卫星车高清升级设计与实践

张明智（作者单位：沈阳广播电视台）

卫星车高清升级设计与实践

张明智
（作者单位：沈阳广播电视台）

沈阳广播电视台为了满足台内新闻突发和全运会信号传递，于2010年购入三讯道数字卫星车。为适应高清发展的需要，原有三讯道数字卫星车急需高清升级改造。改造后的卫星车，为全高清信号录制、传输，同时兼顾标清，能完成大型综艺节目和体育赛事的级联功能，具有高质量的视、音频技术指标。

1　视频系统

本车系统采用高清视频，采用2+1讯道，配置2套索尼HDC1580R高清摄像机，其传输方式采用光纤传输的方式。1套索尼pdw-700加无线微波LINK通过无线微波传回，如有需要可连接2套索尼pdw-700通过视频线接外接口箱传回，实现2+1+2讯道。视频切换、监视系统均为纯高清。

图1　视频系统图

切换台选用crossover公司SOLO 1级M/E高清切换台，切换台配置输入12路，可选输出6路。10直切键，切换台的大部分输入信号直接从信号源接入，还有2路信号从高清视频矩阵中调配。

选用16×16 Harris高标清兼容矩阵作为应急切换和系统信号调度。包括外来信号在内的所有信号源信号以及切换台M/E的PGM、PVW、CLEANFEED和AUX输出信号均输入矩阵中。在系统中矩阵担负了应急通道、分配通道、监视通道以及画面动态监看等信号的调度功能。矩阵配置了1个控制面板供导演选取监看画面、录像机选源信号使用。

选取2台索尼高清蓝光录像机，可以录制高清和标清信号，满足现有高标清兼容的情况，完美保证节目录制。图1为视频系统图。

2　音频系统

音频系统是以数字调音台01V96为核心，辅之以加解嵌板、音分板和监听部分构成的。该车另购了一块与调音台相配的16路数字音频扩展卡，音频系统能实现对外来的16路模拟音频及16路数字音频进行同时处理，调音台的输入输出支持A/A、A/D、D/A、D/D等四种模式。与模拟调音台相比使用数字调音台可大大简化音频的周边系统。作为一款小型数码调音台，01V96具有提供无损的24-bit/96kHz数字音频处理功能，以及同时40路的混音能力。01V96广泛应用于多轨录音、立体声缩混和环绕声制作，特别适合小型中小型转播车的使用。完全满足新闻突发、小型综艺活动、访谈、

会议的转播及音频制作，能够完成立体声制作的记录、传输和监听。本音频系统硬件具有以下特点。

图2　音频系统图

（1）具有17个100 mm的电动衰减器。衰减器可以用于控制输入通道，辅助发送和母线输出，衰减器的功能可以由四个可选的软件层来决定。

（2）内置一块320×240像素的液晶显示屏，一方面方便查阅目前通道的状况，另一方面可以通过监看屏幕状态调节按钮和控制器来改变选中通道的均衡参数。

（3）具有8个可以自定义的功能键，可以控制和预置01V96的各种内部参数。

（4）具有ADAT光纤接口。

（5）输入和输出端口特性：具有12个带48 V幻象供电的话筒/线路输入和4个线路输入；沈阳广播电视台卫星车上已安装了16路数字扩展卡，支持16路数字音频信号的输入及输出；任意一个母线输出和通道插入都可以路由到4个Omni输出；单独的立体声输出和监听输出；输入分配可以分配输入信号到需要的路径上；输出分配可以分配母线输出信号和输入通道直接把信号输出到需要的输出连接头。卫星车的监听部分由一台RM-2监听单元和二支监听耳机组成。

音频传输采用3种方式：第一，综合电缆，信号通路包括4路音频输入、4路音频输出、2路视频信号和1路220V电源；第二，多心电缆，2路音频通路，2路视频通路；第三，摄像机随机话筒通道拾音。图2为音频系统图。

3　卫星系统

我们选用ku波段工作频率是12～18GHz，带宽800MHz。ku波段频率高，波长短，受地面无线电干扰小。在效率和增益相同的情况下，ku波段天线口径比C波段口径小。

3.1编码调制器（1:1备份+倒换控制器）

在卫星系统中，TANDBERG E5788编码调制一体机能够实时将输入的视音频信号进行高清MPEG-2的4:2:2P@HL、 4:2:0MP@HL和标清MPEG-2的4:2:2P@ ML、4:2:0MP@ML编码，该码流速率在1.5～90Mbps连续可调，客户可以根据实际应用需求设定该值（通常该值越大，说明压缩率越小，图像质量越高）。其中编码器配置了BISS加扰功能，可以对传输的信号进行简单的7位密钥加密，以保证传输信号的产权不被侵犯。E5788内置有符合DVB‐S标准的QPSK调制器，通过购买的软件授权，可升级到支持8PSK/16QAM调制，升级后的调制器能够将编码器输出的DVB-ASI码率进行信道编码和QPSK/8PSK/16QAM调制。为提高传输效率，E5788选配有符合DVB-S2标准的QPSK/8PSK调制器，比DVB-S标准可节约30%租星带宽。同时提供监视输出接口。支持多种视频输入方式，即内嵌音频信号的HD/SDI数字信号、模拟复合视频信号、模拟平衡音频信号和AES/ EBU数字音频输入信号。每台编解码器具备3路ASI单节目码流输出，输出的1

路ASI码流进入跳线排，供RX1290解码器ASI输入闭环监测。其中备用编码器输出另一路ASI码流输入到主编码器的ASI复用板卡的输入口。主编码器中配置ASI Remux板卡，实现2路码流复用到一路输出。在系统配置的1:1热备份系统中，使用倒换控制器可以手动或自动在主备设备之间进行切换；尤其在自动模式下，当主用设备发生故障时，系统链路会自动切换到备用设备，确保直播任务的顺利完成。

3.2Xicom XTD-400K TWTA室外型高功放

Xicom XTD-400K是一款低安装成本、长寿命的功率放大器。它消除了以往放大器需要外保护以及天线与放大器之间的长波导联接的缺点，例如，400W外置功放由于使用更短的波导，其输出的EIRP相当于一台安装在室内机架上的600W功放。同时RF滤波器、冷却装置和监控系统均包含在功放内，它具有高可靠性、低维护成本和低替换成本等特点。XTD-400K使用了高效率的行波管，其优点是减少了主功率的开销、降低了工作时的内部温度、扩展了可靠性，这些优点在线性及饱和工作模式下同样有效。内建的L-Band BUC取代了一个独立的ODU外设，L-Band输入信号以及一个10MHz的参考信号仅通过一根同轴线缆输入。XTD-400K支持单机工作、1:1、1+1相位叠加的工作模式，一个外置的控制器可让用户在本地对高功放进行远程操作。

3.3车载天线

高功放自动倒换开关输出的射频信号通过波导进入车载天线发射上星。整个车载天线系统由天馈系统、天线伺服系统、天线控制系统组成。我们选用的是英国Vislink集团Advent公司专门为车载式卫星地球站设计的NewSwift1.8 m Ku天线，该天线具有尺寸小、重量轻（120Kg）和增益高、抗风能力强、使用耐久性好、发送和接收频带宽等优点。其特点是，最新的HD型号天线设计可安放2台400W或750W TWTA高功放的设备舱。极大地节省车内空间，减少了射频波导的损耗。在天线控制方面，配置的是Advent公司ACU5000系列中的ACU5216天线控制器，内置信标接收机，配有GPS、电子罗盘、水平测量仪，通过计算得出卫星指向参数。对天线的极化角、方位角、俯仰角等进行控制，具备自动定位、极化转换、自动/手动控制天线展开和收藏等功能。天线控制器可存储达100颗卫星参数和800个城市坐标信息，实时显示天线角度等参数，通过简单方便的前面板操作即可自动控制天线的展开和收拢。天线控制器根据信标接收机反馈的信标强度，实现自动精准的对准卫星，实现“一键通”对星。在应急情况下可手动调整卫星天线。

4　外来接口箱

外接口处预留了丰富多样的接口，多个可输入高标清信号，多个PGM高标清以及模拟信号、多个可选的矩阵以高标清以及模拟信号、多个音频数字以及模拟的输入输出信号，通话2线4线接口、网线接口、TEL接口等可满足与台里六讯道高清车无缝级联。

卫星车高清升级后分担了部分六讯道高清车制播任务，缓解了台里转播车使用紧张，转播地点停车难的问题。