数字调制解调技术（二）：卫星广播的数字解调技术.doc

数字调制解调技术（二）：卫星广播的数字解调技术 数字广播传输线路主要考虑卫星系统,地 面系统和电缆系统.目前各国正在研究适合 这几种系统性能的传输方式. 卫星传输线路不存在地面系统中重影干 扰的问题,因为它能使每个频道的带宽加宽, 所以能实现高位速率的服务.而且与地面系 统,电缆系统相比.具有成本低,覆盖面广的特 点.因此,引进数字广播这种新的广播系统是 极为有利的. 本文主要介绍调制解调方式需要的条件, 使用情况以及卫星数字广播系统的概况. 二,卫星广播使用的频带及其 特性 目前,卫星广播系统使用l2GHz渡段的 频率.今后将使用21GFIz波段,2.6GHz波段 的频率.虽然分配给卫星广播的波段也有 42GHz以上的,但用于实践还需要一定的时 问.现在使用12GHz波段的静止卫星,其传 输线路的基本特性与其它波段相比有许多共 同之处.下面就其共同点介绍每个波段的特 性. 1)静止卫星的传j盲线路特性 卫星输出 表1是日本使用的12GHz波段广播卫星 BS-3的路线设计. 根据卫星的发射功率与损耗及发射的天 线增益,相对等效全向辐射功率(EmP),能求 出卫星发射的电波强度.BS一3的发射功率 26 频率12.OGH PeEIRP(求京)58.0删 Ld自由空间损耗一205.6dB 降雨范围一2.0dB一6.0dB (99%)(99.9%) 接收机G/r,(接收G/I9.8dB肛8.0dB/K天线直径D=45era . 天线口面教宰= 0.7,噪声指效= 1.2dR) B0渡尔蕉曼常效一228.6dBA—Hz k固定损耗一3.0dB :有效c85.8dB他80.4dB他 是120W,例如东京可以得到58dBw的 EII~P. 到目前为止已经使用的静止卫星中,通信 卫星上搭载1O～50W输出中继器.而广播卫 星则搭载100120W输出中继器,实现了50 ～ 60dBw的EIRP最新设计的通信卫星有 50W以上的中继输出,这就是以广播服务为 宗旨的卫星需求不断提高的原因之一,就输出 这一点来看.与广播卫星的差距逐步缩小了. 欧洲曾用发射功率输出为250W以上的 TwT(行波管),发射了相当予60dBWEIRP 的大功率卫星,但因TwT发生故障,能工作 的频道比较少,接收机也未能普及.从发射功 率提高这一点可以看出,正在计划实现使 100W级的TT并联运行,就能保证在如美 国国土那样大的广阔地域内得到高ElRP的 卫星.不过,由于卫星发射功率的极限和散热 等问题,要想用实用广播卫星得到象地面广播 那样千瓦级的发射功率是很困难的. 《电缆电视》1997年第3期 传输线路的损耗 在卫星传输线路中,从卫星发射天线到地 面接收天线之间的距离是非常大的.例如. BS一3位于东经110的赤道上@,从卫星到东 京的距离是3700km,损耗相当大.若用自由 空间损耗表示宇宙空间的传输损耗.则表示如 下: = ()() 式中为波长,d表示距离.若用式(1) 计算,且GHz的自由空间损耗是206dB.当 在2.6GHz和21GHz内传输相同距离时,其 损耗分别为192dB,210dB. 降雨衰减 在SHF波段频率内,若雨滴位于传输线 路上,电渡被杂散吸收,引起衰减;与气体分子 固有的吸收频谱一致时,由于共振现象,电波 被吸收而引起衰减.因此,用这种频率时,有 必要确定极限标准,预测由于降雨和大气吸收 引起的衰减范围. 衰减值随气候变化,日本在99%的工作 时间系数内,包括大气吸收部分的降雨衰减极 限在12GHz波段是2dB,21GHz波段是8dB, 2.6GHz波段内的降雨衰减是0.1dB以下.几 乎可忽略不计. 干扰 在静止卫星的传输线路中,干扰噪声是受 热噪声控制的.由于频率和轨道的运用比较 充分,所以其它无线电系统的干扰也应考虑. 尤其是在电波极化共用的卫星系统中,由于降 雨产生的正交极化成分使交差极化识别度降 低,干扰加大.例如在12GHz波段的卫星广 播频带内,日本用右旋圆极化波,频率共用;韩 国用左旋圆极化渡,频率共用;因而慎重研究 干扰范围是十分必要的.目前在这一波段内, 必须满足决定干扰保护比这一条件后的传输. 随着接收天线的小型化,来自接近轨道的 卫星电波有可能作为干扰电渡而被吸收.必 须注意这种干扰的影响.有时可作为干扰极限 反映到线路计算上. 接收天线,调制方式 在上述卫星线路中地面接收的功率是有 限的.用信噪比高的接收机和高增益的抛物 面接收天线,就能高效率地接收信号.接收机 的性能可通过G/r指标评价.即由接收天线 增益和噪声温度之比决定. 以12GHz为例,以最常用的45cm抛物面 天线为基准,计算接收机的G/r,天线增益可 用式(2)表示. G=()(2) 式中表示天线口径效率,目前卫星广播 接收天线的效率达0.7,D为