季淑芝 国家广播电视电影总局卫星接收机检测中心主任 高级工程师
一，卫星数字电视广播系统
根据“九五”广播电视发展白标， 我国厂插人口节目覆盖率要达到85％， 电视人口覆盖率要达到90％。众所周 知，通过卫星传送广播电视节B，具有 覆盖而大、传送质景高的优点、为提高 广播电视的人门覆盖率，必须发展卫星 广播并使之向数字化发展。 目前世k界上许多国家都已开发数 宁电视，原因在于数字电视系统具有独 特的优点： 首先，数字电视通过卫星传输后， 接收端的信号质量可与发端的相比拟， 这是因为它采用了数宁传输和误码保护 技术；而普通模拟电视信号采用的是模 拟处理和传输方式，接收质量容易受噪 声及干扰的影响。 第二，数字电视由于采用码率压缩 技术及数字调制技术，在只能传’路模 拟电视节的的一个27MHz带我的卫星 转发器上，可传输5—6赂电视节日。 第二，数字电视系统比较灵活，图 像、声音、图文、数据等都以数宁方式 按定规则被复接成数据流而进行传 送，可增加新业务，实现视频点播、双 向通讯与交互业务等。 第四可采用大规棋集成电路，使 设备功耗降低、休积减小、可靠性提高 并易于与计算机联网。 中于数字电视具有上述突出的优 点，再加上近年来高速信号处理技术和 超人规模集成电路技术的发展。为实现 数宁电视广播系统及开发生产数字电视 接收设备提供了基础。欧洲数宁电视广 播集团陆续制定了一系列数字电视标 准，即DVB。欧洲的DVB标准在亚洲 (包括日本)、澳洲、美国都得到了响应。 我国在1996年颁布丫广播电视数字传 输技术体制、决定采用MPEG—2／DVB制 符合MPEG—2／DVB标准的数字电 视广播系统发端方框图如图1示。
信源编码与复剧部分主要完成电 视和声音信号的模／数变换、压缩、节 目复灼，然后再将几套节日信号的数据 流混合在·—起，经传输复用而送至信道 编码器。在信道编码器中完成RS编码 (也叫外码)，以及内码(卷积码)编码， 其速率可于1／2、2/3、3／4、5／6、7／8中 选择；内外纠错编码之间为交织器，交 织深度为12。然后进行QPSK(四相相 移键控)调制，形成基带流，再上变频、 经放大送上卫星。 上行可以采用SCPC方式，即每套 节目调制于一个载波上后再送上星，此 种方式适合上行站不在同一地点而要共 用一个转发器的情况；也RJ以采用 MCPC方式，即将几套节目的数据流合 成为一个数据流，并调制于一个载波上 后再送上卫星，适用于几套节目共用… 个上行站并在同一地点上星的情况。般在36MHz带宽的转发器中，采用 MCPC方式可同时传送6套节B，采用 SCPC方式可同时传送5套节目。 收端功能图如图2示。
由卫星接收”F来的高频信号，经低 噪声下变频器变为L波段信号进入综 合接收解码器(1RD)，经调谐与QPSK而 解调为数字信号(数据流，再经内码解 码、去交织及外码解码，并对传输中引 入的误码进行纠错，然后经过解复用、 解码、解压缩、数／模变换处理，最后输出模拟信号并进行PAL编码。
二，指标要求和检测
日前，各省(自治区)节目上星都 采用的是MPEG—2／DVB方式，因而需 要一定数量的上行编码系统和大量的 1RD。由丁国际上许多厂家生产的多种 型号的编解码系统设备，特别是IRD大 量涌入我国市场，如不及时对这些产品 提出规范要求并进行检测把关将会造 成市场混乱，使用户受损，最终影响广 播电视的传输质量。为此广播电影电 视部科技司于1997年3月在北京召开了 伞国广播系统厅一级领导和工管技术负 责人会议，颁发了“关于开展卫星接收 设备和数字压缩编码设备入网认定管理 的通知”和“数字压缩卫星接收IRD暂 行技术要求的通知”等文件、要求各省、 必须购买通过入网认定的、符合暂行 技术要求的IRD；会上并宣布委托广电部卫星电视接收机检测实验室(国家级 检测实验室对卫星数宁编解码设备进 行入网检测。 下面说明基本的检测程序和方法： 国内、外有关生产厂家的卫星数字 压缩编解码设备要进入中国广播系统， 首先须向广电部科技司监管处提出申 请并提交有关文件：质量保证体系， 产品标准、测试仪器清单(己盖章或签 字)、产品说明书、营业执照(注册登记 表)、商标注册证书以及从批虽中抽 样的产品经广电邵卫星电视接收机检测 实验室检测后的测试报告。最后，经厂 电部科技司审核批准、获得入网许可证 后方可在中国市场销售。
1．IRD指标要求
“数字压缩卫星接收IRD暂行技术要求大体分成如下几部分：
a．应用标准 ISO/IECIS13818：ISO/IECIS11172： ETS300421DVB—S；辐射及安全标准应 符合国标GBl3839—92、GB8898—88。
b．系统条件及参数 (1)2—15Mb／s连续可调； (2)图像分辨率，704/576、544／576、 480／576、480／288、352／288可调； (3)符合MPEG—2传送码流格式 (4)RS编码，RS(204，188，T＝8)； (5)卷积交织深度(I＝12)； (6)卷积编码比率，1／2、2／3、3／4、 5／6、7／8可变，约束长度K=7； (7)升余弦平方根滤波滚降系数， O.2、0.35可变。
c．功能要求(对集体接收机) 视频输出一路(最好再加一路监视 输出)；声音单声道输出2—4路；数据 19.2kb／s输出一路；Teletextl6行／场 (中义)任选；传送数据流输出仟选；具 有面板按键控制；LCD显示(中文)或 屏幕；叠加显示(小文)可任选一种；具 有调天线用强度显示。
d ,QPSK解凋技术性能要求 (1)输入RF，L波段频率范围950— 2150MHz或950—1750MHz； (2)天线输入，一路； (3)具有频谱倒置控制功能； (4)IRD供LNB极化切换电压为 12—24V 可调，Imin＞200mA (5)可同时用于SCPC和MCPC方 (6)字符率2—45MS／s。
e．信号输出 视频输比Y、R—Y、B—Y模拟分量 信号和PAI—D复合视频信号。
f.技术指标要求(通路系统环测位) (1)Eb／No门限值＜5．5dB(FEC； 3／4)。 (2)视频指标 幅频特性，0．5—十0．5dB(当频率 ＜4．8MHz时)、—4—十0．5dB(当频率 (5．5M1b时)；K闪子＜3讹亮度非 线性、一5—十5％；DG＜5%p-p；DP＜ 5op-p亮色增益不等(K)，—5—十5% 亮包延时不等()＜30ns；S／N加权值 (5MHz带宽测量值)＞56dB(50％平 场)；行同步前沿抖动＜20nsp-p。 (3)音频指标 幅频响应，2—十2dB(20 Hz— 20kHz)、一0.5—十0.5dB(60Hz— 18kHz)；谐波失真＜l%不加权 S／N＞70dB;左声道串扰＜—70dB 左右声道电平差＜0．5dB(60Hz— 18kHz)；左右声道相位差＜5o(60Hz— 18kHz)。
g．物理接口要求 (1)L波段输入，F型75 (2)Y、R—Y、B—Y模拟分量信号输 出、BNC 75； PAL—D复合视频信号输小，BNC75 11)R/L音频输出，XLR型、600 平衡输出 14)数据输出，(RS—232或RS—422) DB9阴性； (5)传送数据流输出符合DVB标准 DVB并行接口，DB25LYDS； DVB串行接口，SSI； (6)电源，150—240V、50Hz±2％。
2．检测方法
下面简单介绍基本测试系统和测 量方法： 测试方框图如图3示。
数字测试信号发生器产生符合 MPEG—2标准的洲试信号和活动图像并送到信道发射机，进行信道编码和 QPSK调制，产牛符合MPEG—2／DVB—5 的标准信号它与噪声情号发生器产生 的噪声混合、然后送至IRD，中间可用 可变衰减器调 节；IRD的视频、 音频输出连接到 如图形所示的各 种测试仪器，以 进行指标测量和 主观评价。 数字视频信 号发生器可产生 近30种不同功 能的测试信号利 活动图像，以及各频信号的测试序列和 音乐节目，用于测量各种视频和音频指 标；并具有在一个传输流中6套节目 的测试信号，另外还可通过软件编程增 加测试信号。
信道发射机为频率到3GHz连续 可调、输出电平从—99—十10dBm可 变，还可设置DVB。S传道编码功能，如 字符率、卷积编码比率、滚降系数、以及QPSK和QAM两种调制。 为了按暂行技术要求对IRD进行 考核。在国家测量方法和标准还未制定 出来以前，我们参考国际上MPEG—2／ DvB有关规定和方法，对暂行技术要 求中的主要指标进行检测。
a．Eb/No门限值的测量 Eb.No是数字电视传输系统中的一个重要指标。在卫星数字电视传输中当信号处于门限点附近时，接收端C／N 值下降会引起s／N急剧变化，这就是所 谓的数字传输中的“峭壁效应”。为了 准确地确定门限点，在信号源中应音为 活动图像输出。因为IRD在接收误 码过大时会使接收回面“静帧”，若使 用彩条一类的静止四像，则会将出现的 “静帧”状态误认为是正常的图像状态。 半信道发射机的输出信号混入噪声，并 将噪声发生器的衰减器(0．1dB步进)逐 渐由大变小，即输入IRD的信号C／N由大变小，直到从IRD输出于彩色监视器的画面上出现误码，及所谓的“马赛克” 时，用频谱仪测出此时IRD输入信号的 No值(单位Hz的噪声功率)。然后，测 出此时信道发射机输出的单载波功率 C。
Eb＝C-LgIR 式中，IR为总信息率、IR＝2Rs“ Cr·RS；Rs为字符率；Cr为卷积编码 率；RS为外码(188／204)。
于是，可计算Eb/No,根据暂行技 术要求，在FEC＝3／4时Eb／No应不大于 5．5dB。
b．频率覆盖范围的测量 技暂行技术要求，频窄覆盖他围为 950—2150MHz或950—1750MHz。 将信道发射机输出载频置干低端 频率(950MHz)、调整IRD接收频率， 以使IRD输出图像正常；同样，将发射机置于高端频率(2150 MHz成 1750MHz)，调整IRD接收频率，以使 IRD输出图像正常，此时说明IRD符合 暂行技术要求规定的频中覆盖范围。如 果低端或高端接收图像不正常，则逐步 提高或降低倍道发射机的输出频率，直 到IRD输出图像正常为止此时的频率 范阀即为IRD的接收频率覆盖范围。
c．字符率的测量
根据暂行技术要求，字符率为2— 45MS／s且连续可调。 可在信道发射机从低到高置出 所要求的各种宁符率．在IRD上相应的字将率、图像应正常；苦收不到图像，说明不符合要求。
d．视频指标的侧景 在进行视频指标侧量前。按要求 将相应的参数、条件置好，并调整IRD。 使IRD的输比信号工作在门限以上。然 后根据个同视频指标的测量要术，正确 选择数字信号发生器的相应测试信号． 利用自动视频分析仪进行洲量。必须终 接75欧姆电阻。例如，测幅频特性，送 多波群或Sinx／X信号；测K因子，送2T 脉冲信号；测亮度非线性，送阶标波信号；测DG、DP，送带彩包则载波阶梯 信号；测K、送20T脉冲信号； 测S／N，送50％平场信号，测行间步前 沿抖动，送带同步的视频信号。
e．音频指标的测量 暂行技术要求屯对音频的幅频响 应、失真、S／N值、左右声道的电平差 与相位差和率扰都作了规定。在测量这 些指标时，对采用信号发牛器产生的 CCITT0．33音频测试序列，在IRD音频 输出端利用CCITT0．33白动测试选件 对相应的音频指标进行测量。也可利用 信号发生器产生的持续时间为1s的音 频信号、用音频分析仪进行测量。
f．对功能和物理接口的检测 须对IRD的功能和物理接口予以检查。如调天线用强度显示，既可以在监视器上显示，也可在IRD面板上显示。为检查频谱倒置功能，可以外接一 高频振荡器以模拟一低本振频率输出的 信号，若IRD也能自动识别，说明IRD 有频谱倒置功能。为检查是否同时具有 MCPC和SCPC方式功能，可令信号发生器输出多路(最多可达六路)或单路图像信号，以检验IRD是否可以接收多路或单路信号。对于所要求的视频、音频、数据输山接口和阻抗等指标，也必 须予以检测。
g．除检测以上功能和指标外，还须 检测各厂家产品的兼容性。其方法是，用一厂家的IRD收目前的的卫星节目，或者对其中一家的编码系统用不同厂家的IRD接收。
h．编码系统的测试 主要三大方面：
(1)MPEG—2／DVB标准一致性测 试，采用码率分析仪检测TS流是否符 合MPEG—2／DVB各项参数指标要求。
(2)主观评价用CCETT的测试序列带，采用双重刺激连续质量评分方法进行测试。
(3)系统视、音频，符号率变化范围，产品兼容性能指标的测量。
由于数字压缩技术的发展、目前许多国家、特别是美、英、法、德、日本 等发达国家开始发展Ku频段个星直 接到户的电视广播。Ku频段直播卫星的优点是，功率大，EIRP高、只需采用 0．5m左有的小口径天线就可按收到优 质的图像和声音；另外，Ku频段不易受 地面微波干扰。其缺点是、传输雨衰较大，且不同地区雨衰程度不同，因此 在设计卫星链路的可靠性指标时，应根据卫星传输业务的要求留有合适的余 量。由于Ku频段卫星可容纳更多的节目并且覆盖受到保护，有利扩大广播电视的覆盖范围提高人口覆盖率，所以发展Ku频段直播卫星是当务之急。
摘自《中国广电网》
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