卫星在信号源前端的应用

摘要：本文分析了文山电视调频骨干转播台地面数字电视节目源的现状，介绍了如何将中星9号卫星广播电视信号用于中央广播电视节目地面数字电视和数字音频广播备用信号源系统以及该系统主要设备的参数和调试维护的方法。

关键词：地面数字电视；信号源现状；备用信号源；调试；维护

1引言

随着中央广播电视节目无线数字化覆盖工程的实施，大大改善了以前模拟电视节目少、节目质量差的问题。以前1台模拟电视发射机只能播出1套节目，现在1台数字电视发射机可以播出8套电视节目，1台数字音频广播发射机可以同时播出1套模拟广播和3套数字音频广播。数字广播电视代替模拟广播电视，不仅降低了运行维护成本，提高了广播电视节目的质量，而且充分利用了每个频率，节约了有限的频率资源。

2地面数字节目信号源的现状

文山电视调频骨干转播台始建于1978年，台址位于山上，常年雨雾笼罩，工作环境十分恶劣，年平均气温10℃左右，平均风力6~7级，最大可达10级以上，是云南省高山无线发射4大骨干转播台之一，在中央广播电视节目无线数字化覆盖一期工程中，主要转播12套中央标清数字电视节目（CGTN、CCTV-1、CCTV-2、CCTV-4、CCTV-9、CCTV-10、CCTV-11、CCTV-12、CCTV-13、CCTV-14、CCTV-15、CCTV-17）。作为试点台站，还转播4套地方节目，分别是省级标清数字电视节目1套（云南卫视）、州级标清数字电视节目2套（文山新闻综合频道、文山公共频道）和文山市标清数字电视节目1套，还转播数字音频广播3套（老年之声、阅读之声、乡村之声）。中央广播电视节目无线数字化覆盖工程的节目信号源，主要是中星6A和6B卫星信号。目前，有中星6A信号源一主一备和中星6B信号源一主一备各一套以及信号源前端处理系统1套（卫星信号解码器、编码器、复用器、分配器、交换机等）。因台站紧邻某雷达站，所以C波段的卫星信号受到干扰，不能正常接收，中星6A和6B卫星信号的接收天线只能安装在城区台站，接收到的广播电视节目（格式为AVS+和CDR）要经过信号源前端系统处理后，通过光缆和微波2种不同的路由传输到薄竹山机房。虽然，这2种路由都可以正常传输信号源，但由于传输链路长，各自都存在缺陷。微波传输虽然比较稳定，但受地形、建筑物等的影响比较大，特别是随着城市的发展，高楼阻挡微波的情况越来越严重；光缆传输虽能弥补微波的缺陷，但远距离传输损耗大，链路上易受外界破坏（人为破坏、动物咬断、自然灾害等）。此外，中星6A和6B卫星信号还受到日凌、暴雨等异常天气和5G基站信号的干扰，也存在不稳定的因素。

3备份信号源系统的构成与主要技术参数

综上所述，为解决台站不能正常接收C波段卫星信号和避免传输链路过长出现的各种问题，在台站安装了Ku波段的卫星天线，接收中星9号卫星的信号作为中央广播电视节目无线数字化覆盖工程的备份信号源，保证接收中星6A和6B卫星信号出现故障时，地面数字广播电视节目能正常播出。中星9号卫星是中国卫星通信集团于2008年6月9日在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭送入太空的广播电视直播卫星。Ku波段下行频率为17.3GHz~17.8GHz，接收器采用ABS-S标准。该卫星采取不加密方式传输节目，卫星波束可覆盖中国全部国土，是一颗功率大、可靠性高、寿命长的电视卫星。中星9号卫星的广播电视节目信号与中星6A和6B卫星的格式不同，所以接收的信号不能直接进入发射机，需要经过转码、复用等处理，才能送入发射机。

3.1地面数字电视节目处理系统

系统用3套1.2m卫星接收天线及3台卫星接收机接收中星9号卫星的信号，采用下行频率12020MHz，符号率28800，接收CCTV-1、CCTV-2、CCTV-10、CCTV-12、CCTV-13、CCTV-14、CCTV-17的电视信号；采用下行频率12100MHz，符号率28800，接收CCTV-4、CCTV-9、CCTV-11以及CCTV-15、CGTN的电视信号；采用下行频率11920MHz，符号率28800，接收云南卫视的电视信号。3台卫星接收机输出的信号为ASI码流，格式为MPEG-2。3套本地节目（文山新闻综合频道、文山公共频道、文山市广播电视台1套）通过光缆从城区机房传输到山上机房，光收机输出的信号为ASI码流，格式为MPEG-2。中星9号卫星接收机和光收机输出的4路ASI信号进入转码器，16套电视节目经过转码器进行编码、复用处理后，输出4路ASI码流信号，格式为AVS+，一路ASI码流含8套节目（CCTV-1、CCTV-2、CCTV-4、CCTV-10、CCTV-12、CCTV-13、CCTV-14、CCTV-15）；另一路ASI码流也包含8套节目（CCTV-9、CCTV-11、CCTV-17、CGTN、云南卫视、文山新闻综合频道、文山公共频道、文山市广播电视台1套），2路ASI码流分别进入码流切换器，码流切换器输出送入发射机。信号处理流程如图1所示。

3.2数字音频广播节目处理系统

用1.2m卫星接收天线及卫星接收机接收中星9号卫星的信号，采用下行频率11980MHz，符号率28800，接收“阅读之声”“乡村之声”“老年之声”3套数字音频广播的信号，输出的ASI码流经过编码后进入码流切换器，由码流切换器输出送到CDR发射机。数字音频信号处理流程如图2所示。

3.3主要技术参数

中星9号卫星备份信号源系统主要设备技术参数如表1所示。

4主要设备的调试及维护

4.1卫星天线和接收机的安装调试及维护

（1）在台站上选择合适的位置（主要考虑遮挡、防雷、电磁干扰、气象等）做好天线基座，按照天线说明书安装机械部件，安装好后，利用相关的工具仪器调整天线的方位角、仰角、极化角等，使天线对准中星9号卫星的方向。（2）用电缆线连接高频头和接收机，在接收机上选择中星9号卫星，并将接收机的中心频率、符号率设置为已知广播电视节目信号的参数，手动调整天线指向，锁定接收信号，并使接收机显示接收到的信号强度最强、信号质量最好，此时固定好天线方位角、俯仰角和极化角，对星完毕。（3）掉电状态下，将大小卡正确插入接收机卡槽，对照接收机操作手册按步骤进行设置。按M键进入系统，分别设置码流输出项：第一步，音视频输出选择CI解扰；第二步，ASI1口输出选择CI解扰，ASI2口输出选择CI解扰；第三步，信号源选择为Tuner；第四步，高频头LNB类型设置为10750，本振频率设置为10750，打开LNB供电，关闭22K开关；第五步，进入频道搜索，信源选择中星9号卫星，根据所需节目选择相应的频率、极化方式和符号率，设置好后开始进行节目搜索。用相同的方法搜索所需节目，并通过“IP推送设置”将所需节目设置好。（4）使用过程中，要保证天线固定牢靠，不能有松动，否则影响信号质量；连接电缆要做好电缆头，保证链路连接良好；大小卡插入要正确到位，确保节目正常授权；接收机的电源插头要插好，设备的保险丝要正常，注意定期对设备进行保养维护。

4.2转码器的安装调试及维护

（1）转码器后面板有2个网卡（IP1和IP2），IP1和IP2可自行选择设置为输入或输出。将转码器网卡连入网关为192.168.1.x的局域网或使用电脑直接连接转码器IP1或IP2，并把电脑本地IP设置为192.168.1.x（和转码器IP在同网段即可）。（2）在浏览器中输入转码器IP地址，比如初始用户名为user，密码为123456，进入登录界面。（3）在输入接口处，选中（网卡1或网卡2），网络地址中输入UDP单播或组播地址，点击信号检测，当正常接收到IP信号时，流格式会显示IP封装MPEGTS，节目选择可以显示IP信号源中的MPEGTS节目名称、音视频PID等信息。（4）信号源检测完毕后，在编码设置中设置需要转码的音视频格式、音视频PID、音视频码率等。其中，视频码率控制模式（CBR、VBR）由平均码率、最大码率和最小码率的关系决定。当平均码率与最大码率和最小码率都相等时，视频采用CBR码率控制模式。当三者不相等时，视频采用VBR码率控制模式。编码设置如图3所示。（5）按照操作手册将所需节目全部进行转码设置，全部设置完毕，点击启动按钮后，该通道参数将不再修改，如果需要修改参数，只要点击关闭按钮即可。启动编码通道后，会显示当前通道运行状态，正常情况下，运行状态显示“正常”，如显示“异常”，还需检查本通道的参数设置是否正常。（6）在系统设置页面中，可以恢复出厂设置、重启或关闭转码器。当点击恢复出厂设置、重启或关闭系统按键时，网管页面会提示用户进行再次点击确认，才会执行用户请求，以防用户误操作。页面还可以修改用户名、密码、导入配置和导出配置。

4.3码流切换器的调试和维护

（1）将信号接入切换器的输入口，当有信号输入时，相应的通道指示灯亮。（2）切换方式有自动和手动，每次开机，默认为自动方式。（3）输入通道1为主路信号，自动状态下，当主路无信号时，自动从1到4通道的顺序，依次查找有信号的通道，当找到一个通道有信号后，不再往下查找，立即切换到该通道；手动状态下，不管有没有输入信号，都可以任意切换。（4）安装设备时，应与地面可靠连接，保证电源插头牢固，如要更换保险管，必须先拔掉电源插头，还要定期对设备进行保养维护。

5结语

中星9号卫星作为广播电视节目的信号源，虽然也存在和其他卫星信号一样受日凌及恶劣天气的影响，但应用处于特殊地理位置的高山广播电视无线发射台，作为备份信号源非常实用，与其他链路的信号源形成互补，也解决了不能在台站上直接接收C波段广播电视信号的问题，大大提升了信号源保障能力，确保广播电视节目无线数字化覆盖工程的安全播出。

参考文献：

[1]刘洪才.广播电视卫星数字传输技术[M].北京:中国广播影视出版社,2003.

[2]李玉娇.数字微波传输在广播电视中的应用[J].中国科技期刊数据库科研,2016(7):41-41.

作者：陈利鹏 单位：文山电视调频骨干转播台