亚太6号卫星是一颗由阿尔卡特制造的SB-4100 C1高功率卫星,载有38个C频段和12个Ku频段转发器。此卫星的C波段波束覆盖了亚太地区的广大区域:包括中国、印度、东南亚、澳大利亚、新西兰、太平洋群岛以及夏威夷群岛,并有超过13年的服务寿命。此外,亚太6号卫星也是中国第一枚具备防止地面恶意干扰功能的民用卫星。亚太6号卫星已于2005年 4月12日成功发射,并于2005年6月15日提前取代了亚太1A卫星。亚太6号卫星的具体参数可参见表1,表中只列出了一些我们能看得懂、并且特别关心的信息。图1和图2分别是亚太6号卫星C波段和Ku波段的场强图,供大家选择接收此星的天线尺寸时参考。
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亚太6号卫星的任务就是接替寿命将终的亚太1A卫星。亚太1A卫星是波音公司设计制造的BSS-376型卫星,于1996年7月在中国的西昌由长征3号运载火箭发射,定点于134°E的对地静止同步轨道。亚太1A卫星的覆盖范围与最早发射的亚太1号卫星同样广泛,同时更扩展至印度地区。亚太1A与亚太1号同样备有24个C频段转发器(也可参见表1),以提供与亚太1号卫星相同的通讯服务。其中12个转发器可覆盖印度地区。亚太1A卫星于1996年9月1日开始商业运行,服务寿命大约为10年。亚太1A卫星的发射是为了替代寿命已尽的中星五号卫星,中星5号卫星是中国购买的一颗美国在轨卫星,用于传送中央台的三套节目及部分省台节目,这颗卫星是用非常便宜的价格购入的,本来就是一个节目过渡卫星。正是由于此星的购入,才使得地面接收站的接收天线尺寸大大减小,用1.8米的天线可以正常收看,而用1.5米的天线接收,节目质量也可达到三级,是当时中国中央及省台最为集中的一颗卫星。但这颗卫星本身寿命将尽,故已成了颗漂星,而亚太2号发射的失败,又使当时卫星转发器进入了青黄不接的时候。亚太1A卫星的发射,正好填补了这个空白,原中星五号的所有电视节目全部转移到了亚太1A卫星上。中星五号只用于国内通讯,中星6号(东方红3号)上天后,这颗卫星上的业务全都转移到中星6号上,至此彻底完成了它的过渡历史使命。

1.5米的天线接收亚太1A卫星上的模拟节目是非常好的。记得当年第一个转到亚太1A卫星上的节目是山东卫视,也就是卫星发射定点几天后的一个下午,山东台的测试节目就已登陆亚太1A了。当时的模拟节目有中央一、二、三套节目、新疆、西藏、山东、浙江、四川等节目,后来教育台又从亚太1号上转到此星上,陆续又有云南、贵州、中央七台等节目加盟,成为当时各电视台站必收的一颗热星之一。也正是亚太1A卫星,才真正掀起了卫视的双极化接收的热潮,因为无论是中星五号还是亚洲1号(北波束),都只用了一个极化,亚太1号虽是双极化,但国内的几套节目也是同一极化,有了亚太1A卫星,双极化C波段高频头才大量应用起来。十年间,这颗卫星上的节目也起了很大的变化,其中数字化是显著的特点:一个36MHz带宽的转发器传送5套数字节目,基本上是我国上星数字节目的一个标准模式,这使得这个卫星上的节目量也逐渐增多,最先数字化的是新疆台,由一套模拟节目变为3套直至现在的6套,后来的云南、贵州、浙江、中央1、2、7台、教育台的节目也数字化了,而西藏、山东、四川则转至它星上数字节目。直接上星的数字台如甘肃、重庆、宁夏、海南(海南是我国最后一个上星的频道)等,直至后来增加的中央台系列(加密)节目。当然同星也上过一些其它节目,如欧洲体育新闻频道、女性频道、澳门旅游频道等。亚洲2号出现故障后又转来内蒙古、广东台,加之后上的深圳、南方2台、金鹰卡通、炫动卡通等台,更加丰富了此星的节目内容。但此星场强较亚洲2号、亚洲3S、亚太2R等热星偏小,尤其是新疆台和中央台的数字节目,一般得用1.8米的天线才能正常接收,人们就更迫切期待它的替代星———亚太6号的发射。
人们对亚太6号卫星寄予了极大的希望,因为亚太6号卫星不仅落地场强比亚太1A大得多,而且转发器的容量也大很多,又增加了Ku频段的转发器。亚太6号的成功发射,也开创了中国航天发展史的新纪元,令国际发射业务进一步拓展。亚太6号也真的不负众望,于2005年6月15日提前完成了取代了亚太1A卫星的任务,也就是从这一天起,亚太1A上所有的广播电视节目都转移了亚太6号新卫星上。实际上亚太1A卫星上的节目早在5月下旬就转过来一些了,最早的是甘肃卫视。原卫星上只有西北三省台(甘肃、宁夏、重庆)和海南卫视更改了卫星参数,而其它数字频道均未更改参数,一次性整体平移到新卫星上,模拟频道参数也基本未动。至于为什么上述的四个省台要变更参数,而且一个一个地逐步转过来,而其它节目则无需变动,这就涉及到卫星转发器的安排问题,个中原因我们会在稍后的文字中详加阐述。由于多数节目接收参数未变,故虽然旧卫星还可使用,但不可能同时转发,这样就造成同频干扰。但由于上述四省台的新参数与原接收参数不同,故可以同时转发一段时间,给地面接收站以更改接收参数的时间。
转星后的节目信号质量有了很大的改观,转星后的两个月的时间内,所在节目均可用1米C波段正馈天线满意接收。尤其是原来信号较弱的新疆台,其信号变得很强,收视起来相当容易,当时用0.75米的偏馈天线也可收下此星的全部节目。最强的信号当属内蒙古两套和广东台,最弱的信号是金鹰卡通和炫动卡通,尽管云南和贵州台信号值显示不高,但由于采用1/2的前向纠错值,使得其也能满意接收,两组中央台信号则处于中等强度。收视节目的信号强度显示值最好用分贝值(dB)来表示,因为用百分数来表示不准确———它只是个相对的量,一个机器一个样子。数字机的门限值也是用dB来表示的。比如新转星的甘肃台(3893V4800)用410测试其信噪比为8.0dB,可以正常收看。而此机人们的经验是只有超过6.0dB才可以正常收看数字节目,就认为此机的门限值为6.0dB,其实也不尽然。接收海南台的老参数(3745V6930),只要信噪比达到2.9dB以上,就可以正常收看,这是因为这些节目采用了1/2的前向纠错值,而我们常见的节目大多是3/4的前向纠错值,而数字机门限值的测试也是以此FEC为标准的,说6.0dB是410机的门限值也是没错的,但认为低于6.0dB的信噪比就不可以正常收看节目则是不对的,也要因节目而异。
众多卫视节目的加盟,使得亚太6号卫星的接收日渐看好。除原亚太1A卫星上的广播电视节目外,世华直播节目也在此星上做了一段测试,以至于有些烧友误认为找错了卫星,因为138°E同频率上也有世华的节目,中央教育台的数字节目也在做测试,北广传媒的20套付费数字节目(中数传媒的付费数字节目在亚洲4号上播出,上海文广付费数字节目在中卫1号上播出)也先后在三个转发器上做过测试,现在固定在15B、16B两个转发器上。上海东方卫视也从亚洲3S卫星上转到亚太6号上,与上海炫动卡通台启用一个新的参数转发,原炫动卡通台的参数取消。由此有人猜测,是否湖南卫视也要转星至此,和湖南的金鹰卡通台一起另立门户呢?同时又有人大胆猜测,广西和宁夏台是否也会转来再增加一套民族语言的电视节目,因为五个自治区中有三个自治区都至少有两套节目上星了,大家的愿望总是多多益善嘛!今年三月在北京举行的“CCBN2005卫星产业发展研讨会”上,郭炎生在主旨报告中已指出:国家广电总局已允许各省台在现有一个卫星频道的基础上,可在申请增加一套节目上星传输。当然上节目不一定上这颗卫星,但至少这颗卫星是目前最为合适的,因为亚太6号上还有高功率的Ku波段转发器。现在已有CRI的广播节目节目在Ku波段上正式播出了,而亚洲3S卫星Ku波段上的节目业已停播,同时近日河北台也启用TP2转发器新开一个参数播出,这意味着河北卫视也将从亚洲3S转至亚太6号,结束孤家寡人的生活。令人费解的是现在的6A转发器上的中央台节目的信号大不如前,成了此星上最弱的信号。原来用75厘米的Ku天线都能正常接收,信号与14A转发器上的中央加密节目相当。现在用此天线接收正好在门限上,在白天全是马赛克,在晚上还是可以正常收看的。另外,北广传媒的两个转发器的节目也较难收,除了信号本身就弱以外,也和此节目采用7/8的前向纠错有关。关于此星最新的广播和电视节目接收详细信息,可参见表2和表3。据有消息称:亚洲3S上的省台都将逐步转至此星,大有当年鑫诺1号卫星全国省台大会聚之势。如果事实真的如此,届时大家接收各省台自然就方便多了。
利用好卫星制造商提供的场强图和卫星转发器参数,对我们接收卫星节目和收好卫星节目是大有好处的,关于利用场强图来接收卫星节目,已有若干文章介绍,今借此亚太1A转星之机,结合亚太的几颗卫星来谈一谈卫星转发器参数的设置,掌握好此规律,对于我们来说也是大有裨益的。一颗卫星上一般都配有24个C波段转发器和24个Ku波段转发器,这是由工作频率的带宽所决定的:C波段工作在3.7G~4.2GHz间,带宽为500MHz,每个转发器带宽一般为36MHz,频道间隔(模拟)为40MHz,这样最多安排500÷40=12.5个转发器,取整就是12个,加之极化复用,共可安排24个转发器。如果一个转发器的带宽是54MHz或72MHz,则转发器数目更少。当然,早年制造的卫星转发器的数目都比较少,这是受相当卫星制造技术的限制和出于成本考虑。如果想安排更多的转发器,就必须扩展其工作带宽,这样工作频率就下潜到3.4G,这样C波段总带宽扩展到800MHz,理论上最多可以安排40个36MHz的转发器,亚太6号上就有38个C波段转发器,这38个转发器中又有四种不同的带宽,具体亚太6号转发器的参数的安排可参见表1和图3。Ku频段的转发器也是类似的,不过它的带宽一般都是54MHz(其模拟频道间隔是60MHz),当然也有其它规格的。Ku频段的工作频率在10.7~12.7GHz间,总共有2000MHz的带宽,可以安排更多的转发器,也就是可以上更多的卫星电视节目,下面我们结合图3加以说明。
图3是亚太6号卫星转发器的参数安排,这里只给出了下行频率。上一行是C波段,下一行是Ku波段转发器,用不同颜色表示不同的带宽。图中两侧标注的频率称为卫星信标(如图中的TM1、TM2),是此颗卫星不同于它星的标志。转发器上标注的频率都是指该转发器的中心频率,如编号为5A转发器,其中心频率是3800MHz,则编号为6A的转发器中心频率就是3840MHz,也就是加上40MHz,Ku波段转发器也是如此,本星中Ku波段只安排了12个转发器,而且都是垂直极化的,最后一个转发器的带宽是50MHz的宽带转发器。我们从图3中看到,每个转发器都有一定的间隔,也就是说它们的工作频率是不连续的,这是因为其中留出了保护带宽。上面我们已说到每个频道(模拟)间隔是40MHz,而实际一个转发器带宽是36MHz(标准),留出的4M就是为了防止频道间的互相干扰。如垂直极化中的7B转发器,其中心频率是3900MHz,带宽是36MHz,这个转发器的工作频率范围就是3900±18MHz,也就是3882~3918MHz之间,凡是使用此转发器的节目,其工作频率都不能超出此范围,每一个转发器都是这样计算的;如果带宽是54MHz的转发器(频道间隔是60MHz),则频率范围就是中心频率±27MHz。如果转发器是传送的模拟节目,如6B的中央一台,则其下行频率就是中心频率。
模拟频道的一个转发器只能传送一路电视节目,而一个转发器若传送数字压缩节目,则可以传送很多,具体的数目依每个节目所占的带宽而定。传送数字节目的方式有两种:一种称之为单路单载波(SCPC),一种称之为多路单载波(MCPC),前者可在一个转发器中每个载波(下行频率)传送一套节目,多个节目多路载波,适合于不同地点的上星节目,如各省台上星节目;后者在一个载波(下行频率)中传送多套节目,这种方式适合上星节目在同一地点,如央视上星节目等,这种方式转发器的利用率最高,如果采用动态码率,可以取得很好的效果,是最值得推荐的一种。在我国的上星节目中,一个36MHz的C波段转发器一般传送5套数字节目,符码率为4420kS/s,FEC=3/4,这样的标准可以达到演播室级的水平,如果减小码率,还可以传更多的节目。同样一个36MHz的C波段转发器,如果采用MCPC方式,如本星上的新疆台或央视免费台,至少可以传送6~8套数字节目,画面质量还相当不错。由此可见,MCPC方式较SCPC方式更有优越性。SCPC方式最大的好处就是可在不同地点上星,共用一个转发器,几个节目分占转发器带宽。如上星的省台,每个节目占用7MHz的带宽,这样就是7MHz×5=35MHz,还有1MHz的余量。如亚洲3S卫星上的5V转发器,它传送的是我国上星的5个台,3806、3813、3820、3827、3834MHz分别对应广西、陕西、安徽、江苏、黑龙江5个台,每个相邻台的下行频率相差7MHz,而这个转发器的中心频率正是3820MHz,即5个台中间的下行频率。其工作频率范围是3820±18MHz=3802~3838MHz。在这里,笔者为那些实在搞不清楚的朋友简单总结一下:凡是下行频率是四位数的就是C波段节目,五位数的就是Ku波段节目;在一个下行频率(参数)中包含多套节目的就是MCPC方式,一个下行频率中只包含一套节目就是SCPC方式。
现在,我们就可以解释为什么亚太1A转星到亚太6号时,有的节目要改参数,而有的节目不用改参数。如果两颗卫星的转发器安排完全相同或相似,就可以不用更改工作参数。显然,要更改参数的节目转发器设置是不一样的。我们再回头看一下已退役的亚太1A卫星,从表1中就可以看来两颗卫星的不同点,虽定点于同一位置,转发器的数目不同、覆盖范围不同、转发器行波管放大功率不同,转发器的带宽也不尽相同。显然亚太6号卫星的覆盖范围比亚太1A大很多,其发射功率也大大加强,使得地面接收天线的尺寸大大缩小。图4是亚太1A卫星转发器的安排示意图。通过对比发现,亚太1A有24个转发器,其中4个72MHz转发器和20个36MHz带宽的转发器。亚太1A卫星的1A、2A、1B、2B都是72MHz带宽转发器,只从3A、3B以后的转发器才与亚太6号卫星转发器的带宽和中心频率相同,当然相同的就不用改频率了。12A转发器原是传送央视加密频道的,与亚太6号的14A转发器相对应,极化也相同,只是带宽不同,好在14A是一个50MHz带宽的转发器,完全包容36MHz还有余量,故这组节目下行频率只作了微小改动,即由原来的4160MHz改为4161MHz,而不是它的中心频率4168MHz,这说明什么?对了,显然没有用满此转发器,它还有一部分频带资源可以利用。
亚太1A的2B转发器传送的是宁夏、海南、甘肃和重庆四个省台,它是一个72MHz的宽带转发器,各台采用6930kS/s的符码率,垂直极化,每个频道占用10MHz带宽,而中心频率同为3760MHz的亚太6号上的转发器,编号是4A,带宽为36MHz,采用水平极化,与原参数格格不入,这样,以上四个上星台的频率必须改变!如果还采用原参数不变,会是什么情况呢?从图中我们可以直观地看出,如果还采用垂直极化,那么这四个台将占用3B、4B两个转发器的部分资源,因3B转发器是一个50MHz带宽的,其工作频率是3732±25MHz=3707~3757MHz,这样宁夏的3731MHz、海南的3745MHz这两个台就可以在这个转发器中传送。4B转发器是一个36MHz带宽的,其工作频率是3780±18MHz=3762~3798MHz,只有重庆的3779MHz可以在此转发器中传送,虽然甘肃台的中心频率3765MHz也落在这个范围内,但由于是10MHz的频道带宽(即甘肃台的占用的频带是3760~3770MHz)无法在这个转发器中正常工作。这就造成了这样一个局面:原来在一个转发器中工作的四个台,如果不改变接收参数,转星后将会分在两个不同的转发器中,而且还有一台没有着落,被挤出了正常的转发器。这样就必须改变原接收参数,与其四个台分散,还不如仍安排在一个转发器中工作,改得彻底一些。于是新开亚太6号7B转发器(为什么,留给大家考虑一下),来传送四个省台,又由于7B转发器是36MHz带宽的,如果还采用原来的符码率,则四个台的总带宽是40MHz,这样就必须缩减符码率,使每个台所占用的带宽减少(符码率的大小和所占带宽是成正比的),于是四个台都统一采用了4800kS/s的符码率,这样所有的问题都迎刃而解了。
如果你上面的文字都看明白了,那么就可以解释另外一个问题了,为什么甘肃台在正式转星之前就先更改了接收参数,也就是甘肃台是第一个转至新卫星启用新参数的省台,而在正式转星之前很早就停掉了原来的旧参数,其它三个台在转星后新旧参数也可并发一段时间。因为甘肃台的旧参数如转至新卫星上,没有它的立足之地,而其它三个台新旧参数并不冲突!我们再来看符码率与带宽的关系,还是以亚太6号7B转发器为例,一个36MHz带宽的转发器按一般的标准可以传送5个省台节目(采用4420kS/s的符码率),而现在只有四个台,显然还没有用足这个转发器。我们来看一下其下行频率的安排:3885.6MHz是宁夏台,3892.8MHz是甘肃台,3900.0MHz是海南台。发现什么规律没有?每个台的中心频率都差7.2MHz,也就是每个频道占用了7.2MHz的带宽,如此推测还有两个台:3900.0+7.2=3907.2,3907.2+7.2=3914.4,而3914.4MHz正是重庆台的下行频率,也就是说此转发器还可以再上一套节目,就是现在3907.2MHz这个没有使用的参数,如果再上一套节目,毫无疑问这个台的参数就是3907.2V4800。再看7.2MHz×5个=36MHz,刚好用足、用满,充分利用了这个转发器的资源。
掌握了这些规律,就可以全盘了解卫星转发器的利用情况,如亚洲3S卫星上的山西、北京和天津台要转到C波段上来,我们就可以查一下C波段转发器上还有哪些可利用的资源,经查只有11V和11H还有部分资源未利用,而11V上有一些国内的省台中继信号,上这个转发器的可能性最大,还可以大致估算出下行频率及符码率的范围,其实这个转发器还未利用完,河北台也可以转过来,但由于种种原因,河北台还是留在了Ku波段上。符码率的采用与带宽有着密切的关系,也与前向纠错有一定联系。一般讲,节目采用的符码率越大,所用的带宽就越多,所传送的信息也就越多,在相同符码率下,纠错率越大所容纳的节目也就多,但接收也就越困难。反之亦然。带宽与符码率的关系是:符码率×(1.2~1.5)=带宽,1.2~1.5是个经验系数,计算带宽涉及到复杂的公式和专业术语,这里一并从略。一般情况下MCPC方式取1.2,而SCPC方式下取1.5。如一个36MHz的C波段转发器,如采用MCPC方式传送节目,其符码率最大为30 MS/s(30×1.2=36),大家感兴趣可以看一看亚太上空的转发器,C波段36MHz转发器的节目是否有超过30MHz MS/s符码率。如果在这个码率下采用高的FEC(前向纠错),则可传送更多的节目,大家看一看凤凰卫视及数码天空等节目的参数就知道了。我们不妨看一下亚太5号卫星的Ku转发器的安排(图5),共有16个转发器,分成两个波束,一个中国波束(垂直极化),另一个是中国/印度波束(水平极化),亚太1A也有类似的情况。亚太5号(Telstar 18)Ku波段使用情况见表4。从表中可以看出,垂直极化中只有7B转发器还未使用,实际上1B、4B转发器也都未完全利用,这可以从其所采用的符码率上看出,也可以从3B转发器上对比看出。30 MS/s的符码率只用了36MHz的带宽,而一个54MHz的Ku转发器只利用了2/3,还有1/3的带宽(18MHz)未被利用,如果这剩余的18MHz利用起来,它的符码率就是15 MS/s,3B转发器正是这样应用的。2B、5B、6B、8B转发器都采用很高的符码率,43 MS/s这样的符码率也是目前最高的数值。4B转发器上是香港艺华新开的一个参数,符码率采用了21.6 MS/s,约占用了这个转发器的26MHz带宽,还有上面提到的传送中央加密台的14A转发器,只利用了其中的36MHz带宽,要么再新开一个载波,要么就更改更大的符号率,才能充分利用资源,上更多的节目。
充分利用好场强图和转发器资料,对我们了解卫星,接收信号会有很大的帮助。关于卫星整体性能参数,转发器的参数安排、场强图等资料,可以到该卫星运营商的官方网站支下载,一般在卫星发射前各大相关媒体也会公布的。如大家感兴趣,可下载一颗卫星(如亚太2R)的资料研究一下,相信你会有所收获的。