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摘 要 文章主要介绍卫星车系统相关技术架构，并着重介绍了上海应急通信局卫星车的系统构成和应用。
关键词 卫星转播车；应急通信；C波段；KU波段；SCPC；MCPC
中图分类号：TN927 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0089-02
中国电信上海公司应急通信局成立于1993年11月18日，是中国电信上海公司的直属单位，是中国电信旗下一支执行应急通信任务的专业保障队伍，是工业和信息化部定义的一类应急通信保障队伍。上海应急通信局拥有4辆C频段和3辆KU频段卫星电视转播车，这些卫星转播车除了承担全国应急通信保障、抢险救灾、应对突发事件等应急通信任务外，还面向社会为国内、国际重大体育活动、大型会议活动提供电视直播视频传送服务。
卫星电视转播车，是指把卫星通信设备加载在移动车辆上，临时传电视信号的设备。通过卫星电视转播车传送电视信号，受地域环境限制少，整个链路简单，快捷灵活。
1 卫星转播车相关技术
1.1 卫星车备份方案
卫星车系统设计一般采用两种方式，一种是采用完全备份方式，即除卫星天线外其它设备均采用1：1备份方式；另一种方案是易损坏的部分进行备份，这种方案成本较低，很多卫星车采用这种备份方式。为满足直播需求，保证可靠性，上海应急通信局的卫星转播车采用完全主备方式，上海应急通信局自成立以来，没有一次直播失败，和采用这种完全备份方案有很大的关系。
1.2 卫星车工作波段和卫星天线的选择
上海应急通信局卫星车的工作波段是C波段和KU波段。C波段卫星车利用3.7-4.2GHz下行和5.925-6.425GHz上行，C波段的缺点是受地面无线干扰较多，优点是受雨衰的影响小，一般来说，雨衰不超过2DB。
Ku波段是指频率在12-48GHz的电波。国际电信联盟将下行11.7-12.2GHz和上行14-14.5GHZ的频率范围优先划分给卫星电视广播专用，KU波段的缺点是受雨衰的影响非常大，一旦下暴雨时，雨衰能达到十几甚至二十几DB，优点是受地面无线电干扰小，在相同天线口径下，KU波段的增益比C波段大得多，上海应急通信局的C波段卫星车天线都是4.5米，KU波段都是2.4米，但在天气晴朗的条件下，上行一个同样的信号，C波段卫星车要比KU波段卫星车反而要多发3至5个DB的功率。
从转播安全角度讲，使用C波段卫星车比KU波段更稳定，受雨衰的影响小，很多重大体育活动和大型会议用户多会选择用C波段卫星车上行，但C波段卫星车开通较KU波段卫星车复杂，上行功率较大。
1.3 载波方式
卫星车上行传输系统的工作方式主要为单路单载波传输（SCPC）和多路单载波传输（MCPC）方式。单路单载波（SCPC）就是指在一个载波上传输的是一路信号，多路单载波（MCPC）是指在一个载波上传输的是多路信号。上行传输系统的另一个工作方式是多载波工作方式，就是一辆卫星车上行传输系统同时上行两个以上载波。
1.4 编码器
现在卫星车上使用的主流编码器是MPEG-2编码器和H.264编码器。
通常MPEG-2编码器有两种方式：4：2：2Studio profile 和4：2：0 main Profile。传输同一个画面，4：2：2 Studio profile码流要比4：2：0 main Profile多，所以可以提供更好的画面质量。大多数用户采用同时支持MPEG-2 4：2：0 MP@ML及4：2：2P@ML的编码器，为防止其他用户非法采集电视信号，还应考虑加密加扰功能，现在主流编码器均内置有BISS或RAS加密加扰功能。现在国际上使用的主流MPEG-2编码器有TANDBERG E5740和E5788编码器。
随着通信技术的发展，H.264编码器的应用也逐渐增多，H.264同以往的视频编码标准相比，压缩率显著提高，另外在视频的清晰度上也相应增加。H.264编码标准的优势主要有以下几点：1）码率低：和MPEG-2等压缩技术相比，在同等图像质量下，再用H.264技术压缩后数据量只有MPEG-2的1/2～1/3。显然，H.264压缩技术的采用将大大降低卫星的带宽。2）图像质量高：H.264能提供连续、通畅的高质量图像。现在上海应急通信局使用的H.264编码器是爱立信CE H.264编码器。
2 上海应急通信局卫星车系统
2.1 上海应急通信局卫星转播车上行系统
卫星转播车系统上行链路由编码器、上变频器、高功率放大器、天线等设备组成，如图1所示；其中编码器2台互为备份，特殊情况下可以通过中频信号合路器把两台编码器信号合成可以同时上行两路载波，或者编码器输出ASI信号，通过复用器，再调制，可以上行MCPC信号；高功率放大器、上变频器关键点互为备份。上行设备编码器、上变频器和高功放都可以设置为自动倒换或手动倒换状态，任意一台设备如果发生故障都可以迅速切换到另一台备份设备，保证转播顺利进行。上海应急通信局卫星车编码器采用TANDBERG E5788编码调制一体机，该编码器为高清编码器，可以向下兼容标清和模拟信号，支持统计复用和BISS加密功能，码率在1.5～50Mb/s可调。如果用户要求上行H.264信号，可以用爱立信 CE H.264编码器替代 TANDBERG E5788编码器。
2.2 上海应急通信局卫星转播车下行系统
下行链路由LNB、功率分配器、解码器、频谱分析仪等组成，如图2所示，微弱的卫星信号通过卫星天线、LNB放大，然后通过功率分配器分成若干相同的信号，用两路接入解码器解出清晰的视音频信号，一路信号接入频谱仪，通过频谱仪监测卫星信号的质量。
3 卫星转播车的应用
随着国家经济的发展和综合国力的增强，通信事业也得到了飞速发展，国内、国际重大体育活动和大型会议活动有日益增多，卫星转播车的应用也越来越广泛，近年来为2008年北京奥运会、上海世博会开幕式、11年上海世界游泳锦标赛、香港回归15周年、上海F1汽车大奖赛、中华龙舟大赛、上海国际车展等提供现场电视直播视频传送服务，均圆满的完成了任务，产生了良好的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]孙学康.微波与卫星通信[M].北京：人民邮电出版社，2007.
[2]王秉钧.卫星通信系统[M].北京：工业机械出版社，2004.
[3]丁龙刚.卫星通信技术[M].北京：工业机械出版社，2006.
关键词 卫星转播车；应急通信；C波段；KU波段；SCPC；MCPC
中图分类号：TN927 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0089-02
中国电信上海公司应急通信局成立于1993年11月18日，是中国电信上海公司的直属单位，是中国电信旗下一支执行应急通信任务的专业保障队伍，是工业和信息化部定义的一类应急通信保障队伍。上海应急通信局拥有4辆C频段和3辆KU频段卫星电视转播车，这些卫星转播车除了承担全国应急通信保障、抢险救灾、应对突发事件等应急通信任务外，还面向社会为国内、国际重大体育活动、大型会议活动提供电视直播视频传送服务。
卫星电视转播车，是指把卫星通信设备加载在移动车辆上，临时传电视信号的设备。通过卫星电视转播车传送电视信号，受地域环境限制少，整个链路简单，快捷灵活。
1 卫星转播车相关技术
1.1 卫星车备份方案
卫星车系统设计一般采用两种方式，一种是采用完全备份方式，即除卫星天线外其它设备均采用1：1备份方式；另一种方案是易损坏的部分进行备份，这种方案成本较低，很多卫星车采用这种备份方式。为满足直播需求，保证可靠性，上海应急通信局的卫星转播车采用完全主备方式，上海应急通信局自成立以来，没有一次直播失败，和采用这种完全备份方案有很大的关系。
1.2 卫星车工作波段和卫星天线的选择
上海应急通信局卫星车的工作波段是C波段和KU波段。C波段卫星车利用3.7-4.2GHz下行和5.925-6.425GHz上行，C波段的缺点是受地面无线干扰较多，优点是受雨衰的影响小，一般来说，雨衰不超过2DB。
Ku波段是指频率在12-48GHz的电波。国际电信联盟将下行11.7-12.2GHz和上行14-14.5GHZ的频率范围优先划分给卫星电视广播专用，KU波段的缺点是受雨衰的影响非常大，一旦下暴雨时，雨衰能达到十几甚至二十几DB，优点是受地面无线电干扰小，在相同天线口径下，KU波段的增益比C波段大得多，上海应急通信局的C波段卫星车天线都是4.5米，KU波段都是2.4米，但在天气晴朗的条件下，上行一个同样的信号，C波段卫星车要比KU波段卫星车反而要多发3至5个DB的功率。
从转播安全角度讲，使用C波段卫星车比KU波段更稳定，受雨衰的影响小，很多重大体育活动和大型会议用户多会选择用C波段卫星车上行，但C波段卫星车开通较KU波段卫星车复杂，上行功率较大。
1.3 载波方式
卫星车上行传输系统的工作方式主要为单路单载波传输（SCPC）和多路单载波传输（MCPC）方式。单路单载波（SCPC）就是指在一个载波上传输的是一路信号，多路单载波（MCPC）是指在一个载波上传输的是多路信号。上行传输系统的另一个工作方式是多载波工作方式，就是一辆卫星车上行传输系统同时上行两个以上载波。
1.4 编码器
现在卫星车上使用的主流编码器是MPEG-2编码器和H.264编码器。
通常MPEG-2编码器有两种方式：4：2：2Studio profile 和4：2：0 main Profile。传输同一个画面，4：2：2 Studio profile码流要比4：2：0 main Profile多，所以可以提供更好的画面质量。大多数用户采用同时支持MPEG-2 4：2：0 MP@ML及4：2：2P@ML的编码器，为防止其他用户非法采集电视信号，还应考虑加密加扰功能，现在主流编码器均内置有BISS或RAS加密加扰功能。现在国际上使用的主流MPEG-2编码器有TANDBERG E5740和E5788编码器。
随着通信技术的发展，H.264编码器的应用也逐渐增多，H.264同以往的视频编码标准相比，压缩率显著提高，另外在视频的清晰度上也相应增加。H.264编码标准的优势主要有以下几点：1）码率低：和MPEG-2等压缩技术相比，在同等图像质量下，再用H.264技术压缩后数据量只有MPEG-2的1/2～1/3。显然，H.264压缩技术的采用将大大降低卫星的带宽。2）图像质量高：H.264能提供连续、通畅的高质量图像。现在上海应急通信局使用的H.264编码器是爱立信CE H.264编码器。
2 上海应急通信局卫星车系统
2.1 上海应急通信局卫星转播车上行系统
卫星转播车系统上行链路由编码器、上变频器、高功率放大器、天线等设备组成，如图1所示；其中编码器2台互为备份，特殊情况下可以通过中频信号合路器把两台编码器信号合成可以同时上行两路载波，或者编码器输出ASI信号，通过复用器，再调制，可以上行MCPC信号；高功率放大器、上变频器关键点互为备份。上行设备编码器、上变频器和高功放都可以设置为自动倒换或手动倒换状态，任意一台设备如果发生故障都可以迅速切换到另一台备份设备，保证转播顺利进行。上海应急通信局卫星车编码器采用TANDBERG E5788编码调制一体机，该编码器为高清编码器，可以向下兼容标清和模拟信号，支持统计复用和BISS加密功能，码率在1.5～50Mb/s可调。如果用户要求上行H.264信号，可以用爱立信 CE H.264编码器替代 TANDBERG E5788编码器。
2.2 上海应急通信局卫星转播车下行系统
下行链路由LNB、功率分配器、解码器、频谱分析仪等组成，如图2所示，微弱的卫星信号通过卫星天线、LNB放大，然后通过功率分配器分成若干相同的信号，用两路接入解码器解出清晰的视音频信号，一路信号接入频谱仪，通过频谱仪监测卫星信号的质量。
3 卫星转播车的应用
随着国家经济的发展和综合国力的增强，通信事业也得到了飞速发展，国内、国际重大体育活动和大型会议活动有日益增多，卫星转播车的应用也越来越广泛，近年来为2008年北京奥运会、上海世博会开幕式、11年上海世界游泳锦标赛、香港回归15周年、上海F1汽车大奖赛、中华龙舟大赛、上海国际车展等提供现场电视直播视频传送服务，均圆满的完成了任务，产生了良好的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]孙学康.微波与卫星通信[M].北京：人民邮电出版社，2007.
[2]王秉钧.卫星通信系统[M].北京：工业机械出版社，2004.
[3]丁龙刚.卫星通信技术[M].北京：工业机械出版社，2006.