高質(zhì)量的衛(wèi)星廣播

當電視信號由模擬全面轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字傳輸技術時，廣播信號也在發(fā)生著同樣的變化。實際上，廣播信號轉(zhuǎn)向數(shù)字傳輸?shù)牟椒ミh遠超過了電視信號。和任何新的汽車技術一樣，要使這種新的廣播信號在基于訂單的汽車產(chǎn)業(yè)領域獲得成功，不但需要保持和汽車技術發(fā)展相同的速度，而且還要具有消費者能夠接受的價格。
XM衛(wèi)星廣播公司以及Sirius衛(wèi)星廣播公司都提供基于用戶的衛(wèi)星數(shù)字音頻廣播服務(SDARS)，其中有免費的商業(yè)節(jié)目、高質(zhì)量的數(shù)字音頻，同時還可以大范圍的覆蓋到鄉(xiāng)村。每個公司都提供100多個頻道的數(shù)字音樂以及對話節(jié)目，可以實現(xiàn)大洋彼岸之間無中斷的服務。各公司還提供60多個獨特的音樂頻道，主要是一些傳統(tǒng)廣播信號以外的內(nèi)容。

性能分析
對于大型的廣播節(jié)目來說，為了確保持續(xù)的服務費，衛(wèi)星廣播必須具有許多高質(zhì)量的性能。尤其對于汽車領域來說，更多的要求是具有高可靠性。例如，當一個2.4GHz的電波信號通過隧道以及人口密集的區(qū)域時，就需要高性能的RF集成電路來處理衛(wèi)星的信號信息。
XM和Sirius公司共同使用2320~2345MHz頻帶的廣播信號(見圖1)。這25MHz波段信號被Sirius和XM平分，同時在上下端點處和無線通訊服務(WCS)相連，所以兩個提供商不但關心各自信號接收的可靠性，而且還關心相互間的干擾。為了確保各自信號的高質(zhì)量服務，XM和Sirius都配置了堅固而且廣泛的網(wǎng)絡結構。網(wǎng)絡信號從多個衛(wèi)星傳播，對于沒有直線衛(wèi)星信號存在的情況，XM和Sirius配置了一系列的陸地發(fā)射站來中繼廣播信號。在通常的情況下，接收器同時接收來自兩個衛(wèi)星和陸地發(fā)射站的信號，以從三個冗余信號中選擇所需要的信息，這樣可以保證在衛(wèi)星不能直接監(jiān)視的情況下，信號不會丟失。
為了增加冗余度，兩個系統(tǒng)中都混合了不同的時間序列，并在兩個衛(wèi)星信號的過渡期間以及衛(wèi)星和陸地發(fā)射站信號的過渡之間引入時間延遲序列。這種方式可以保證接收器在接收到過渡信號時可以補償任何丟失的信息(時限大約為4秒)。
當需要在多個信號間考慮高頻信號以及同步信號保持能力的要求時，衛(wèi)星信號接收器的設計會變得困難一些。主要是由于在接收由陸地基站(可能產(chǎn)生高達2kW的功率)發(fā)出的微弱信號時，對電波信號線性度的要求(也就是輸入IP3或者IIP3)遠遠高于目前的移動電話中所使用的線性度。對于使用約200kHz窄帶的GSM蜂窩電話來說，衛(wèi)星信號必須接收高達12.5MHz帶寬的信號，這使高效接收器的設計成了一個主要的挑戰(zhàn)，當還要考慮到低噪聲指標要求時，高性能接收器的設計會變得更加困難。
這些技術對于接收器IC的設計者來說是一個挑戰(zhàn)，所以設計一個具有IIP3性能的低噪聲高增益的接收器IC不是那么簡單。為了滿足噪聲的指標要求，接收器IC在通過混頻段時要求產(chǎn)生的噪聲必須非常小，這就意味著產(chǎn)生本振(LO)混合信號的頻率合成器在整個頻域范圍內(nèi)不能引入任何相位噪聲。因為任何錯誤的頻率毛剌都會混入所設計的IF帶寬內(nèi)，從而會導致通道選擇性問題。在過去，接收器的設計都采用壓控振蕩器(VCO)以及分立的環(huán)路濾波器來產(chǎn)生所需要的混合LO頻率，以滿足低噪聲的要求。但是采用這種設計原理來設計接收器IC不能完全實現(xiàn)所需要的功能。
目前SDARS已經(jīng)發(fā)布并得到了用戶的廣泛好評，接下來所需要做的就是擴大其應用范圍，以吸收更多的用戶。衛(wèi)星廣播獲得的初步成功主要歸功于其強大的技術，特別是設備的成本因素。
目前Delphi公司的SkyFi即插即用廣播單元是XM衛(wèi)星廣播接收器中成本最佳的。這種單元主要由塑料底盤、LCD以及顯示驅(qū)動器、電源和接收模塊構成，最初的設計主要由一些RF IC及分立器件來實現(xiàn)。將來把多個功能集成到一片IC中并減少總的元器件數(shù)，可顯著降低成本，通過把元件直接布置到PCB中還可以節(jié)省模塊的成本。
在汽車以及家庭應用中SkyFi可以具有便攜式的優(yōu)點。通過把包含音頻輸出或板上FM模塊取消可以大大降低成本，同時便攜式的設備可以吸引更多的使用者，但是成本和電源限制會增加此目標的實現(xiàn)難度。■ (紅林譯)