速调管功放上星双节目载波的设计和实现

2018-11-02苏泉陈贵汪洋

西部广播电视 2018年19期

苏泉陈贵汪洋

（作者单位：安徽广播电视台卫星地球站）

安徽广播电视卫星地球站从2016年10月初开始向中星6A卫星的8B转发器发射安徽高清卫视节目。转发器租赁带宽为12 MHz，同一转发器上还有天津高清卫视，租用带宽是18 MHz，8B转发器带宽36 MHz，在2个高清卫视载波之间有6 MHz的空余带宽。

2016年下半年开始，安徽广播电视台开始介入参与由总局下达的《EPG数据信息传输安全技术研究及应用试验》科研项目，该项目主要是针对电视播出和传输覆盖机构之间存在的EPG（电子节目指南）数据及时发布的传输信道缺少端对端热备份等问题，开展研究，提出系统性解决方案：在已有的通过北京上传EPG数据到中星6B卫星的单信道传输基础上，在安徽合肥通过安徽广播电视台卫星地球站，向中星6A卫星上传EPG备份数据，形成2颗卫星上的EPG数据双信道同步实时覆盖全国，以提高信号传输的可靠性和发布系统的技术保障水平。

系统主要包括电视播出系统、EPG数据中心、卫星上行站、传输覆盖系统、EPG安全数据管理平台五个部分。其中的卫星上行站部分是指包括北京地球站和安徽地球站，每个卫星地球站通过两光纤链路分别实时接收北京EPG数据中心和合肥EPG数据中心播出的EPG数据信息TS流，实现EPG数据信息TS流输入的热备份。卫星地球站将接收到的EPG数据信息TS流经调制、变频放大后上星播出。

安徽地球站所要做的就是研究利用现有的高清上行系统，以最小的成本实现EPG试验数据在中星6A卫星上的备份上星传输。

1 系统的设计

要实现上述目的，需要重点考虑解决3方面的问题。

第一，频率资源问题。EPG试验数据的信号在中星6B卫星上传输的符号率是3.167 Msps，租用转发器带宽是3.8 MHz。为方便用户接收，在中星6A卫星上的接收参数大体保持不变，其租用的转发器带宽也应是3.8 MHz，并且要考虑合理设置该载波与安徽高清卫视载波的位置，尽可能减少相互干扰。

第二，利用现有单台速调管高功放同时发射2个业务载波上星的可行性。目前，各省级地球站的配置都是将省台高清卫视信源经编码、复用、调制、变频环节后经大功率速调管功率放大后上星，均是采用单业务载波形式上行。按固有思维，一般认为由于速调管功放是45 M窄带设备，不具备发送多业务载波的能力。

第三，在操作层面如何实现双载波的功率合成，并能保证系统可靠稳定地运行。针对卫星频率资源问题，如前所述，8B转发器上的安徽高清卫视与天津高清卫视之间正好存在约6 MHz的带宽，经有关部门协调，卫通公司同意在上述的6 MHz带宽里上星传输EPG试验数据。安徽高清卫视和EPG这两个载波的带宽之和小于18 MHz，且2个载波处于相邻位置，正好处于速调管45 MHz工作带宽之内。

对于单台速调管高功放同时发射2个载波上行的可行性问题，由于目前国内所有的速调管高功放设备均没有同时发射两个载波的先例，安徽广播电视台卫星地球站是第一个尝试此种做法的地球站，要重点考虑链路计算的功率余量、双载波三阶互调干扰是否影响信号传输质量的问题，需做闭环和开环试验进行验证和分析。

为此，我们首先对用单台速调管高功放发双载波的可行性进行了理论链路计算分析，并组织技术力量，在站内利用现有高清备份播出设备多次进行发射双载波闭环试验。

从载波频谱和功率回退7 dB时的三阶互调测试结果，可以看出：在速调管功放中心频率为6 225 MHz、窄带特性（45 MHz）的条件下，两个模拟载波（带宽分别为4 MHz和22 MHz）的中心频率是6 221 MHz和6 238 MHz，速调管放大器的带宽内可以完整含有这两个模拟载波。在速调管发射两个载波功率功率回退-7 dB时，三阶互调值为-36.47 dB，比技术验收规范中的规定值-29 dB低了7.47 dB。这说明速调管高功放线性和频带特性比较好，其高增益和带宽的窄带特性，对带外的三阶互调分量起到了强抑制作用，在大功率极端条件下工作时，两个载波产生的互调分量指标仍能满足技术验收规范的要求，对用户接收同转发器的天津高清卫视效果影响很小，可以忽略不计。理论计算和试验结果都证明：在同一个转发器带宽内，用单台速调管高功放同时发射安徽高清卫视和EPG试验载波信号是可行的，各项技术指标均满足验收规范要求。

2 系统的实现

经过方案的理论分析和开闭环试验论证后，我们对现有的安徽卫视高清上行系统进行了局部改造，主要是在中频环节增加EPG数据处理和中频合路环节。即主、备路的安徽高清卫视中频信号分别与EPG试验中频信号进行合路（将中频无源功分器逆向使用来实现，简单可靠），再经过统一的上变频和功率放大，最后发射到中星6A卫星的8B转发器上。改造后的上行系统如图1所示。