车晴卫星系统课件.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,1957,年,10,月,4,日，苏联发射成功人类历史上的第一颗人造地球卫星,。,1962,年，美国发射了一颗名为,Telstar I,的有源通信卫星，首次穿过大西洋对电视信号和电话进行了转播。,1964,年，美国使用,Symcom 3,同步通信卫星成功地将位于东京奥运会的电视画面传送到了北美地区。,1984,年,4,月,8,日，我国成功发射了第一颗试验通信卫星“东方红一号”，定点于,125E,，并使用该卫星对新疆、西藏等边远地区进行了电视广播信号的试播,。,1985,年,8,月,1,日，我国开始租用,57E,的国际通信卫星,IS,V,的一个东半球波束转发器转播,CCTV,1,节目,。,1986,年，改租,66E,的国际通信卫星转播中央电视台的第一套和第二套节目。,1988,年,4,月，我国成功发射了第一颗实用通信卫星“中星一号”，定点于,87.5E,。中星一号发射成功之后就用于常年转播中央电视台的第一套和第二 套节目，同时分别轮流转播云南、贵州、新疆三省区和四川、西藏两省区的电视节目。,模拟卫星上行系统,数字,卫星上行系统,卫星接收系统,2.1.3,同步卫星,人造地球卫星围绕地球的运动遵守天文学中的开普勒定律。开普勒,(Johannes Kepler,1571-1630),为德国天文学家。,同步卫星的运转周期为,23,小时,56,分,4.0905,秒，与地球本身所自转周期完全相同，因此从地面上看，同步卫星在天空中是固定不动的，故同步卫星又被称为对地静止卫星，简称静止卫星。,2.1.4,广播卫星的电参数,EIPR,波束图,系统优值（,G/T),频道设置,SCPC,（单路单载波方式）,MCPC,（多路单载波方式）,亚洲二号、亚太,1A,、鑫诺一号,亚洲二号,C,波段转发器（,EIRP,=39dBW),节 目,制式,波段,转发器,下行频率,极化,传输方式,符号率 MS/s,FEC,河南电视台,PAL,C,3B,3706,H,DVB,4.420,3/4,青海卫视,PAL,C,3B,3713,H,DVB,4.420,3/4,福建电视台,PAL,C,3B,3720,H,DVB,4.420,3/4,江西电视台,PAL,C,3B,3727,H,DVB,4.420,3/4,辽宁电视台,PAL,C,3B,3734,H,DVB,4.420,3/4,广西电视台,PAL,C,5A,3806,V,DVB,4.420,3/4,陕西电视台,PAL,C,5A,3813,V,DVB,4.420,3/4,安徽电视台,PAL,C,5A,3820,V,DVB,4.420,3/4,江苏电视台,PAL,C,5A,3827,V,DVB,4.420,3/4,内蒙电视台-1,2,PAL,C,6B,3830,H,DVB,8.398,3/4,黑龙江电视台,PAL,C,5A,3834,V,DVB,4.420,3/4,广东电视台,PAL,C,6B,3840,H,DVB,4.420,3/4,湖南电视台,PAL,C,6B,3847,H,DVB,4.420,3/4,湖北电视台,PAL,C,6B,3854,H,DVB,4.420,3/4,吉林电视台,PAL,C,6A,3872,V,DVB,4.420,3/4,亚洲二号卫星,Ku,波段转发器,节目,制式,波段,转发器,下行频率,极化,传输方式,符号率 MS/s,FEC,CCTV,PAL,Ku,K4,12305,V,DC-2,3/4,北京电视台,PAL,Ku,K5,12329,H,DVB,6.930,1/2,山西电视台,PAL,Ku,K5,12339,H,DVB,6.930,1/2,河北电视台,PAL,Ku,K5,12349,H,DVB,6.930,1/2,天津电视台,PAL,Ku,K5,12372,H,DVB,6.930,1/2,CCTV-3,4,9,NTSC,Ku,K9,12456,H,DVB,19.850,3/4,节 目,制式,波段,转发器,下行频率,极化,传输方式,符号率 MS/s,FEC,宁夏电视台,PAL,C2B,3730,V,DVB,6.93,1/2,海南卫视,PAL,C,2B,3745,V,DVB,6.93,1/2,甘肃电视台,PAL,C,2B,3765,V,DVB,6.93,1/2,重庆电视台,PAL,C,2B,3780,V,DVB,6.93,1/2,CETV-SD,PAL,C,3B,3820,V,模拟,CCTV-1,2,7,10,11,PAL,C,4A,3840,H,DVB,27,.,68,6,3/4,CCTV-1,PAL,C,4B,3860,V,模拟,CETV-2,PAL,C,5B,3900,V,模拟,贵州电视台,PAL,C,7A,3960,H,模拟,CETV-1,PAL,C,7B,3980,V,模拟,云南电视台,PAL,C,8A,4000,H,模拟,浙江电视台,PAL,C,8B,4020,V,模拟,四川电视台,PAL,C,10A,4080,H,模拟,山东卫视,PAL,C,10B,4100,V,模拟,新疆电视台-1,2,3,PAL,C,11A,4120,H,DVB,27.5,3/4,CCTV-7,PAL,C,12A,4160,H,模拟,CCTV-2,PAL,C,12B,4180,V,模拟,鑫诺,1,号卫星,(110.5,E),节目,制式,波段,转发器,下行频率,极化,传输方式,符号率,MS/s,FEC,澳门卫视,PAL,C,11B,4094,H,3.704,3/4,上海电视台,PAL,C,11A,4106,V,DVB,6.200,2/3,CCTV-1,2,3,4,5,6,7,8,PAL,Ku,2A,12380,V,DVB,41.518,1/2,12,个省电视台,PAL,Ku,3A,12440,V,DVB,41.518,1/2,12,个省电视台,PAL,Ku,4A,12500,V,DVB,41.518,1/2,12,个省电视台,PAL,Ku,5A,12560,V,DVB,41.518,1/2,CETV-1,2,3,SD,及教育节目,PAL,Ku,6A,12619,V,DVB,18.100,3/4,2.1.5,日凌与卫星蚀,地球、太阳和卫星三者位于一直线上，就会发生日凌和卫星蚀。,卫星蚀,同步卫星进入地球的阴影区（最长时间可达,73,分钟），其上的太阳能电池板停止工作；大功率镍氢蓄电池的出现，解决了卫星蚀的影响。,日凌,接收天线对准太阳时，便发生日凌。,我国地处北半球，日凌一年内发生两次。一次在春分以前，一次在秋分之后，每次的影响为,7,天左右。,在北京，上半年日凌现象出现的日期为,3,月,2,日至,8,日，中心日期为,3,月,5,日；下半年为,10,月,9,日，下半年日凌出现在,10,月,6,日至,12,日。,每天内日凌现象的持续时间为,10,分钟左右。,2.1.6,雨衰,当电波穿过降雨的区域时，雨滴会对电波产生吸收和散射，故造成衰减。,在,C,波段，降雨产生的衰减是通常不超过,0.5dB,。,在,Ku,波段内，雨衰的影响是比较大的，根据实测和估算在,Ku,波段内短时间内（数分钟）降雨的衰减可高达,20dB,，显然如此大的衰减量将使广播线路暂时中断。,(0.01%-5236),2.1.7 DVB-S,系统,欧广联（,EBU,）提出的数字卫星广播制式。,DVB-S,信道编码器的输入为,MPEG-2,信源编码器输出的传输流（,TS,）。,帧结构,每个,MPEG-2,传送复用包的长度为,188,字节，第一个字节为同步字节。,能量扩散,对输入信号进行“随机化”处理，使其具有伪随机性质，称为扰码，具体的方法是将输入基带信号与,M,序列进行模二加。由于0”,和“,1”,出现的概率相同，因此扰码后频谱的分布是比较均匀的。,级联码,级联码由外码和内码两部分组成，外码用于纠正突发性错误，而内码则用于纠正随机性错误。采用级联码的好处是，纠错能力强，同时设备又不复杂。,在,DVB-S,系统内，外码采用,RS,码，内码采用卷积码。,RS(204,188,T=8),RS,码是一种循环码，它是目前发现的，纠错能力最强的编码方式。,RS(204,188,T=8),输入长度为,188,字节，输出长度为,204,字节（增加了,16,字节），它可以纠正,8,个字节的突发性错误。,卷积交织,交织技术的基本思想是将突发性错误离散化，具体说就是，将一帧内出现的突发性错误分散到各帧之中去。,在,DVB-S,系统中，采用卷积交织的方式，交织深度,I,=12,，码字长度,n,=204,，,M=n/I,=17,。,经卷积交织后，原码字中的相邻码元在信道内相互间隔,n,个时间单元。,.X,0,X,1-n,X,2-2n,X,3-3n,X,4-4n,X,5-5n,X,6-6n,X,7-7n,X,8-8n,X,9-9n,X,10-10n,X,11-11n,X,12,X,13-n,X,14-2n,卷积编码（内码）,卷积编码是为了纠正随机性错误，卷积码的译码器采用维特比译码。,DVB-S,系统允许使用的编码效率为,1/2,，,2/3,，,3/4,，,5/6,和,7/8,。,编码效率越低，码字越长（如编码效率为,1/2,时，码字长度就提高一倍），纠错能力也越强，反之亦然。,DVB-S2,采用,BCH,码（外码）和低密度奇偶校验码,LDPC(,内码,),。,在给定的转发器带宽和发射机,EIRP,的情况下，传输容量可以增加,30%,调制方式,：,QPSK,，,8PSK,，,16QAM,2.1.8,卫星接收系统,卫星接收系统由接收天线、高频头、卫星接收机、功分器几部分组成。,高频头,功能为,:,（,1,）低噪声放大,（,2,）下变频（,RFIF,1,）,（,3,）中频放大,第一中频：,950-1450 MHz,950-1750 MHz,高频头特性参数,1),增益,G G60 dB,2),噪声温度,T,LNB,T,LNB,=,30 K,3),噪声系数,N,F,N,F,=,1 dB,4),本振频率,f,OS,f,OS,=,5150 MHz(C),f,OS,=,10750,11250 MHz(Ku),卫星接收机,模拟卫星接收机 东芝,TSR-C4,-C5,-N1,数字卫星接收机,GI DSR-4400,Philips DVS-3950/11,Philips DVS-3950/11,输入频率范围,950 2150 MHz,输入信号电平,60,40 dBm,（符号率为,4-6 MS/s,）,60,30 dBm,（符号率为,6-30 MS/s,）,输入阻抗,75,WF,型接头）,第二中频,3dB,带宽,4.8 9.6 MHz (SCPC),18 36 MHz (MCPC),符号率,4,8 MS/s (SCPC),15 30 MS/s (MCPC),噪声系数,10,15 dB,自动频率控制范围,3 MHz,视频输出,1.0 0.1 Vp-p,视频频宽,5 MHz,视频输出阻抗,75,W,（,RCA,型接头）,音频输出,1.17 1.29 V,（有效值）,音频频响,20 Hz 20 kHz,音频输出阻抗,600,W,（,RCA,型接头）,电源电压,/,电流,170,269 V/0.3 A,高频头供电电源,16 19,（,200mA,）,无源功分器,接入损耗：二功分器,4dB,三功分器,6dB,四功分器,8dB,八功分器,12dB,十二功分器,14dB,有源功分器,2.1.8,卫星接收系统的工程设计,模拟卫星,C,波段：,L,0,196.2 dB Ku,波段：,L,0,205.8 dB,T,A,+T,LNB,50 K,T,A,+T,LNB,100 K,接收机带宽：,B,=27 MHz,10 lg,B=,74.3 dB,玻尔兹曼常数：,10 lg,k,=,228.6 dB J/K,上行链路噪声因子：,b,0.5 dB,图像等级（,Q,）,4.5,4,3.5,3,C/N,(dB),20.8,16.6,13,9.9,C,/N,=,EIRP,L,0,D,L,+,G,A,10,lg(,T,A,+T,LNB,),10,lg,B,10 lg,k,b,DVB,S,系统误码性能要求,内码编码率,1/2,2/3,3/4,5/6,7/8,E,b,/N,0,门限,4.5 dB,5.0 dB,5.5 dB,6.0 dB,6.4 dB,数字卫星,信号比特率,R,b,=2FEC,R,S,bit/s,MCPC,：,R,S,为符号率,E,b,/N,0,=,EIRP,L,0,D,L,+,G,A,10,lg(,T,A,+T,LNB,),10,lg,R,b,10 lg,k,b,SCPC,：,m,为一个转发器中的载波数,E,b,/N,0,=EIRP,BO,10,lg,m,L,0,D,L,+,G,A,10,lg(,T,A,+T,LNB,),10 lg,R,b,10 lg,k,b,卫星接收机输入电平,模拟和,MCPC,P,i,=,EIRP,(dBW),L,0,D,L,+,G,A,+,G,LNB,L,CABLE,L,S,SCPC,P,i,=,EIRP,(dBW),BO,0,10lg,m,L,0,D,L,+,G,A,+,G,LNB,L,CABLE,L,S,接收系统的噪声温度,仰角和方位角的计算曲线,天线极化角的计算曲线,极化角的调整,（,前馈天线，从馈源向反射面看）,例,1,在北京接收亚太,1A,模拟卫星广播,C/N,=35,196.2+,G,A,17,74.3,+228.6,0.5 =,G,A,24.4,G,A,=C/N,+24.4=16.6+24.4=41 dB,选,4.5m,天线（口面效率,50%,）,42.5 dB,例,2,在北京接收亚洲二号,C,波段,SCPC,E,b,/N,0,=39,4,7,196.2+,G,A,17,10 lg(4.4223/4),60,+228.6,0.5=,G,A,25.3,选,1.5m,天线,E,b,/N,0,=33,25.3=7.7 dB 5.5dB,例,3,在北京接收鑫诺一号,已知：,EIRP,=46dBW,R,S,=41.518 MS/s FEC,1/2,MCPC,方式，采用,1m,的接收 天线（设天线的口面效率为,50,）,解：在晴天条件下,L,0 dB,天线的增益为,39 dB,将上述参数代入计算公式，可求出,E,b,/N,0,=11.1 dB 4.5 dB,（门限）,若采用,0.5m,天线（,G,33dB),则,E,b,/N,0,=5.1 dB 4.5 dB,（门限）,例,4,在北京接收亚洲二号上的北京卫视台,已知：,EIRP,=50dBW,R,S,=6.93 MS/s FEC,1/2,SCPC,方式，采用,1m,的接收 天线（设天线的口面效率为,50,）,解：在晴天条件下,L,0 dB,天线的增益为,39 dB,，,BO+10lg m11dB,将上述参数代入计算公式，可求出,E,b,/N,0,=11.9 dB 4.5 dB,（门限）,若采用,0.5m,天线（,G,33dB),则,E,b,/N,0,=5.9 dB 4.5 dB,（门限）,