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网络与传辘 两个技术问题 口重庆广播电视集团（总台） 魏飞 — 摘要、 步骤原理如下： 结合笔者实际经验。针对使甩Ｋｕ波段卫星车过程中两个 重要技术问题。即如何快速找到 找准卫整以及找到Ⅱ星磊 第一 将天线收起的位置定义为“初始零位”，此时天线 伺服系统的数字角位转换器由于其感应装置与天线俯仰、方 如伺确定本站ＨＰＡ发射功率进行了分析介绍。 位等驱动轴直接相连，因而有一个对应于 初始零位“时方 位轴和俯仰轴位置的俯仰角，方位角数值 这些数值是在天 厂关键词＼ ＫＨ波段卫星车ＨＰＡ 线装置出厂时固化在系统中的，它是天线能够收起的最重要 标记。 第二，天线控制单元（ＡＣＵ）通过ＧＰＳ、电子罗盘等辅 卫星通信作为当今通信传输领域的三大支柱之一．以其 传输距离远 覆盖范围大而在电视直播信号传输、长途通信 助设备得到车辆所在位置的经纬度，车头指向角度值和天线 方位角度值、俯仰角度值：其中的初始方位角度值（ＡＺ０）、 传输等领域发挥着重要作用。为了满足各种传输任务的需要． 重庆广播电视集团（总台）台将原有的一套ＦＬＹＡＷＡＹ－ｆｉ－－星 系统改装成了车载Ｋｕ波段卫星车。 初始俯仰角度值（ＥＬ０）与 初始零位“时的数字角位转换器 的方位、俯仰读数对应起来。 第三，通过在ＡＣＵ单元中输入欲寻找卫星的经度参数 在对卫星车的多次使用中 笔者认为有两个重要的技术 问题： ●如何快速找到、找准卫星： ●找到卫星后如何确定本站ＨＰＡ的发射功率，使之既能 ＡＣＵ计算出天线应达到的方位角（ＡＺ１）、俯仰角（ＥＬ１），并 且计算出与初始角度值的相对差Ａ ＡＺ、Ａ ＥＬ，并将这一差 值告知天线驱动单元。 第四．天线驱动单元按照变化Ａ ＡＺ、Ａ ＥＬ驱动步进电 满足卫星中继传输的需要．又能保证不对卫星转发器上的现 有业务造成干扰。 下面笔者将对这两个问题进行初浅的分析 以便大家在 机引导方位轴 俯仰轴转动相应的刻度后到达ＡＣＵ计算出的 方位角、俯仰角位置 第五，再根据频谱仪按照事先设定的信标频率对信标信 号进行判断 锁定。 由此可见．这一天线对星系统的基本工作原理就是通过 以后使用Ｋｕ波段卫星车过程中更熟练。 如何快速找到，对准卫星 在Ｋｕ波段卫星车的使用中，如何通过天线控制系统找准 卫星是首要的问题，离开这个基本点．其他一切问题也就无 从谈起了 现代卫星通信地面站所采取的天线控制系统大多 计算目的方位角，俯仰角与初始值的相对变化．从而得到天 线方位轴、俯仰轴变化的数值，进而通过数字角位传感器驱 动相应轴的转动引导天线到达指定位置对星。 下面将其中的几个重要参数进行分析： 第一．出厂设定好的机械参数； 初始零位”时与方位驱 采用通过判断卫星信标的方法，驱动天线对准卫星。其工作 动轴 俯仰驱动轴相连的数字角位变换器读数，每变化１度 １１３｛ 维普资讯 http://www.cqvip.com
ＮｅＴｗｏｒｋｍｉｔ 数字角位传感器驱动天线轴转动的数值等。这类参数与设备 ＤＥＰＬＯＹ（展开）天线指令．ＡＣＵ单元驱动电机到达系统设 的精密程度有关。 第二 现场实际采集参数：方位角ＡＺ．仰角ＥＬ．信标 法确定。初始方位角ＡＺ会受到复杂电磁环境、磁偏角等的 影响 由ＧＰＳ和电子罗盘得到的初始方位角与实际的方位角 肯定会存在或多或少的偏差；初始仰角ＥＬ也会因为车面是否 水平．而引起偏差：信标频率为单载波的形式．在频谱分析 仪上难以识别 而且很多卫星的信标频率比较接近．即使找 定的方位角、仰角位置．此时ＧＰＳ和电子罗盘开始工作．得 到车辆现在位置的经纬度．车头指向角度值．完成”初始零 频率。这些参数由于各种的干扰．在当前环境下很难甚至无 位”的检验； ●在频谱仪上设置好亚洲３ｓ的信标频率．在数字电视机 中设置校准星亚洲３ｓ上某一电视节目参数； ・在ＡＣＵ单元中输入校准星亚洲３ｓ的参数：１０５．５。Ｅ． 执行天线对星； ●密切注视频谱仪和卫星电视接收机的指示情况； 准信标．也无法确认已经找准卫星。 第三．理论计算出的参数：卫星经度值．天线对星的方 位角、俯仰角。这些参数属于理论计算的问题．在实际操作 中无法对此进行改变．因此不对其进行讨论。 ・天线到达理论对星位置．记录此时的理论对星方位角、 仰角和极化角； ●若天线未能找到卫星．设定俯仰角不变．进行方位角 微调．若在频谱仪上未发现载波或卫星电视接收机未锁定． 通过上面的分析．得知初始方位角ＡＺ．俯仰角ＥＬ与真 就少许变化俯仰角 再微调方位角．直到在频谱仪上发现载 实值的偏差引起了整个系统无法准确对星。笔者通过多次试 验得知．天线对星的实际值与理论值的偏差值和初始ＡＺ．初 波或卫星电视接收机锁定时停止微调： ・观看频谱仪．利用峰值法将方位角．俯仰角和极化角 调到信标信号最大处。峰值法调整方位角步骤如下：微调方 始ＥＬ的偏差值完全相同。二者中又以方位角的偏差为主要偏 差．可见如何解决初始方位角与真实值的偏差是实现快速对 准卫星的关键。既然受到电磁环境的影响．不可能得到准确 的初始ＡＺ值．就采取逆向思维的通过寻找”校正星”的方 法达到对初始ＡＺ值，初始ＥＬ值的校正 而采用哪一颗卫星 做 校正星 比较适合呢７ 通过前面对系统原理的分析了解到：如果能在天线对 位角顺时针（或逆时针）旋转－－／Ｊ＼角度．如信标信号增大．则 继续顺（或逆）时针转动：如信标信号减小 则逆（或顺）时 针转动。由于峰值点较尖锐 转动要慢 反复调整角度．找 到峰值点即信标信号最大点。再用同样方法调整仰角．对于 极化角也可以用峰值法．但是细调极化角时候信标的大小变 化不很大 采用中间值法调整极化角：先顺时针调整极化角 准校正星后．将实际对星的方位角、俯仰角读数改为系统 让信标减小到频谱仪上的某－Ｎ度处．记录下此时的极化角 理论计算出的方位角、俯仰角数值．也能达到使数字角位 传感器数值与理论计算出的真实角度值对应的目的．从而 逆向校正了初始ＡＺ、初始ＥＬ．达到与“初始零位 数字角 度变换器读数对应的目的。进而保证天线寻找目的卫星时 度数中．再逆时针调整极化角让信标增大以后再减小到频 谱仪上与刚才同样刻度处，记录下此时的极化角中 。然后计 算 ． 中的中间值．此中间值就是最佳的极化角．注意角 ．度的正负值 可以精确定位。 对于选哪颗卫星作为校正星的问题．既然卫星信标不易 ●记录下天线调准以后此时的方位角、仰角和极化角． 将此值与前面得到的理论方位角、仰角和极化角相减得到理 识别．不妨运用系统配置的数字卫星电视接收机．通过收看 论与实际的差值△ＡＺ、△ＥＬ和△ ： 校正星上的电视节目达到准确寻星的目的。这样对 校正星” 有以下几点要求： ●在某一转发器上存在较多的电视载波，有一定的频谱 特点； ●在ＡＣＵ单元中输入目的卫星中卫一号的参数：８７．５。 Ｅ．天线转动到中卫一号的理论位置．再将此时的方位角、仰 角和极化角加上△ＡＺ △ＥＬ和 △中就得到了中卫一号的精 确位置，完成寻星。 ●能够满足天线方位角变动范围； ●通过收看电视节目，很容易判断是否对准校正星。 通过以上对”校正星”法寻星的介绍．可以看到这种 方法与传统信标寻星法的最大区别在于天线对准卫星是通 过寻找数字电视频谱信号而不用信标接收机进行寻星．这 是因为： 下面以寻找中卫一号卫星．利用亚洲３Ｓ卫星作校准星为 例阐述操作过程。 ●将卫星车停放在比较平坦的地面上．并调整支撑脚至 车身基本水平 ●信标频谱为单载频信号，不易识别．而数字电视载波 信号是宽带的，很容易识别； ●现今的信标接收机对信标频率的频偏精度要求较高， ●打开各种设备电源．在ＡＣＵ单元完成初始化后，输入 瑰代电机技２００７ １ ． Ｉ１１４ 维普资讯 http://www.cqvip.com
网络与传辘 一般达到１０ＫＩＩ＂Ｚ单位．而数字卫星电视接收机的灵敏度高且 的时候还要加上雨衰。 频偏要求低．频谱图也容易辨认．数字电视信号频道资源不 《３）上行链路载噪比０Ｃ 的计算 但丰富而且容易查询。当方位角或仰角有几度的偏差的时候． 数字电视载波信号在频谱仪上就能明显看到．数字卫星电视 接收机也能够收到图像．而此时信标单载频信号在频谱仪上 尚无显示。 ［Ｃ／Ｔ］ｕ＝［ＥＩＲＰ］，－［Ｌ】空间＋【Ｇ，１ｒ】卫墨 ［Ｃ／Ｔ］ 上行链路载澡比．单位Ｄｂ／ｌ（： ［Ｇ／Ｔ］卫ｉ：卫星的品质因素．￣￣Ｄｂ／Ｋ。 所以．用“校正星”法寻星可以很快且准确的找到卫星． 利用校正星上丰富的电视信号频道资源进行寻星就具有很强 ２．信号经过卫星转发器的计算 上行信号经过上行链路这一空间衰减后已经比较微弱． 的现实意义．而且这种方法寻星目的十分明确．很容易通过 为了保证信号传输质量．就必须经过卫星转发器对信号进行 对卫星电视接收机接收的电视信号进行辨别．达到确认卫星 的目的。 放大．卫星转发器中的链路计算可按照下列步骤进行： ［ＥＩＲＰ］Ｔ＝［ＥＩＲＰ］６－［Ａ］ｏ－［［ＥＩＲＰ】ｃＭ －［ＥⅡ硎 】 ［ＥＩＲＰ］ ：载波信号经卫星转发后得到的实际下行功率 二如何确定Ｋｕ波段卫星车的发射功率 在Ｋｕ波段卫星车的使用中 有大量业务是临时开通的． ［ＥＩＲＰ］ ：卫星的下行有效全向辐射功率 此值在不同地 区数值不相同．可以从卫星公司发布的ＥＩｌ 图上得到不同地 区的数值； 而且每攻使用所租用的卫星转发器都不相同，因此不可能象 ［Ａ】 ：卫星转发器的输出回退，单位是ｄＢ； ［Ｅ１ＲＰ］ 大发射功率。 固定卫星地面站那样每次都在卫星测控ｍ，ｂ控制下进行严格 的入网测试和功率标定后再进行载波发射 为了保证卫星和 星上业务的正常运行 Ｋｌｕ波段卫星车发射的临时业务载波更 车载地球站对应于卫星饱和通量密度下的最 应当严格遵循相关要求。解决这个矛盾的办法除了与不同卫 星公司联络并提前进行相关胤网测试以外．操作人员本身也 应当掌握相关的链路计算办法．并且能够使用频谱分析仪对 ３．信号下行链路计算 载波信号经卫星转发后．进入下行链路．此时空间的段 落结构与上行正好相反．它由卫星发射，由地面站进行接收． 接收信号进行分析 控制发射载波功率．从而能在紧急情况 因此计算与上行链路计算较为相似。下较好把握本站发射功率．同时保证卫星正常和本身业务的 （，）地面接收站品质因素 ，７｜ 的计算 【Ｇ／Ｔ］Ｒ＝［Ｇ］ ＿【Ｔ】 顺利开通。下面是一个ＳＣＰＣ卫星通信链路的计算。 【Ｇ］ ：卫星接收天线的接收增益： １．上行链路的计算 分析Ｋｕ波段卫星车的信号流程可以知道．上行链路的计 【ｎ接收系统的等效噪声温度．包括ＬＮＢ和馈线的损耗 以及环境噪声温度。 算是对高功率放大器（ＨＰＡ）法兰口的输出信号经过天线增 益以及上行空间损耗后到达到卫星转发器这一空间链路段． 它的计算主要有以下几项。 ｉ ２）下行链路的载噪比＾ 玎７ｄ的计算 ［ｃｒｒ］ｄ；［ＥⅡ 】＿Ｆ一【Ｌ】空间＋【Ｇ，１ｒ】Ｒ 然而在实际的使用过程中．衡量接收卫星信号的好坏． 在调制解调器即卫星接收机上的表现为Ｅｂ／Ｎ０．它的优劣是 衡量系统传输质量好坏的真正有用指标．在Ｋｌｕ波段卫星车的 （，）车载地球站Ｅ／ＲＰ￣计算 【ＥⅡ ｔ＝【ｌ１ＰＡ】＋［Ｇ】 ［Ｌ】波导 ｌＥｔｕｐ］．：车载地球站的发射Ｅ卿．单位ｄＢＷ： ［ｍ＇Ａ｝高功放输出功率 单位ｄＢＷ ｆＧ１．：天线的发射增益．单位ｄＢｉ； 实际使用中．进行链路计算的真正目的就是在保证Ｅｂ／Ｎ０值 的前提下．计算上行的最大功率。 在Ｋｕ波段卫星车的实际使用中．一般是通过频谱仪监测 载波信号．那么为了满足系统Ｅｂ／Ｎ０的要求．频谱仪应该监 ［Ｌ】波导高功放输出口到天线端口＿的波导损耗．单位ｄＢ。 其中［ｑ和【Ｌ】波导在系统出厂的时候就固定了的 。测到什么样的信号呢７频谱仪监测的信号是载波谱密度与噪 声谱密度之和的比值，Ｉ￣Ｐ［（ＣＯ＋ＮＯ）／ＮＯ］，而Ｋｕ波段卫星车 ｉ 发射空间链路损耗的计算 ［Ｌ】空间＝２０１ｇ（４丌Ｄ／ ） 单位ｄＢ 发射的ＩＤＲ载波和数字电视载波均采用ＱＰＳＫ调制和扰码能 量扩散．这样就可以用载波的中心频率谱密度Ｃ０来代替载波 功率Ｃ．即Ｃ／ＮＯ可以用ＣＯ／ＮＯ来代替。 （下转第１１８页） Ｄ为地面站到卫星的距离． 为发射信号的波长。［Ｌ］空间 在空间云层较厚的时候还要加上大气对信号的衰减，在下雨 １１５ ｆ Ｅｎｇｉ—ｎｅｅ ｒｉｎｇ ２００７／１ ｌ维普资讯 http://www.cqvip.com
Ｎｅ Ｔｗｏｒｋ、． ｌｒａｎｓｍｉｔ 客户请求的处理．并根据请求需要访问数据库以获得业务数 难度。服务器端动态ｗｅｂ页面是服务器接收到页面请求后． 据．数据库存储业务数据。进一步将应用服务器中间层分解 服务器端应用程序实时生成所请求页面．并返回给客户。因 为业务外观 业务规则、数据访问等层．就形成ｎ层体系结构。 此．不同客户或在不同时刻访问服务器．可能得到不同的 （２）编程语言 Ｗｅｂ页面。 在节目源的管理上我们用了：ＬＩＮＵＸ、ＡＰＥＡＣＨ ＭＹＳＱＬ、ＰＨＰ。ＰＨＰ（Ｈｙｐｅｒｔｅｘｔ ＰｒｅｐｒｏｃｅＳＳＯｒ．超文本预处 四总结 理器）是一种用于ｗｅｂ开发的服务器端嵌入式脚本语言．与 ＡＳＰ类似．ＰＨＰ也采用混台编程模式．通过在ＨＴＭＬ文本中 该系统经过半年多的实际应用．已收到良好的社会效应． 嵌入ＰＨＰ代码来处理客户端请求。ＰＨＰ具有跨平台支持特性． 并通过了荆门市科技局组织的科技成果鉴定。从实践可以看 所开发的Ｗｅｂ系统可以不加修改地运行在Ｗｉｎｄ０ｗｓ／Ｕｎｉｘ， 出．使用此系统在低成本投入下大大提高了新闻实效性．现在 Ｌｉｎｕｘ平台．开放源代码．配合应用ｗｅｂ服务器ＡＤａｃｈｅ和数 新闻传输及时性越来越高 要求包括内容也越来越广．常常要 据库ＭｙＳＱＬ．应用成本低。 把各个市地区．融于一体。尤其对中小型电视台节目特别重 Ｐ｝玎 的嵌入式模式在体系结构上缺乏对层次模式的支持． 要．因为市级电视台频道覆盖全市 如果仅仅简单报道一些新 当需要处理较复杂的业务时．虽然可以使用ＣＯＭ＋技术和 闻．市级电视台在落地城市就会失去一定的竞争性．这种形势 ＪａｖａＢｅａｎｓ技术进行组件扩充．但这样的处理不具有性能优 引发了对于新闻节目和素材相互之间及时交流的需求。嘲 势。ＰＨＰ语法来源于Ｐｅｄ和Ｃ对面向对象技术的支持不完善． 缺乏对构造函数、析构函数、抽象类等的支持．新版中增强 了对面向对象的支持。此外．ＰＩ－ＩＰ支持多种数据库系统．但 是不像ＡＳＰ．ＮＥＴ和ＪＳＰ都有一个统一的数据库接口．ＰＵＰ中 对不同数据库系统都有一个不同的接口．增加了开发和移植 （上接第１１５页） 【Ｃ／Ｎ０］＝¨【Ｃ／ＮＯ］。 Ｉ． ＋Ｉ【ｃｍｏ］ 卜 Ｉ＿ ａ 用载波功率和噪声功率比．则可以表示为： ［Ｃ／ＮＯ］＝［Ｃ／Ｎ０］。ｆ＋［Ｃ／ＮＯ］ 单位是ｄＢ 在实际应用中 ［Ｃ／Ｎ０］－％￣的可利用的【Ｅｂ，ＮＯ】有如下换 算关系： － 值得注意一点是使用频谱仪监测ｒ（Ｃ０＋Ｎ０）／Ｎ０］￣条件 ［Ｃ０／Ｎ０］；［Ｅｂ／Ｎ０］＋１０１ｇＰｈ， 为载波有效信息速率．ｂｐｓ 是频谱仪的分辨率带宽小于已调载波的信号带宽。根据 通过以上各类计算．对发射功率的确定有了明确的认识。 ＩＮＴＥＬＳＡＴ在ＳＳＯＧ３０８建议中对频谱仪测试ｆ（Ｃ０＋Ｎ０）／ＮＯ］ 在实际的使用卫星车的过程中．一般要保证在频谱仪上监测 时的设置给出的建议见表１。 的ｆＣ０，Ｎ０１至少有１２ｄＢ，在同时还需要联系接收方看接收解 许多实际计算和经验得知， ［（Ｃ０＋Ｎ０）／ＮＯ１的数值大于 码器的【Ｅｂ／ＮＯ】和误码率是否满足要求，以及传输信号的质量 ７ｄＢ时，可以近似将【Ｃ０，Ｎ０】 ［｛Ｃ０＋Ｎ０）／Ｎ０Ｉ。 是否符合要求，否则就｛孵｝要加大卫星车ＨＰＡ的发射功率，同 时联系卫星公司的监测站对发射载波进行监测 因为当发射 ４．总链路的计算 功率增加过高以后会对卫星上相邻载波的其他业务造成影响。 假设上行链路噪声，下行链路噪声和交调噪声是的， Ｋｕ波段卫星车是多用途的精密通信设备，可以提供电视 则总链路的Ｃ／ＮＯ计算： 信号传输 数据传输等 其使用和维护中还有许多问题值得 ［Ｃ／Ｎ０］＝｛（［Ｃ／Ｎ０］） ＋（［Ｃ／Ｎ０］ｄ）・ ＋（［Ｃ／Ｎ０］）－ ）・ 进一步探讨，但是快速找星和确定载波发射功率是其中最基 ｕＩｍ其中，（Ｃ／Ｎ０］是载波功率和交调噪声密度比，由于充分 础，最根本而往往又是最难解决的两个问题。笔者在这里只 ．．的补偿，这个值通常很高．所以交调的影响（［Ｃ／Ｎ０］； ）－ 可 是简单的进行了分析探讨，希望在以后的使用过程中还可以 以忽略。这样． 总结出更多的经验。园 现代电视技】Ｉｃ ２００７，ｌ『Ｉ １ｌ８
