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   后您也可以发表文章的哦卫星数字电视接收系统及测试方法
  由于卫星广播具有覆盖面大、传输距离远、信息量大、信号质量高、不受地理条件限制等优点,近年来卫星广播事业得到了迅猛发展。特别是数字技术的发展,把卫星电视广播带入了一个新时代,开辟了卫星广播的多功能利用,推动了信息的全面交流,促进了社会的发展。我国幅员辽阔、地形复杂、人口居住分散,开展卫星广播业务是提高广播电视人口覆盖率的最有效的途径。经过几十年的努力,到1997年底全国广播人口覆盖率达到85.8%,电视人口覆盖率达到87.4%。从全国来讲发展却很不平衡,在发达地区,已能听到和看到几十套广播电视节目,但在一些老、少、边、穷地区,还有相当一部分农村,至今仍听不到、听不好广播,看不到、看不好电视,存在着广播电视的收听、收看盲区。为此,广电总局提出,要把事业的发展重点放在扩大覆盖上,把覆盖的重点放在农村,争取到本世纪末,基本实现村村通广播电视。

  为了解决广播电视覆盖问题,我国先后已有20多个省采用DVB-S标准、MPEG2数字压缩方式上星传输节目,节约了卫星资源,提高了传输质量,而且99年1月1日又以Ku频段直播星进行扩大试验,进一步解决广播电视的盲点问题。 

  由于卫星数字电视的发展,国际国内大量的产品进入我国市场。96年广电部科技司发出通知,要求进入广电系统的编、解码设备和接收设备必须进行入网检测,1年多来,国际国内已有许多厂家、公司进行了入网检测,并拿到了入网证书,这样老百姓也可买到放心产品。下面就接收系统的天线、LNB、IRD的检测与评价作一简单说明。

  一、天线系统 

  天线系统由抛物面和馈源组成,目前使用的有C频段和Ku频段两种,由于卫星转发器功率大小不同,地面采用的天线尺寸也不一样。反射面一般为铝合金板和玻璃纤维增强型SMC材料的玻璃钢天线。馈源采用后馈或前馈,对于小型天线一般采用前馈,前馈方式又分为正馈和偏馈,一般偏馈天线的效率稍高于正馈天线。目前我国多采用线极化(垂直或水平)的馈源,其安装调试相对圆极化(左旋或右旋)要复杂一些。对于偏馈多使用一体化馈源高频头,安装调试时方便一些。

  二、低噪声下变频器(LNB) 

  低噪声下变频器(高频头)将天线接收到的微弱的卫星信号进行放大和变频,输出的中频信号(950~2150MHz)通过低损耗的高频电缆送给数字综合接收解码器IRD。对用于数字系统中的高频头要求相位噪声要低,频率稳定度要高。因为数字卫星信号采用QPSK调相方式传输,信号解调也是采用QPSK解调,如果LNB相位噪声过高,会使解调产生误差而导致误码率(BER)增加。同时,相位噪声与高频头本振频率稳定度有关,频率稳定度高的LNB,其相位噪声也越低。对用于数字卫星电视接收系统的LNB,要求相位噪声小于-65dBc/1KHz,频率稳定度小于±500KHz。

  三、综合接收解码器(IRD) 

  下面重点介绍综合接收解码器(IRD)的检测和评价。卫星用IRD主要由调谐器、QPSK解调、去扰码、纠错、解复用、解码、再进行PAL编码,形成全电视信号输出。对有条件接收功能还需加有系统控制和用户智能卡。调谐器可以工作在C波段和Ku波段,只是设置不同的本振频率,对于C频段本振频率5150MHz为高本振,Ku频段一般为低本振。因此要求IRD具有频谱倒置功能,便于接收不同频段的卫星电视节目。另外还要求IRD具有既能接收SCPC也能接收MCPC的卫星电视信号。

  SCPC(Single Channel Per Carrier)为单路载波系统,优点是可在不同的地点上星,适合上行站不在同一地点而需共用一个转发器的情况。MCPC(Multiple Channel Per Carrier)多路单载波系统,优点是没有多载波谐波干扰,频带和功率利用率较高,适用于多路信号在同一地点上星。 

  为了对卫星用IRD统一规范,广电总局(原广电部)在97年颁发了关于“数字压缩卫星接收机(IRD)暂行技术要求”,在98年10月颁发了“数字压缩卫星接收机(IRD)技术要求(暂行)”第二版,对第一版进行了修改补充。该技术要求引用了ISO/IEC IS13818运动图像和相关音频信息的通用编码标准以及ISO/IEC IS11172(音频1和2层)速率达1.5Mbits/s的数字存贮媒介的运动图像和相关音频编码标准以及ITU-R BO1211用于11/12GHz卫星广播的电视、声音和数字业务的数字多节目发射系统,还引用了CENELEC EN50083-9电视、声音和交互式多媒体信号的电缆分配系统以及用于电缆电视(CATV)/卫星共用天线电视(SMATV)和类似的使用DVB/MPEG-2传送流的专业设备的接口等标准。

  参数要求: 

  视频: 

  视频压缩方式:MPEG-2 MP@ML 

  单路视频压缩码率:2~15Mbps连续可调 

  图像分辨率:最大720*576(随发端信号可调) 

  音频: 

  音频压缩方式:MUSICAM 

  工作方式:单声道,双声道,立体声 

  取样率:48KHz 

  信道编码: 

  符合MPEG-2传送码流格式 

  RS编码:RS(204,188,T=8) 

  卷积交织深度:I=12 

  卷积编码比率:1/2,2/3,3/4,5/6,7/8可变 

  约束长度:K=7

  升余弦平方根滤波滚降系数:0.35 

  对IRD功能要求见表3 

  对IRD输入信号与解调性能要求:

  输入信号的频率范围:950~2150MHz或950~1750MHz 

  输入电平范围:-65~-30dBm 

  反射损耗:≥7dB 

  二本振泄漏:-65 dBm 

  输入信号捕捉范围:f0±2.5MHz 

  供LNB极化切换电压范围为12-24V Imin=350mA 

  字符率2-40Ms/s或2-30MS/S 

  系统技术指标:

  Eb/N0门限值:维特比译码输出误码率为2.0E-4时 

  ≤5.5dB (FEC=3/4) 

  ≤5.0dB (FEC=2/3) 

  ≤4.5dB (FEC=1/2) 

  PAL-D视频输出:

  视频输出幅度:700mVP-P±20 mVP-P 

  同步幅度:300mVP-P±9 mVP-P 

  带外干扰 :≤-40dBm 

  幅频特性:≤4.8MHz时 ±0.5dB 

  4.8MHz-5.0 MHz 时≤±0.5 dB, ≥-1.0 dB 

  5.5MHz时 +0.5 dB,-4 dB 

  K因子:≤3% 

  亮度非线性:±5% 

  DG:≤5%P-P 

  DP:≤5°P-P 

  亮色增益不等:±5% 

  亮色延时不等:≤30ns 

  S/N加权值(5MHz带宽测量值):≥56 dB(50%平场) 

  行同步前沿抖动:≤20nsp-p 

  传输流误码率:≤1.0E-11 

  音频输出:

  幅频响应:20Hz-20KHz ±2dB 

  60Hz-18KHz ±0.5dB 

  谐波失真:≤1% 

  不加权S/N:≥70 dB 

  左右声道电平差:60Hz-18KHz ≤0.5dB 

  左右声道相位差:60Hz-18KHz ≤5°

  左右声道串扰:≤-70dB 

  物理接口要求:

  L波段信号输入:F型75Ω 

  电视调制信号输出:75Ω 

  视频信号输出:

  复合PAL-D信号:BNC或RCA75Ω 

  模拟分量信号:S端子 

  音频信号输出: 

  XLR型,600Ω平衡;或RCA型600Ω不平衡低阻 

  数据输出:RS-232或RS-422,DB9阴性 

  传送数据流输出:

  DVB同步串行接口:BNC 

  DVB同步并行接口:DB25,LVDS 

  电源:150-240V 50Hz±2 Hz 

  下面对IRD主要技术指标的检测及评价作一简单介绍 

  数字信号发生器产生符合MPEG2/DVB标准的测试信号和活动图像,送给电视测量发射机,进行信道编码和QPSK调制,上变频成L频段的信号,送给IRD输入,在电视测量发射机内装有噪声发生器,C/N值可根据需要改变。

  数字信号发生器可产生近30种不同功能的测试图像信号和活动图像信号以及伴音测试信号,用于测量各项视频技术指标和音频技术指标,还具有在一个传输流中含6套节目的测试信号,用于测量IRD MCPC的功能。电视测量发射机可产生频率从0.3MHz-3.3GHz可调,输出电平从-99dBm~+10 dBm可变的调制信号,可设置DVB信道编码的各种参数,如频率、电平、字符率、数据流速率、RS码、卷积编码比率、滚降系数以及QPSK和QAM两种调制方式。

  1、Eb/N0门限值的测量 

  Eb/N0是衡量接收机灵敏度的一个重要指标。卫星数字电视传输中,在门限点附近时,C/N值的下降会引起S/N的急剧变化,这就是所谓数字传输中的“峭壁效应”。按图1方框图,为了准确确定门限点,在信号源中应置为活动图像输出。改变电视测量发射机中的C/N,由大变小,直到IRD输出图像在彩色监视器的画面上刚要出现“马赛克”。用频谱仪测出此时信道发射机输出给IRD输入端信号的N0(单位Hz的噪声功率),然后去掉调制信号测出此时的单载波功率C,可算出Eb/ N0。

  Eb=C-10lgIR IR为总信息率 

  IR=2Rs·Cr·Rs 

  Rs---字符率,Cr---卷积编码率,Rs---外码(188/204)。另外也可根据信道发射机上的C/N值,直接推算出Eb/N0值。

  因为Eb/N0=(C-10lgIR)/(N/B)=C/N-10Lg IR/B 10Lg IR/B为一常数,所以只要找出门限点,可根据电视测量发射机上显示的C/N减去一个常数即可算出Eb/No值,对于字符率为4.42MS/s,卷积码速率为3/4时,这一常数约为0.6。根据新版暂行技术要求规定,需对FEC=3/4,2/3,1/2分别进行测量。

  2、频率覆盖范围的测量 

  按暂行技术要求,应为950MHz~2150MHz或950MHz~1750MHz。将图1中信道发射机输出载频置于低端频率(950MHz),调整IRD接收频率,使IRD输出图像正常。同样,将信道发射机置于高端频率(2150MHz或1750MHz),调整IRD接收频率,使IRD输出图像正常,说明该IRD符合暂行技术要求规定的频率覆盖范围。如果低端或高端接收图像不正常,则逐步提高或降低信道发射机输出频率,直到该IRD输出图像正常,此时的频率范围即为IRD实测接收频率覆盖范围。

  3、字符率的测量 

  根据技术要求,字符率为2~40MS/s或2~30 MS/s。将图中信道发射机上从低到高置出一系列不同数值的字符率,IRD置成相应的字符率,IRD输出图像和声音应正常,若置在低端或高端的字符率时IRD输出图像不正常,则逐步提高或降低信道发射机输出字符率,直到该IRD输出图像正常,此时的字符率范围即为实测的该IRD字符率范围。

  4、输入电平范围的测量

  按图1所示,将正常测量的输入电平(如-45dBm)升高或降低,IRD输出图像正常的电平范围,即为输入电平范围。

  5、反射损耗 

  IRD处于正常工作状态(注意关掉LNB电源),用扫频仪测量反射损耗值。

  6、二本振泄漏 

  IRD输入端接至频谱分析仪,测量该IRD二本振信号在IRD输入端的泄漏电平值。

  7、输入信号捕捉范围 

  按要求为f0±2.5MHz。

  按图1所示,将信道发射机输出的正常测量频率升高或降低2.5MHz,IRD若能正常接收,说明符合技术要求规定的输入信号捕捉范围,否则再改变频率,重新测量捕捉范围。

  8、系统视频指标的测量

  在进行视频指标测量前,应按要求,将相应的参数条件置好,调整IRD,使IRD的输出图像工作在门限以上。然后根据测量不同视频指标的要求,正确选择数字信号发生器的相应测试信号,利用视频自动分析仪进行测量,必须终接75Ω。例如,测幅频特性送Sinx/x信号;测K因子送2T脉冲信号;测亮度非线性送不带调制的阶梯波信号;测DG、DP送带彩色副载波的阶梯信号;测ΔK、Δτ送带彩色副载波调制的20T脉冲信号;测S/N比送50%平场信号;测行同步前沿抖动送带同步的视频信号。

  9、系统音频指标的测量 

  暂行技术要求中对音频的幅频响应、失真、S/N值、左右声道电平差和相位差及串扰都作了规定,测量这些指标可采用信号发生器中产生的CCITT0.33音频测试序列,在IRD音频输出端利用CCITT0.33自动测试选件进行相应音频指标的测量。也可利用音频信号发生器产生的持续时间为1秒的音频信号用音频分析仪进行测量。

  10、编码系统的测试包括三大部分:

  ①MPEG2/DVB标准一致性测试,采用码流分析仪进行各项参数的分析。

  ②主观评价,采用CCETT的测试序列带,用双重刺激连续质量评分法进行。

  ③系统视、音频指标的测量及符号率变化范围和产品兼容性等性能指标的测量。

  11、对于目前直播卫星系统使用的IRD,除了符合暂行技术要求所规定的性能指标外,还必须具有智能卡,解出授权管理信息(EMM:Entitlement Management Message)方能解出图像和伴音信号。

  直至目前为止,已有10多家IRD和编解码系统通过入网检测,拿到了广电总局入网证书,对我国2000年前解决村村通广播电视提供了大量可信的产品。
发布人:wujinlin 发布时间:2007年10月19日 已被浏览 4929
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