浅谈数字广播电视卫星上行站的配置

卫星传输广播和电视节目，作为一种提高广播电视人口覆盖率、改进传输质量的最有效、最经济、最先进的手段。二十年来在我国广播电视事业中得到了蓬勃发展和广泛应用，其重要性不言而喻。随科学技术的发展，卫星数字广播已经迅速取代了模拟卫星广播，随之而来，我国也建立了多个卫星数字广播电视上行站。为了满足播出形式的需要，确保安全优质播出，每个上行站都配置了这样那样的监控系统。本文就上行站播出系统的制式、设备及其配置做简单探讨。

卫星数字广播制式DVB-S

目前，广泛应用的卫星数字广播的制式可大致分为两种：一种是欧洲广播联盟的数字视频广播方式，通常称为DVB-S方式；另一种是美国通用仪器公司开发的方式，称为DIGICIPHER方式。两种方式有差别，互不相容。它们之间的区别主要在于数字信号的传输方式上，换句话说就是信道编码有所不同，而信源编码部分都采用了所谓的MPEG-2压缩方式。我国普遍采用DVB-S方式，DVB-S方式目前已经称为卫星数字广播的主流方式。（编者注：我国即将开展的直播电视将采用我国自主研发的ABS-S制式）

DVB-S系统定义了从MPEG-2复用器输出到卫星射频信道、能对电视基带信号进行适配处理的设备功能模块，也可称之为卫星信道适配器。

DVB-S系统采用了级联的卷积码和RS码的关向纠错控制方式，并且在外码编码之前进行了传送复用适配和用于能量扩散的随机化处理，在外码编码后、内码编码前进行了卷积交织处理以提高系统抗脉冲干扰的能力。

DVB-S系统采用QPSK调制方式，调制器把数字信息变换成适合传输的波形。通常调制器输出频谱以某一中频为中心，其带宽与传输速率有关。在地球站范围内，中频通常为70MHz。QPSK（四相移相键控，也称为正交移相键控）是目前最常用的一种调制方式，它具有较高的频谱利用率，较强的抗干扰性，在电路实现上也较简单。

由于卫星传输业务功率受限，因此强的抗干扰和抗噪声性能是系统设计的主要目标。系统采用QPSK调制方式以及级联的卷积码和RS码的前向纠错控制方式，在接收载噪比高于误码门限的条件下，可以提供准无误码（QEF）质量指标，即在一个小时的传输时间里不可纠正的错误少于一个，相当于在MPEG-2解复用器输入端的误比特率（BER）为10E-10到10E-11。

卫星数字地球站

卫星数字地球站的配置，为了保证系统的可靠性，采用了双机备份的工作方式，一路为主路，一路为备路可以互相倒换。一旦主路发生了故障，就可以切换到备路播出，保证播出不间断。电视台制作好的音视频、数据信号首先送入编码器进行MEPG-2编码，输出压缩后的数字信号，称为元素流（ES），其中音、视频、数据信息都被打成一定格式的数据包。然后送往复用器进行复用，按一定规律组合在一起，形成一个整体的数据信号，称为传输流（TS）。

传输流再送入调制器，在调制器中完成能量扩散、外码编码、卷积交织、内码编码、基带成形，最后进行QPSK调制。QPSK调制属于中频调制，中频频率为70MHz，经过调制后的载波信号又成为了模拟信号，在上变频器中将频率提升为6G（C段）或14G（KU段），变频后的信号进行功率放大后被送往天馈线系统发送到卫星。

1、引接电路

在实际配置中，设备不一定都放在地球站播出机房。根据各站实际情况，信号引接电路又以下几种方式。一种是所有设备均在地球站机房，音视频模拟或数字信号经过微波或光缆直接从播控中心送到地球站机房，这种情况下地球站配置灵活、维护量大。第二种是将传输流信号经微波或光缆送到地球站机房。这种情况适合微波干线或光缆干线附近建设的地球站。第三种情况是将调制后的信号送往地球站机房。各站根据实际情况，采用不同的引接方式，其中第一、二种情况被广泛采用。

2、上行系统设备

（1）编码器

在编码器中，输入的是视频信号和伴音信号首先经模/数变换成为适合数字系统处理和传输的数字信号，然后进行压缩编码，减少信号的冗余度，输出MPEG-2传送复用包。

（2）复用器

在实际应用中，复用可分为节目复用和系统复用两种方式。节目复用是将一路数字电视节目的视频PES包、音频PES包和其它辅助数据的PES包按照一定的比率时分复用成一路节目的TS传输流；系统复用是将多路数字电视节目的TS流进行再复用，实现节目的动态带宽分配，提供各种增值业务，以适合传输的需要。

编码器输出的节目码流送至节目复用器，按照节目复用的方式，重新打包，嵌入PID，加入同步等数据处理后，将节目流复用成节目传输流。对于MCPC方式的节目流，则还要使用系统复用手段，提高带宽利用率，将各个不同基准时钟的TS传输流按照时分的方式复用在一起，成为新的多节目传输流。

（3）调制器

为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字信号对载波进行调制。在卫星数字广播电视传输中，通常采用QPSK调制方式，它具有较高的频谱利用率和较强的抗干扰性能。

输入的串行二进制ASI码流首先要进行能量扩散，然后经过外编码、卷积交织、内编码后再进行QPSK调制。QPSK正交调制器由两个BPSK调制器构成，串行二进制码流经串/并转换后分成两路速率尊半的I、Q信道序列，经基带成形滤波后形成I（T）Q（T）信号，然后进行BPSK调制，相加后得到QPSK信号。已调信号经过适当信号放大即成为可传输的中频信号。

调制器一般为1：1冗余保护配置，采用中频切换开关对调制器故障进行冗余保护。在实际应用中，首先要设置好符号率、FEC、滚降系数等调制参数，其次要设置适当的输出电平，使其满足上行系统和上变频器输入电平要求，并选择合适工作点，使电调衰减器的衰减值尽可能在可调范围的中间部分。备份参数配置应与主机一致。