山东地球站迁建高标清系统技术参数设计

韩国栋

（山东广播电视台地球站，济南 250062）

山东地球站迁建高标清系统技术参数设计

韩国栋

（山东广播电视台地球站，济南 250062）

本文首先介绍了山东地球站迁建项目的概况，然后分别针对高清和标清系统，通过详细的上行链路计算推导，设计了新站高标清系统的传输码率、带宽、输出功率等主要技术参数。

迁建；标清系统；高清系统；技术参数

1　引言

山东广播电视台地球站（简称山东地球站）1994年1月1日正式播出，是国内较早的上星台，也是国内第一个实现24小时连续播出的上星台，现承担着山东广播电视台一套卫视节目和八套广播节目的卫星传输任务。

2002年，在济南市经十东路拓宽工程中，地球站服从大局，拆除了部分建筑，站内面积缩小到仅有原来的三分之一左右。现地球站机房大部分已处在经十东路南侧的绿化带上，机房与道路之间已失去必要的安全隔离。

2012年5月，山东广播电视台实现了山东卫视高清播出，2015年元旦启用新的播控系统进行高标清同播。但因山东地球站站区狭小，已经无法再增加高清业务，只能租用总局地球站进行代发，大大增加了高清节目的传输覆盖成本。而且山东地球站设备设施陈旧老化严重，无法满足卫星广播电视安全播出的严格要求。以上情况在一定程度上制约了山东广播电视节目的发展，削弱了山东广播电视节目的影响力，因此，山东地球站迁建工作势在必行。

为了保证山东地球站迁建项目（距离旧站约600米）顺利实施，我站遵照相关标准和规定，通过上行链路计算推导，设计了新站高标清系统的传输码率、带宽、输出功率等主要技术参数。

2　标清传输系统技术参数

山东地球站标清传输系统自2007年转至中星6B的S6转发器，使用MPEG-2编码方式，符号率5.4Mbaud，租用带宽为7.7MHz，采用3/4前向纠错。为了保证用户的接收，新建标清传输系统拟继续采用原参数。

2.1 码率及带宽计算

2.1.1 节目信息速率分配

山东卫视一套标清视频：5Mb/s

山东卫视一套立体声伴音：0.256Mb/s

山东电台八套立体声广播：8×0.192=1.536Mb/s

低速串行数据：0.0384Mb/s

总信息速率：5+0.256+1.536+0.0384=6.8304Mb/s

2.1.2 租用中星6B带宽计算

取10%的信息速率开销，则数据率为

6.8304×（1+0.1）=7.513Mb/s

计算传输速率Rb：

取FEC=3/4，RS纠错编码为（204，188），则

Rb=7.513×4/3×204/188=10.87Mb/s

符号率（QPSK调制）：

10.87÷2=5.435Mbaud，取5.4Mbaud

占用带宽（滚降系数为0.4）：

5.4×1.4=7.56MHz

加保护带0.16MHz后租用带宽：

7.56+0.16=7.72MHz，取7.7MHz

2.2 天线及功放的计算

已知中星6B转发器饱和功率通量密度SFD 为-81.1dBW，输入功率回退BOi为6dB，带宽36MHz。山东地球站标清传输系统载波占用带宽7.7MHz，占带比为1/4.675。主用发射天线口径12米，备用发射天线口径9米，天线效率均为70%。上行频率6GHz左右。

2.2.1 计算MCPC模式下的地球站EIRPES值

式中，Lf为自由空间损耗，每平米天线增益10lg（4π/λ2）；Ls为天线指向和大气损耗，一般取值0.7dB；λ为波长，λ=C/f=30万千米/6GHz=0.05米，光速C取30万千米/秒。

式中，d为星站距离37，246千米。

则

2.2.2 计算MCPC模式下的地球站发射功率PES值

由于EIRPES=PES+G-L，得出PES=EIRPES-G+L

式中，G为天线增益；L为馈线损耗。

12米天线：

馈线损耗L为2dB，则

发射功率PES=82-56+2=28dBW

9米天线：

馈线损耗L为2dB，则

发射功率PES=82-53.5+2=30.5dBW

2.2.3 计算标清传输系统载波输入功率回退

2.2.4 计算SCPC模式下的地球站发射功率PE值

12米天线：

9米天线：

3　高清传输系统技术参数

山东卫视高清节目自2012年5月使用中星6A开始传输，一直由总局地球站代发，采用MPEG-2编码压缩标准，占用18MHz带宽。山东地球站迁建完成后，高清节目将由本站传输，拟采用AVS+编码压缩标准，以SCPC形式传输，租用12MHz转发器带宽。

3.1 码率及带宽计算

根据《AVS+技术应用指南》的技术应用指导意见：在2014年12月31日前，对于已上星的高清数字电视频道，视频应转换为采用AVS+标准中的广播类（broadcast profile）、级6.0.1.08.60压缩编码方式，建议视音频总码率不低于12Mb/s，音频支持环绕声，建议压缩码率不低于384kb/s。

3.1.1 信息速率

总信息率：12Mb/s+0.384Mb/s=12.384Mb/s

取10%的信息速率开销，则数据率为

3.1.2 传输速率Rb

取FEC=3/4，RS纠错编码为（204，188），则

3.1.3 字符率（QPSK调制）

3.1.4 占用带宽（滚降系数为0.2）

加保护带0.18MHz后租用带宽：

3.2 天线及功放的计算

已知中星6A转发器饱和功率通量密度SFD 为-86.6dBW，输入功率回退BOi为6dB，带宽36MHz。山东地球站高清传输系统载波占用带宽12MHz，占带比为1/3。主用发射天线口径12米，备用发射天线口径9米，天线效率均为70%，上行频率6GHz左右。

3.2.1 计算MCPC模式下的地球站EIRPES值

式中，Lf为自由空间损耗，每平米天线增益10lg（4π/λ2）；Ls为天线指向和大气损耗，一般取值0.7dB；λ为波长，λ=C/f=30万千米/6GHz=0.05米。

式中，d为星站距离37，300千米。

则

3.2.2 计算MCPC模式下的地球站发射功率PES值

由于EIRPES=PES+G-L，得出PES=EIRPES-G+L

式中，G为天线增益；L为馈线损耗。

12米天线：

馈线损耗L为2dB，则

发射功率PES=76.5-56+2=22.5dBW

9米天线：

馈线损耗L为2dB，则

发射功率PES=76.5-53.5+2=25dBW

3.2.3 计算高清传输系统载波输入功率回退

3.2.4 计算SCPC模式下的地球站发射功率PE值

12米天线：

PE=22.5-10.77=11.73dBW=14.89W，取值15W。

9米天线：

PE=25-10.77=14.23dBW=26.49W，取值27W。

4　结束语

通过以上计算可知，山东地球站标清传输系统符号率设置为5.4Mbaud，租用带宽为7.7MHz，主用12米天线发射功率为34W，备用9米天线发射功率为60W。高清传输系统符号率拟设置为9.85Mbaud，拟租用带宽12MHz，主用天线发射功率为15W，备用天线发射功率为27W。目前，山东地球站正在运行的标清系统验证了上述标清技术参数设计是正确的，至于基于类似计算推导的高清系统技术参数设计是否合理，还有待于建成高清系统进行检验。

Design of HD and SD System Technology Parameters in Shandong Relocation Earth Station

Han Guodong
（Earth Station of Shandong Radio and TV Station， Jinan， 250062）

This paper introduces the relocation project of Shandong earth station， then separately for HD and SD systems， through a detailed derivation of uplink， designs transmission rate， bandwidth， output power and other major technical parameters of new station.

relocation； SD system； HD system； technical parameter

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.07.004

TN927+.21 文献标示码：A

1672-7274（2016）07-0009-03