卫星广播电视传输系统及常用概念XXXX课件.ppt

1、一、卫星通信基础知识一、卫星通信基础知识二、二、DVB-SDVB-S标准和标准和MPEG-2MPEG-2视频编码简介视频编码简介三、卫星广播电视传输系统及常用概念三、卫星广播电视传输系统及常用概念四、高清电视的卫星应用介绍四、高清电视的卫星应用介绍2022-10-131n传送质量高，所需上行发射功率小，抗干扰能力强。传送质量高，所需上行发射功率小，抗干扰能力强。n传输容量大。通过数字压缩技术可以大大缩小频带传输容量大。通过数字压缩技术可以大大缩小频带宽度，大大降低了传输（上行、转发器、接收）成宽度，大大降低了传输（上行、转发器、接收）成本。通常一个卫星转发器仅能传输本。通常一个卫星转发器仅能传

2、输1-21-2套模拟电套模拟电视节目，而传输压缩数字电视节目时，视节目，而传输压缩数字电视节目时，C C波段一个波段一个转发器（转发器（36MHz36MHz）可传输）可传输1010套左右，套左右，KuKu波段一个转波段一个转发器（发器（54MHz54MHz）可传）可传10-1210-12套左右。套左右。n可以提供广播电视数据等多种服务。可以提供广播电视数据等多种服务。n便于对节目加密，实现有条件接收。便于对节目加密，实现有条件接收。n 数字广播电视传送的主要优点卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-132基于上述优点，目前广播电视传送全面向数字基于上述优点，目前广播电视传送全面向数字信

3、号传输转变。信号传输转变。卫星广播电视传输系统主要由卫星广播电视传输系统主要由广播电视中心、广播电视中心、地面引接电路、地球站、卫星、卫星接收站（有地面引接电路、地球站、卫星、卫星接收站（有线前端或个体用户）、测控站线前端或个体用户）、测控站组成。组成。卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-133卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-134卫星广播电视传输系统及常用概念n模拟和数字卫星广播电视传输系统组成基本模拟和数字卫星广播电视传输系统组成基本相同，只是传输内容和制式等方面有所不同。相同，只是传输内容和制式等方面有所不同。n下面简要对广播电视中心、地面引接电路、下面简要对广播

4、电视中心、地面引接电路、地球站、卫星、卫星接收站（有线前端或个地球站、卫星、卫星接收站（有线前端或个体用户）、体用户）、测控站测控站做一介绍。做一介绍。2022-10-135n广播电视中心的主要任务是节目制作、上载播出、广播电视中心的主要任务是节目制作、上载播出、音视频处理、数字化处理、节目分配。音视频处理、数字化处理、节目分配。n目前广播电视中心的内涵有所扩大，除了传统的电目前广播电视中心的内涵有所扩大，除了传统的电台、电视台之外，还包括广播节目集成平台、付费台、电视台之外，还包括广播节目集成平台、付费节目集成平台等。例如中央三台、中国教育电视台、节目集成平台等。例如中央三台、中国教育电视台

5、、北京电视台、电影频道、北京电视台、电影频道、100100路中央广播平台、中数路中央广播平台、中数传媒、直播卫星村村通平台等等。传媒、直播卫星村村通平台等等。1、广播电视中心广播电视中心卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-136n地面引接电路：通过光缆、微波等传输手段，地面引接电路：通过光缆、微波等传输手段，利用模拟或数字传送方式，将广播电视节目利用模拟或数字传送方式，将广播电视节目源由广播电视中心传输到地球站。源由广播电视中心传输到地球站。n传输方式：中频直接光纤（或微波）传输传输方式：中频直接光纤（或微波）传输（A A）；数字信号直接光纤传输（）；数字信号直接光纤传输（D D）；

6、数字；数字光传输网络传输（光传输网络传输（D D）；微波数字传输网络；微波数字传输网络传输（传输（D D）等等。）等等。2、地面引接电路地面引接电路卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-137卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-138 数字广播电视节目可以利用光缆或微波，以中频调制数字广播电视节目可以利用光缆或微波，以中频调制信号的模拟传输方式，由广播电视中心传送到地球站，如信号的模拟传输方式，由广播电视中心传送到地球站，如下图所示：下图所示：此方式的特点是传输系统简单、易于监测，但占用传此方式的特点是传输系统简单、易于监测，但占用传输资源大，由于模拟信号在传输中会导致噪声积

7、累和性能输资源大，由于模拟信号在传输中会导致噪声积累和性能劣化，故不适于长距传输。劣化，故不适于长距传输。编码复用设备编码复用设备卫星上行系统卫星上行系统中频光端机中频光端机中频光端机中频光端机调制器调制器TSTS流流70MHz70MHz光缆光缆70MHz70MHz广播电视中心广播电视中心地球站地球站微波机微波机微波机微波机微波微波卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-139 1 1）利用）利用数字通道，数字通道，采用信道分割、复用技术传送采用信道分割、复用技术传送目前通过目前通过PDHPDH或或SDHSDH数字传输网传送数字压缩广播电数字传输网传送数字压缩广播电视信号主要有以下几种方

8、式：视信号主要有以下几种方式：此方式主要使用成熟的此方式主要使用成熟的E1E1（2Mbit/s2Mbit/s）数字通道，不需对数字接口）数字通道，不需对数字接口进行大量改造，成本较低，缺点是系统连接复杂，特别是传输高数据率视进行大量改造，成本较低，缺点是系统连接复杂，特别是传输高数据率视频压缩数据时收发端设备和信号线连接复杂。我局主要用来传输局内网、频压缩数据时收发端设备和信号线连接复杂。我局主要用来传输局内网、指挥平台等业务。指挥平台等业务。编码复用编码复用设备设备2Mbit/s2Mbit/s传输适配器传输适配器TSTS流流数字传输网数字传输网数字传输数字传输设备设备数字传输数字传输设备设备

9、2Mbit/s2Mbit/s传输适配器传输适配器2Mbit/s x n2Mbit/s x n2Mbit/s x n2Mbit/s x nTSTS流流卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1310 2）利用传送此方式是将广播电视压缩数据包的此方式是将广播电视压缩数据包的TSTS流适配到流适配到SDHSDH的的DS3DS3（45Mbit/s45Mbit/s）接口进行传送，技术较为成熟可靠、系统结构简单。缺点是码率的适配范接口进行传送，技术较为成熟可靠、系统结构简单。缺点是码率的适配范围较小，传送低码率信号时对信道的利用率不高，传送超高码率信号时通围较小，传送低码率信号时对信道的利用率不高，

10、传送超高码率信号时通道的传输容量不足。道的传输容量不足。编码复用编码复用设备设备DS3DS3适配器适配器TSTS流流SDH SDH 网网SDHSDH传输设备传输设备SDHSDH传输设备传输设备DS3DS3适配器适配器DS3DS3DS3DS3TSTS流流中频中频调制器调制器70MHz70MHz卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1311 3）利用传送此方式可同时将四组不同速率的此方式可同时将四组不同速率的TSTS流信号以流信号以DVB-ASIDVB-ASI（数字视频广播之异步串行接（数字视频广播之异步串行接口）接口方式接入复用适配设备，复接到口）接口方式接入复用适配设备，复接到1 1个

11、标准个标准155 Mbit/s155 Mbit/s（STS-1 STS-1 电接口或电接口或STM-STM-1/OC31/OC3光接口）光接口）SDHSDH信道传输，使用灵活，信道利用率高，特别适用于高低速率的组合传信道传输，使用灵活，信道利用率高，特别适用于高低速率的组合传输，同时也为今后传输高码率的高清电视准备了充裕的传输容量。输，同时也为今后传输高码率的高清电视准备了充裕的传输容量。编码复用编码复用设备设备1 14 4 DVBDVB-ASIASI至至STSSTS-1 1复用复用适配适配TS流流SDH SDH 网网SDHSDH传输设备传输设备SDHSDH传输设备传输设备STSSTS-1 1

12、STSSTS-1 1TS流流中频中频调制器调制器1 170MHz编码复用编码复用设备设备2 2编码复用编码复用设备设备3 3编码复用编码复用设备设备4 4ASI 1ASI 2ASI 3ASI 4中频中频调制器调制器2 2中频中频调制器调制器3 3中频中频调制器调制器4 4IF1IF4IF2IF3ASI 1STSSTS-1 1至至4 4 DVBDVB-ASIASI解复用解复用适配适配ASI 2ASI 3ASI 4卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1312n地球站主要作用是对广播电视中心通过地面引地球站主要作用是对广播电视中心通过地面引接电路传来的广播电视信号进行处理和中频调接电路传来

13、的广播电视信号进行处理和中频调制，产生制，产生70MHz70MHz或或140MHz140MHz中频信号，经上变频中频信号，经上变频器、高功放等上行设备将中频信号变频放大至器、高功放等上行设备将中频信号变频放大至足够强度的微波信号，通过天线发往同步卫星。足够强度的微波信号，通过天线发往同步卫星。3 3、地球站、地球站卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1313中频切换系统切换选择高功放上变频器中频调制70MHz/140MHz低噪声放大器跟踪设备双工器天线驱动装置下变频器接收机上变频切换高功放切换TSIFIFRFRFL BAND下行系统上行系统 信号处理系统 （FOR KU BAND）V

14、ideoAudio上行功率控制C(Ku)BAND跟踪系统天馈线系统监控系统电源系统主备节目源卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1314n信号处理系统信号处理系统 主要完成节目源的引接、切换选择、适主要完成节目源的引接、切换选择、适配处理和中频调制。配处理和中频调制。n上行系统上行系统 将已调中频信号转变为将已调中频信号转变为RFRF信号，并放大到信号，并放大到一定的电平，经馈线送至天线。上行系统的关一定的电平，经馈线送至天线。上行系统的关键设备是上变频器（键设备是上变频器（U/CU/C）和高功率放大器）和高功率放大器(HPA)(HPA)。卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10

15、-1315n天馈线系统天馈线系统将高功放输出的将高功放输出的RFRF信号发往卫星，同时接收卫星下信号发往卫星，同时接收卫星下行信号传送给接收设备。行信号传送给接收设备。为了提高传输效率，地球站均采用强方向性、高增为了提高传输效率，地球站均采用强方向性、高增益面天线。一般上行和下行可共用一副天线。益面天线。一般上行和下行可共用一副天线。馈线的作用是传输微波信号。上行信号通常采用波馈线的作用是传输微波信号。上行信号通常采用波导传输，下行信号一般采用同轴电缆传输。导传输，下行信号一般采用同轴电缆传输。跟踪系统的作用是控制天线跟踪卫星位置的漂移，跟踪系统的作用是控制天线跟踪卫星位置的漂移，保证天线主波

16、束始终对准卫星。大口径天线一般采用保证天线主波束始终对准卫星。大口径天线一般采用自动跟踪方式。（自动跟踪方式。（6.26.2米以上）米以上）卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1316n天馈线系统天馈线系统将天线接收的卫星下行微波信号进行低噪声将天线接收的卫星下行微波信号进行低噪声放大、下变频后送给信标接收机。放大、下变频后送给信标接收机。为了保证系统接收灵敏度、最大限度减少噪为了保证系统接收灵敏度、最大限度减少噪声对来自卫星的微弱信号的影响，天线接收信声对来自卫星的微弱信号的影响，天线接收信号的放大必须采用低噪声放大器，如参量放大号的放大必须采用低噪声放大器，如参量放大器或低噪声场

17、效应管放大器。（器或低噪声场效应管放大器。（LNALNA）信标信号作为天线跟踪卫星的依据。信标信号作为天线跟踪卫星的依据。卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1317地球站的设备供电应采用不间断电源地球站的设备供电应采用不间断电源（UPSUPS），），UPSUPS一方面保证地球站系统设备的稳一方面保证地球站系统设备的稳定和不间断工作，另一方面提高供电纯净度，定和不间断工作，另一方面提高供电纯净度，避免电源干扰。避免电源干扰。在线式在线式UPSUPS平时可起到优化设备供电的作用，平时可起到优化设备供电的作用，断电时可通过蓄电池放电保证不间断供电，因断电时可通过蓄电池放电保证不间断供电，

18、因此地球站通常配备在线式此地球站通常配备在线式UPSUPS。卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1318n监控系统监控系统对上行业务质量及地球站系统设备的状态参对上行业务质量及地球站系统设备的状态参数进行监测和控制。数进行监测和控制。随着计算机和网络技术的迅速发展，地球站随着计算机和网络技术的迅速发展，地球站可以采用计算机系统对全站系统设备进行集中可以采用计算机系统对全站系统设备进行集中监控。监控。卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-13194 4、卫星、卫星广播电视卫星目前主要使用广播电视卫星目前主要使用FSS和和BSS频段频段卫星，利用地球同步卫星进行广播电视信号的卫星

19、，利用地球同步卫星进行广播电视信号的卫星传输覆盖。卫星传输覆盖。卫星的主要作用是接收地球站上行信号，经卫星的主要作用是接收地球站上行信号，经滤波、低噪声放大、下变频和功率放大形成卫滤波、低噪声放大、下变频和功率放大形成卫星下行信号，通过卫星天线将广播电视信号转星下行信号，通过卫星天线将广播电视信号转发覆盖特定服务区域。发覆盖特定服务区域。卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1320各类卫星的运行轨道与地球赤道面的夹角（称各类卫星的运行轨道与地球赤道面的夹角（称为倾角）不同，倾角等于为倾角）不同，倾角等于0 0的称为赤道轨道，的称为赤道轨道，倾角等于倾角等于9090的称为极轨道，倾角在

20、的称为极轨道，倾角在0 09090之间的称为倾斜轨道。之间的称为倾斜轨道。卫星在空间运行的轨道有圆轨道和椭圆轨道，卫星在空间运行的轨道有圆轨道和椭圆轨道，圆轨道可以按其高度分为圆轨道可以按其高度分为3 3种：低轨道（种：低轨道（LEOLEO）（距地面数百公里至（距地面数百公里至50005000公里，运行周期为公里，运行周期为2 24 4小时）；中轨道（小时）；中轨道（MEOMEO）（距地面）（距地面500050002000020000公里，运行周期公里，运行周期4 41212小时）；高（同步）小时）；高（同步）轨道（轨道（GEOGEO）（距地面）（距地面3578635786公里，运行周期公里，

21、运行周期2323小时小时5656分分4 4秒），它又称为静止轨道。秒），它又称为静止轨道。n同步地球卫星同步地球卫星卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1321广播电视节目传输一般采用同步地球卫星。同广播电视节目传输一般采用同步地球卫星。同步地球卫星位于赤道上空，步地球卫星位于赤道上空，绕行地球一周时绕行地球一周时间恰好与地球自转一周一致，从地面看上去如间恰好与地球自转一周一致，从地面看上去如同静止不动，因此同步地球卫星又称静止卫星。同静止不动，因此同步地球卫星又称静止卫星。但是静止卫星并非完全不动，受各种外部因素但是静止卫星并非完全不动，受各种外部因素的影响，其运行轨道在不断地漂移

22、。的影响，其运行轨道在不断地漂移。n同步地球卫星同步地球卫星卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1322双双工工器器接接收收机机转转发发器器跟跟踪踪遥遥测测指指令令系系统统位位置置与与姿姿态态控控制制系系统统温温度度控控制制系系统统入入轨轨与与推推进进系系统统电电源源系系统统通通信信天天线线遥遥测测指指令令天天线线天天线线系系统统广广播播系系统统n卫星的主要组成框图卫星的主要组成框图卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1323双双工工器器L LN NA AM MI IX XE ER RL LO OP Pr re eA AM MP PS SP PL LI IT TE ER R

23、/F FI IL LT TE ER RC CO OM MB BI IN NE ER RT TW WT TA A 1 1T TW WT TA A 2 2T TW WT TA A 3 3T TW WT TA A n n5 59 92 25 56 64 42 25 53 37 70 00 04 42 20 00 02 22 22 25 5n卫星广播子系统结构示意图卫星广播子系统结构示意图卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-13245 5、卫星接收站、卫星接收站利用接收天线接收卫星下行信号，经低噪声利用接收天线接收卫星下行信号，经低噪声放大、下变频（放大、下变频（LNBLNB）和馈线将接收的

24、）和馈线将接收的L L波段广波段广播电视信号送入卫星接收机，由接收机还原出播电视信号送入卫星接收机，由接收机还原出视频和音频信号。视频和音频信号。卫星接收站的构成与地球站下行系统相似，卫星接收站的构成与地球站下行系统相似，不过考虑到接收的成本和方便性，卫星接收站不过考虑到接收的成本和方便性，卫星接收站一般采用较小口径天线，信号放大和变频则采一般采用较小口径天线，信号放大和变频则采用一体化低噪声放大单元（用一体化低噪声放大单元（LNBLNB）。接收天线）。接收天线口径小于口径小于4.54.5米的通常不配备天线跟踪设备。米的通常不配备天线跟踪设备。卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-13

25、256 6、卫星测控站、卫星测控站主要任务是测量卫星的各种参数，监测调整主要任务是测量卫星的各种参数，监测调整卫星上所有设备的工作状况。如卫星内部设备卫星上所有设备的工作状况。如卫星内部设备的电压、电流、功率、温度、压力等；对卫星的电压、电流、功率、温度、压力等；对卫星实施各种功能状态的转换。实施各种功能状态的转换。测控卫星的姿态和轨道位置，调整卫星状态测控卫星的姿态和轨道位置，调整卫星状态以保证卫星相对于地球静止，并使卫星天线波以保证卫星相对于地球静止，并使卫星天线波束对地球表面地覆盖区域保持不变等等。束对地球表面地覆盖区域保持不变等等。卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1326

26、主要由接收天线、低噪声放大单元主要由接收天线、低噪声放大单元LNB(LNB(高频头高频头)、高、高频同轴电缆、功分器和卫星接收机频同轴电缆、功分器和卫星接收机IRDIRD（可以为（可以为LNBLNB提供直流电源）等组成，如图所示：提供直流电源）等组成，如图所示：完成卫星广播电视信号的接收：变频、解调、解扰、完成卫星广播电视信号的接收：变频、解调、解扰、解复用、解码后送至用户收听收看。解复用、解码后送至用户收听收看。卫星接收机卫星接收机IRDIRD卫星天线卫星天线卫星卫星LNBLNBL L波段波段功功分分器器5 5、卫星接收站、卫星接收站卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1327电波

27、方向电波方向反反 射射 面面馈源馈源馈源馈源电波方向电波方向反反 射射 面面标准型前馈天线标准型前馈天线偏馈型前馈天线偏馈型前馈天线前馈天线前馈天线卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1328标准型卡塞格伦天线标准型卡塞格伦天线偏馈型卡塞格伦天线偏馈型卡塞格伦天线馈源馈源抛物面抛物面双曲面双曲面馈源馈源抛物面抛物面双曲面双曲面后馈天线后馈天线卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1329标准型格里高里天线标准型格里高里天线馈源馈源抛物面抛物面椭球面椭球面馈源馈源抛物面抛物面椭球面椭球面偏馈型格里高里天线偏馈型格里高里天线后馈天线后馈天线卫星广播电视传输系统及常用概念2022-

28、10-1330卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1331卫星接收系统可能出现的问题卫星接收系统可能出现的问题卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-1332卫星广播电视传输系统及常用概念1 1、等效全向辐射功率（等效全向辐射功率（EIRPEIRP）衡量电磁波辐射能力的重要参数，代表发送功率和天衡量电磁波辐射能力的重要参数，代表发送功率和天线增益的综合性能。它的定义是天线发送功率（线增益的综合性能。它的定义是天线发送功率（P）和天线增益（和天线增益（G）的乘积，即：）的乘积，即：EIRP=PGEIRP(dBW)=P(dBW)+G(dB)如：卫星如：卫星ERIPs=10lgPT(

29、W)Lt(dB)+Gt (dBW)其中其中PT 行波管放大器输出功率行波管放大器输出功率 Lt 馈线损耗馈线损耗 Gt 天线增益天线增益 2022-10-1333卫星广播电视传输系统及常用概念、品质因数（、品质因数（G/TG/T）品质因数反映了接收弱信号能力的大小，又品质因数反映了接收弱信号能力的大小，又称为系统优值。称为系统优值。G/TG/T是天线增益与噪声温度之比。是天线增益与噪声温度之比。G/T=G(dB)-101g T(dB/K)G/T=G(dB)-101g T(dB/K)如：卫星如：卫星G/T=G-10LgG/T=G-10Lg（Ta+TtTa+Tt）（）（dB/KdB/K）G G为星

30、载天线上行工作频率时增益，为星载天线上行工作频率时增益，T Ta a为天线为天线等效噪温，等效噪温，T Tt t为卫星转发器等效噪温。为卫星转发器等效噪温。2022-10-1334卫星广播电视传输系统及常用概念3 3、天线等效噪声温度、天线等效噪声温度T TA A 等效噪声温度反映了天线接收下来并传送给等效噪声温度反映了天线接收下来并传送给匹配负载的噪声功率的大小。忽略馈线系统匹配负载的噪声功率的大小。忽略馈线系统损耗后，天线接收并传送给损耗后，天线接收并传送给LNBLNB的噪声功率：的噪声功率：P Pn n=k=kT TA A BB（W W）波尔兹曼常数波尔兹曼常数k=1.38x10k=1.

31、38x10-23-23（J/KJ/K），），B B为接收为接收系统带宽系统带宽2022-10-1335卫星广播电视传输系统及常用概念4 4、功率通量密度（功率通量密度（）功率通量密度反映了卫星信号到达地面时的功率通量密度反映了卫星信号到达地面时的强度，表示接收端单位面积上的功率密度。强度，表示接收端单位面积上的功率密度。=EIRP-20Lgd-10Lg=EIRP-20Lgd-10Lg（4 4）-LL（dBW/mdBW/m2 2）d d为卫星至地面的距离，为卫星至地面的距离，LL为电波传输中的其他为电波传输中的其他各种损耗。各种损耗。ff2022-10-1336卫星广播电视传输系统及常用概念5

32、5、自由空间损耗：自由空间损耗：在自由空间中，一个无损耗的各向同性在自由空间中，一个无损耗的各向同性辐射源到与其路径长度相等的距离处的理论辐射源到与其路径长度相等的距离处的理论损耗：损耗：LoLo=20Lg=20Lg（4 4dd/）（）（dBdB）其中：其中：d d为卫星到地面的距离，通常取为卫星到地面的距离，通常取35786km35786km =v/f =v/f （v v取光速）取光速）真空中光速真空中光速v=3X10v=3X108 8(m/s)(m/s)，=300/f=300/fMHzMHz(m)(m)2022-10-1337卫星广播电视传输系统及常用概念6 6、功率传输公式（功率传输公式

33、（加图加图）在自由空间中，接收天线输送给匹配负在自由空间中，接收天线输送给匹配负载的功率载的功率PrPr与发送天线的输入功率与发送天线的输入功率PtPt之间的之间的关系用弗里斯功率传输公式表示：关系用弗里斯功率传输公式表示：P Pr r =P=Pt t+G+Gt t+G+Gr r-L-Lo o （dBWdBW）2022-10-1338卫星广播电视传输系统及常用概念7 7、C/N C/N 与与 E Eb b/N/No o 在模拟卫星链路中，传输质量是由链路在模拟卫星链路中，传输质量是由链路的载噪比的载噪比C/NC/N确定的，在数字卫星链路中，确定的，在数字卫星链路中，传输质量是由链路的每比特能量

34、传输质量是由链路的每比特能量E Eb b与噪声功与噪声功率谱密度率谱密度N No o之比之比E Eb b/N/No o确定的。确定的。EEb b/N/No=o=C/N+10LgB-10LgRC/N+10LgB-10LgRb b B B为接收机带宽，为接收机带宽，R Rb b为数字信号的码率。为数字信号的码率。2022-10-1339卫星广播电视传输系统及常用概念8 8、增益、增益G G天线增益天线增益G G表示天线对信号的汇聚能力。表示天线对信号的汇聚能力。对于圆形口面天线：对于圆形口面天线：G G=20Lg=20Lg（D/D/）+10Lg+10Lg（dBdB）D D为圆形口面直径，为圆形口面

35、直径，为天线工作波长，为天线工作波长，为天线口面效率为天线口面效率 2022-10-1340卫星广播电视传输系统及常用概念9 9、天线的旁瓣特性天线的旁瓣特性 天线偏轴增益天线偏轴增益90%90%的旁瓣波峰应在下列的旁瓣波峰应在下列包络线内：包络线内：000000018048,10)(483.26),lg(2532)(3.2620,5.3)(201)lg(2529)(dBiGGdBiGdBiG，2022-10-1341卫星广播电视传输系统及常用概念1010、半功率角、半功率角（HPHP）天线主瓣两侧相对于天线主瓣中心增益下降天线主瓣两侧相对于天线主瓣中心增益下降3dB3dB的两的两点之间的角度

36、称为天线的半功率角。点之间的角度称为天线的半功率角。DfDGHz2170l（度）（度）其中其中D D为圆形为圆形面的直径，面的直径，为天线工作波长。为天线工作波长。如：如：KuKu波段波段1010米天线，经上式计算该天线上米天线，经上式计算该天线上行频率（行频率（14GHz14GHz）的半功率角约为）的半功率角约为0.15 o0.15 o，由，由此可见卫星传输中，对高频段大口径天线的此可见卫星传输中，对高频段大口径天线的自动跟踪要求较高。自动跟踪要求较高。2022-10-1342卫星广播电视传输系统及常用概念2022-10-13431111、卫星天线仰角、方位角和半功率角计算、卫星天线仰角、方

37、位角和半功率角计算 （1 1）天线仰角）天线仰角ELEL计算计算其中其中接收地点的纬度接收地点的纬度 =R R-S S R R 接收地点经度接收地点经度 S S 卫星经度卫星经度baba221coscos115127.0coscostgEL43卫星广播电视传输系统及常用概念（2 2）天线方位角）天线方位角AZAZ计算计算absin1tgtgAZ注：我国处于北半球，正北方向天线方位角为注：我国处于北半球，正北方向天线方位角为0 0度，实际度，实际的方位角应表示为的方位角应表示为180-AZ180-AZ（度）。（度）。2022-10-1344卫星广播电视传输系统及常用概念1212、卫星链路计算卫星

38、链路计算（dB/Hz）l(C/N0)U 上行链路每载波功率与噪声密度比(dBHz)l(G/T)S 卫星品质因素(dB/K)lL0,U 上行链路自由空间损耗(dB)tftEGLLPEIRP6.228)/()/(,00SUEUTGLEIRPNC2022-10-1345卫星广播电视传输系统及常用概念6.228)/(lg10)/(,0,0RDDsoSDTGLLnBOEIRPNC（dB/Hz）2022-10-13461 1、等效全向辐射功率（等效全向辐射功率（EIRPEIRP）衡量电磁波辐射能力的重要参数，代表发送功率和天衡量电磁波辐射能力的重要参数，代表发送功率和天线增益的综合性能。它的定义是天线发送

39、功率（线增益的综合性能。它的定义是天线发送功率（P）和天线增益（和天线增益（G）的乘积，即：）的乘积，即：EIRP=PGEIRP(dBW)=P(dBW)+G(dB)如：卫星如：卫星ERIPs=10lgPT(W)Lt(dB)+Gt (dBW)其中其中PT 行波管放大器输出功率行波管放大器输出功率 Lt 馈线损耗馈线损耗 Gt 天线增益天线增益 2022-10-1347卫星广播电视传输系统及常用概念、品质因数（、品质因数（G/TG/T）品质因数反映了接收弱信号能力的大小，又品质因数反映了接收弱信号能力的大小，又称为系统优值。称为系统优值。G/TG/T是天线增益与噪声温度之比。是天线增益与噪声温度之

40、比。G/T=G(dB)-101g T(dB/K)G/T=G(dB)-101g T(dB/K)如：卫星如：卫星G/T=G-10LgG/T=G-10Lg（Ta+TtTa+Tt）（）（dB/KdB/K）G G为星载天线上行工作频率时增益，为星载天线上行工作频率时增益，T Ta a为天线为天线等效噪温，等效噪温，T Tt t为卫星转发器等效噪温。为卫星转发器等效噪温。2022-10-1348卫星广播电视传输系统及常用概念3 3、天线等效噪声温度、天线等效噪声温度T TA A 等效噪声温度反映了天线接收下来并传等效噪声温度反映了天线接收下来并传送给匹配负载的噪声功率的大小。忽略馈线送给匹配负载的噪声功率

41、的大小。忽略馈线系统损耗后，天线接收并传送给系统损耗后，天线接收并传送给LNBLNB的噪声功的噪声功率：率：P Pn n=k=kT TA A BB（W W）波尔兹曼常数波尔兹曼常数k=1.38x10k=1.38x10-23-23（J/KJ/K），），B B为接收为接收系统带宽系统带宽2022-10-1349卫星广播电视传输系统及常用概念4 4、功率通量密度（功率通量密度（）功率通量密度反映了卫星信号到达地面时功率通量密度反映了卫星信号到达地面时的强度，表示接收端单位面积上的功率密度。的强度，表示接收端单位面积上的功率密度。=EIRP-20Lgd-10Lg=EIRP-20Lgd-10Lg（4 4

42、）-LL（dBW/mdBW/m2 2）d d为卫星至地面的距离，为卫星至地面的距离，LL为电波传输中的其为电波传输中的其他各种损耗。他各种损耗。ff2022-10-1350卫星广播电视传输系统及常用概念5 5、自由空间损耗：自由空间损耗：在自由空间中，一个无损耗的各向同性在自由空间中，一个无损耗的各向同性辐射源到与其路径长度相等的距离处的理论辐射源到与其路径长度相等的距离处的理论损耗：损耗：LoLo=20Lg=20Lg（4 4dd/）（）（dBdB）其中：其中：d d为卫星到地面的距离，通常取为卫星到地面的距离，通常取35786km35786km =v/f =v/f （v v取光速）取光速）真

43、空中光速真空中光速v=3X10v=3X108 8(m/s)(m/s)，=300/f=300/fMHzMHz(m)(m)2022-10-1351卫星广播电视传输系统及常用概念6 6、功率传输公式功率传输公式 在自由空间中，接收天线输送给匹配负在自由空间中，接收天线输送给匹配负载的功率载的功率PrPr与发送天线的输入功率与发送天线的输入功率PtPt之间的之间的关系用弗里斯功率传输公式表示：关系用弗里斯功率传输公式表示：P Pr r =P=Pt t+G+Gt t+G+Gr r-L-Lo o （dBWdBW）2022-10-1352卫星广播电视传输系统及常用概念7 7、C/N C/N 与与 E Eb

44、b/N/No o 在模拟卫星链路中，传输质量是由链路在模拟卫星链路中，传输质量是由链路的载噪比的载噪比C/NC/N确定的，在数字卫星链路中，确定的，在数字卫星链路中，传输质量是由链路的每比特能量传输质量是由链路的每比特能量E Eb b与噪声功与噪声功率谱密度率谱密度N No o之比之比E Eb b/N/No o确定的。确定的。EEb b/N/No=o=C/N+10LgB-10LgRC/N+10LgB-10LgRb b B B为接收机带宽，为接收机带宽，R Rb b为数字信号的码率。为数字信号的码率。2022-10-1353卫星广播电视传输系统及常用概念8 8、增益、增益G G天线增益天线增益G

45、 G表示天线对信号的汇聚能力。表示天线对信号的汇聚能力。对于圆形口面天线：对于圆形口面天线：G G=20Lg=20Lg（D/D/）+10Lg+10Lg（dBdB）D D为圆形口面直径，为圆形口面直径，为天线工作波长，为天线工作波长，为天线口面效率为天线口面效率 2022-10-1354卫星广播电视传输系统及常用概念9 9、天线的旁瓣特性天线的旁瓣特性 天线偏轴增益天线偏轴增益90%90%的旁瓣波峰应在下列的旁瓣波峰应在下列包络线内：包络线内：000000018048,10)(483.26),lg(2532)(3.2620,5.3)(201)lg(2529)(dBiGGdBiGdBiG，2022

46、-10-1355卫星广播电视传输系统及常用概念1010、半功率角、半功率角（HPHP）天线主瓣两侧相对于天线主瓣中心增益下降天线主瓣两侧相对于天线主瓣中心增益下降3dB3dB的两的两点之间的角度称为天线的半功率角。点之间的角度称为天线的半功率角。DfDGHz2170l（度）（度）其中其中D D为圆形为圆形面的直径，面的直径，为天线工作波长。为天线工作波长。如：如：KuKu波段波段1010米天线，经上式计算该天线上米天线，经上式计算该天线上行频率（行频率（14GHz14GHz）的半功率角约为）的半功率角约为0.15 o0.15 o，由，由此可见卫星传输中，对高频段大口径天线的此可见卫星传输中，对

47、高频段大口径天线的自动跟踪要求较高。自动跟踪要求较高。2022-10-1356卫星广播电视传输系统及常用概念1111、卫星天线仰角、方位角和半功率角计算、卫星天线仰角、方位角和半功率角计算 （1 1）天线仰角）天线仰角ELEL计算计算其中其中接收地点的纬度接收地点的纬度 =R R-S S R R 接收地点经度接收地点经度 S S 卫星经度卫星经度baba221coscos115127.0coscostgEL2022-10-1357卫星广播电视传输系统及常用概念（2 2）天线方位角）天线方位角AZAZ计算计算absin1tgtgAZ注：我国处于北半球，正北方向天线方位角为注：我国处于北半球，正北

48、方向天线方位角为0 0度，实际度，实际的方位角应表示为的方位角应表示为180-AZ180-AZ（度）。（度）。2022-10-13581212、卫星链路计算卫星链路计算（dB/Hz）l(C/N0)U 上行链路每载波功率与噪声密度比(dBHz)l(G/T)S 卫星品质因素(dB/K)lL0,U 上行链路自由空间损耗(dB)tftEGLLPEIRP6.228)/()/(,00SUEUTGLEIRPNC2022-10-13596.228)/(lg10)/(,0,0RDDsoSDTGLLnBOEIRPNC（dB/Hz）2022-10-1360 工程估算可忽略多载波互调IM对载噪比的影响，同时上行链路噪声影响以噪声因子(-0.5dB)计入，上式可简化为：dB()()()11010100/)/(IMDUTNCNCNCNC5.0)/()/(00DTNCNCbTbTRnENClg10)/()/(00MnEnEthbTb)/()/(00（dB/Hz）Blg102022-10-1361谢谢！