速調管功放上星雙節目載波的設計和實現

蘇 泉 陳 貴 汪 洋

（作者單位：安徽廣播電視臺衛星地球站）

安徽廣播電視衛星地球站從2016年10月初開始向中星6A衛星的8B轉發器發射安徽高清衛視節目。轉發器租賃帶寬為12 MHz，同一轉發器上還有天津高清衛視，租用帶寬是18 MHz，8B轉發器帶寬36 MHz，在2個高清衛視載波之間有6 MHz的空余帶寬。

2016年下半年開始，安徽廣播電視臺開始介入參與由總局下達的《EPG數據信息傳輸安全技術研究及應用試驗》科研項目，該項目主要是針對電視播出和傳輸覆蓋機構之間存在的EPG（電子節目指南）數據及時發布的傳輸信道缺少端對端熱備份等問題，開展研究，提出系統性解決方案：在已有的通過北京上傳EPG數據到中星6B衛星的單信道傳輸基礎上，在安徽合肥通過安徽廣播電視臺衛星地球站，向中星6A衛星上傳EPG備份數據，形成2顆衛星上的EPG數據雙信道同步實時覆蓋全國，以提高信號傳輸的可靠性和發布系統的技術保障水平。

系統主要包括電視播出系統、EPG數據中心、衛星上行站、傳輸覆蓋系統、EPG安全數據管理平臺五個部分。其中的衛星上行站部分是指包括北京地球站和安徽地球站，每個衛星地球站通過兩光纖鏈路分別實時接收北京EPG數據中心和合肥EPG數據中心播出的EPG數據信息TS流，實現EPG數據信息TS流輸入的熱備份。衛星地球站將接收到的EPG數據信息TS流經調制、變頻放大后上星播出。

安徽地球站所要做的就是研究利用現有的高清上行系統，以最小的成本實現EPG試驗數據在中星6A衛星上的備份上星傳輸。

1 系統的設計

要實現上述目的，需要重點考慮解決3方面的問題。

第一，頻率資源問題。EPG試驗數據的信號在中星6B衛星上傳輸的符號率是3.167 Msps，租用轉發器帶寬是3.8 MHz。為方便用戶接收，在中星6A衛星上的接收參數大體保持不變，其租用的轉發器帶寬也應是3.8 MHz，并且要考慮合理設置該載波與安徽高清衛視載波的位置，盡可能減少相互干擾。

第二，利用現有單臺速調管高功放同時發射2個業務載波上星的可行性。目前，各省級地球站的配置都是將省臺高清衛視信源經編碼、復用、調制、變頻環節后經大功率速調管功率放大后上星，均是采用單業務載波形式上行。按固有思維，一般認為由于速調管功放是45 M窄帶設備，不具備發送多業務載波的能力。

第三，在操作層面如何實現雙載波的功率合成，并能保證系統可靠穩定地運行。針對衛星頻率資源問題，如前所述，8B轉發器上的安徽高清衛視與天津高清衛視之間正好存在約6 MHz的帶寬，經有關部門協調，衛通公司同意在上述的6 MHz帶寬里上星傳輸EPG試驗數據。安徽高清衛視和EPG這兩個載波的帶寬之和小于18 MHz，且2個載波處于相鄰位置，正好處于速調管45 MHz工作帶寬之內。

對于單臺速調管高功放同時發射2個載波上行的可行性問題，由于目前國內所有的速調管高功放設備均沒有同時發射兩個載波的先例，安徽廣播電視臺衛星地球站是第一個嘗試此種做法的地球站，要重點考慮鏈路計算的功率余量、雙載波三階互調干擾是否影響信號傳輸質量的問題，需做閉環和開環試驗進行驗證和分析。

為此，我們首先對用單臺速調管高功放發雙載波的可行性進行了理論鏈路計算分析，并組織技術力量，在站內利用現有高清備份播出設備多次進行發射雙載波閉環試驗。

從載波頻譜和功率回退7 dB時的三階互調測試結果，可以看出：在速調管功放中心頻率為6 225 MHz、窄帶特性（45 MHz）的條件下，兩個模擬載波（帶寬分別為4 MHz和22 MHz）的中心頻率是6 221 MHz和6 238 MHz，速調管放大器的帶寬內可以完整含有這兩個模擬載波。在速調管發射兩個載波功率功率回退-7 dB時，三階互調值為-36.47 dB，比技術驗收規范中的規定值-29 dB低了7.47 dB。這說明速調管高功放線性和頻帶特性比較好，其高增益和帶寬的窄帶特性，對帶外的三階互調分量起到了強抑制作用，在大功率極端條件下工作時，兩個載波產生的互調分量指標仍能滿足技術驗收規范的要求，對用戶接收同轉發器的天津高清衛視效果影響很小，可以忽略不計。理論計算和試驗結果都證明：在同一個轉發器帶寬內，用單臺速調管高功放同時發射安徽高清衛視和EPG試驗載波信號是可行的，各項技術指標均滿足驗收規范要求。

2 系統的實現

經過方案的理論分析和開閉環試驗論證后，我們對現有的安徽衛視高清上行系統進行了局部改造，主要是在中頻環節增加EPG數據處理和中頻合路環節。即主、備路的安徽高清衛視中頻信號分別與EPG試驗中頻信號進行合路（將中頻無源功分器逆向使用來實現，簡單可靠），再經過統一的上變頻和功率放大，最后發射到中星6A衛星的8B轉發器上。改造后的上行系統如圖1所示。

圖1 地球站同時發射安徽高清衛視和EPG數據載波的上行系統圖

從2017年1月底開始，安徽廣播電視臺衛星地球站開始正式采用單一速調管高功放發射安徽高清衛視和EPG試驗載波上星。圖2是衛通公司提供的中星6A衛星8B轉發器信號頻譜。

圖2 中星6A衛星8B轉發器頻譜圖

運行一年多來，上星播出系統運行穩定，全國各有線前端均能正常接收中星6A上的安徽高清、天津高清和EPG試驗信號。

3 結語

利用單臺速調管功放發送雙載波技術，對地球站的上行系統進行適當調整，在很短的時間內實現了安徽高清衛視和EPG試驗數據同時上星播出，對于EPG試驗項目的順利實施起到了重要的推進作用，也為省級地球站充分利用現有設備通過并發載波拓展業務，大幅降低資金投入提供了成功的技術案例參考。