卫星信号处理系统实验指导书(共11页)

1、实验指导书PAGE - PAGE 12 -南京工业(gngy)大学卫星信号处理系统实验(shyn)指导书2015年11月目录(ml) TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc188172544 实验一 数字卫星接收设置 PAGEREF _Toc188172544 h 3 HYPERLINK l _Toc188172545 实验二 卫星信号频谱分析 PAGEREF _Toc188172545 h 4 HYPERLINK l _Toc188172546 实验三 直播采集源设置和信道发布 PAGEREF _Toc188172546 h 4实验(shyn)一 数字(shz)卫星

2、电视(dinsh)接收系统的搭建实验目的 通过本实验，让学生了解组建一个多路节目输出的数字卫星电视信号接收系统的方法，了解信号处理原理和数字卫星接收机包含的基本参数以及设置方法。实验器材单通道数字卫星接收机 5台卫星地面接收天线 1个双本振高频头 1个多路信号功分器 1个AV-VGA信号转换器 1台液晶显示器 1台电缆 若干实验内容说明 通过现场实物和系统搭建，让学生了解卫星信号接收和处理的过程。要求学生利用提供的实验器材，搭建一个多通道卫星电视接收系统。并且对系统进行调试，能够正常接收电视信号。实验步骤（一）C波段卫星知识介绍卫星通信是目前国内发展重点，在许多领域中都有应用，例如，广播电视系

3、统、电信运营、气象观测系统、应急通信系统、军事通信系统等等，学习基础卫星通信知识是很有必要的，本实验主要介绍卫星信号的接收和处理知识，本实验中卫星信号是C波段广播电视信号作为信号分析源。 C波段(bdun)广播电视信号介绍如下：C波段信号的频率范围(fnwi)：上行频率：5925MHz6425 MHz 下行(xixng)频率：3700 MHz4200 MHz上行频率是指发射频率，下行频率是指接收频率。C 波段信号上行信号分为垂直极化和水平极化；C 波段信号下行信号分为垂直极化和水平极化；极化是两种不同的传输方式；C波段常用的500 MHz带宽内，分为12个转发器进行转发，每个转发器带宽为36M

4、Hz，每个转发器中心频率间隔40 MHz，通过频率复用技术，利用正交极化方式，可以使转发器数目增加一倍。现代卫星通信采用频率复用技术，以增加C波段500 MHz带宽内的转发器数目，频率服用可以通过正交极化方式来实现。通过正交极化来实现频率复用，转发器工作在不同的极化状态，如相邻频率一个工作在水平极化，一个工作在垂直极化上。由于C波段卫星信号的这个特征，我们选用PBI的双极化双本振高频头，即可以接收水平极化上的信号，同时也接收垂直极化上信号。这样就可以使接收到中星6B上水平极化上的节目也可以接收到垂直极化上的节目。使节目数目多出一倍，总共42套节目。天线接收到C波段卫星信号，通过高频头后，变成中

5、频信号，中频信号在（900 MHz2000 MHz）之间。中频信号通过功分器，分配给每一个卫星信号接收机，对卫星信号进行解码。卫星信号接收机将卫星信号进行解码，输出音视频信号。卫星信号接收机的操作，接收机通过设置固定接收中星6B的电视节目。通过设置C波段双本振，可以接收水平极化和垂直极化的电视节目。节目的切换，可以通过接收机面板上的上下按钮来调节节目，也可以通过遥控器，来切换接收机的电视节目。（二）卫星(wixng)信号的接收 卫星信号的接收由卫星地面接收天线(tinxin)、高频头和功分器组成，卫星地面(dmin)接收天线：用于接收C波段广播电视信号作为信号。信号频率范围在3700 MHz4

6、200 MHz。 双本振高频头：双本振高频头的本振频率1是5150MHz，本振频率2是5750MHz。本振频率1是5150MHz是水平极化本振，本振频率2是5750MHz是垂直极化频率。 通过高频头以后信号频率f！5150F！,F是卫星信号频率。中频信号f频率在（900 MHz2000 MHz）之间。中频信号通过功分器，分配给每一个卫星信号接收机，卫星信号接收机将卫星信号进行解码，输出音视频信号。（三）数字卫星接收机设置 通过遥控器或是接收机表面按钮可以对接收机所收到的节目进行设置，设置参数有节目的下行频率、极化方式（垂直和水平）和速率。中星6B上节目参数列表：节目名称下行频率极化方式（V水平

7、/H垂直）速率 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=中国气象 t _blank 中国气象3680V27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=福建东南卫视 t _blank 福建东南卫视3706H4420 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=湖南卫视 t _blank 湖南卫视3750H10490 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=湖南金鹰卡通

8、卫视 t _blank 湖南金鹰卡通卫视3750H10490 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-4 t _blank CCTV-43771H9375 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-西法语 t _blank CCTV-西法语3771H9375 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-9 t _blank CCTV-93771H9375 HYPERLINK /starimg.asp

9、?starid=115.5E中星6B&program=四川卫视 t _blank 四川卫视3786H5440 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=贵州卫视 t _blank 贵州卫视3796H6930 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=重庆卫视 t _blank 重庆卫视3807V6000 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=上海东方卫视 t _blank 上海东方卫视3808H8800 HYPERLINK

10、/starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=上海炫动卡通卫视 t _blank 上海炫动卡通卫视3808H8800 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=浙江卫视 t _blank 浙江卫视3825V6780 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=山东卫视 t _blank 山东卫视3834V5400 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-1 t _blank CCTV-1

11、3840H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-12 t _blank CCTV-123840H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-11 t _blank CCTV-113840H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-音乐 t _blank CCTV-音乐3840H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中

12、星6B&program=CCTV-2 t _blank CCTV-23840H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-7 t _blank CCTV-73840H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-10 t _blank CCTV-103840H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=山西卫视 t _blank 山西卫视3846V5950 HYPERLINK /s

13、tarimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=河南卫视 t _blank 河南卫视3854V4420 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=宁夏卫视 t _blank 宁夏卫视3861V4800 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=农林卫视 t _blank 农林卫视3861V9080 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=陕西卫视 t _blank 陕西卫视3872V9080 HYPE

14、RLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=CCTV-少儿 t _blank CCTV-少儿3880H27500 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=山东教育 t _blank 山东教育3885V4340 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=江西卫视 t _blank 江西卫视3892V4420 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=江苏卫视 t _blank 江苏卫

15、视3900V6670 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=甘肃卫视 t _blank 甘肃卫视3910V6400 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=安徽卫视 t _blank 安徽卫视3929V8840 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=天津卫视 t _blank 天津卫视3940V5950 HYPERLINK /starimg.asp?starid=115.5E中星6B&program=北京卫视 t _b

16、lank 北京卫视3951V9520湖北卫视4147H6150青海综合频道4158H8680青海卫视4158H8680內蒙古卫视 汉语4171H9200內蒙古卫视 蒙古语4171H9200中国广播网4175V5990河北卫视4192V6000实验报告根据卫星接收系统(xtng)信号处理原理，设计一个支持多路视频输出的卫星电视接收系统原理，在实验报告里详细说明(shumng)其原理。根据设计原理，用提供的设备搭建卫星电视接收系统，并且通过调试，使系统正常(zhngchng)工作，记录搭建、调试的过程，以及接收机的参数设置方法。实验二 卫星电视信号频谱分析实验目的了解卫星信号频谱，并对卫星信号进行

17、频谱分析。实验器材单通道数字卫星接收机 5台卫星地面接收天线 1个双本振高频头 1个多路信号功分器 1个AV-VGA信号转换器 1台液晶显示器 1台电缆 若干3G数字化频谱仪 1台实验内容说明 通过频谱仪，让学生测试卫星信号频谱和对卫星信号强度、带宽、频率等数据进行分析。实验步骤（一）对测试系统进行连接 将功分器OUT口接到频谱仪的射频输入口，使电缆连接正常。（二）测试卫星信号 根据中星6B上节目参数列表中的下行频率，测试信号的频率、带宽和信号强度，对测试数据进行记录。（三）对卫星信号进行分析 对记录的卫星信号的数据，进行数据分析。得出卫星系统传输的一般特点。由学生根据所介绍的知识和测试数据自

18、行总结。实验报告说明无线电信号频谱测量原理，根据该原理，搭建卫星电视信号测量系统。记录信号的测量结果，包括测试信号的频率、带宽和信号强度。并且查阅相关资料，根据链路预算方法，推断下行信号发射功率。实验(shyn)三 北斗(bi du)卫星(wixng)中频信号的采集和处理实验目的：熟悉UTREK200数据采集系统和SDRG200软件接收机的操作流程和数据处理界面，分析实际采集的北斗中频信号，为后续实验打基础。实验器材UTRE200接收机 1台北斗有源接收天线 1根实验内容说明利用UTRE200接收机和有源接收天线搭建一个室内的北斗卫星信号采集系统，利用SDRE200软件接收机对数据进行采集和录

19、取，并且判断数据的有效性。实验步骤：整个实验分为两大步骤：1. 北斗中频数据的采集；2. 北斗中频数据的处理。北斗中频数据的采集首先将UTREK200数据采集器接入PC机的USB接口，连接北斗卫星天线，在连接北斗卫星天线之前请务必保证天线的可见天空视野良好，无建筑物或金属物品遮挡在天线上方，然后运行UTRE200数据采集主程序，弹出程序界面如下图所示：首先应该检查程序界面左上角的硬件信息以确保硬件通信正常。在进行数据采集之前可以对实时的数据情况(qngkung)进行大致判断，主要包括当前可见卫星的数目和强度，这一操作是通过程序界面中的实时(sh sh)捕获功能(gngnng)实现。在点击实时捕

20、获页面的开始按钮之后，可以得到实时捕获的结果，颜色为紫色的色带表示卫星信号存在，色带的高度和卫星信号的CN0成正比，所以色带越高表示卫星信号强度越高。如果实时捕获的结果显示没有卫星信号存在，请及时检查天线的设置和射频电缆的连接。在检查了实时信号的情况后，就可以回到采集信号的页面，点击开始按钮以启动数据采集，卫星中频数据以二进制文件的形式存储在PC机的硬盘上，UTREK200的中频采样时钟大致为16MHz，2比特量化，所以一秒钟会产生约4MByte的数据，因此如果采集的时间较长则建议采用NTFS类型的磁盘存储数据文件，因为FAT类型的磁盘分区最大只能存储4GByte的数据文件。当采集数据的长度足

21、够的时候，可以点击停止按钮以终止数据采集，程序界面的右下角显示当前存储的数据时长，数据大小和丢包率等信息。 在完成了北斗中频数据的采集之后，就可以对中频数据文件进行处理了。北斗中频数据的处理对第一步中得到的中频数据进行处理可以用自行编写的处理软件进行，也可以用随机提供的SDRG200软件接收机进行，前者的灵活性更高，但对于使用者的技术门槛要求较高。运行SDRG200软件接收机，主程序界面如下图：SDRG200软件(run jin)接收机初始界面打开文件，选择上一步采集的中频(zhngpn)数据文件，此时全部快捷工具栏上的按钮将使能，点击开始(kish)按钮则软件接收机开始处理中频数据，更详细的步骤在SDRG200用户使用手册有详述，此处略去。在开始处理之前，建议选择记录菜单，选择合适的目录，并将导航电文、星历数据、原始观测量和NMEA0183消息