中国远程教育宽带网地面卫星(修订)

卫星数据接收技术西南科技大学1卫星数据接收技术西南科技大学冉利龙[e-mail]卫星数据接收技术西南科技大学2第一部分卫星通信基础知识学习的内容：一、电磁波基础知识二、卫星数据广播技术简介三、中国教育卫星宽带多媒体传输网简介四、卫星的基本常识及简介卫星数据接收技术西南科技大学3一.无线电基础知识1.频率：交流电在1秒内完成周期性变化的个数。频率是指在单位时间内电场强度矢量E（或磁场强度矢量H）进行完全振动的次数，通常用f表示。单位:赫兹(Hz)，如我国常用的交流电频率为50Hz。2.频段：某频率范围的分配。中波是：550KHz~1600KHz;短波是：3MHz~30MHz;微波是：1GHz~30GHz。对应于卫星接收的常用的有L波段、C波段、Ku波段等微波。L波段：0.95G~2.1GHz(频率)C波段：3.95G~5.85GHz(频率)Ku波段：12.24~18.7GHz(频率)卫星数据接收技术西南科技大学4一.无线电基础知识3.频道：信号源或节目源分配的频段。例如3频道的频率64-72MHz。4.极化方式：当电磁波在空间传播时，其电场强度矢量E的方向具有确定的规律，这种现象称为电磁波的极化。垂直极化，水平极化。5.射频：泛指可发射的无线电波。（常说的射频信号）6.带宽：指允许信号通过的频率范围。7.增益：就是对有用信号的增强能力，是一个信号的放大量。Db8.加扰解加扰加密解加密加扰：是指连续不断地改变广播电视信号形式的方法。解扰：是加扰的逆过程。加密：为了加扰信号而进行的连续不断的编电子密钥的处理。解密：是加密的逆过程。卫星数据接收技术西南科技大学5二.卫星数据广播技术简介1、卫星数据广播技术概述卫星数据IP广播是通过UDP协议将数据打包送上卫星，再通过卫星下发至接收端。接收端使用指定的PC卡/接收机和相应的接收软件即可接收。2、卫星数字广播常用术语1.上行频率，指发射站把信号发射到卫星上用的频率，由于信号是由地面向上发射，所以叫上行频率。2.转发器，指卫星上用于接收地面发射来的信号，并对该信号进行放大再以另一个频率向地面进行发射的设备。3.下行频率：指卫星向地面发射信号所使用的频率4.符号率：卫星节目的符号率，指数据传输的速率，与信号的比特率及信道参数有关，单位为MB/S。卫星数据接收技术西南科技大学6二.卫星数据广播技术简介5.MPEG-2:是一种动态音、视频信号的压缩传输标准(MovingPicturesExpertsGroup)，它分为音频、视频，传输标准等多种形式。6.DVB：DVB(Digitalvideobroadcasting)指数字视频广播。DVB-S数据广播-卫星方式DVB-C数据广播-闭路方式DVB-T数据广播-地面微波中继方式7.纠错方式：FECEP前向纠错码方式（在接收端通过纠错译码自动纠正传输中的差错来实现码纠错功能。）。8.本振频率：对C波段卫星接收机的LNB本振频率一般为5150MHz，而Ku频段高频头的本振频率各不相同，常用的高频头的本振频率为11300或11250。9.DiSEqC：英文为DigitalSatelliteEquipmentControl，直译为：“数字卫星设备控制”。10.PID码：PID码是英文PacketIdentifier简称,是包识别码的意思。卫星数据接收技术西南科技大学7Internet传输中心发送天线局域网单终端用户资源服务器分支器数字接收机多终端用户各办学单位传送的节目三.中国教育卫星宽带多媒体传输网系统示意图ModemCATV数字接收机卫星数据接收技术西南科技大学8四.卫星的基本常识一、卫星的优点通信距离远；容量大；可靠；灵活。二、中国大力发展卫星通信的原因地域辽阔960万平方公里东西南北跨度均超过5000公里地形复杂,山区占31%,高原26%，丘陵10%,平原仅占31%人口众多13亿人口；9亿农村人口；～1/5行政村尚无电话经济增长迅速西部和农村经济发展尤为重要4.1卫星通信在中国的特殊地位卫星数据接收技术西南科技大学9四.卫星的基本常识4.2中国卫星的发展情况1970年4月24日东方红一号1975年11月26日返回式遥感卫星1984年4月8日试验通信卫星125o1986年2月1日实用通信广播卫星103o1988年3月7日实用通信广播卫星87.5o1988年12月22日实用通信卫星110.5o1990年2月4日实用通信卫星98o1997年5月12日东方红三号125o卫星数据接收技术西南科技大学10四.卫星的基本常识4.3波束覆盖中国的区域卫星亚洲一号122E24C转发器寿命12年亚洲二号100.5E24C+9Ku15年亚洲三号105.5E28C+16Ku15年亚太一号138E24C10年亚太一号A134E24C10年亚太六号134E38C+12Ku亚太-IIR76.5E28C+16Ku15年中卫一号87.5E18C+20Ku15年鑫诺一号110.5E24C+14Ku15年鑫诺一号B85E6Ku12年2002发中星八号115.5E36C+16Ku大于15年(待发)INTERSAT602,604,701,702,703,704,802,804GE-1A108E卫星数据接收技术西南科技大学11四.卫星的基本常识4.4通信卫星的分类•按轨道赤道轨道极轨道倾斜轨道同步卫星移动卫星•按通信范围国际通信卫星区域性通信卫星国内通信卫星•按用途综合业务通信卫星军事通信卫星海事通信卫星电视直播卫星气象卫星等•按转发能力无星上处理能力有星上处理能力•按频段：C波段、Ku波段卫星数据接收技术西南科技大学12四.卫星的基本常识4.5通信卫星常用的都是同步卫星在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星，就覆盖了几乎全部的地球表面，可以实现全球通信。卫星数据接收技术西南科技大学13四.卫星的基本常识4.6亚太6号“亚太6号”通信卫星于2005年4月12日发射成功，它是一颗广播通信卫星。该星定点在东经134°E赤道上空，星上拥有38个C频段和12个Ku频段转发器，投入使用后，成为中国、东南亚、澳大利亚以及美国夏威夷等国家和地区重要的卫星通信广播平台。该星在设计时，充分考虑了卫星直播电视业务的需求，波束覆盖整个中国及周边国家和地区。Ku频段的天线波束覆盖中国和整个亚太地区，覆盖区内大部分地区卫星的EIRP均大于45dBw，最大可达56dBw，可很好地满足中国和整个亚太地区电视及通信业务的需求。卫星数据接收技术西南科技大学14思考题Ku波段和C波段卫星通信及其极化方式是什么？什么是卫星数据广播技术？什么是模式一、模式二、模式三？模式一：教学光盘播放点。配备电视机、DVD播放机和教学点各年级的教学光盘。通过播放教学光盘对学生授课和辅导。配备对象主要是农村学校布局调整确需保留的教学点。模式二：卫星教学收视点。配备卫星接收系统、计算机、电视机、DVD播放机和1-6年级所需的教学光盘。通过中国教育卫星宽带传输网，快速大量接受优质教育资源，并同时具有教学光盘播放点的功能。配备对象为乡中心小学和村完小，根据学生规模，配置1-2个多媒体教室。模式三：计算机教室。配备卫星接收系统、网络计算机教室、多媒体教室、教学光盘播放设备及教学光盘。其特点是除具备模式二全部功能外，还能够为学生提供初步的网络条件下的学习环境。配备对象为农村初中，每所学校装备一间30台终端的计算机教室，一间多媒体教室。卫星数据接收技术西南科技大学15第二部分地面卫星接收系统本部分主要学习以下内容：一、接收站点的设计二、卫星数据接收天线常识三、天线的安装与调试四、卫星数字接收机的使用五、卫星数据接收卡安装和设置六、远教IP数据接收软件的使用卫星数据接收技术西南科技大学16一.接收站点的设计1.系统设计与功能接收卫星数据广播播放多媒体教学资源连通因特网教务和教学的办公应用卫星数据接收技术西南科技大学17一.接收站点的设计2.设备组成每个收视点由卫星数字接收、计算机数据处理设备和拨号上网设备等组成。主要设备有：接收天线1套（含高频头），功分器1只，IP数据接收卡1块，PC计算机1台，卫星接收机1台，电视机1台，打印机1台，调制解调器1只，有源音响1组,UPS不间断电源1台。卫星数据接收技术西南科技大学18一.接收站点的设计3.系统结构功分器接收天线带高频头数字卫星接收机卫星数据接收卡接入因特网电话机UPS电源电视机计算机打印机卫星教学收视点系统结构Modem卫星数据接收技术西南科技大学19思考题接收站点由哪些关键设备组成？接收站点的线路是如何连接？卫星数据接收技术西南科技大学20二.卫星数据接收天线常识1.卫星接收天线的组成与工作原理天线是收集和处理远处的卫星发出的高频电磁波信号的装置。它的通信器件主要包括反射器、馈源、高频头和馈线；机械部件主要包括馈源支撑杆、俯仰角调整机构、方位转动机构和底座等。天线是无线电波的输入端口，不同频率和不同发送方式的无线电波必须采用相应的接收天线，通常使用抛物面天线，利用抛物面的聚焦特性，将卫星发送的电磁信号经过一次或二次反射到天线的焦点上，并通过馈源和波导将聚焦的电磁波传送至高频头(LNB)，高频头将收到信号进行降频变换处理，把卫星高频信号转换成中频信号，然后传送到接收机。卫星数据接收技术西南科技大学21二.卫星数据接收天线常识2.卫星接收天线的选择在一套卫星数据接收系统中，接收天线的优劣将直接影响整个系统的使用，因此选择一种适当的卫星天线是十分重要的。我国的教育电视台传送的卫星信号选用KU波段（12.24~18.7GHz）发送，要接收KU波段的的卫星信号，首先，天线反射面的精度一定要高；其次良好的结构也是必不可少的。我们用的1.2米KU波段卫星接收天线采用整体压制的反射面和偏馈形式，使用几年以来，其性能指标优良。卫星数据接收技术西南科技大学22二.卫星数据接收天线常识3.天线的方位角从接收点到卫星的视线在接收点的水平面上有一条正投影线，从接收点的正北方向开始，顺时针方向至这条正投影线的角度就是方位角。计算结果方位角负值为南偏西，正值为南偏东，方位角以正北为0º角边。即实际方位角为：式中：：卫星经度—建站地经度：建站地纬度f简单方法：使用寻星程序计算方位角卫星数据接收技术西南科技大学23二.卫星数据接收天线常识4.天线的仰角从接收点仰望卫星的视线于水平线构成的夹角就是仰角。即仰角为：式中：：卫星经度—建站地经度：地球半径，取值6378km：同步轨道半径，取值42218km在计算方位角、仰角之前先从地图上查出本地站址的经度和纬度2)cos(cos11510.0coscosffarctg1510.0/RrrRf简单方法：使用寻星程序计算仰角卫星数据接收技术西南科技大学24二.卫星数据接收天线常识5.天线相关参数仰角：（利用寻星程序计算）方位角：（利用寻星程序计算）极化角：（利用寻星程序计算）下行频率：12395MHz符号率：27.5MB/s（27500KB/S）本振频率：11250或11300MHz偏置角(1.2m)：22.3度卫星数据接收技术西南科技大学25二.卫星数据接收天线常识6.寻星程序的使用1.输入城市名称2.单击“计算”3.找卫星得出理论的仰角、方位角、极化角寻星程序的位置：卫星数据接收技术西南科技大学26二.卫星数据接收天线常识7.影响天线效率的主要因素天空噪声：这是由星体中的能量变换和某些大气层活动造成的大宽带辐射。这种噪声仰角的大小无关。大地噪声：温暖的地面中分子的激发造成的大带宽噪声称为大地噪声。在高纬度的低仰角中，它对天线噪声的作用最大。人为噪声：机器和设备发出的噪声也会增大天线噪声。例如汽车的打火系统、剪草机以及萤光灯的开和关。天空噪声和人为噪声比起噪声的主要成份大地噪声的作用更小。一般来说，在仰角低于30°左右时，天线噪声温度会迅速增加。卫星数据接收技术西南科技大学27思考题接收天线由哪些部分组成？天线的仰角和方位角是如何确定的，常用方法是什么？卫星数据接收技术西南科技大学28三.天线的安装与调试本小节主要学习天线的安装调试的方法以及需要注意的地