МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ ПО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ

СТАНДАРТ ОТРАСЛИ

СПУТНИКОВЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ ТРАКТЫ
ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ.

ОСТ 45.163-2001

ЦНТИ «ИНФОРМСВЯЗЬ»

Москва - 2002

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием - Научно-исследовательским институтом радио

ВНЕСЕН Научно-техническим управлением Минсвязи России

2 УТВЕРЖДЕН Минсвязи России

3 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ информационным письмом от 28.04.2001 г. № 3087

4 Стандарт разработан с учетом отечественных и международных документов (стандартов и норм отрасли, стандартов ETSI, рекомендаций МСЭ-Р, МСЭ-Т, Интелсат)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ОСТ 45.163-2001

СТАНДАРТ ОТРАСЛИ

Дата введения 01.08.2001

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на спутниковые линейные тракты передачи сигналов цифрового телевидения с использованием методов формирования сигналов с цифровым сжатием согласно [1] - [3] и методов передачи согласно [4], организованные через ИСЗ на геостационарной орбите в диапазонах частот 6/4, 14/11-12 и 18/12 ГГц.

Стандарт устанавливает требования к основным параметрам и техническим характеристикам трактов и методы их измерений.

Стандарт применяется при проектировании и эксплуатации спутниковых линейных трактов передачи цифрового телевидения и при сертификации оборудования, входящего в их состав.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 50788-95 Установки непосредственного приема программ спутникового телевизионного вещания. Классификация. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений

ГОСТ 26886 Стыки цифровых каналов и трактов передачи и групповых трактов первичной сети ЕАСС. Основные параметры.

ОСТ 45.56-96 Станции земные для линий спутниковой связи, работающие с ИСЗ на геостационарной орбите в диапазонах частот 6/4 ГГц и 14/11-12 ГГц. Типы, основные параметры, технические требования

ОСТ 45.77-97 Станции земные передающие фидерных линии спутниковых систем непосредственного телевизионного вешания. Основные параметры. Методы измерений

Р 45.01-97 Методы измерений основных параметров бортового ретрансляционного комплекса космического аппарата систем спутникового телевизионного вещания, находящегося на геостационарной орбите

РД 45.065-99 Временные нормы на цифровую передачу ТВ сигналов стандартного качества по спутниковым каналам

РД 45.041-99 Нормы на электрические параметры цифровых каналов и трактов спутниковых систем передачи

ОСТ 45.164-2000 Станции земные для линий спутниковой связи, работающие с ИСЗ на геостационарной орбите в диапазонах частот 6/4 ГГц и 14/11-12 ГГц. Методы измерений и испытаний параметров составных частей станции

3 Определения, обозначения и сокращения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте использованы следующие термины с соответствующими определениями:

Глубина перемежения - число пакетов транспортного потока на выходе внешнего колера, на которое распространяется перемежение

Деперфорирование - подстановка в декодере удаленных при перфорировании определенных кодовых символов

Добротность станции - отношение усиления приемной антенны G к температуре шума приемного устройства Т

Жесткое решение - способ согласования демодулятора и декодера, при котором на выходе демодулятора в результате обработки каждого переданного символа формируются его двоичные оценки правдоподобия.

Земная станция (приема сигналов цифрового телевидения) - земная станция, осуществляющая прием ТВ программ для последующего распределения с помощью эфирных передатчиков или больших систем кабельного телевидения

Информационная скорость - скорость транспортного потока на входе спутникового линейного тракта (на выходе мультиплексора), бит/с

Кодирующие устройства канала - каскады канала, в которых в сигнал вводится избыточность в передаваемый сигнал при постоянной информационной скорости, для повышения помехоустойчивости канала

Кодирование сигнала со сжатием - преобразование информационного сигнала с устранением избыточности

Коэффициент ошибок по битам - отношение числа ошибочных битов к общему числу битов, переданных за определенное время

Мягкое решение - способ согласования демодулятора и декодера, при котором на выходе демодулятора в результате обработки каждого переданного канального символа формируются квантованные на несколько уровней либо неквантованные (аналоговые) оценки правдоподобия всех возможны x вариантов символа. Мягкое решение позволяет повысить помехоустойчивость декодирования по сравнению с жестким решением

Основная полоса частот - полоса частот, занимаемая модулирующим сигналом, представляющим собой цифровой поток, полученный из сигналов изображения, звука и дополнительной информации

Отображение - преобразование входного потока данных внутреннего кодера в два выходных потока, представляющих собой синфазную и квадратурную составляющие, подаваемые на соответствующие входы модулятора

Перемежение - перестановка байтов по определенным правилам для устранения группирования ошибок, например, при использовании кодов, ориентированных на исправление независимых ошибок, либо каскадных кодов

Перфорирование - метод получения сверточных кодов с высоким коэффициентом кодирования (близким к единице) из базового кода путем исключения определенных кодовых символов

Программный поток - цифровой поток, образованный путем мультиплексирования элементарных потоков с выходов видео и звуковых кодеров с общей временной базой (синхронизация от единого источника синхросигнала)

Проскальзывание - исключение или повторение в цифровом сигнале одного или нескольких бит из-за ошибок синхронизации

Символьная скорость (скорость передачи символов) - число символов цифрового сигнала на выходе модулятора, передаваемых в единицу времени, симв/с. Скорость передачи символов Rs связана со скоростью передачи на входе модулятора R(бит/c) соотношением Rs = R/log₂M

Системный запас - энергетический запас или запас по полосе, учитывающий отклонение характеристик спутникового линейного тракта от идеальных

Скорость передачи - скорость передачи сигнала R на входе модулятора после прохождения устройств кодирования канала (бит/с)

Спутниковый линейный тракт передачи цифрового телевидения - совокупность технических средств, включающая в себя устройства повышения помехоустойчивости канала, модулятор, передающие ПЧ и ВЧ тракты земных станций, антенны, спутниковый ретранслятор, приемные ПЧ и ВЧ тракты земных станций и демодулятор для передачи сигналов цифрового телевидения в полосе частот ствола спутникового ретранслятора

Стык - устройства, обеспечивающие взаимодействие систем, определяемое общими функциональными и конструктивными характеристиками, общими требованиями к протоколам обмена и т.д.

Транспортный поток - цифровой поток из пакетов, длиной 188 (204) байтов, образующийся путем мультиплексирования в единый поток нескольких программных потоков с синхронизацией от различных и независимых источников синхросигналов

3.2 Сокращения и обозначения

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика

ВЧ - высокая частота

ГВЗ - групповое время запаздывания

ЗС - земная станция

ППМ - плотность потока мощности

ПСП - псевдослучайная последовательность

ПЦИ - плезиохронная цифровая иерархия

ПЧ - промежуточная частота

PC - кодирование по Риду-Соломону

СК - сверточное кодирование

СЛТ - спутниковый линейный тракт

СР - спутниковый ретранслятор

СЦИ - синхронная цифровая иерархия

ТВ - телевидение

ТУ - технические условия

ФМн - фазовая манипуляция

ЦТВ - цифровое телевидение

ЧМ - частотная модуляция

ЭИИМ - эквивалентная изотропная излучаемая мощность

C/N - отношение несущая/шум

С/Т - отношение несущая/мощность температуры шума приемного устройства

DVB-S - метод передачи сигналов MPEG-2 цифрового телевидения по спутниковым трактам

E_b/N₀ - отношение энергии одного бита информационной скорости к спектральной плотности мощности шума

G/Тзс - добротность ЗС

I, Q - синфазная и квадратурная компоненты модулированного сигнала

MPEG-2 - метод цифрового сжатия телевизионного сигнала

Rсимв - символьная скорость на выходе модулятора, симв/с

Rинф - информационная скорость, бит/с

Ts - длительность символа

4 Общие положения

4.1 Принципы организации СЛТ

4.1.1 СЛТ передачи сигналов цифрового телевидения состоит из следующих основных элементов, изображенных на рисунке 1.

Рисунок 1 - Основные элементы СЛТ передачи сигналов ЦТВ

4.1.2 Основные элементы тракта, нормируемые параметры и методы измерений, являются типичными для цифровых линейных трактов, используемых для передачи данных, телефонии и др. информации. Параметры кодирующих устройств канала и модулятора адаптированы к передаче по СЛТ сигналов ТВ с цифровой компрессией.

4.1.3 Для контроля работоспособности СЛТ передачи сигналов цифрового телевидения проводятся измерения и анализ транспортного потока ЦТВ. Транспортный поток ЦТВ - это сигнал определенного формата на входе и выходе всех основных систем передачи - спутниковых, кабельных, наземного распределения и др. систем семейства стандартов DVB. Характеристики транспортного потока в этих точках должны соответствовать [1] - [3].

4.1.4 Точками стыка СЛТ с источником и получателем информации или сетью общего пользования являются соответственно точки А и Z (рисунок 1).

4.1.5 Транспортные потоки ЦТВ MPEG-2 формируются на скоростях, которые не соответствуют принятой в Рекомендации, МСЭ-Т G.702 иерархии скоростей цифровых сетей. Максимальные скорости передачи транспортного потока в СЛТ определяются полосой пропускания стволов. Параметры транспортных потоков на входах и выходах СЛТ должны отвечать стандарту ISO/IEC 13818.

4.1.6 Сигнал на выходе СЛТ должен отвечать требованиям к параметрам стыка по ГОСТ 26886 при вхождении СЛТ в сети общего пользования ПЦИ или СЦИ на иерархических скоростях 2,048 Мбит/с, 8,448 Мбит/с и 34,368 Мбит/с.

4.1.7 Подлежащие разработке отечественные стандарты по передаче сигналов цифрового телевидения в стандарте MPEG-2/DVB-S в сетях с ПЦИ и СЦИ должны соответствовать [5], [6].

4.1.8 При использовании в СЛТ технологии асинхронного режима передачи ATM предпочтительно, чтобы скорость передачи сигналов ЦТВ в точках стыка с сетью ПЦИ была кратной 2,048 Мбит/с.

4.1.9 Параметры СЛТ, предназначенного для передачи транспортного потока с параметрами стыка по ГОСТ 26886 на скоростях иерархии (4.1.6), по параметрам ошибок, определенных в терминах секунд с ошибками в соответствии с [7], должны отвечать требованиям РД 45.041-99. Подлежащие разработке российские стандарты по применению указанных параметров ошибок к СЛТ для передачи сигналов ЦТВ должны соответствовать [8].

4.1.10 Сигналы на выходе демультиплексора/декодера сигнала на аналоговых выходах при объективных измерениях или по субъективной оценке проверяются на соответствие нормам РД 45.065-99. Подлежащие разработке требования к объективным методам измерения качества принимаемого сигнала должны соответствовать [9].

4.2 Структура СЛТ

4.2.1 Структура СЛТ передачи ЦТВ изображена на рисунке 2. В СЛТ передачи ЦТВ входят следующие тракты:

а) тракт передачи, работающий в основной полосе частот сигнала (A-G), включающий в себя:

- блок, обеспечивающий стык в основной полосе частот и синхронизацию с источником сигнала;

- инвертор синхробайтов и скремблер;

- внешний кодер Рида-Соломона;

- устройство сверточного перемежения;

- внутренний сверточный кодер; в этом блоке обеспечивается также перфорирование и отображение сигнала;

- фильтр для формирования спектра в основной полосе частот на входе модулятора;

б) передающий тракт ЗС (Н-J), включающий в себя:

- модулятор четырехпозиционной фазовой манипуляции ФМн-4, имеющий входы по основной полосе частот и элементы физического стыка по ПЧ на выходе;

- повышающий преобразователь частоты и усилитель мощности передающей ЗС;

в) спутниковый ретранслятор, включающий в себя малошумящий усилитель, устройства разделения сигналов разных стволов, преобразователи частоты, усилители и устройства объединения сигналов отдельных стволов;

г) приемный тракт ЗС (N-R), включающий в себя:

- малошумящий усилитель, преобразователь частоты, усилители ПЧ;

- блок стыка по ПЧ и демодулятор фазоманипулированного сигнала ФМн-4;

д) тракт приема по основной полосе частот сигнала (S-Z), включающий в себя:

- согласованный фильтр;

- деперфоратор с внутренним сверточным декодером, работающим по алгоритму Витерби;

- декодер синхробайтов;

- устройство устранения сверточного перемежения;

- внешний декодер Рида-Соломона;

- дескремблер и инвертор синхробайтов;

- блок стыка в основной полосе частот.

Предполагается, что антенны земных станций и спутникового ретранслятора не вносят искажений при передаче сигналов ЦТВ по СЛТ.

Тракты передачи и приема по основной полосе частот являются адаптированными для передачи сигналов ЦТВ по спутниковым трактам; выполняют взаимно обратные функции, и поэтому далее подробно рассмотрена только приемная часть.

4.2.2 В приемную часть СЛТ передачи ЦТВ, работающего в основной полосе частот сигнала, входят следующие элементы:

а) блок стыка по ПЧ к демодулятор ФМн-4, обеспечивающий когерентную демодуляцию сигнала ФМн-4 и его аналого-цифровое преобразование с реализацией алгоритма «мягкого решения при обработке во внутреннем декодере информации, содержащейся в синфазной и квадратурной составляющих I и Q ФМн сигнала;

б) согласованный фильтр, обеспечивающий дополнительную к фильтру передающего тракта фильтрацию сигнала (фильтр с характеристикой вида корня квадратного из приподнятого косинуса с соответствующим коэффициентом скругления АЧХ г);

в) блок восстановления несущей и тактовой синхронизации, обеспечивающий синхронизацию демодулятора по тактовой и несущей частотам. Вероятность появления проскальзываний в рассматриваемом диапазоне значений C/N должна соответствовать РД 45.041-99;

Рисунок 2 - Структурная схема СЛТ передачи сигналов ЦТВ

г) внутренний декодер, обеспечивающий сверточное декодирование сигнала с защитой от ошибок. На выходе декодера коэффициент ошибок по битам должен быть менее 2×10^-4.

Этот блок обеспечивает возможность синхронизации с сигналом, имеющим любой коэффициент кодирования и любую схему перфорирования. Кроме того, он позволяет устранить неопределенность демодуляции фазы кратную p/2;

д) декодер синхробайтов, обеспечивающий при декодировании синхробайтов сигнала ЦТВ выделение информации по синхронизации для устранения перемежения. В блоке также устраняется неопределенность фазы кратная p, возникающая в демодуляторе ФМн-4 (не обнаруживаемая декодером Витерби);

е) устройство устранения сверточного перемежения, рассеивающее пакеты ошибок в случайные ошибки по байтам на всю глубину перемежения на выходе внутреннего декодера для увеличения возможности внешнего декодера по коррекции пакетов ошибок;

ж) внешний декодер, реализующий защиту от ошибок методом декодирования по Риду-Соломону;

з) блок удаления сигнала рассеяния энергии («дескремблер»), восстанавливающий полезную информацию путем удаления наложенной в скремблере псевдослучайной последовательности и возвращающий инвертированные синхробайты сигнала ЦТВ к их первоначальному состоянию;

и) физический стык по основной полосе частот, обеспечивающий адаптацию структуры данных к требованиям формата и протокола для внешнего стыка.

4.3 Состав передаваемого сигнала

4.3.1 В составе одной программы ЦТВ передаются один видеосигнал от источника изображения ТВ программы, до 6 сигналов звукового сопровождения и цифровые данные, например, телетекст и др. согласно [10].

4.3.2 Совместно с сигналом программы ЦТВ должна передаваться информация о программах (PSI) [1] и служебная информация (SI) [11] системы ЦТВ.

4.3.3 Информационная скорость Rинф при передаче сигналов ЦТВ (видеосигнала, звуковых сигналов и данных) на выходе кодера одной программы системы передачи ЦТВ может меняться в зависимости от назначения канала и требований пользователя [10] и регламентируется для спутниковых линий в РД 45.065-99.

4.4 Метод передачи

4.4.1 В СЛТ передача сигнала ЦТВ должна быть организована с использованием одной несущей, модулированной сигналами одной или нескольких программ ЦТВ с временным уплотнением.

4.4.2 При передаче сигналов в СЛТ следует использовать следующие методы и параметры передачи:

- метод модуляции несущей - четырехфазная манипуляция ФМн-4;

- методы повышения помехоустойчивости:

а) внешнее кодирование по Риду-Соломону с коэффициентом увеличения скорости передачи Rpc = 204/188 = 1,085106 (число корректируемых байтов в пакете Т = 8) с перемежением байтов на глубину I = 12;

б) внутреннее кодирование - сверточное с коэффициентом кодирования Rсв = 1/2; 2/3; 3/4; 5/6 или 7/8 и с коэффициентом увеличения скорости передачи в линейном тракте, равным 1/Rсв.

4.4.3 При расчетах пропускных способностей стволов следует пользоваться следующими основными расчетными соотношениями:

Вотв = Взан×a,                                                       (1)

где Взан - полоса, занимаемая сигналом по ВЧ в спутниковом стволе;

Вотв - полоса, отводимая в спутниковом стволе для передачи сигнала ЦТВ;

Взан = Rсимв = Rинф×Rpc/(Rсв×log₂M)                                    (2)

Rинф = Взан(Rсв×log₂M)/Rpc.                                             (3)

где Rинф - скорость передачи сигнала ЦТВ от источника (информационная скорость);

1/Rсв - увеличение скорости передачи за счет применения сверточного кодирования;

М - число возможных фаз сигнала, передаваемого в линейном тракте (для ФМн-4 значение М равно 4);

a - коэффициент увеличения отводимой полосы в стволе (для передачи сигнала с нормируемыми потерями) по сравнению с занимаемой полосой, численно равной скорости передачи в стволе в символах Rсимв; значение a рекомендуется брать равным 1,35. В трактах, имеющих улучшенные характеристики, возможно применение a = 1,2.

4.4.4 Максимальные значения информационных скоростей передачи сигналов цифрового телевидения, рассчитанные исходя из полосы, отведенной в спутниковом стволе Вотв, даны в таблицах 4.1 и 4.2 для a = 1,35 и для a = 1,2 соответственно. Параметры передачи ЦТВ в трактах, организованных на иерархических или используемых на практике скоростях передачи, приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.1 - Максимальные значения информационных скоростей передачи в определенных отводимых полосах (a = 1,35)

Таблица 4.2 - Максимальные информационные скорости передачи в определенных отводимых полосах (a = 1,2)

Таблица 4.3 - Параметры передачи сигнала ЦТВ в трактах, организованных на иерархических или используемых на практике скоростях передачи при Rсв = 1/2*. Rpc(204,188), ФМн-4

4.4.6 В Приложении А приведены графики зависимости пропускной способности стволов по данным таблиц 4.1 и 4.2 от суммарного показателя ЭИИМср + G/Тзс.

5 Основные параметры и технические характеристики

5.1 Модулятор и демодулятор фазоманипулированного сигнала (цифровой модем)

5.1.1 Параметры модемов линейного тракта передачи сигналов ЦТВ, такие как нестабильность уровня выходного сигнала модулятора, частотный диапазон поиска сигнала в демодуляторе, отклонение несущей частоты модулятора (опорного генератора - в блоке синхронизации и управления коэффициентом кодирования Rсв), отклонение тактовой частоты модулятора, спектральная плотность мощности внеполосных излучений модулятора, должны соответствовать ОСТ 45.56.

5.1.2 Значения отношения энергии одного бита E_b к спектральной плотности мощности шума N₀ в полосе 1 Гц на входе демодулятора по промежуточной частоте для получения на выходе декодера Витерби (входе декодера Рида-Соломона) коэффициента ошибки Кош = 2×10^-4 должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Требуемые отношения E_b/N₀ для получения Кош = 2×10^-4 на выходе декодера Витерби

5.1.3 Отношения сигнал/шум C/N в занимаемой полосе должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 5.2. Значения даны для различных коэффициентов сверточного кодирования Rсв, рассчитаны по формуле: С/N = E_b/N₀ + Взан/Rинф, где Rинф определяется по формуле (3), где E_b/N₀ взято из таблицы 5.1.

Таблица 5.2 - Значения C/N для различных Rсв

5.2 Внутренний декодер

5.2.1 Внутренний декодер, работающий по алгоритму Витерби, должен обеспечить снижение ошибок на его выходе до К_ош по битам, равного 2×10^-4 или ниже, при эквивалентном для «жесткого решения» К_ош по битам входного сигнала порядка 10^-2 - 10^-1 (в зависимости от принятого коэффициента кодирования). При таком значении К_ош по битам на выходе внутреннего декодера после дополнительной коррекции ошибок с помощью внешнего декодера Рида-Соломона формируется демодулированный сигнал «почти без ошибок» (см. Примечание 4 к таблице 5.1).

5.3 Внешний декодер

5.3.1 На вход внешнего декодера поступает сигнал с выхода устройства устранения сверточного перемежения с глубиной перемежения I = 12, в котором устраняются пакеты ошибок. Внешний декодер должен обеспечить выходной сигнал «почти без ошибок» при К_ош по битам не более 2×10^-4 на его входе.

5.4 Согласованный фильтр модулятора и демодулятора

5.4.1 Согласованный низкочастотный фильтр для формирования спектра по основной полосе частот на входе модулятора и выходе демодулятора должен иметь АЧХ вида «корня квадратного из приподнятого косинуса», описываемую следующими выражениями:

    (4)

где f_N = 1/(2Тсимв) = Rсимв/2 - частота Найквиста;

r - коэффициент скругления, r = 0,35 (для модулятора).

5.4.2 Маска спектра фазоманипулированного сигнала на выходе низкочастотного фильтра модулятора, представленная для основной полосы частот, приведена на рисунке 3. Для выполнения требований маски в СЛТ устанавливается, кроме упомянутого фильтра, амплитудно-частотный корректор с характеристикой вида x/sinx.

5.4.3 Маска ГВЗ фильтра модулятора приведена на рисунке 4.

5.4.4 Координаты точек масок спектра сигнала и ГВЗ, приведенных на рисунках 3 и 4, даны в таблице 5.3

Таблица 5.3 - Координаты точек масок спектра сигнала и ГВЗ

Рисунок 3 - Маска спектра сигнала на выходе модулятора

Рисунок 4 - Маска ГВЗ фильтра модулятора

5.5 Устройство наложения псевдослучайной последовательности

5.5.1 Для выполнения норм на допустимую плотность потока мощности, излучаемую спутниковыми ретрансляторами у поверхности Земли для ослабления помех наземным службам [12] и выполнения норм на фазовое дрожание должно применяться наложение псевдослучайной последовательности (скремблирование сигнала) по основной полосе частот.

В скремблере в соответствии с [4] на модулирующий сигнал должна накладываться ПСП с выхода генератора, создающего ПСП максимальной длины на базе 15-разрядного сдвигающего регистра (1 + Х¹⁴ + X¹⁵).

Процесс наложения ПСП не должен прекращаться при отсутствии модулирующего сигнала или при несоответствии формата входного сигнала формату транспортного потока сигнала MPEG-2 (а именно, 1 синхробайт + 187 байтов информации в пакете).

5.6 Уровни мощности несущих, модулированных аналоговым или цифровым телевизионным сигналом, при передаче в одном стволе спутникового ретранслятора

5.6.1 При передаче в стволе одной несущей, на которой передается несколько программ ЦТВ с временным уплотнением, значения мощности несущей должны устанавливаться вблизи значений мощности насыщения ствола спутникового ретранслятора со снижением на величину не более 0,5 дБ.

5.6.2 При передаче одной или нескольких несущих, модулированных сигналом ЦТВ, совместно с несущей, модулированной аналоговым ТВ сигналом, в одном и том же стволе рекомендуется:

а) обеспечить снижение суммарной мощности всех несущих относительно мощности насыщения на 3 - 4 дБ для уменьшения интермодуляционных переходных помех;

б) обеспечить снижение мощности отдельных несущих, модулированных сигналом ЦТВ, до уровня, обеспечивающего отсутствие переходных помех на несущей, модулированной аналоговым ТВ сигналом;

в) рекомендуется, чтобы мощность, отводимая на каждую несущую сигнала ЦТВ в стволе, была пропорциональна части полосы ствола, занимаемой несущей сигнала ЦТВ.

5.7 Общие требования к параметрам ПЧ и ВЧ трактов земных станций и спутникового ретранслятора

5.7.1 Рабочие полосы частот в диапазонах 4/6, 14/11-12 и 18/12 ГГц должны соответствовать ГОСТ Р 50788, ОСТ 45.56 и ОСТ 45.77.

5.7.2 Параметры антенн передающей и приемной ЗС должны соответствовать требованиям ОСТ 45.56.

5.7.3 Параметры бортовых антенн должны соответствовать требованиям ТУ на спутниковый ретранслятор.

5.8 Передающий тракт ЗС

5.8.1 Передающий тракт ЗС по таким параметрам, как отклонение частоты, выходная мощность передатчика, уровень побочных излучений, уровень продуктов интермодуляции, уровень фазовых шумов гетеродинов, мощность дискретных составляющих напряжения питания и других дискретных составляющих, должен отвечать требованиям ОСТ 45.56, ОСТ 45.77.

5.8.2 Маски для АЧХ и ГВЗ передающего тракта ЗС представлены на рисунке 5.

5.8.3 Значения уровней непрерывной составляющей спектральной плотности мощности фазового шума на выходе передающего тракта относительно мощности несущей должны быть не более значений огибающей, приведенных в таблице 5.4.

Таблица 5.4 - Значения огибающей непрерывной составляющей фазовых шумов передающего тракта земных станций

В-отводимая полоса (п. 4.4.3); С = 0,8В; D = 0,3В.

Маска симметрична относительно центральной частоты.

Вертикальная шкала АЧХ - в дБ.

Вертикальная шкала ГВЗ - в нс.

Горизонтальная шкала - в МГц.

Рис. 5 - Маска для допустимых значений неравномерности АЧХ и ГВЗ передающего и приемного трактов земной станции

5.8.4 Дискретная составляющая фазового шума на основной частоте напряжения питания переменным током не должна превышать уровень минус 30 дБ по отношению к уровню передаваемой несущей. Суммарная мощность всех других сложенных по мощности дискретных составляющих, образующих одну боковую спектра фазового шума, не должна превышать минус 36 дБ по отношению к уровню передаваемой несущей, а мощность двух боковых может быть выше на 3 дБ (-33 дБ).

5.9 Спутниковый ретранслятор

5.9.1 Суточная нестабильность выходной частоты спутникового ретранслятора должна быть не более ±1×10^-6 и долговременная (в течение срока службы спутника) - не более ±5×10^-6.

5.9.2 Требования к характеристикам излучения (перечень характеристик излучения дан в Р 45.01-97) спутникового ретранслятора должны быть указаны в ТУ на конкретный ствол спутникового ретранслятора.

5.9.3 Неравномерность АЧХ и ГВЗ в пределах отводимой полосы ствола при подаче на вход приемной антенны сигнала, имеющего уровень на 10 дБ ниже уровня, обеспечивающего работу ретранслятора в точке насыщения, должна быть не более значений, приведенных на рисунке 6.

5.9.4 Значения уровней непрерывной составляющей спектральной плотности мощности фазового шума гетеродинов ствола спутникового ретранслятора относительно мощности несущей должны быть не более ограниченных огибающей значений, приведенных в таблице 5.5.

Таблица 5.5 - Значения огибающей непрерывной составляющей фазовых шумов ствола

5.10 Приемный тракт ЗС

5.10.1 Приемный тракт ЗС всех классов по добротности, по шумовой температуре, по избирательности по соседнему и зеркальному каналам должен отвечать требованиям ОСТ 45.56.

5.10.2 Неравномерность АЧХ приемного тракта ЗС должна отвечать требованиям 5.8.2.

5.10.3 Неравномерность ГВЗ приемного тракта ЗС должна отвечать требованиям 5.8.2.

В-отводимая полоса (п. 4.4.3); С = 0,8В; D = 0,6В; Е = 0,4В.

Маска симметрична относительно центральной частоты.

Вертикальная шкала ГВЗ - в нс.

Вертикальная шкала АЧХ - в дБ.

Горизонтальная шкала - в МГц.

ФСС - фиксированная спутниковая служба

РСС - радиовещательная спутниковая служба

Рис. 6 - Маска для допустимых значений неравномерности АЧХ и ГВЗ спутникового ретранслятора

5.10.4 Значения уровней непрерывной и дискретных составляющих спектральной плотности мощности фазовых шумов гетеродинов приемника относительно мощности несущей ЗС всех классов должны соответствовать требованиям 5.8.3 - 5.8.4.

5.10.5 Отдельные требования к приемным установкам индивидуального и коллективного приема программ непосредственного спутникового телевизионного вешания могут быть снижены по сравнению с приведенными выше.

5.11 Требования к электромагнитной совместимости

5.11.1 Плотность внеосевой ЭИИМ, излучаемой ЗС с учетом избирательности антенн, не должна превышать величин, заданных в [13] и [14].

6 Методы измерений

6.1 Общие положения

6.1.1 В настоящем разделе приведены методы измерений основных параметров в CЛT передачи ЦТВ.

6.1.2 Параметры и характеристики конкретных элементов, используемых в СЛТ, в том числе внешнего и внутреннего декодеров, скремблера, согласованных фильтров на приеме в передаче контролируются при заводских испытаниях по методикам, приведенным в ТУ на это оборудование.

6.2 Требования к средствам измерений

6.2.1 Для проведения измерений должны использоваться следующие средства измерений и вспомогательное оборудование:

- ВЧ-аттенюаторы, ПЧ-аттенюаторы;

- анализатор спектра;

- генераторы ПЧ, ВЧ;

- измеритель мощности;

- измеритель вероятности ошибок;

- тест-трансляторы (контрольные преобразователи частот 6/4, 14/11 и 18/12 ГГц при измерениях с помощью шлейфа на ЗС).

Перечень рекомендуемых средств измерений и вспомогательного оборудования приведен в Приложении Б.

6.3 Измерение параметров модулятора и демодулятора

6.3.1 Для измерений нестабильности уровня выходного сигнала модулятора, частотного диапазона поиска сигнала в демодуляторе, отклонения несущей частоты опорного генератора модулятора, отклонения тактовой частоты модулятора, спектральной плотности мощности внеполосных излучений должны применяться метолы измерений по ОСТ 45.164.

6.3.2 Измерение отношения энергии одного бита к спектральной плотности мощности шума и коэффициента ошибок производится в двух случаях: при наличии контрольных точек на входе демодулятора и на выходе декодера Витерби и имеющейся аппаратуре приемника ЦТВ на ЗС при отсутствии передачи информации или при отсутствии контрольных точек по встроенному прибору при передаче информации.

6.3.2.1 При наличии контрольных точек определение порогового значения отношения энергии одного бита к спектральной плотности мощности шума E_b/N₀, дБ, на входе демодулятора для получения Кош на выходе декодера Витерби, равного 2×10^-4, производится путем пересчета порогового отношения (С + N)/N, измеренного на стендах или с помощью шлейфа по ПЧ или по ВЧ на земной станции согласно рисунку 7 следующим методом:

- модем устанавливается в режим с наименьшей относительной скоростью кодирования Rсв, скремблер включается. При увеличении уровня шума от генератора шума на входе демодулятора фиксируется анализатором спектра отношение (C + N)/N в занимаемой сигналом полосе на входе демодулятора, при котором коэффициент ошибки, определяемый измерителем ошибки, на выходе декодера Витерби составит 2×10^-4;

- отношение энергии одного бита к спектральной плотности мощности шума определяется по формуле:

E_b/N₀ = 10lg(10^0,1A - 1) + 10lg(Rpc/(Rсв log₂M),                                       (6)

где E_b - значение энергии, приходящейся на бит при информационной скорости,

А = (С + N)/N, дБ,

При Rсв = 1/2, 10lgRpc = 0,35, M = 4 выражение (6) принимает вид:

E_b/N₀ = 10lg(10^0,1A - 1) + 0,35 (дБ).

Рассчитанные значения должны отвечать требованиям к E_b/N₀, приведенным в таблице 5.1, с точностью до десятых долей, для измерений с ПЧ и ВЧ трактом.

Измерения повторяются для двух-трех коэффициентов сверточного кодирования Rсв, которые предполагается применять в данной системе.

Рисунок 7 - Схема измерений коэффициента ошибок

6.3.2.2 При отсутствии контрольных точек на входе демодулятора и на выходе декодера Витерби отношение энергии на бит к спектральной плотности мощности шума не измеряется, а по время передачи информации на выходе декодера Витерби по встроенному в аппаратуру измерителю коэффициента ошибок проверяется коэффициент ошибок, который не должен превышать 2×10^-4.

6.4 Измерение параметров фильтров модулятора и демодулятора

6.4.1 Форма спектра сигнала на выходе модулятора, определяемая формой спектра фазоманипулированного сигнала, АЧХ фильтра модулятора и корректора, оценивается с помощью анализатора спектра, подключенного к выходу модулятора. Уровень мощности спектральных составляющих измеряется в полосе от 0 до 3 f/f_N, где f_N частота Найквиста, f_N = 1/2T_S = Rсимв/2 для ФМн-4 и сравнивается с маской, представленной на рисунке 3.

6.4.2 Характеристики ГВЗ фильтров модулятора и демодулятора проверяются на соответствие характеристикам, представленным на рисунке 4, при заводских испытаниях.

6.5 Измерение уровней мощности несущих, модулированных сигналом ЦТВ или аналогового ТВ

6.5.1 Измерение уровней несущих, модулированных сигналом ЦТВ или аналогового ТВ, передаваемых в одном стволе, производится по анализатору спектра, подключенному к выходу МШУ или выходу усилителя первой промежуточной частоты приемного тракта земной станции. При этом проверяется соотношение уровней мощности несущих, модулированных сигналом ЦТВ или аналогового ТВ, принятое в конкретной системе.

6.6 Измерение параметров передающего тракта ЗС

6.6.1 Измерения таких параметров, как отклонение частоты, максимальная выходная мощность передатчика, нестабильность уровня выходной мощности, уровень побочных излучений, уровень продуктов интермодуляции, неравномерность АЧХ, неравномерность ГВЗ, проводятся по ОСТ 45.164.

6.6.2 Измерение спектральной плотности фазового шума на выходе передающего тракта проводится по схеме, изображенной на рисунке 8. На вход ПЧ передающего устройства от генератора подается немодулированный сигнал с частотой, соответствующей центральной частоте ствола ПЧ. Частота несущей выходного сигнала передающего устройства устанавливается соответствующей центральной частоте ствола ЦТВ. Устанавливается номинальная мощность выходного сигнала по измерителю мощности.

Рисунок 8 - Схема измерения спектральной плотности фазового шума на выходе передающего устройства

С помощью измерителя флюктуаций (или анализатора спектра) измеряются уровни непрерывной составляющей спектральной плотности и уровни дискретных составляющих фазового шума относительно уровня выходной немодулированной ВЧ несущей.

6.7 Измерение параметров спутникового ретранслятора

6.7.1 Измерения таких параметров, как ЭИИМ; добротность; диаграмма направленности передающей и приемной антенн; коэффициент усиления бортового спутникового ретранслятора; кроссполяризационная развязка передающей антенны; внеполосные излучения; побочные излучения; амплитудная характеристика; продукты интермодуляции; неравномерность АЧХ; неравномерность ГВЗ; нестабильность частоты гетеродина спутникового ретранслятора, находящегося на орбите, проводятся по Р 45.01-97.

6.7.2 Измерения параметров спутникового ретранслятора, находящегося на Земле, проводятся на стендах в соответствии с ТУ на спутниковый ретранслятор.

6.8 Измерение параметров приемного тракта ЗС

6.8.1 Измерения таких параметров, как шумовая температура входных устройств; избирательность по соседнему и зеркальному каналам; неравномерность АЧХ; неравномерность ГВЗ, проводятся по ОСТ 45.164.

6.8.2 Измерение спектральной плотности фазового шума гетеродинов приемного тракта на частотах гетеродинов проводится при помощи анализатора спектра или измерителя флюктуаций.

С помощью измерителя флюктуаций (или анализатора спектра), подключенного к выходам гетеродинов внутри приемного устройства, измеряется уровень непрерывной составляющей спектральной плотности фазовых шумов и уровни дискретных составляющих фазовых шумов.

Приложение А (справочное)

Определение максимальной пропускной способности СЛТ

Пропускная способность ствола СЛТ при передаче сигналов телевидения с цифровым сжатием определяется шириной полосы ствола и энергетическими показателями радиолинии.

На рисунках А.1 и А.2 показана зависимость пропускной способности ствола - максимальной информационной скорости Rинф сигнала, передаваемого на одной несущей - от показателя, представляющего собой сумму (в дБ) ЭИИМ_ср спутникового ретранслятора и добротности приемной части земной станции G/Т_зс.

Горизонтальная часть на графиках соответствует максимальной пропускной способности и определяется шириной полосы пропускания ствола при значениях суммы ЭИИМ_ср и G/Т_зс выше определенного значения (точки излома). Данные для построения горизонтальной части графиков взяты из таблицы 4.1.

Наклонная часть на графиках определяется суммой ЭИИМ_ср и G/Т_зс в том случае, когда спектр сигнала ЦТВ занимает часть полосы пропускания или на сигнал отводится часть ЭИИМ_ср.

Точка излома на графиках соответствует минимальному значению суммы ЭИИМ_ср и G/Т_зс, которое необходимо для обеспечения максимальной пропускной способности. Значения отношения C/N взяты из таблицы 5.2.

Исходные данные для построения графиков приведены в таблице А.1. Расчеты проведены с запасом, учитывающим затухание в условиях ясного неба, для следующих отводимых полос: 36 МГц (рисунок А.1) и 27 МГц (рисунок А.2); a = 1,35. Для частоты 4 ГГц расчеты велись для угла места приемной антенны равного 5° и для частоты 12 ГГц - угол места брался равным 10°.

Для ограничения вклада шумов на линии вниз от линии вверх до уровня 0,1…0,3 дБ (т.е. снижение отношения сигнал/шум на входе демодулятора на линии вниз должно уменьшаться из-за действия шумов на линии вверх на величину не более 0,1...0,3 дБ) значения минимальной суммы ЭИИМ_зс и G/Т_зс для участка ЗС-СР должны быть больше значений этой суммы для участка СР-ЗС на 15...20 дБ (с учетом разницы в частотах 6/4 и 18/12 ГГц).

По приведенным графикам можно определить минимальную необходимую добротность земной станции при заданной ЭИИМ спутникового ретранслятора, или наоборот, по заданной добротности земной станции определить необходимую ЭИИМ и пропускную способность СЛТ. Аналогичным образом можно определить ЭИИМ земных станций и добротность приемной части спутникового ретранслятора.

Таблица А.1 - Исходные данные для построения графиков

Рисунок А.1 - Зависимость максимальной пропускной способности при выбранных параметрах линии вниз (Вотв = 36 МГц)

Рисунок А.2 - Зависимость максимальной пропускной способности при выбранных параметрах линии вниз (Вотв = 27 МГц)

Приложение Б (рекомендуемое)

Перечень рекомендуемых средств измерений и вспомогательного оборудования

Таблица Б.1 Перечень рекомендуемых средств измерений и вспомогательного оборудования

Приложение В (информационное)

Библиография