新增卫视节目更换转发器的可行性分析

安徽广播电视台卫星地球站 ：刘晓地

安徽卫视高清节目与天津卫视高清节目及由安徽卫星地球站代发的EPG信号同在中星6A8B转发器。现安徽卫星地球站欲增加一套高清节目。基于这种情况，为了提高安全性，计划将新上星的节目频道和原有的安徽卫视高清节目及EPG信号同放在中星6A9B转发器。但安徽高清卫视目前已经在全国200多家有线和IP前端落地覆盖。项目实施后，安徽高清卫视和EPG接收参数发生变化，有线前端需要时间来更新接收设备、调整接收参数等。为保证项目实施期间不影响安徽高清卫视的下行覆盖，过渡期间，安徽地球站向中星6A卫星的8B和9B转发器上同时发射经过打包复用的安徽高清和新增节目高清及合路EPG的载波。图1为更换转发器前后的频谱图。

图1 更换转发器前后的频谱图

1.实施方案

1.1 系统规划

为尽量减少对现有系统的影响，本项目拟计划利用现用安徽高清卫视上行系统，新增两个ASI切换开关，将新节目信号进行二选一后分别送入安徽高清卫视上行系统主备路复用器，在这里与安徽高清卫视进行复用。之后的系统保持原来的安徽高清卫视上行系统架构不变，仅做一些调制参数的变化。同时，为提高安播保障等级，备播系统也需进行类似改造，增加一只二选一ASI切换开关，新节目加密流与清流进行切换，增加一台复用器，用以将上述ASI切换开关的输出与安徽高清卫视节目码流进行复用，其他系统不变，仅做调参数调整。系统如图2所示，图中涂色部分为新增设备。

图2 安徽高清卫视与新增节目复用后的框图

1.2 并发转换过程介绍

1.2.1 主用系统

过渡期间的主用系统按照现有参数播出安徽高清卫视和EPG载波信号，参数不变。主用系统内包含完整的主路和备路设备，均可独立完成上行播出，安全播出有保障。系统内主备复用器各配置1个独立的ASI输出端口，输出复用后的安徽高清卫视与新增节目频道高清节目打包加密信号，送给备播系统做信号源之用。使用9米主用天线播出，仍旧上行到中星6A8B转发器，对用户接收不会产生任何影响。

1.2.2 备用系统

由主用系统复用器送来的安徽高清卫视与新增频道高清节目打包加密信号经过2选1切换器，进行调制后，与EPG中频合路，送3kW功放输出。通过并发方式经7.3米天线向中星6A9B转发器发送安徽高清卫视与新增高清节目打包信号载波，以及EPG载波。

1.2.3 过渡期间截止时执行操作

将主用系统主备链路间的切换设为手动，首先配置备路复用器和备链路相关调制参数，使主用系统备链路通过闭环方式，在假负载上实现安徽高清卫视与新增高清节目打包加密信号载波与EPG载波的合路播出。通过闭环测试后，同时转动S1、S3波导开关，正式关闭8B载波、并用主系统备链路实现24M新载波在9B转发器上播出，备用系统转为备份状态；然后，对主系统的主链路上的复用、调制等设备进行配置调整，在假负载上实现安徽高清卫视与新增高清节目打包加密信号载波与EPG载波的合路播出。确认正常后，恢复链路间自动切换环节。最后根据最终系统架构，进行进一步切换验证，完成并发转换工作。图3为并发过渡期的系统简图。

图3 安徽高清卫视与新增频道复用上星并发过渡期系统图

2.上、下行链路系统功率储备理论计算

2.1 相关参数

中星6A卫星在中国大陆的下行[EIRP]D≈42dBW，在线性区的输出功率回退[BOO]≈3dB，输入功率回退[BOi]≈6dB，[G/T]S=0，

饱和通量密度[WS]=-86dBW/m2；

中星6A卫星9B转发器上的安徽高清卫视/新增节目打包的信息速率Rb=26.8Mbps，[Rb]=10Lg(26.8×106)≈74.28dB；

符号率Rb=16.7Msps，

[Rb]=10Lg(16.7×106)≈72.22dB；

租用9B转发器带宽B=20MHz，设卫星转发器带宽占用与其EIRP占用比例相同，则Y=B1/B2，载波占用带宽B1=20MHz，Y=B1/B2=20/36=0.56，[Y]=-2.56dB。

多载波共用转发器的互调因子[I]≈1dB。

全国大部分地区接收天线仰角高于35°，天线噪声温度Ta≈30K；高频头噪声温度约TR≈15K，接收系统总的等效噪声温度[T]≈10Lg(Ta+TR)=16.5dBK，由于高清卫视信号主要用作全国有线前端的信号源，其配置的卫星接收天线口径为D=2.4m，其接收增益[G]R=10Lg(πD/λ)2×η≈37dBi；

C波段卫星电视信号的上行自由空间损耗，下行自由空间损耗[LDF]≈196.7dB，波尔兹曼常数[K]≈-228.6。

2.2 上行系统功放余量估算

主用发射天线为7.3米，发射增益[GT]≈51.18dBi，射频损耗约为[Lf]≈2dB，极化及天线指向误差为[ra]=1dB，[LUf]=200dB，则所需的上行功率为：

项目实施期间中星6A卫星的所需上行功率约为P=106W，实际所配置的是3000W速调管功放系统，考虑功放多载波输出功率回退3dB，仍有近11dB的功率储备余量，完全能满足抗击非法信号干扰的要求。

2.3 2.4米接收卫星天线系统的功率储备余量估算

卫星下行链路的[C/N0]D为：

一般的，上行链路的[C/N0]U大于下行链路的[C/N0]D的值，考虑上行链路的影响，上下行链路总的[C/N0]≈[C/N0]D-1=87.85-1=86.85dBW/K。所以：

[Eb/N0]估算=[C/N0]-[Rb]=87.26-10Lg(26.8×106)≈ 12.6dB

国标中的FEC=7/8的接收机准无误码功率门限是[Eb/N0]门限=6.4dB，在理想情况下，有线前端2.4米天线接收信号的理论估算功率储备约为：

[Δ]=[Eb/N0]估算-[Eb/N0]门限=6.2dB

3.开环测试及结果分析

开环接收比对情况及分析见表1。从表1的开环测试数据可以看出，当过渡期备用功放输出功率为249W(约54dBm)时，采用7.3米发射天线发射安徽高清卫视/新增高清节目的20MHz载波到中星6A卫星9B转发器时，采用2.4米天线接收，Eb/N0≈13.5-1.75=11.75dB，比接收门限6.4dB高约5.35dB。此时的高功放发射功率储备尚有10dB，可以保证全国有线前端的可靠接收。

表1 开环接收比对情况及分析

4.结束语

本文从安全性、可操作性、改造成本等多方面考虑，在保持上行系统架构基本无变化、保证安播保障等级水平为省级高清卫视水平、各项指标完全满足规范要求、转换过程中用户接收平稳的前提下，成功地实现了卫视节目安全高效地更换转发器。本文所述内容对类似的改造项目有一定的指导意义。