上行系统（共10篇）
上行系统 篇1
1 引言
河池市广播电视传输光缆网络超过1 000 km, 通乡通村率达60%。随着广播电视信息传输网的综合实力进一步增强, 基础网络更加完善, 网络应用技术和网络技术层次进一步提高。河池市的广电光缆干线传输数字化率达到99%, SDH传输技术在广电光缆干线网上广泛采用数字同步网设备和配套的监控系统投入运行, 县、乡二级同步网的系统建设和联网运行工作正在发展。但是如此优越的网络, 利用率却远达不到承载要求, 大部分丰富资源只是单向传输应用, 多功能应用、增值业务没有得到很好开发, 特别是IP、IP over SDH/WDM等新技术的应用方面没有发挥应有的优势。
2 节目信息上行系统构建思路
利用现有的SDH网络资源和硬件设备, 采用节约带宽资源和低成本的技术方案, 在广播电视信息网络SDH系统空置的E1通道上, 辖区每个县分公司提供4个绑定独立的2 Mbit/s以上网络带宽, 用网桥将E1×4通道中经过非编和嵌入式编码处理的节目信息IP数据包封装后, 映射到SDH的SDH帧结构净负荷区, 把IP数据格式转换成SDH的帧格式来传输新闻节目素材、信息、文档文件和直播节目。每个县需要4个E1 (8 Mbit/s) 专用通道, 10个县市分别独立进入SDH网络, 总端口40个, 总带宽80 Mbit/s, 节目信息还原质量要达到广电标清水平, 并要尽量节约网络带宽资源。
3 节目信息上行直播系统设计
3.1 IP技术上行直播系统设计要求
设计要求:
1) 采用广电SDH网络E1通道或且电信、移动、联通E1通道作为本系统的传输路由。
2) 将所辖区县 (市) 广播、电视台的新闻节目素材文件、信息文件、文档文件上传到河池广播电视台新闻中心节目库, 并实现在同一E1×n通道上进行MPEG-2或MPEG-4编码实时直播。
3) 嵌入式服务器、回传中心服务器、数据库管理等软件系统采用Linux操作系统, 以提高抗网络病毒功能;端口具备远程管理功能, 服务器视频编码在512 Kbit/s~15 Mbit/s任意可调。
4) 非编系统采用DVStorm XA PLUS, 支持EDIUS Pro3, Let′s Edit 2、DV输入输出接口、模拟视频信号 (复合、S-Video) 输入输出接口、RCA非平衡音频双声道输入输出接口。
5) DV编辑能在Adobe Premiere上流畅使用原有平台的同时, 可扩展EDIUS Pro 3功能, 并能转移到EDIUS平台上。
6) 上行节目、信息质量指标符合国标、行标中的广电传输质量要求。
3.2 IP技术上行直播系统设计
系统由市级广播电视台新闻采编中心、SDH网络和所辖各县 (市) 广播电视台新闻信息采编部分构成。
依据标准:传输标准ITU-T H.323, H.246, H.235及新颁布的ITU-TX.85/ITU-TY.1321;接口及协议标准ITU-TG.831, G707, G708, STM-1 VC12, PPP协议即IETF FRC1661的The Point-Point Protocol和RFC2153的PPP vendor Extension;音视频编解码标准ITU-T H.261, H.263, MPEG2-DVD等。
系统拓扑结构如图1~图4所示。
工作原理:
1) 在河池市广播电视台新闻中心配置1台高性能嵌入式服务器, 用来接收各县级广播电视台非编系统上传的新闻节目素材及信息。该服务器除了负责对接收到的素材进行有效的维护管理, 还对下级服务器 (县级广播电视台的新闻节目上传服务器) 的运行进行监管。该服务器还作为市台媒体资源管理服务器, 用于存储历史视音频资料。
2) 在县级台分别配置1台新闻节目信息嵌入式上传服务器和非编系统 (现有) , 所有的非编都使用同一种视音频编码格式———高清标的AVI格式或MPEG-2 (8 Mbit/s以上的码率) 格式。采集到的原始新闻节目资料在非编计算机上生成素材文件后, 把它发到本地的新闻节目上传服务器, 然后新闻节目上传服务器将自行把该新闻节目通过本系统上传到中心服务器。图像新闻节目信息在整个传输过程中, 不对编码格式进行任何转换, 同时, 文稿文件同视音频文件捆绑传输, 文字稿用Word打开并打印。文稿文件也可在媒资服务器中存档。
3) 用E1×4通道来回传素材文件, 其速度是:传输1 Gbyte的AVI素材文件 (约5 min素材) 所需时间18 min。传输600 Mbyte的MPEG-2文件 (约10 min素材) 所需时间10 min。
4) 考虑到市、各县对现场直播回传和应急传递各类突发性信息的需要, 每个县配置1套视音频光端机, 将现场直播的AV信号和应急突发性AV信息直接送至嵌入式服务器的视音频编码接口, 经过MPEG-2或MPEG-4编码模块的编码输出PS数据流进入网桥, 通过网桥的协议转换成IP协议进入SDH。在市台接收端, 中心点SDH对应的EI通道输出PS数据流再通过网桥到交换机, 进入MPEG-2或MPEG-4嵌入式解码器, 解出AV音视频信号给中控直播, 解决现场直播和接收应急情况信息问题。
3.3 传统节目信息上行直播系统设计
利用SDH系统中DS3通道, 将新闻素材进行MPEG-2编码直接送入SDH网络DS3通道上行传输到上级台。这种传输方案普遍用于数字电视节目的干线传输, 其特点是工作带效宽、传输速度快, 除了能作上行送传新闻节目外, 还适用于现场直播, 但它操作复杂, 传送时需要指定时间和人员来接收, 用磁带机或且非编采集保存, 再转给编辑部编播, 功能较为单一。
3.3.1 系统设计及工作原理
系统设计图见图5。
工作原理:1) 首先将非编素材回放成模拟信号, 经过MPEG-2编码器进行编码;2) 第二步将TS码流复用后, 通过适配器经DS3通道进入SDH传输网;3) 上级电视台从SDH网络得到复接后的TS流;4) 解复用, 得到单路TS流;5) 通过解码器解码还原成模拟信号, 进入切换矩阵;或者TS流直接进入数字矩阵;6) 通过收录工作站完成采集或完成MPEG-2到非编格式M-JPEG格式的转码;7) 完成传输过程, 素材进入上级电视台的编辑系统。
3.3.2 系统传输流程
10县 (市) 用复合器将各县 (市) 新闻节目合成5个数据包, 通过SDH干线网的5个DS3 (45 Mbyte) 单向通道传送到河池市, 罗城-宜州2县 (市) 新闻素材回传节目在宜州局复用打成一个45 Mbyte包, 大化-都安2县新闻回传节目在都安局打成一个45 Mbyte包, 环江县的新闻回传节目打成一个45 Mbyte包, 凤山-巴马-东兰3县新闻素材回传节目在东兰局打成一个45 Mbyte包。分5个方向进入SDH网络汇聚到市终端, 总端口为5个DS3, 总带宽225 Mbit/s, 节目素材在传输过程中需经过多次复用和编解码, 从M-JPEG→模拟AV (YUV) →MPEG-2→模拟AV (YUV) →M-JPEG。
4 系统主要硬件和软件选型
嵌入式硬件主机系统及相关外设工业级硬件构成嵌入式回传服务器, 结构如图6所示。
软件系统构成如图7所示。
5 系统技术设计分析及应用效果
技术设计分析及应用效果:
1) 采用MPEG-2编码格式利用SDH网络DS3通道直接传输是广播电视节目信息传输的传统技术, 由于没有考虑到编辑的特殊性, 将传输播出格式用于编辑节目素材, 手动操作繁琐, 这种传输方式有一定的局限性。
2) E1通道每个县只要8 Mbit/s带宽, DS3要45 Mbit/s带宽;在网络租用费上, 8 Mbit/s肯定比45 Mbit/s便宜, 系统可有多种选择, 如用DS3通道就没有余地, 电信、移动、网通、铁通等电信运营商不能提供45 Mbit/s通道。在线路速率利用上, 运行在PPP over SDH的IP为95%, 对于广域网主干路由器来讲, IP over SDH额外的容量将显得十分诱人。
3) 基于IP over SDH的方案与MPEG-2传统传输方案的比较如表1所示。
6 小结
综上所述, 在高性能、宽带的IP业务发展方面, 国内外广泛建设的SDH环境为IP over SDH和IP技术的推广创造了良好的条件。目前, 上行系统基于IP over SDH平台的IP设计模式在广电传输中运用不多, 特别是IP技术应用于广电直播和节目素材、信息交换等领域发展较慢;相比之下, 信息产业部门的IP技术已广泛应用于行业发展, 并取得显著的成果, 随着吉位高速路由器的进一步成熟和IP业务的进一步增大, IP over SDH的应用会越来越广泛。
画图网上行等 篇2
程蕴谊
画图工具想必大家都知道吧，是windows自带的一个图片处理工具，虽然功能很简单，但对于一些普通的应用还是很方便的。简单未必不能出彩，也许你身边没有高手，但是把范围拓宽到网络上，高手就很多了。登录canvaspaint．org／blog页面，这里有很多网友用画图工具制作的作品，很难想像他们是怎么做出来的吧?canvasPaint网站提供了一个在线的画图程序，它和系统中的画图几乎是相同的，操作也大同小异。
CanvasPaint支持Opera、Firefox、Safaril等非IE核心的浏览器。登录网站canva spaint．org就可以看到CanvasPaint的主界面，下面来看看怎么使用吧!点击“File／Open(文件／打开)”打开文件选择对话框，与画图程序不同的是它只能打开在线图片进行处理。直接输入需要编辑的图片地址，打开后就可对图片进行各种编辑操作了，比如取色、填充、喷枪、放大、缩小等，方法和画图程序是一致的，这里就不多说了(如图1)。
完成编辑后，就该保存作品了。CanvasPaint提供了两种保存方式：Download(下载)和Save Online，(在线保存)，直接在“File”菜单中执行相关选项即可。比较有趣的是在线保存，它会把图片直接保存在网站服务器上，执行命令后你就能看到图片的链接地址。
点击网页右边的“visit the blog(访问博客)”按钮可以看到很多网友保存的作品，然后点击页面中的“Recentdrawings(最近的图画)”可以看到你刚才的作品，即使忘了前面给出的图片地址，在这里也可以重新下载(如图2)。
BitComet使用新技巧
庞章彬
Bitcomet最近更新不断，功能越来越丰富，设计也越来越贴近用户，使用起来也越来越顺手，下面就是BitComet的几个小技巧。
FLV视频下载播放一条龙
FLV视频最近比较热门，用BitComet就可以把网页中的FLV、SWF等动画文件下载。具体操作方法是：用浏览器打开含有动画的页面，在页面空白处右击鼠标，执行弹出菜单中的“使用BitComet下载本页视频”，打开“选择要下载的链接”窗口，勾选要下载的文件(如图1)，如果链接较多，可以单击“筛选”按钮来选择要下载的链接，单击“确定”按钮弹出“新建下载任务”窗口，单击“立即下载”即可。BitComet还带了一个FLV播放器用来播放FLV文件，从“开始”菜单执行“Bitcomet／I具／FLV播放器”即可。
转移文件
下载的各种文件需要整理，不用打开“我的电脑”，在BitComet中就可完成文件的移动。在“已下载”中选择一个下载文件并用鼠标右击，选择“文件移动到”菜单(如图2)，可以把文件直接移动到桌面、我的文档等文件夹中，选择“其它位置”可以在打开的窗口中选择任一个文件夹。
上行系统 篇3
1 半静态调度传输
演进基站e NB(evolve Node B)在连接建立时就配置好半静态调度的参数，再通过PDCCH激活半静态调度。一旦SPS调度被激活，UE将认为在固定周期的子帧上存在固定的频域资源进行数据的收发。可见，SPS调度具有一次授权、周期使用的特点，这非常适合VoIP、视频流等IP业务的传输。半静态调度传输，可以充分利用话音数据包周期性到达的特点，一次授权，周期使用，可以有效地节省LTE系统用于调度指示的PDCCH资源，从而可以在不影响通话质量和系统性能的同时，支持更多的话音用户，并且仍然为动态调度的业务保留一定的控制信息以供使用。
完整的半静态调度传输分为4个步骤：半静态参数配置、半静态调度激活、上下行半静态传输与HARQ以及半静态调度释放。本文主要着重分析上行半静态调度机制及其HARQ过程。
1.1 半静态参数配置(上行)
网络端RRC在连接建立时将参数配置给UE端的RRC层，经UE端RRC层解析出来之后保存，同时发给底层的MAC层。上行半静态调度的主要参数包括：
semiPersistSchedC-RNTI
上行半静态配置:
semiPersistSchedIntervalUL
ENUMERATED{10 ms,20 ms,32 ms,40 ms,64 ms,80 ms,160 ms,320 ms,640 ms}
impliciReleaseAfter
ENUMERATED{e2,e3,e4,e8}
twoIntervalsConfig
ENUMERATED{true}
1.2 上行半静态调度及HARQ过程
第N次半静态数据传输的位置可以由下面的公式推算得出：
这里，SFN为上行半静态数据传输的无线帧号，subframe为上行半静态数据传输的子帧号，SFNstart time与subframestort time上行半静态调度激活后第一次半静态数据传输对应的无线帧号和子帧号，其中，N≥0,N=0对应激活后的第一次上行半静态数据传输。
LTE协议中规定，对于上行半静态传输，数据的重传方式可以是同步自适应HARQ或同步非自适应HARQ两种方式，非自适应重传用的是上一次传输所使用的资源和调制编码方式。上行为同步HARQ，数据的初始传输以及重传都有固定的时间间隔，所以会存在半静态数据的非自适应重传和周期性到达的新数据的碰撞问题，降低了资源利用率，本文以TDD(Time Division Dual)简述存在的碰撞问题。
对TDD上下行配置2，上行半静态周期(semiPersistSchedIntervalUL)10 ms，如图1所示。
UE在子帧3收到SPS C-RNTI扰码的PDCCH，且DCI和NDI均符合半静态激活条件时，在子帧7上进行半静态调度的初始传输，且每隔10 ms发送一次上行数据。在子帧3上收到进程0的NACK反馈[1]，可以看到，进程1新数据的上行传输和进程0的重传是在同一子帧，从而产生资源碰撞问题。
由以上分析可知，对于进程0，第一次的上行重传就产生碰撞，这对于系统的资源利用率和系统的稳定性有很大影响,对此,LTE提出了双周期半静态调度的解决方案。twoIntervalsConfig值置为true，且对于不同的初始上行半静态调度起始位置，有相对应的子帧偏移(Subframe_Offset)[2]，第N次半静态数据传输的位置可以由下面的公式推算得出：
其中，N≥0,N=0对应激活后的第一次上行半静态数据传输。针对上面的情况，具体的调度方式如图2。
由图2可以看出，进行双周期配置后上行半静态调度的周期变为:semiPersistSchedIntervalUL+SubframeOffset和semiPersistSchedIntervalUL+SubframeOffset。图2中半静态调度的周期变为5 ms和10 ms交替，且进程0的重传次数由一次变为两次，重传次数的增加对于VoIP等业务的质量有了一定的提升。
2 问题分析及解决办法
在LTE系统中，对于TDD系统，一个VoIP包进行4次传输才基本上可以保证其传输质量[3]。对于上例中所述，相对于无双周期的上行半静态调度，双周期配置的调度方式数据包重传次数增加了一倍，但是对于Vo IP的业务质量并有较大的提升。在重点研究了半静态调度的初始调度位置和周期后，提出了以下解决方案。
2.1 上行半静态调度周期的选择方案
根据1.2节的分析可以看出，选择一个合适的半静态周期可以相应地增加半静态重传的次数，对于双周期配置，不同的上下行配置和上行半静态初始位置，所对应的子帧偏移(Subframe_Offset)不同，第N1个半静态数据包传输的位置可由下式得到：
而某个数据的第N2次重传的位置可由下式得到：
如果两式相等，则可以判断重传是否与新数据的传输发生碰撞。可以得到下式：
由于具有双周期配置的上行半静态调度周期是短周期和长周期的交替，故只需选择短周期和长周期上各一个数据包的传输案例，就可以代表整个半静态调度的传输。以第一次和第二次半静态数据包传输为例，针对不同的半静态起始位置，分析满足上述两次传输的重传都满足至少4次传输的semi PersistSchedIntervalUL。
对于上下行配置2，上行半静态调度初始位置7，上行半静态调度周期20 ms，子帧偏移为-5 ms，其新数据的传输次数与处于长周期和短周期的数据传输次数的仿真波形如图3所示,图中横坐标为新进程传输次数，纵坐标为重传数据的传输次数。从图3中可以看出，在SPS周期为20 ms时，处于短周期和长周期的上行进程在第4次重传时才与新数据发生碰撞，相对于上行半静态调度周期10 ms，重传次数增加。
而在上行半静态调度周期40 ms，子帧偏移为-5 ms的情况下，其新数据的传输次数与处于长周期和短周期的数据传输次数的仿真波形如图4所示。
处于长周期和短周期的进程重传次数增加到8次，相对于上行周期20 ms，对于TDD系统，8次重传已经足以保证一个VoIP包的传输质量。
对于不同的上下行配置以及半静态传输起始位置，通过2.1节中的公式仿真并进行分析，满足处于长周期和短周期的数据传输次数至少4次的周期配置见表1。
2.2 碰撞进程延迟方案
碰撞进程延迟方案原理：在上行半静态周期配置较小的情况下，UE端利用2.1节中的公式进行判断，若新数据与重传数据发生碰撞，则延迟发送新进程到下一个半静态发送时刻且将半静态资源用于重传数据的发送，这种牺牲新数据实时性的调度，保证了更多数据包的传输质量，且在周期配置较小的情况下，新数据延迟时间相对较小，对新数据的传输影响也相对较小，同时降低了资源碰撞的概率，提高了系统的性能。具体调度方式见图5。
如图5所示，在上行半静态周期配置10 ms，子帧偏移值为-5 ms时，进程0的重传数据本来与进程2的新数据在子帧7上发生碰撞，这里将新进程2延迟到下一个半静态传输时刻进行传输，这样虽然进程2的新数据传输延迟了20 ms，但是使得进程0和进程1的数据传输次数达到4次，4次重传已基本上可以保证一个VoIP数据包的传输质量,虽然进程2数据的发送延迟了20 ms，但是这种调度提高了整个系统数据包传输的有效性，相对于时延，数据包传输质量的提高给用户带来更好的业务体验。
调度是判断一个系统好坏的重要因素。本文通过对上行半静态调度机制的深入研究，分析了上行半静态调度碰撞的原因，针对不同上下行配置和半静态起始传输位置分别配置具有针对性的上行半静态周期，同时提出并设计了在半静态周期较小时的资源冲突解决方案，通过分析可以看出该方案能够有效提高系统的稳定性和资源利用率。
参考文献
[1]3GPP TS 36.213 V9.0.1.Evolved Universal TerrestrialRadio Access(E-UTRA);Physical layer procedures[S].2009.
[2]3GPP TS36.321V9.1.0.Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA)Medium Access Control(MAC)protocol specification[S].2009.
垄上行（组诗） 篇4
瓜棚李下，春气上扬
我心结子，百香浩荡
雨在帘外，喧嚣分隔
我们只顾说着没有形容词的 赞美
低头的刹那，瓜就熟了
我需要识别的农业
模糊了春天
举目四望：春风吹送的田野
越来越低，像我们
期待的果子，紧贴大地
春天即逝，我该回到减法里
像静谧不语的瓜果
减去繁花，留下光泽
垄上行
春风发出的请柬
转眼就散落成一地的信函
身旁苏醒过来的稻草人指引我
批阅大地
垄上，春光浩荡
我的春心
在遍地的春花和蓬勃的新绿间
疾书狂草
我写下雨雾和阳光
写下蚯蚓的动静和播种的快感
在土地的墒情里
我写下一场及时雨的温暖
这样静静立在垄上
让新鲜的事物将内心的空旷
慢慢填满
温暖
中午干活回来途经少年路口
见一群老人挨个坐在街边的
花坛上
晒太阳，像一群爱惜羽毛的企鹅
挨得很紧，把冰冷的孤独死死
挡在身外
“浮云怎么留得住要下的雨
水？”
听到歌声，他们同时转过了头
仿佛我是一头猛扑而来的狮子
息潮的大海，屏住呼吸
他们松弛地看我，眼里转动着
波涛
不知是寒冷，还是由于曝晒
每个人的表情都张贴着同一 种潮红
这红，从年画里涌来，离我如
此之近
突然想起马上就要过年了
在异乡，面对这群安详的老人
我不是猛兽，而是落单的那一
只企鹅
“眼眶怎么留得住掉下的泪
水？”
在歌声的继续中，默默地走开
我是自己的海，找到了向往的
温暖
词根的故乡
在山脚找到词根的故乡
激越的山风
吹亮每一枚松针上的每一滴
露珠
顺着苍劲的老根，找到回家的
路
路过的每一条小溪
多像身上奔腾的血管，无论在
哪里
都会将我引向辽阔
为什么这一生穿越风尘依然
干净
因为故乡的松涛，是我要抵达
的澄明
只要肯蹲下身来，侧耳
就能听到鱼儿的母语，这降调
的乡音
在山中，在为人不察的热爱里
深沉；一辆牛车上的故事
被不平的山路吱嘎摇响
仿佛我踩着的石板，是故乡的
脊骨
就这样不曾停下
我为满山的雾霭笼盖，无声无息
责任编辑 张颐雯
上行系统 篇5
该卫星车的设计总体要求是:能够满足重大节目现场直播的需要;整车应具备高度的安全性、实用性和技术先进性, 能够全天候高质量回传3G、1.5G码流高清电视或标清电视, 也可以在有需要时以MCPC方式或SCPC方式传输多路标清电视信号。
本车在上行系统的设计中, 首先根据以往经验选定编码器、解码器、升频器、高功放和天线等设备, 然后根据设备的相关参数进行链路计算, 以检验系统的可行性。
一系统构成
根据广东多雨气候条件该系统选用C波段频率, 以减少雨衰。图1是上行系统结构图。编码器、升频器、高功放1:1备份, 设备由两台UPS电源分别供电。编码器采用Ericsson最新型VOYAGER II编码、调制一体机, 该机支持3G-SDI、HD-SDI、SD-SDI数字视频输入, 信源压缩编码可采用MPEG-2格式或H.264格式, 支持DVB-S QPSK和DVB-S2 QPSK、8PSK调制。编码器倒换开关为DEV1951 (IF 2×1) 。升频器采用的是COMTECH UT4505, 升频器内置COMTECH TSM倒换开关。高功放采用的是XICOM XTRD-400C行波管高功放, 最大输出功率400W;高功放倒换开关为XICOM XTC114D。卫星天线采用的是VERTEX RSI 2.4DMC, 直径为2.4米。
已嵌入音频的标清数字信号 (SD-SDI) 或高清数字信号 (HD-SDI/3G-SDI) 送入编码调制器VOYAGER II进行信源编码、信道编码及调制, VOYGER II可以采取MPEG-2格式或H.264进行压缩编码, 支持DVB-S QPSK和DVB-S2QPSK、8PSK调制。经VOYAGER II编码调制后输出频率为70MHz的IF已调信号。编码器倒换开关DEV 1951 (IF2×1) 选出一台VOYAGER II的输出经功分器分别送到两台升频器。IF信号经升频器COMTECH UT4505把频率变换到上行的RF频率。备升频器输出送到主升频器内置的倒换开关输入接口, 倒换开关选出一路输出经功分器分配到两台高功放。高功放把RF信号放大至发射所需的功率, 最后经波导倒换开关选出一路送卫星天线。以上倒换开关都是自动-手动可选, 方便出现故障时及时倒换备路。
二链路计算
针对上述拟定系统, 根据所选设备参数、卫星参数、上行点下行点参数, 计算链路带宽、上行功率, 链路门限余量, 以确定系统的可行性。
1. 链路计算的相关参数
(1) 卫星车上行系统相关参数
•编码器 (VOYAGER II) —数字视频码率 (bit-rate) :1Mbps~80Mbps;输出符号率 (Symbol Rate) :1Msym/s to48Msym/s;纠错率 (FEC rates) : (DVB-S QPSK) 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8; (DVB-S2 8PSK) 3/5, 2/3, 3/4, 5/6, 8/9, 9/10;
•高功放—输出功率400W, 即26d BW;
•上行卫星天线参数—天线口面尺寸:2.4M;天线发射增益:40.7 d Bi; (厂家提供的参数) 。
(2) 接收点设备相关参数
a.天线增益
接收C波段卫星天线分别为4.5M和6.2M。按下式计算:
其中天线效率η按65%计算, 下行波长λd为0.0767M。
b.接收机参数
接收机采用的是Ericsson的RX8200, 是模块化的接收机, 通过配置不同的模块满足不同的信号格式和功能要求。本设计选配RX8200/HWO/DVBS2/2卫星输入模块;RX8200/HWO/HD/3G视频输出模块。厂家给出的相关参数:载波输入频率950MHz~2150MHz;DVB-S Symbol rate:1Msym/s~45Msym/s;FEC:1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8对应门限Eb/No (d B) :4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.4。DVB-S2 Symbol rate:1Msym/s~60Msym/s:FEC 8PSK:3/5, 2/3, 3/4, 5/6, 8/9, 9/10:对应门限Es/No (d B) :5.5, 6.62, 7.91, 9.35, 10.69, 10.98。
(3) 使用卫星的参数
亚洲五号是我们使用最为频繁的卫星, 卫星定位为东经100.5度, 在华南地区对星仰角较高, 使用方便, 选择亚洲五号C波段为例计算较接近实际使用情况。该星的主要参数如下:转发器带宽:36MHz;最大有效全向辐射功率 (EIRP) :41.0d BW;最大品质因数 (G/T) 1.2d B/K;最灵敏饱和通量密度 (SFD) -96.4d BW/m2 (G/T=1.2d B/K, 5d B衰减) ;转发器输入回退BOi 6d B;转发器输出回退BOO3d B。
(4) 其他计算所需参数
上下行地点都以广州为例计算, 广州的位置是东经113.5¼;北纬23.3¼。上行点到卫星的距离:
其中为上行点经度与卫星位置经度差:
则:
上下行点到卫星的距离取一致对计算精度的影响不大d=36566km。
上行频率取C波段的中间频率fU=6.135GHz。下行频率取C波段的中间频率fD=3.9125GHz。
2. 上行链路计算
(1) 带宽确定
按卫星车支持的最大码流3G高清数字码流计算:由于3G码流太大, 用H.264进行压缩编码, 可大大缩减码流, 为了最大限度保持源图像质量, 在此参考索尼蓝光规格, 压缩后码流Rb用40Mbps。信道编码采用BVB-S2标准、8PSK调制、前向纠错FEC=2/3, 信道编码开销:BCH外码0.6%、Header0.4%、同步开销2.2%, 滚降系数α=0.25。传输速率:
符号率:
以上计算未考虑伴音, 加上伴音及频谱保护带, 取BW=27 MHz, 27MHz带宽也符合卫星公司临时租用转发器以9MHz为单位的规定。
(2) 转发器推至饱和所需的高功放输出功率
计算上行链路自由空间损耗LU:
考虑到0.5 d B大气吸收, 取LU=200 d B。
计算本载波所需上行有效全向辐射功率EIRPe:
其中:
SFD (功率通量密度) =-96.4d BW/m2;
BOi (转发器输入功率补偿) =6d B;
10lg (36/27) ——对应27MHz带宽上行功率回退;
λU——上行载波波长=3×108/6.135×109=0.049m。
转发器推至饱和所需的高功放输出功率Pt:
其中:
Gt——天线发射增益40.7d B;
Lf——馈线波导等产生损耗取0.5d B;Lp——天线指向损耗取3d B;
Pt=59.2-40.7+0.5+3=22d BW
高功放输出功率需要22d BW, 折合158.5W。
3. 下行链路计算
(1) 计算下行链路自由空间损耗LD
考虑到0.5d B的大气吸收, 取LD=196d B。
(2) 计算下行接收站品质因数 (G/T) D,
首先计算接收系统噪声温度T:T=TA+TLNB+ (TSA T/G1其中:
天线增益G按6.2m接收天计算G=46.2 (d B) ;T A——天线的等效噪声温度;取值为20 K;T LNB——高频头等效噪声温度;取值为30 K;TSA T——卫星接收机的等效噪声温度;
G1——高频头输入端到卫星接收机输入端之间的净增益。
由于G1较大 (60d B~65d B) , TSA T对系统噪声的贡献很少, 可以忽略 (TSA T/G1) 一项。则:
(G/T) D=G-10 lg T=46.2-10lg50=29.2d B/K
(3) 计算下行链路载波功率噪声密度比 (C/n0) D
下行链路方程:
其中:
EIRPS——转发器饱和等效全向辐射功率41.0d BW;
10lg (36/27) ——对应27MHz带宽功率回退值;
BOO——转发器输出补偿3d B;
ΔLD——下行链路附加损耗, 包括天线指向误差, 极化失配和馈线损耗等, 取ΔLD=4d B;
k——玻尔兹曼常数10lgk=-228.6d BJ/K;
4. 计算总链路载波功率噪密度比 (C/n0) T d BHz
总链路方程:
以上各项为真值, 其中 (C/n0) IM为载波功率与交调噪声密度比, 由于充分的补偿, (C/n0) IM通常很高, 因而交调的影响可以忽略。另 (C/n0) T受上下链路噪声影响, 但由于 (C/n0) U>> (C/n0) D, (C/n0) U对 (C/n0) T的影响较小, 计入上行链路噪声因子βU=-0.5d B代替, 则总链路载波功率噪声密度比 (C/n0) T简化为:
5. 计算门限余量Ml (d B)
当采用DVB-S2信道编码, 8PSK调制、FCE取2/3时, 接收机门限:
三结论
从以上计算可见:
•上行所需高功放输出功率22d BW, 本设计高功放采用的是XICOM XTRD-400C行波管高功放, 最大输出功率26d BW, 高功放功率输出余量26-22=4d BW, 满足要求;
•租用带宽27MHz;
•可用 (Es/n0) T为20.95d B, 当采用DVB-S2信道编码, 8PSK调制、FCE取2/3时, 对应接收门限为 (Es/n0) th=6.62d B, 门限余量14.3d B, 满足要求。以上按6.2M接收天线计算, 当使用4.5M接收天线, 天线增益减少3d B, 门限余量相应减少3d B, 但仍满足要求。
以上计算是传输一路3G-SDI数字电视信号的情况, 若用该系统以MCPC方式传输多路标清数字电视信号只要总码流Rb不大于40Mbps, 系统可用。要是用SCPC方式传输, 要考虑上行高功放输入回退, 上行功率比MCPC方式要低, 还要加上频谱保护带宽, 上行视频路数也相对较少。
参考文献
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[2]王秉钧王少勇田宝玉《现代卫星通信系统》电子工业出版社2004
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上行系统 篇6
虽然最大化发射功率对应最大的吞吐量,但是由于小区间干扰会限制小区边缘UE吞吐量及系统容量,同时若发射功率过大有可能导致SC-FDMA中的子载波间的正交性的损失,造成一定程度的频率偏移,从而导致小区内部干扰,所以不能一味地增大功率,要根据UE的服务质量(Quality of Service,Qo S)需求决定其发射功率。
通过仿真发现,现有的两种功率控制方案各有所长,闭环方案比开环方案在小区边缘UE吞吐量方面有40%~55%的提升,但是这种提升是以牺牲10%~20%的小区平均吞吐量来实现的。两种方案中,小区边缘UE吞吐量和小区平均吞吐量之间相互矛盾,此消彼长。为此,提出了一种针对不同区域的UE采用不同功率控制的解决方案。
1 功率控制
LTE及LTE-A系统中的功率控制指的是上行功率控制,下行链路一般采用功率分配的解决方案。
1.1 功率控制的两种模式
在实际工作中功率控制可以分为开环功率控制(Open Loop Power Control,OLPC)和闭环功率控制(Closed Loop Power Control,CLPC)两种工作模式。OLPC的基本原理就是依据UE自身测量值来设置发射功率,简言之,就是功率的初始化问题;CLPC的基本原理是UE要对e Node B进行信息的反馈,也就是说e Node B在接收到UE的信息反馈后,根据UE的测量结果下发更加精确的信息给UE,来指导UE进行功率发射,这种实时的功率控制机制的性能更好。闭环功率控制的流程如图1所示。
1.2 PUSCH的功率控制
由于物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel,PDSCH)采用功率控制不是那么必要,所以仅在物理上行共享信道(Physical Uplink Shared Channel,PUSCH)、物理上行控制信道(Physical Uplink Control Channel,PUCCH)、探测参考信号(Sounding Reference Signal,SRS)、随机接入信道(Physical Random Access Channel,PRACH)上采用功率控制技术。在实际通信系统中,PRACH在发送前导码时采用开环功率控制,PUSCH和PUCCH均采用闭环功率控制,为了节省资源SRS一般不发送。由于PUSCH承载数据信号、叠加在其上的RRC控制信号及CQI信令,主要完成用户数据的传输,所以功率控制主要是针对PUSCH的功率控制。
功率控制就是对每个子载波上的功率进行控制,发射功率的单位为d Bm。协议TS36.213明确指出,PUSCH在子帧i的开环功率控制基本公式为:
闭环功率控制由两部分组成:一是基本的开环工作点,二是在每个子帧都要进行的功率动态偏移项的更新,基本公式为:
式中,Pmax为由UE等级决定的允许最大发射功率,UE发射功率的典型范围为-50d Bm~24d Bm(即10-5m W~250m W),Pmax取值为24d Bm(250m W);MPUSCH为PUSCH所传输的资源块(Resource Block,RB)的个数;PO_PUSCH,c(j)为高层设定,小区特有参数PO_NOMAL_PUSCH,c(j)与UE特有参数PO_UE_PUSCH,c(j)之和,PO_NOMAL_PUSCH,c(j)∈(-126,24)d Bm,不同的j对应不同的上行数据包,j∈{0,1,2}。
αc为路径损耗补偿因子,由高层信令配置,αc∈{0,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1}。“完全补偿(αc=1)”的目的在于只有一个小区工作时实现小区边缘UE公平性的最大化;“部分补偿(αc<1)”的目的在于多个小区联合工作时,在小区边缘UE正常通信且系统整体吞吐量增加的同时,确保对相邻小区产生尽可能小的干扰,一般取值为0.7,可以确保边缘UE不会产生明显损耗,实现了上行吞吐量的最大化(比αc=1时获得了15%~20%的容量增益);PL为路径损耗,由实际传播环境决定,由UE对下行链路信道状况的估计决定,在仿真过程中将天线增益、阴影衰落及穿透损耗统一规划到路径损耗中来考虑;ΔTF,c为MAC层针对特定的调制编码方式(Modulation and Coding Scheme,MCS)的功率调整值。UE的MCS方式由e Node B的调度决定,通过UE发送的MCS,可以较快地调整UE的发射功率谱密度,从而达到以往制式采用的快速功率控制的效果;fc(i)为UE的特定参数,由高层给出,也叫发射机功率控制命令(Transmitter Power Control,TPC),在闭环功率控制中由UE的反馈所形成的调整值,由噪声、干扰和功率谱密度等因素共同决定,e Node B通过在PDCCH下发的TPC对UE的发射功率进行调整。
2 改进方案
2.1 基本概念
参考信号接收功率(Reference Signal Receiving Power,RSRP)是某个符号内承载参考信号的所有资源元素(Resource Element,RE)上接收信号功率的平均值,由UE完成测量,分为邻小区RSRP和本小区RSRP,其具体取值的累积分布(Cumulative Distribution Function,CDF)如图2所示。RSRP一定程度上可以反映UE距离e Node B的远近,UE距离基站越远,本小区RSRP越小。基于RSRP这一特性,以RSRP为依据将小区划为三个“区域”:边缘区、中区和优区。
根据RSRP的两个参考门限及当前UE自身的参考信号接收功率RSRPself确定当前UE所处的区域,具体划分原则如表1所示,划分的区域结果示意图如图3所示。
2.2 具体改进方案
确定了UE所处的位置后,对三个不同区域内的UE采用不同的功率控制方案。具体流程图及改进步骤如图4所示。
①计算用户与基站的之间的距离并估算路径损耗、阴影衰落及天线的相关增益。
②根据路径损耗确定相关的路径损耗补偿因子αc。
③根据基站发送的公共参考信号及路径损耗,统计测量本小区所有UE的RSRP,并确定RSRP的取值范围(RSRPmin,RSRPmax)。
④为判定UE位于哪个区域确定门限RSRPth1及RSRPth2,设步长
⑤若满足RSRPself>RSRPth1,则UE所在位置为优区,在原发射功率的基础上继续增大发射功率,增加量为g*△RSRP,其中g为参考功率差补偿因子,△RSRP为改进闭环功率控制修正因子。
⑥若满足RSRPth2<RSRPself<RSRPth1,则UE所在位置为中区,按照协议公式随着路径损耗的增大对路径损耗进行适当的补偿,即随着路径损耗的增加,发射功率逐渐增大。
⑦若RSRPself<RSRPth2时,则确定UE所在位置为边缘区,在闭环功率的基础上对这部分UE的发射功率进行减小,减小量为g*|ΔRSRP|,提升小区边缘用户的吞吐量;在闭环功率控制的基础上略微降低这部分UE的功率,以降低其对邻小区产生的干扰。
⑧根据上述在闭环功率控制基础上添加的修正因子,重新进行TPC命令的发送,从而根据UE所在区域选择不同的发射功率进行功率的更新。
综上,改进后的发射功率为:
式中,g为参考功率差补偿因子。综合ΔRSRP、UE最大发射功率及对相邻小区干扰等多方面因素,g的取值如下:
式中,ΔRSRP为改进闭环功率控制修正因子,计算公式为ΔRSRP=RSRPself-RSRPneighbor-max,确定该因子的具体流程如图5所示。
3 仿真结果
根据以上分析计算,确定仿真参数如表2所示。
在仿真分析过程中,有如下定义:
①边缘UE吞吐量TPedge
实际系统中分布在小区边缘UE的吞吐量。在仿真过程中,将对7个小区内的所有UE的吞吐量进行统计,最后将其由大到小排列,然后取末尾5%处UE的吞吐量作为小区边缘UE的吞吐量。
②小区平均吞吐量TPaverage
③干扰热噪声(Interference over Thermal,Io T)
,I为接收到的干扰信号之和,N为噪声。在LTE系统中,上行干扰特征会受到实际场景及功率控制参数等方面的影响,而衡量上行干扰特征的指标就是Io T。
④信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)
,P为接收到的有用信号的强度,Isum+N为接收到的干扰信号(噪声和干扰)的强度。
随着每扇区UE数目的增加,传统开环、传统闭环及改进的功率控制的边缘UE吞吐量的对比结果如图6所示。
仿真结果表明,随着UE数目的增加,三种算法的小区边缘UE的吞吐量都呈下降趋势,这是因为UE数目虽然增多了但频谱资源却是有限的,随着UE数目的增多小区间的干扰增大,这对于小区边缘UE的影响是显著的。当UE数目趋于15的时候,下降的速度开始减缓。除此之外,传统闭环策略的边缘UE吞吐量相对于开环方案平均提升了42.46%,这种提升提高了通信系统的公平性,但边缘UE发射功率的增大带来较大吞吐量的同时会增大该UE对相邻小区的干扰,造成小区整体性能的下降。改进算法的小区边缘UE吞吐量比传统闭环算法有22.61%的下降,但相对于传统开环策略的边缘UE吞吐量平均提升了19.85%。采用改进算法之后,把小区边缘UE的位置划定为边缘区,根据算法约定在传统闭环策略的基础上对这部分UE的发射功率进行适当的降低。边缘UE功率的下降使得其对相邻小区的干扰情况得到缓解,这种折中思想换来的是系统整体性能的提升。
如图7所示,针对小区平均吞吐量的仿真结果表明,开环策略的小区平均吞吐量明显优于两种闭环策略,比传统闭环策略平均提高20.14%。除闭环功率控制边缘UE发射功率的增大对邻小区造成了较大的干扰外,无论是传统闭环策略还是改进闭环策略流程都相对开环复杂,要使用更多的信令对其进行控制,造成了更大的时延,这种时延会造成单位时间内系统传输比特数的下降,从而导致了小区平均吞吐量的下降。采用新算法后,小区平均吞吐量相对于传统闭环算法平均有8.75%的提升,这是由于位于中心区内的UE由于其距离基站位置较近、受相邻小区干扰较少等多方面因素的影响,适当提升该区域内UE的功率可以提高小区平均吞吐量,而且由于距离相邻小区位置较远,这种提高仅会对相邻小区产生较小的干扰,达到预期效果。
三种功率控制策略在小区平均性能、边缘UE性能及干扰等方面综合比较如图8所示。
图9为不同算法中上行Io T的分布情况,仿真结果表明,采用改进算法后,上行Io T较开环策略约下降1d B,较闭环策略也有略微的下降。Io T低于40 d B的用户开环策略占了89%,闭环及改进策略分别占96%、97%;Io T低于30 d B的用户开环策略占了30%,闭环及改进策略均占37%左右,这说明改进算法在一定程度上可以抑制小区间干扰。而对于SINR而言,如图10所示,当SINR低于5d B时,改进策略的SINR优于另两种策略,这是因为采用改进策略时,给予边缘UE功率补偿的同时兼顾了干扰特性,所以SINR性能较好。
4 结束语
针对传统闭环功率控制的改进算法,将小区划分为三种不同区域,对于不同区域内的UE采用不同的发射功率控制方案,做到了“因UE施功率”。改进算法相对于传统开环策略的边缘UE吞吐量和传统闭环策略的小区平均吞吐量均有提升,作为一种新型的功率控制方案兼顾了小区平均吞吐量、边缘用户吞吐量及对相邻小区的干扰三种因素,在小区平均性能和边缘UE性能之间实现了较好的折中。
摘要：针对传统闭环功率控制方案提出了一种新的上行功率控制策略,在原有闭环功率控制的基础上,针对不同区域的UE采用不同的发射功率控制方案。基于TDD-LTE仿真结果表明,改进算法在小区平均吞吐量和边缘UE吞吐量之间进行了很好的折中,相对于传统开环方案的边缘UE吞吐量平均提升约19.85%,相对于传统闭环方案的小区平均吞吐量平均提升约8.75%。
关键词：LTE-A,上行,干扰,闭环,功率控制
参考文献
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上行系统 篇7
1.1 网络干扰情况
从2010年7月初开始, 阳江市区CDMA网络出现未明的上行链路干扰, 严重影响到阳江市区繁华区域的无线网络质量, 特别是215号基站阳江电信, 25号基站新力宿舍受到了较明显的干扰。主要表现为通话质量差、掉话多, 并且引起了多宗电信内部用户和普通用户投诉。干扰主要出现在江城区主干道上, 经常有瞬间的强上行干扰电平产生, 使普通语音用户通话出现杂音和瞬间断线现象。
1.2 发现问题及排查过程
1.2.1 网络干扰情况
从统计数据来看, 阳江CDMA网络频繁出现市区大批基站扇区底噪升高的现象, 底噪平均抬高10d B, 峰值在20~30d B, 且不稳定;同时, 底噪升高明显的扇区往往同时伴有掉话次数增多、掉话率上升的现象。
通过数据分析, 发现阳江C网上行干扰存在以下特点:
(1) 干扰强度:瞬间峰值高, 达30d B左右;平均值也偏高, 在10d B左右;
(2) 干扰频段:宽带, 干扰电信CDMA 1.25M带宽。
(3) 出现时间:较随机, 没有明显时间集中性, 不持续;
(4) 干扰范围:影响区域大, 主要集中在市区主干道附近扇区, 老城区较少。
1.2.2 干扰排查过程
1.2.2. 1 网内干扰排查
根据内部干扰排查方法, 我们分别对市区高干扰扇区的硬件和直放站进行检查:采用板件替换, 测试输出功率, 驻波比等方法检查了阳江电信 (主要投诉点) 、复位了中心广场、市司法局、育才路, 阳东电信、江城石湾路共5个基站, 发现上述基站板件运行良好稳定, 输出功率, 驻波比均在正常范围。
从阳江电信-0扇区下, 用扫频仪看到室内无异常波峰:
同时对直放站和室内分布系统采取关闭电源观察环境底噪的方法排查了周边海陆空火锅城, 行政服务中心, 粤海酒店, 铜锣湾广场, 濠洋酒店, 武警支队6套设备, 发现直放站运行正常, 未对网络的环境底噪造成影响。
综合以上排查结果, 我们排除了网内干扰的可能, 基本确定了干扰是由于外部干扰源引起。
1.2.2. 2 外部干扰排查
在起初我们查找干扰源时, 由于多次到干扰现场, 寻找不出干扰源, 主要是因为干扰时间太短, 每次都不超过10分钟, 不稳定, 怀疑是行业用户的干扰, 需采用数据分析跟现场排查相结合的方法。我们首先选择了用户投诉期间的呼叫记录数据分析, 提取出该时间段内的IMSI号, 以阳江电信215基站作为中心点周围一圈的基站, 取出12号下午4点到6点CDR数据和13号正常时段数据, 过滤出了119个号码进行跟踪测试。最终发现一批4个广西北海的IMSI号拔号存在问题, 这4个号码不停地重复CM service request和Order message但并没有接入, 这是很不正常的呼叫信令。4个号码频繁地发起呼叫, 这将会大大抬高现网底噪, 对其它用户造成干扰, 而且这四个用户集中同一扇区, 其影响不容忽视。
通过网络跟踪到用户较频繁接入小区是坪郊到塘坪路段, 我们使用安立便携式扫频仪在附近扫描, 进行干扰排查, 根据扫描信号的波形发现在东北方有一较强的干扰波形出现。驱车沿着该方向查找, 最后在一个混凝土浇铸厂将干扰定位。引起干扰的是混泥土车 (田螺车) 对讲系统。终端在拨号时会有瞬间产生背景底噪抬高现象。通过交换配合后台分析和实地扫频确认干扰源如下图。
在混泥土车上看到有毛刺形尖峰干扰信号在CDMA手机发射频段上:
2 优化结论
根据以上分析和排查, 我们得出以下结论:
混泥土车车载对讲机系统对手机发射功率的抬升影响很大, 抬升约10d B左右, 偶有20~30d B的尖峰出现, 特别是在混泥土车集中区域, 手机发射功率抬升尤为明显。混凝土车的行驶路段和受到干扰的基站是相应的, 干扰的时段也和混凝土车的停留时间相对应。基本确定了混泥土车车载对讲机系统就是干扰网络的源头。现场检查这款车载对讲机系统, 发现其做工较差, 没有任何入网许可证明, 属非法的设备, 经过协调, 用户停用此类对讲系统后, 网络干扰消失, 网络恢复正常。
上行系统 篇8
SC-FDMA (Single Carrier Frequency DivisionMultiple Access)与OFDM (Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access)的最大不同在于SC-FDMA在N点IFFT之前做了M点DFT[1],由于M<N,在IFFT之前补了大量的"0",相当于对原始信号进行了扩频处理,使得频谱密度降低,PAPR(Peak of Average Power Ratio )也相应的降低。所以LTE不采用OFDM做上行,而采用SC-FDMA。LT E-A系统作为LTE后续演进的技术,采用载波聚合技术(Carrier Aggregation, CA),利用片段带宽,提高频谱利用率,发送端将每个载波的符号经过独立调制叠加,当各个子载波相位相同或者相近时,叠加信号便会受到相同初始相位信号的调制,从而产生较大的瞬时PAPR。高峰均比已成为载波聚合技术的一个主要技术阻碍。
本文分析了PTS(Partial Transmit Sequences)以及次优化DPTS (Double Partial Transmit Sequences)降PAPR系统模型,在此基础上提出了一种根据LTE-A上行信道特点[2][3]的高性能和较低复杂度的优化算法改进的PTS算法。
2 典型降低峰均功率比概率类算法
典型的概率类算法有选择性映射Selected Mapping(SLM)算法、部分发送序列法(PTS)算法、次优化两层部分发送序列法(DPTS)算法[4]。下面具体介绍下这三种线性算法。
2.1 SLM算法
SLM算法是将串/并变换后的频域信号,并行地送到多路处理单元进行随机相位处理,最后选择PAPR性能最佳的信号输出,以此抑制PAPR。
设Pu 是长度为N的不同随机相位序列,X(n)是发送数据,SLM计算公式如下:式中1≤u≤U ,1≤n≤N。式(1)是计算不同的相位序列P与X序列相乘,式(2)中xu 是IFFT变化的结果,式(3)是从U个序列中选择PAPR值最小的那个最佳xu 序列输出。
2.2 PTS算法
PTS算法的基本思想是将输入的数据符号X等分割成V个互不重叠的子块Xv ,子块内没有继承原符号相应位置为零 , 每一个子 块乘以不 同的相位 因子b v= ej (v), (v)∈[0, 2π ],得到新的符号序列Y。
式(4)再通过IFFT变换得到时域符号:
式中,x v是Xv 的IFFT值。然后通过选择不同的相位因子bv 组合来进行PAPR比较,找出PAPR最小的相位因子组合{ bv} ,即:
次优PTS算法原理与PTS相同,但由于相位因子bv组合搜索次数少,所以PAPR性能较差。当输入的数据分为V个部分后,每一块分别进行IFFT变化,依次对每个部分进行不同的相位因子选择,选择W次,计算PAPR值选择PAPR小的那个相位因子,经V步计算得到相位因子序列,共计算WV次PAPR值。
2.3 次优化DPTS算法
次优化DPTS算法基本思想是把N点子载波的SCFDMA数据分为2层,分别进行降PAPR处理。具体分层方法:第一层,先把数据分成V个分组;第二层,每V/D个小分组组成一个大分组。第一层的优化对V小个分组数据采用次优化PTS算法;第二层的优化是把D个大组再次使用次优PTS算法。
3 改进的PTS算法
3.1 算法描述
由于傅里叶变换的线性特点,可以先计算U个PAPR值,不需要复数相乘,只通过简单的加减法计算另外U*(U-1)个PAPR值。运算推导如下:
式中,y v1和yv 2 表示SC-FDMA符号,由PTS算法得到的;w v1和w v 2表示加权系数;B v1和Bv 2 表示部分相位
序列; IFFT表示快速傅里叶逆变换。假设序列:
式中,v1,v 2中每个元素p v幅值为1,pv 可以作为部分序列的相位加权因子,通过SC-FDMA符号序列的y v1,yv 2 ,在不经过IFFT运算的情况下获得另一组SC-FDMA符号yv1,v 2。只要SC-FDMA符号幅值不改变,选取单位幅度相位因子的Pv1,v 2= w v1 B v1+ w v 2B v 2,本文中b v1和b v 2分别是相位序列B v1和B v 2的元素,b v1∈[1, -1] ,bv 2 ∈[1, -1]
改进的PTS算法系统流程图如图1,图中X表示输入信息频域符号。
改进的PTS算法具体过程是首先输入数据分割成V个互不重叠部分,分别IFFT处理,并随机产生包含[1,-1]元素的U个相位序列,利用公式:
产生U个符号序列,只需简单的复数乘法和加法运算,计算得到另外U*(U-1)个符号序列,改进的PTS算法使总共可用的计算PAPR值数增加到U2 组,并且只计算U次IFFT变化。
MATLAB仿真环境:聚合两个成员载波的PUSCH资源上报,假设每个成员载波10MHz,带宽NURLB=50,子载波数NURLB×NsRcB=600,且帧结构相同,相位因子在{±1,e±jπ/ 2}或{1,-1}中选取,发射信号采用QPSK星座调制,采样点数N=2048,仿真信号序列数为10 000个。
将改进的PTS算法与本节其它算法做比较,其峰均功率比的CCDF如图2、图3。
从图2、3中可以看出,改进的PTS算法,在数据分块数V=2时,大于峰均比门限的概率为0.01的条件下,比原始数据的峰均值改善了1个d B,其性能与PTS(V=2,W=4)、次优PTS(V=2, W=4),DPTS(V=2,W=4,D=2)相差不多,DPTS算法略好。
从图4、5看出,改进的PTS算法,在数据分块数V=4时,大于峰均比门限的概率为0.01条件下,比原始数据的峰均值改善了3个d B,其性能与PTS(V=4, W=4)、次优PTS(V=8,W=4)、DPTS(V=8,W=4,D=2)相差不多,DPTS算法略好。由图4和图5知,随着分块数V的增加,改进PTS算法性能越好。
PTS改进算法如果需要U2 个PAPR值,只需计算U点I F F T变换 ,N(U2 - U) 次复数加 得到(U2 - U) 个S C FDMA符号,产生复数乘法和复数加法的计算量分别为0.5 VNlg 2N和NVlg 2N+ (V-1) NU+ N(U 2- U) 。
为了分析 各种算法 的复杂度 , 用复杂度 降低率(CCRR)来衡量[5],即:
式中,Cnew表示新的算法复杂度,Cold 表示其它算法复杂度。
表1和表2分别描述了改进的PTS相对于其它算法的复杂度。
以上二表比较的条件是计算PAPR个数相同,除了次优DPTS要计算第二层一个额外的PAPR,用于以后仿真性能比较。随着子块数目的增加,改进算法复杂程度降低率增加,当全/次优PTS子块数为16时,改进算法减小乘法和加法复杂度分别为81%和72%左右。
4 仿真分析
本文采用载波聚合下的LTE-A系统,假设每个分量载波带宽为10MHz,NRUBL= 50 ,子载波数N URLB×NsRcB=600,且帧结构相同,相位因子在{±1,e±jπ/2}或{1,-1} 中选取,发射信号采用QPSK星座调制,采样点数N=2 048,仿真信号序列数为10 000个。实验仿真聚合两个载波分量。
图6为不同分量载波组合的原始峰均功率比,可以看出随着分量载波数的增加,峰均功率比增大概率增加,不采用优化算法峰均功率比高,在概率10-4下,PAPR值高达12.5dB。
图7为聚合两个分量载波,计算100个PAPR值的条件下,原始数据,全优PTS方法,次优化PTS,双层次优化DPTS方法以及本论文改进的PTS,互补累积概率分布CCDF[8,9]的性能比较。DPTS第二层子块数D是分量载波数。图中看出改进方法比原始数据减小了近3d B,性能接近全优PTS,但乘法和加法算法复杂度减小84.2%和76.2%。增大改进PTS的子块数为V=10,性能超过全优PTS,乘法和加法算法复杂度与V=25的全优PTS减小68.4%和30.2%,牺牲复杂度换取性能。
5 结论
本文在介绍了降低符号PAPR的PTS算法和次优DPTS算法原理的基础上,提出了基于LTE-A系统载波聚合下,改进PTS算法,该算法与传统的PTS相比大大减少了计算量,得到的相位信息,通过参考信号来传输,避免了额外资源的使用,提高频谱利用率。仿真结果表明该算法在子块数大的时候性能更好且算法复杂度更低,并且生成相位因子的过程适合于实际应用,将复杂的复数相乘转化为简单的加法运算。所以下一步将研究该方法的DSP实现应用于LTE-A系统。
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小心翼翼雪上行 篇9
小心翼翼，谨慎为妙
?茭在雪天的时候外出行走，首先要选择好合适的鞋，最好穿雪地防滑棉鞋、旅游鞋或球鞋，千万不能穿皮鞋、硬塑料底鞋，否则很容易滑倒。
?茭我们平常行走的时候，都要求走人行道，而这一点在雪天时更加重要。所以，再次提醒大家不要在机动车道上行走，防止被车碰到，而且走路速度不要太快。上下台阶时，要掌握好身体的重心，如果有护栏的话应尽量用手握紧护栏，以保持身体平衡。
?茭冬天下雪后路滑，摔跟头是难免的，在许多摔伤的病人中，有许多是肥胖的儿童，他们主要是由于路滑，摔倒后条件反射性地用手掌撑地，从而造成尺骨、桡骨骨折，严重者还需住院治疗。因此，在雪天中走路，肥胖儿童要特别注意安全。
?茭雪天尽量不要骑自行车上路，如果实在需要骑车，一定要低速行驶；不要在易结冰、打滑的地砖上骑车；切勿与机动车抢道，防止被发生侧滑的机动车碰伤；在有较厚积雪或者有薄冰的路面，最好下车步行。
紧急情况，沉着应对
如果突然摔倒，尽量别用手腕去支撑地面，因为这种摔倒姿势最容易造成手臂骨折。一旦摔倒发生骨折，切不可乱揉乱动，应用围巾、书本等工具临时固定好骨折部位，并请求他人帮助，立即到附近医院拍片后让医生治疗。
一般雪后骨折多集中在脚踝骨、尾骨和腰椎等部位。专家提醒，摔倒后不要急于起身，应先看看自己身体哪个部位摔伤了。一般大腿和手腕骨折较轻，人们还能勉强活动；如果腰疼，千万不要随意乱动，因为腰椎骨折后如果随意活动，很可能造成关节脱位，严重时下肢可能瘫痪。此时应该尽快呼救，救人者也不宜随意背、抱伤者，而是要用硬木板将伤者抬到医院，或拨打120急救电话由专业医护人员救助。
还有一点，要特别提醒爱玩打雪仗的男孩子，在雪地里奔跑要随时注意，如果因疏忽大意导致摔跤，这比普通走路时的摔跤情况更严重，所以最好选择平整、开阔的地方玩。
知识链接
天寒地冻注意御寒
随着冬天的到来，人们也开始通过锻炼来御寒，就是用寒冷的温度刺激身体，使身体适应，“冷水浴”和“冷水擦身”都是常用的办法。
但用冷水浴或冷水擦身并不是人人都可以的，身体较弱或大病初愈的人若用这样的方法很可能会引发疾病。所以，不能直接用冷水刺激的人就只好“洗冷气浴”了，这里的冷气只是指冷空气。
把身体裸露在冷空气中就是“洗冷气浴”的方法。在睡觉前或起床时脱掉贴身内衣，全裸在冷空气中一两分钟后马上穿好衣服就收到了冷气浴的功效了。
上行系统 篇10
我站根据《卫星数字电视上行站通用规范》、《卫星广播电视地球站技术验收规范》和《广播电视安全播出管理规定 (卫星广播电视地球站实施细则) 》三个文件中提出的要求, 以“无人值守, 有人留守”为目标, 以“不间断、高质量、既经济、又安全”为根本指导方针, 以科学管理先进技术改造为突破口, 一方面加大考核培训力度, 另一方面经过认真研究和反复论证, 带领和指导站内人员对地球站上行传输系统进行全面改造。通过对信号源系统、天馈线系统、主要设备无缝切换系统、监测系统、网络管理系统进行改造重建。山西广播电视卫星地球站技术改造工程选用国际上先进的广播电视专业播出设备, 基于现状客观科学地选配设备和提出技术方案, 仅仅淘汰了部分不合理的开关, 其余原有设备全部利用, 没有造成任何浪费, 在不影响山西卫视正常播出的情况下顺利完成了全部改造任务。
1 山西广播电视卫星地球站监测系统的改进方案
卫星传输是广播电视传输的一种重要方式, 随着广播电视事业的快速发展, 其地位彰显重要性, 保障卫星广播电视不间断、高质量传输的重要一点, 就是要实现零停播。而对于广播电视卫星传输链路各环节的实时监听、监看监测是一种有效而直接的判断故障点的快捷方式, 可让值班员准确及时的判断故障点, 从而快速、有效地处理故障, 确保卫视节目安全播出。
1.1 改造前存在问题
图1为山西广播卫星地球站原有传输链路信号监测点。为了更直观地监听、监看广播电视信号, 在图1所示的几个信号传输点分别设置了实时监听、监看的信号监测点。
(1) 值班员在值班时曾遇见所有卫星接收机电源中断, 由于频谱仪的信号引自卫星接收机, 故无频谱显示。因此, 值班员无法直观快速地判断是本地接收故障还是其它任何地点接收的卫星信号都出现故障, 以至无法快速找出故障原因。
(2) 原有上行信号传输链路的最后一个监测点设在调制器信号处理环节, 但如果是上变频器或高功放出现故障, 引起信号传输链路中断, 就不能直观判断故障所在点。
(3) 值班员在值班时曾遇见过中星6B卫星转发器出现故障, 值班员通过原有监测系统, 只能监测到上行链路工作正常, 而卫星接收信号全无, 根据此故障现象, 也无法直观快速地判断故障原因。
1.2 改造方案
图2为改进后的技术组网方式。
(1) 增加异地接收监测点
在异地选址架设专用卫星接收天线接收本站发射信号, 所选择的异地接收监测点位置应与本站直线距离在5公里以上, 且电磁环境较好、无干扰, 然后用光纤将接收到的信号传回至本站机房, 使用专用接收机解码后对其进行监测。
(2) 增加自环信号监测点
该采样监测信号取自高功放切换输出口, 在3kW主、备高功放的波导倒换开关后取样, 通过定向耦合器、衰减器输出到测试转发器, 再经过下变频器将该信号转换为L波段信号送给自环接收机, 然后经解码送到监视器进行监测。
(3) 实现了在主监视器上监听、监看所有监测点信号。并可以通过波形监视器监测其播出质量。
(4) 购置码流分析仪
随着数字电视技术的日渐成熟, 为保证数字电视传输与发射的正常运行, 必须采用专业的监测设备实现对运行指标进行的监测。码流分析仪就是为适应数字电视发展的需求而研制开发的一种专门对码流进行监测和分析的设备。数字电视系统包括编码、复用和调制等多个环节, 整个过程涉及的技术指标较多, 其中传输的各种业务信息、控制信息等关键参数, 影响着数字信号的播出质量和整个系统的安全稳定性, 所以必须对这里关键技术参数进行了解和测试。
1.3 取得的成绩
做为山西广播电视卫星地球站的一项技术改造工程, 新的监测系统实现了对我站上行卫视节目的全程监测, 通过对播出信号的全程监测, 能及时发现播出中出现的故障和存在的问题, 快述准确地提供给值班人员, 这样就能大大提高广播电视播出工作的工作效率、工作质量和工作水平, 从而确保广播电视节目的安全播出。
2 山西广播电视卫星地球站天馈线系统技术改造
近几年来全国广电事业发展迅速, 卫视节目作为宣传的主要手段之一, 其覆盖面也越来越广, 影响力也越来越大, 这就对卫星地球站的安全播出提出了更高的标准和要求。为保证卫视和新闻综合广播节目信号高效、优质、安全的播出, 我站对原有的天馈系统进行了技术改造, 进一步完善了原有的上行链路传输系统, 消除了安全播出隐患, 达到了新形势下安全播出的新标准。
2.1 原有天馈线系统存在的问题
山西广播电视卫星地球站原有天馈线系统由一个天线倒换开关和两面发射天线组成, 两面天线一面为9m、一面为7.3m, 两者互为备份, 由天线倒换开关决定用哪面天线上星。在日常使用中, 9m天线由于天线口径面大, 指向性好, 效率高, 所以作为主用天线上行传输卫星信号。当9m天线因故障、维护等因素不能使用时, 用天线倒换开关切换至7.3m天线播出。当遇到大雪天气, 天线有积雪不能满足播出需要时, 就可以对两面天线轮流除雪, 始终保证有一面天线能够正常使用, 维持卫视信号不间断安全播出。送至天线前端的节目信号来自功放系统倒换开关的输出, 此开关决定两路功放分别对应哪面天线。
在目前的上行传输系统中, 地球站采用GENIV 3kW速调管高功放和CPI 750W行波管高功放两套系统互为备份, GENIV3kW速调管高功放接有抗干扰自动增益控制系统, 能够根据信号载噪比自动提升功率, 压制非法信号, 且输出功率上限也较高, 平时作为主用播出系统使用, CPI750W行波管高功放平时关机作冷备份, 只有当GENIV 3kW高功放出现故障时才紧急开启使用。因此, 上行传输系统实际上是用GENIV 3kW高功放通过天线倒换开关送至9m天线上行播出。
此系统存在如下问题:
(1) 在功放倒换开关部分, 由于一套高功放系统对应一面天线, 两套高功放系统平时不能互为热备份。如果两套高功放系统同时开启, 则3kW高功放通过9m天线发射, 750W高功放通过7.3m天线发射, 两套系统同时发射卫视信号, 会造成自我干扰。
(2) 在特殊情况下需要GENIV高功放和CPI高功放, 同时开启互为备份时, 则需要把7.3m天线摇偏, 此时通过7.3m天线发射的信号不会对9m天线发射信号造成干扰, 但两面天线这时不是互为备份关系, 只能是9m天线对准卫星工作。
(3) 在上行传输链路中, 自动功率控制系统需要一个自环信号来与接收信号进行实时比对, 以确认信号是否正常。自环信号最好取自高功放系统末端, 即进入发射天线前的波导端口处, 此处信号能最真实且实时反映出上行信号的质量。
2.2 改造后的天馈线系统
对以上存在问题提出以下改造要点:
(1) GENIV 3kW速调管高功放和CPI750W行波管高功放在正常情况下能互为热备份, 功放倒换开关能够随时倒换任一组高功放系统至主用天线, 真正实现双高功放系统。
(2) 两面天线也能互为备份, 通过天线倒换开关能随时倒换主、备天线, 在两组高功放同时开启的情况下, 不需要摇偏其中一面天线, 不会造成自我干扰, 功放倒换开关和天线倒换开关真正做到了各司其职。
(3) 自环信号取自高功放系统末端, 实现了自环信号和上星信号实时监测比较功能, 且不会对上行传输系统造成任何影响。
改造后的天馈线系统解决了原有天馈线系统暴露出的缺陷和问题, 达到了改造设计思路中提出的要求:
(1) 功放系统倒换开关输出的两路功放系统的信号, 一路去天线倒换开关, 另一路去3Kw假负载。在GNIV 3kW高功放和CPI 750W行波管高功放同时开启的情况下, GENIV 3kW高功放信号通过功放倒换开关至9m主用天线上行播出;CPI750W高功放信号则至3kW假负载, 这样不会产生自我干扰。如通过功放倒换开关倒换高功放系统后, 则GENIV 3kW高功放连接至3kW负载, CPI750W高功放信号通过9m天线上行, 两套高功放系统实现了互为热备份, 能够无缝隙切换。
(2) 9m天线和7.3m天线也可互为备份, 无论信号来自哪套功放系统, 通过天线倒换开关即可选用9m天线也可选7.3m天线上行传输节目, 不存在自我干扰的情况, 不需要摇偏其中一面天线, 保证了天线对卫星的精确性。
(3) 新增定向耦合器和50dB衰减器, 在高功放最末端处耦合出上行信号作为自环信号使用, 实现了自环信号和上行信号的实时监测比较功能。卫星地球站平时上行功率在52dBm左右, 采用50dB衰减器将耦合器耦出合出信号衰减至2dBm送至测试转发器, 测试转发器输入电平上限为10dBm, 从输入电平线性范围来考虑, 采用50dB衰减器是合适的。
2.3 取得的成绩
作为山西广播电视卫星地球站一项技术改造工程, 新的天馈线系统的建立进一步完善了地球站的上行传输链路, 实现了总局要求的主、备系统能够独立承担播出任务的功能, 同时历史性地实现了在不停播的情况下可对设备进行维护和检修, 彻底解决了在不影响山西卫视24小时连续播出时设备出现故障要求即时维护和检修的难题, 保证了山西卫视广告收入不受影响, 创造了不可估量的经济效益和社会效益。
3 山西广播电视卫星地球站信号源数字化改造方案
在卫星广播电视安全播出中, 由于信号源异常或信号源切换造成的停播事故不再少数, 如何避免这类事故的发生, 是我们技术人员需要不断深入考虑的问题。我站在上行传输系统信号源数字化改造中应用智能自动切换开关, 并合理配置切换逻辑, 提高了信号切换系统的自动化程度和可靠性, 有效杜绝因信号异常或信号切换开关导致的停播事故, 确保卫视节目安全优质播出。
3.1 信号源数字化改造思路
山西广播电视卫星地球站信号源原来使用的是模拟信号, 2010年山西广播电视台卫视频道完成了数字化改造任务, 从而彻底告别模拟信号传输时代, 现在信号源已经从原来的模拟信号变为了数字信号, 但由于我站信号源切换器为模拟的, 所以现在山西卫视数字信号通过解码器变为模拟信号进入模拟切换器再进入我站压缩编码系统。这样两次变换使卫视信号质量受到很大损失, 鉴于这种情况, 我站启动了信号源数字化改造工程。
为了更好地发挥信号智能自动切换开关在传输系统中自动切换和保护的功能, 提高系统的自动化程度和可靠性, 对信号智能自动切换开关设备选型应考虑以下基本配置要求:
(1) 设备在技术上具有一定的先进性, 符合广播级数字广播电视传输指标, 操控方便灵活, 长时间不间断工作稳定可靠。
(2) 切换动作迅速、有效, 不会造成播出中断。
(3) 具备本地控制和远程遥控模式下状态显示, 操作控制、参数设置灵活方便, 能提供通讯接口和开放协议, 方便进行网管统一控制和管理。特别是要求具备本机面板切换操作功能, 当网管控制失效或需应急操作的时候, 可以在本机上实现应急切换, 确保播出安全。
(4) 具备双冗余电源供电功能, 满足主、备设备供电分离要求。
3.2 取得的成绩
我站信号源自动化切换开关投入使用, 使山西卫视和赏析新闻综合广播的播出实现了从播出机房到卫星地球站上行传输系统的全面数字化, 且图像质量有了很大提升。山西广播电视卫星地球站信号源系统经过自动化改造后, 能对信号源切换设备进行自动化监测, 当出现信号异常或切换器设备故障时能自动、迅速切换, 有效杜绝了由信号源切换引起的停播事故, 整个上行传输系统的自动化程度和可靠性得到大幅提高, 确保了设备安全运行, 为完成安全播出工作打下了良好的基础。
4 山西卫星地球站网管建设要求及实现
为保证安全优质播出, 实现设备管理的自动化、科学化, 切实避免值班人员的误判误操作, 我站与北京非凡朗天科技有限责任公司共同合作, 研制开发了适合我站上行设备的网管系统。该网管系统能自动读取35台关键设备的200多个运行参数和报警信息, 可使值班员掌握站内所有上行链路设备、天线、UPS数字电源、柴油发电机、外电供电、环境温度湿度等设备状态, 及时发现和处理各种问题。网管系统为预防设备故障而引发的播出事故提供了科学有效的监控手段, 全面提升了我站的技术保障能力。
4.1 监控系统应具备的功能及要求
监控系统应具有三大功能:监视功能、控制功能、管理功能。
监视功能:收集并显示全站各设备数据信息, 收集并显示全站各设备工作状态, 收集并显示全站各设备工作参数, 收集并显示全站各通信系统运行状态, 系统告警和设备告警声光显示, 公共设施状态信息收集与显示。
控制功能:根据需要, 在验证操作员权限之后, 向受控设备发送控制指令, 改变其工作状态或工作参数, 并检查, 核对反馈信息。
管理功能:可以收集、存储、打印采集到的信息, 并按照操作员指令产生操作记录报表、故障统计报表、日统计报表和月统计报表等;处理数据、编排格式, 以便向远端更高一级的监控系统发送;建立工作日志及设备维护日志;记录告警时间、内容;告警解除时间及处理过程。
4.2 选配功能
软件的选配功能包括三大模块:视频监测模块, 频谱监测模块和音频监测模块。
(1) 视频监测模块
该模块提供了卫星上行链路视音频信号监看录制功能, 可将整个卫星传输链路中重要环节 (如视音频信号源、中频自环、射频自环、在线接收等) 的视音频信号进行监看并直观地显示在网管监控界面上。远程客户端也可通过网络监看到该模块画面。该模块还可以将监看到的画面进行48小时滚动录制, 录制文件存储在外置的移动硬盘上, 便于维护及查询。
(2) 频谱监测模块
对于卫星地球站而言, 频谱监测是一个不可缺少的技术环节。频谱监控模块能够更为灵活全面有效地实现频谱监测功能。
(3) 音频监测模块
该模块提供了音频信号监测及录制功能, 可将音频幅值直观地显示在网管监控界面上, 远程客户端也可通过网络监看到该模块画面。该模块还可以将监测到的音频进行48小时滚动录制, 录制文件存储在外置的移动硬盘上, 便于维护及查询。
4.3 网管十大特点
(1) 对上行系统中的关键点的视音频信号进行实时的监测和循环自动录制。
(2) 能自动监测卫星地球站所有设备尤其增加了对两路UPS数字电源、两路柴油发电机和两路外电的安全运行状态的实时检测, 通过电脑屏幕直观反映设备运行状态, 能够动态显示系统远程参数, 并具有故障部位声光告警功能。
(3) 能够快速, 自动的实现信号切换, 实现故障定位, 设备切换和信息处理。
(4) 统一的网管平台, 能在单一界面上对全网所有设备进行所有关键的管理操作。
(5) 通过详细的日志记录自动生成各类报表和统计图形, 并向打印和转存。
(6) 能够实时记录各路信号源和上星播出情况, 为事故查寻提供真实的依据。
(7) 通过权限管理措施使网管系统安全可靠地运行。
(8) 网管中网络拓扑图采用动画方式, 直观显示在线状态, 操作界面更友好。
(9) 对关键设备的切换操作增加提示对话, 提高操作的安全性和可靠性。
(10) 除本地网外, 可以通过远程登陆完成对本地设备的实时监测和软件管理与维护, 能满足总局指挥中心指挥平台的协议要求。
山西卫星地球站网管系统操作方便, 自动化程高, 能直观地监控信号流程, 处理故障迅速。上行设备网管系统安装在主控机房控制台上, 值班人员不仅能全面了解上行链路各设备的工作状况, 还可以严密监测到报警情况, 从而实现快速的主、备倒换, 提高了解决问题的能力, 使上行链路的设备出现运行事故的机率进一步降低。自该系统投入使用后, 经三年多的运行和模拟实测, 从未出现误动作和系统故障, 工作状态非常稳定, 是不间断, 高质量, 既经济又安全地进行安全播出的有力保障。
5 中频调制器、上变频器、高功放设备之间实现自动切换
在卫星广播电视安全播出中, 所有上行传输链路的主要设备之间的互为备份能否自动切换, 是广播电视卫星能否安全传输的重要保障。由于中频、上变频、高功放部分设备出现故障或因值机员误操作而不能自动切换造成的停播事故不再少数, 如何避免这类事故的发生, 是我们技术人员需要不断深入考虑的问题。我站在上行传输系统改造工程中应用了智能自动中频切换开关, 科学合理地进行了上行链路的整改方案, 提高了信号切换系统的自动化程度和可靠性, 有效杜绝因设备故障或人为误操作导致的停播事故, 确保卫视节目安全优质播出。
5.1 中频切换器输出与上变频器连接的改造思路
山西卫星地球站为了达到广电总局对卫星地球站上行系统验收标准的要求, 以及在上行链路设备中包括调制器、中频切换器、上变频器、高功放发生故障时, 不能实现无缝隙自动切换。为了避免因此造成的停播, 我站整改了所有上行链路设备连接不合理的地方。在此之前, 我站中频切换器与调制器NTC/2277之间、上变频器UT4505主、备用设备之间均采用的是“菊花莲”连接。在此种连接中会出现备用调制器对应的是在线高功放, 如果备用调制器出现故障或值机员误操作该调制器时会导致故障, 会出现在线高功放因无激励而倒机发生停播事故。鉴于此种情况, 我站将建站初期菲利浦生产的中频切换器更换为现在的NTC2185中频切换器并将原有的“菊花链”连接改变为现在的连接方式。
5.2 上变频器与3kW高功放之间连接的改造思路
山西卫星地球站在2008年11月对上行系统进行整改之前, 上变频器UT4505主、备用设备之间均采用的是“菊花链”链接, 且主用上变频器UT4505A的输出与3kW高功放A路连接, 而上变频器UT4505B与3k W高功放B路连接。如果上变频器UT4505A在线, 3kW高功放A也在线的情况下, 上变频器UT4505A出现故障或值机员误操作而无输出, 而主、备用上变频器之间又不能自动切换, 这样就会导致停播事故的发生。针对这种情况, 我站将上变频器UT4505主、备用设备之间的“菊花链”连接改为现在的连接方式, 在主上变频器UT4505的输出端接入功分器, 该功分器是日本进口的ATM四功分器, 且上变频器之间可实现自动切换。这样无论上变频器哪个在线或其中一个出现故障均能保证高功放有输入。
5.3 实现3kW与750W之间的互为切换
在启动上行传输系统改造工程之前, 我站3kW与750W之间不能进行切换, 且750W处于冷备份状态。为此我站组织技术人员设计、加工了波导开关, 从而实现了3kW与750W之间的互为切换功能, 从此两部750W高功放处于热备份状态, 这样极大地提高了我站广播电视的安全播出应急保障能力。
5.4 设备选型标准和要求
为了更好地发挥信号智能自动切换开关在传输系统中自动切换和保护的功能, 提高系统的自动化程度和可靠性, 对信号智能自动切换开关设备选型应考虑以下基本配置要求:
(1) 设备在技术上具有一定的先进性, 符合广播级数字广播电视传输指标, 操控方便灵活, 长时间不间断工作稳定可靠。
(2) 切换动作迅速、有效, 不会造成播出中断。
(3) 具备本地控制和远程遥控模式下状态显示, 操作控制、参数设置灵活方便, 能提供通讯接口和开放协议, 方便进行网管统一控制和管理, 特别是要求具备本机面板切换操作功能, 当网管控制失效或需应急操作的时候, 可以在本机上实现应急切换, 确保播出安全。
(4) 具备双冗余电源供电功能, 满足主、备设备供电分离要求。
(5) 具备无缝隙切换的功能。
5.5 取得的成绩
我站上行设备的信号源、中频调制器、上变频器、高功放之间均能实现自动切换。切换开关的投入使用, 使山西卫视实现了从播出机房到卫星地球站上行传输系统的全程自动化, 且图像质量有了很大提升。山西广播电视卫星地球站上行传输系统经过自动化改造后, 当出现信号异常或上行设备故障时均能自动、迅速切换, 有效杜绝了由信号源或设备故障引起的停播事故的发生, 整个上行传输系统的自动化程度和可靠性得到大幅提高, 确保了设备安全运行, 为完成广播电视的安全播出工作打下了良好的基础。
6 小结
综上所述, 通过以上对信号源和上行传输系统的技术改造以及网管系统的建设, 我站上行传输系统已形成组网功能完备、设备配置合理、监测手段齐全、运行安全可靠的现代化播出系统, 使我站安全播出运行保障能力得到大大提高, 连续三年无任何停播事故, 出色地完成了各项播出任务。实现了“不间断、高质量、既经济、又安全”的安全播出目标, 实现了“无人值守, 有人留守”科学管理目标。值机人员在实践中得到了锻炼, 技术水平大幅提高, 社会受众收视反映良好, 取得了一定的经济效益和社会效益。
摘要：本文详细介绍了山西广播电视卫星地球站上行传输系统技术改造方案, 针对地球站以前存在的种种不足和缺陷, 分别对监测系统、天馈线系统、数字化、网管系统以及自动切换系统进行了改造。
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