播室的同步上

●1路DVBASI码流输出

●3路可切换的HDSDI/SDI/AS信号输出

●1路模拟复合视频输出

●2对模拟立体声音频

●2路平衡数字立体声音频输出

●1个RGB/YprPb模拟视频输出

RM100x高清综合接收机

RM100x系列高清综合接收机支持多种格式信号输入，包括DVB-S、DVB-S2、DVB-C、DVB-T以及ASI输入，输入信号经过DVB-CI大卡解密后支持ASI码流输出和TSOVERIP输出。

产品还支持两路DVB-CI模块的级联，