便攜衛(wèi)星上行站的測試解析

饒 濤，肖建波，羅信海

（貴州廣播電視臺，貴州 貴陽 550002）

貴州廣播電視臺用于大型賽事、文藝活動及市區(qū)內新聞直播等任務的衛(wèi)星直播車已經(jīng)有3輛（2輛標清、1輛高清），車體不夠靈活機動，惡劣地形條件的地區(qū)無法到達，無法完成一些特殊情況下的直播。按照貴州廣播電視臺發(fā)展要求，最大限度地滿足新聞信號采集的靈活性，滿足新聞的及時傳輸需求，由本臺技術管理部牽頭，本臺播控傳送中心組織實施，在2013年對便攜式衛(wèi)星傳輸設備進行市場調研和用戶問詢，并組織相關商家（安達斯、世紀?？?、正興、朗威視訊、高視）的設備進行統(tǒng)一標準測試，本文主要介紹一下此次測試的情況。

1 測試目的

測試各品牌衛(wèi)星設備，檢測設備是否能實現(xiàn)現(xiàn)場電視新聞的直播、大型活動或搶險救災、突發(fā)性事件報道。

2 測試設備要求

便攜性——體積小巧、攜帶方便、重量輕。其重量和尺寸適合全世界航空、鐵路、輪船和汽車運輸?shù)臉藴?；系統(tǒng)經(jīng)過嚴格的震動沖擊檢測，可在各種野外惡劣工作環(huán)境中使用。

反應快速——系統(tǒng)安裝快速，手動或全自動工作。全自動對星時間不超過5 min。在必要時也可采用手動和半自動模式工作，控制天線快速指向衛(wèi)星，建立通信鏈路，采用有線、無線（WiFi）控制模式。設備操作簡單、易于掌握、實用可靠。

技術先進——播出質量、技術運行指標符合國家、行業(yè)有關標準（參見《廣播電視安全播出管理規(guī)定》第十九條）。傳送高清電視節(jié)目信號（當然能傳送標清信號），系統(tǒng)可以工作于現(xiàn)有我國上空所有民用運營衛(wèi)星的Ku波段。在達到出色編碼效果的同時優(yōu)化衛(wèi)星帶寬以節(jié)約資源，并配置一系列的編碼和調制屬性以提供多種上星方式選擇[1-3]。

3 測試技術要求

各品牌衛(wèi)星設備必須滿足衛(wèi)星通信系統(tǒng)通信的功能要求，專業(yè)化和標準化（各類設備的選擇、通信軟件以及協(xié)議必須符合國內外相關標準），使用我方提供的統(tǒng)一衛(wèi)星帶寬，統(tǒng)一的糾錯，能夠實現(xiàn)一路高標準清晰度數(shù)字視頻信號的單向傳輸，視頻信號壓縮采用H.264編碼協(xié)議。

4 測試條件

各品牌衛(wèi)星設備由播控傳送中心提供泰克測試儀PQA600，PQA600自帶馬拉松測試序列產(chǎn)生高清測試信號源，采用H.264編碼，通過便攜式衛(wèi)星地面站發(fā)射信號。接收端進行射頻傳輸效率對比（同一帶寬、同一糾錯、同一接收天線、同一衛(wèi)星接收機，發(fā)射功率相同，對接收載噪比、裕量進行比較）。接收信號經(jīng)相同鏈路由傳輸機房接收傳至播控PQA600采集圖像截取120幀圖像，選擇5倍圖像高度觀看距離，進行傳輸圖像質量對比。

表1 1號品牌9 Mbit/s帶寬環(huán)境，馬拉松序列測試PQR，DMOS，PSNR三項測試結果

2）2號品牌測試結果

2號品牌在9 Mbit/s帶寬環(huán)境下的測試結果如圖3、圖4和表2所示。

5 參與測試廠家（以測試時間先后為序）

1號品牌：2件，46 kg；2號品牌：3件，80 kg；3號品牌：2件，50 kg；4號品牌：1件，70 kg；5號品牌：1件，20 kg。

6 測試數(shù)據(jù)

1）1號品牌測試結果

考慮到農(nóng)地是否轉出是家庭層面的聯(lián)合決策，因此實證部分也將著重考察同屬一個層面相應非農(nóng)就業(yè)時間的成員群體差異，將基準模型設定如下:

1號品牌在9 Mbit/s帶寬環(huán)境下的測試結果如圖1、圖2和表1所示。

圖1 1號品牌9 Mbit/s帶寬環(huán)境下，馬拉松序列PQR，DMOS，PSNR三項指標測量結果（截圖）

圖4 2號品牌9 Mbit/s帶寬環(huán)境原始視頻圖像和回收視頻圖像（截圖）

圖2 1號品牌9 Mbit/s帶寬環(huán)境原始視頻圖像和回收視頻圖像（截圖）

表2 2號品牌9 Mbit/s帶寬環(huán)境，馬拉松序列測試PQR，DMOS，PSNR三項測試結果

2號品牌在18 Mbit/s帶寬環(huán)境下的測試結果如表3、圖5和圖6所示。

表3 2號品牌18 Mbit/s帶寬環(huán)境，馬拉松序列測試PQR，DMOS，PSNR三項測試結果

圖5 2號品牌18 Mbit/s帶寬環(huán)境下，馬拉松序列PQR，DMOS，PSNR三項指標測量結果（截圖）

圖6 2號品牌18 Mbit/s帶寬環(huán)境原始視頻圖像和回收視頻圖像（截圖）

3）3號品牌測試結果

3號品牌在9 Mbit/s帶寬環(huán)境下的測試結果如圖7、圖8和表4所示。

圖7 3號品牌9 Mbit/s帶寬環(huán)境下，馬拉松序列PQR,DMOS,PSNR三項指標測量結果（截圖）

圖8 3號品牌9 Mbit/s帶寬環(huán)境原始視頻圖像和回收視頻圖像（截圖）

表4 3號品牌9 Mbit/s帶寬環(huán)境，馬拉松序列測試PQR，DMOS，PSNR三項測試結果

3號品牌在18 Mbit/s寬帶環(huán)境下的測試結果如表5和圖9、圖10所示。

表5 3號品牌18 Mbit/s帶寬環(huán)境，馬拉松序列測試PQR，DMOS，PSNR三項測試結果

圖9 3號品牌18 Mbit/s帶寬環(huán)境原始視頻圖像和回收視頻圖像（截圖）

圖10 3號品牌18 Mbit/s帶寬環(huán)境原始視頻圖像和回收視頻圖像（截圖）

4）4號品牌測試結果

圖11 4號品牌9 Mbit/s帶寬環(huán)境下，馬拉松序列PQR，DMOS，PSNR三項指標測量結果（截圖）

圖12 4號品牌9 Mbit/s帶寬環(huán)境原始視頻圖像和回收視頻圖像（截圖）

表6 4號品牌9 Mbit/s帶寬環(huán)境，馬拉松序列測試PQR，DMOS，PSNR三項測試結果

5）5號品牌測試結果

5號品牌在9 Mbit/s帶寬環(huán)境下的測試結果如圖表7、圖13和圖14所示。

表7 5號品牌9 Mbit/s帶寬環(huán)境，馬拉松序列測試PQR，DMOS，PSNR三項測試結果

圖13 5號品牌9 Mbit/s帶寬環(huán)境下，馬拉松序列PQR，DMOS，PSNR三項指標測量結果（截圖）

圖14 5號品牌9 Mbit/s帶寬環(huán)境原始視頻圖像和回收視頻圖像（截圖）

便攜式衛(wèi)星上下行數(shù)據(jù)測試結果如表8所示。

表8 5家品牌衛(wèi)星上、下行數(shù)據(jù)

測試時，各品牌衛(wèi)星設備由泰克測試儀PQA600提供自帶馬拉松測試序列產(chǎn)生高清測試信號源，采用H.264編碼，分別使用9 Mbit/s、18 Mbit/s兩種帶寬，通過便攜式衛(wèi)星地面站發(fā)射信號，接收機房接收后送到泰克測試儀PQA600，采集圖像截取120幀圖像，對PQR、DMOS、PNSR三個指標進行測試，PQR為圖像質量計分；DMOS為圖像差異平均主觀評分；PSNR為峰值信噪比，PSNR值越大，PQR、DMOS值越小，圖像質量越高。PQR值=1：圖像質量基本沒有損傷；PQR值=3：圖像質量損傷可察覺但不明顯；PQR值=10：圖像質量損傷明顯。

便攜式衛(wèi)星地面站9 Mbit/s帶寬馬拉松測試序列測量數(shù)據(jù)（平均值）如表9、圖15所示。

表9 5家品牌9 Mbit/s帶寬測試結果

圖15 便攜式衛(wèi)星地面站9 Mbit/s帶寬5個品牌PQR，DMOS，PSNR三項指標對比

這次測試只有兩家測試設備可以進行18 Mbit/s帶寬的附加測試，測試數(shù)據(jù)（平均值）如表10、圖16所示。

表10 2、3號品牌18 Mbit/s帶寬測試PQR，DMOS，PSNR三項指標對比

7 測試綜述

圖16 測試18 Mbit/s帶寬的2個品牌PQR，DMOS，PSNR三項指標對比

測試數(shù)據(jù)說明：5個品牌設備各有優(yōu)劣，9 Mbit/s帶寬環(huán)境下5個品牌設備的PQR值均較為理想，DMOS、PSNR都不太理想。重量輕的傳輸質量、安全性不能保證（如5號品牌，總重20 kg，高清信號的高碼率傳輸裕量低，無安全性），傳輸質量較好的總重太重（18 Mbit/s帶寬環(huán)境下2號品牌設備的PQR、DMOS兩項指標優(yōu)秀，圖像質量較為理想，是在5家測試廠家中此兩項指標最好的一家，但總重太重，三件重量總重達80 kg）。

8 關于對便攜式衛(wèi)星上行設備使用的技術建議

1）衛(wèi)星上行天線越大越好，為兼顧便攜性，至少直徑在1 m以上。

2）高功放功率越大越好，為兼顧便攜性和滿足高清信號傳輸質量冗余，至少達40 W。

3）應對目前節(jié)目需求，滿足電視信號傳送質量選用的設備編碼同時支持H.264/MPEG-2；調制設備符合DVB-S/QPSK、DVB-S2/8PSK標準；為兼顧便攜性，編碼調制設備采用內置模式為佳。

在2013年底，本臺根據(jù)便攜衛(wèi)星上行站測試結果，完成設備招標，選用VISLINK/MSAT/120K/40 W高清衛(wèi)星上行站。

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[1]國家廣播電影電視總局.廣播電視安全播出管理規(guī)定[M].2009.

[2]車晴，張文杰，王京玲.數(shù)字衛(wèi)星廣播與微波技術[M].北京：中國廣播電視出版社，2004.

[3]何向暉.江西電視臺高清衛(wèi)星車的設計思路[J].電視技術，2011，35（24）：58-60.