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關于同步通信衛星中的直播衛星(DBS)技術介紹

瀏覽:8694  來源:通信人在線  日期:2007-01-04
 

現今所有在軌和壽命終了以及待發射的同步通信衛星都是以固定業務為主,即FSS(也有少數為MSS移動業務),直播衛星DBS是其中的一種,它是直接對有這種衛星接收天線的用戶播出電視節目的,直接播送音響的衛星DAB也是同步通信衛星。

近年來關于BSSBroadcasting Satellite Service)的論文已很詳盡,現就BSS與常規的有Ku轉發器的FSS衛星的異同做一些分析:

1DTHDBS

DTHDirect to Home)是同步通信衛星中利用常規Ku轉發器開出的“直接到家”電視業務和系統,是美國休斯公司在十年前首創,生意很紅火。要提出的是FSSKu轉發器行波管輸出功率大約為一百瓦左右,下行EIRP多為大于45dBW,也由50dBW的,接收電視的天線可小于一米,但考慮到降雨吸收較大,為保證傳輸,并非是Ku接收天線越小越好。FSSKu轉發器大多與C頻段共星,可適應不同用途的通信需求(包括電視和廣播傳輸)。而BSS業務是專為電視廣播而安排的Ku衛星叫DBSDirect Broadcasting Satellite)即直播衛星,其轉發器輸出功率大于200W。下行EIRP可達58~60dBW0.5m的接收電視的家用天線即可收好信號,形象地說BSS系統的接收天線直徑如同“二零”(20寸)自行車車輪大小,家中便于安裝。

2DBS與常規FSS Ku轉發器頻率不同

二者互不干擾可以共軌。BSS易于協調。我國處于ITU頻率劃分的區,大體還包括有日本、澳洲、東南亞等。

DBSKu轉發器:上行14.5~14.8GHz(香港地區);下行為11.7~12..2GHz

17.3~18.1GHz(我國其他城市)

FSSKu轉發器:上行14.0~14.5GHz;下行為12.2~12.75GHz

3、轉發器帶寬稍有不同

DBSFSSKu轉發器都是寬帶放大器把上行頻率的載波變換為下行頻率的載波。轉發器和衛星一樣無所謂模擬或數字之別,也沒有什么模擬衛星和數字衛星的名稱,只有模擬載波與數字載波之分,這是先要說明的。FSSKu轉發器不盡相同,大多是27/54/36/72MHz的典型帶寬轉發器,也有112MHz241MHz的大轉發器(Intelsat)。而BSS直播衛星的Ku轉發器帶寬一般是27/54MHz

為什么定為27MHz呢?究其原因是在數字電視未成熟以前模擬調頻電視信號過頻偏4個分貝左右的卡爾遜帶寬25MHz留有一定保護帶而選區的,這樣,可以用一個27MHz而不是36MHz帶寬轉發器而傳一路高質量大頻偏的模擬彩色電視節目。

彩色電視信號的數字化技術成熟之后(含MPEG-1MPEG-2、以及MPEG-4),數字電視載波能很好處理所需帶寬,可有SCPCMCPC不同方式,選擇性較大,而不再拘泥于每轉發器帶寬,可用27MHz2X27MHz=54MHz帶寬的轉發器。

4、二者極化(Polarization)大不相同

DBS直播衛星規定用技術高一些的圈極化(左旋和右旋)、FSSC頻段可園極化,可線極化,C頻段法拉第旋轉不大只有幾度。而Ku則一律用簡易的線極化。

為什么BSS要求用園極化呢?技術要復雜一些,設備要貴一些,包括接收饋源中要增加λ/4移相板。有建議要求把BSS的園極化改為線極化也有一定道理。BSS舍簡求繁的原因完全是為了直播衛星成百萬、千萬、上億的個人接收方便。接收天線操作一是對星,二是對極化。接收園極化的衛星下行信號只有一個操作,對準衛星調信號最強即可以了,沒有對極化的操作。而要接收線極化的衛星下行信號,線極化接收天線饋源則還必須調正極化。下行極化的旋轉(法拉第)對Ku頻段來說可以忽略,擔任何頻段的線極化波都避不開由于地球是圓形而不同地點對不同的同步固定衛星的幾何上的極化偏轉,例如北京的垂直線與相隔徑度90°的同緯度的水平線的指向是一樣的。

線極化天線調正極化并非想象中的那么容易,用頻譜儀看幅度大小是好辦法,可是接收載波是跳動的,峰值比較平坦也可調兩個谷值取其中點。讓每家每戶接收線極化衛星下行載波時去調正極化幾乎是不可能的事。當然,為了省事用園極化接收天線去收線極化的衛星下行載波,可以免去調線極化的麻煩,但要損失三個分貝的信號接收功率,大為不值得。

5、軌道位置有別

BSS直播衛星的軌位按ITU要求是事先固定分配的,我國有四個BSS軌位,即62°/92.2°/122°/134°E,其中122°E是給我國香港地區。而配有Ku轉發器的其他FSS衛星則要經過與鄰星的主管部門(國家、地區)多次艱苦協調一致并經向ITU登記認可后才能使用軌位。這里不多述。

分配給我國的四個BSS軌位并非虛位以待而是早有其主,如62°EIS-902衛星,91.5°E93.5°E有馬來西亞和印度星,122°E為亞洲四號衛星,134°E為亞太1A,只是不同頻段衛星的共軌位罷了。

6、盼之欲出的中國DBS

軌道位置含所用的BSS頻段(區),兩個波束等是寶貴資源,難以再生和復用。既然ITU已批準認可,剩下的就是我們如何實施和使用,讓DBS衛星上天,占據軌位而地面又不能自設接收天線,這是難以理解的。BSS系統有極大優點,實現它要有三個條件,一是經濟條件,二是技術條件,三是政策條件,前二個條件是可以創造、開發的,而政策條件卻不能創造而是爭取問題。當然上百套電視節目要從DBS衛星播出并非易事,節目內容是關鍵。

7、尚需推敲的技術方案

是兩個DBS星雙星共位,還是各就其位!

雙星共位是國外的經驗,兩個同樣設計的BSS星放在一個軌位上,各用一半容量,互為備用,這當然要多花一倍的投資,安全性較大,另一種看法認為國外是民營企業承擔風險,我國是國營企業負責,有二顆BSS星不如先占兩個軌位,軌道資源不浪費,兩個軌位互為備用也是可以實現的。

不是說擔心兩星控軌要碰撞,軌位差為軌道上相去700多公里,0.1°70多公里,當前對同步衛星控軌精度為0.05°的技術,足以使同步衛星控制在方圓30-40公里的立體空間里完全可以預防碰撞,就是想讓它會聚(對接)也非易事。

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