高質(zhì)量的衛(wèi)星廣播

當(dāng)電視信號(hào)由模擬全面轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字傳輸技術(shù)時(shí)，廣播信號(hào)也在發(fā)生著同樣的變化。實(shí)際上，廣播信號(hào)轉(zhuǎn)向數(shù)字傳輸?shù)牟椒ミh(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電視信號(hào)。和任何新的汽車技術(shù)一樣，要使這種新的廣播信號(hào)在基于訂單的汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域獲得成功，不但需要保持和汽車技術(shù)發(fā)展相同的速度，而且還要具有消費(fèi)者能夠接受的價(jià)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(wù)(SDARS)，其中有免費(fèi)的商業(yè)節(jié)目、高質(zhì)量的數(shù)字音頻，同時(shí)還可以大范圍的覆蓋到鄉(xiāng)村。每個(gè)公司都提供100多個(gè)頻道的數(shù)字音樂(lè)以及對(duì)話節(jié)目，可以實(shí)現(xiàn)大洋彼岸之間無(wú)中斷的服務(wù)。各公司還提供60多個(gè)獨(dú)特的音樂(lè)頻道，主要是一些傳統(tǒng)廣播信號(hào)以外的內(nèi)容。

性能分析
對(duì)于大型的廣播節(jié)目來(lái)說(shuō)，為了確保持續(xù)的服務(wù)費(fèi)，衛(wèi)星廣播必須具有許多高質(zhì)量的性能。尤其對(duì)于汽車領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，更多的要求是具有高可靠性。例如，當(dāng)一個(gè)2.4GHz的電波信號(hào)通過(guò)隧道以及人口密集的區(qū)域時(shí)，就需要高性能的RF集成電路來(lái)處理衛(wèi)星的信號(hào)信息。
XM和Sirius公司共同使用2320~2345MHz頻帶的廣播信號(hào)(見(jiàn)圖1)。這25MHz波段信號(hào)被Sirius和XM平分，同時(shí)在上下端點(diǎn)處和無(wú)線通訊服務(wù)(WCS)相連，所以兩個(gè)提供商不但關(guān)心各自信號(hào)接收的可靠性，而且還關(guān)心相互間的干擾。為了確保各自信號(hào)的高質(zhì)量服務(wù)，XM和Sirius都配置了堅(jiān)固而且廣泛的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)信號(hào)從多個(gè)衛(wèi)星傳播，對(duì)于沒(méi)有直線衛(wèi)星信號(hào)存在的情況，XM和Sirius配置了一系列的陸地發(fā)射站來(lái)中繼廣播信號(hào)。在通常的情況下，接收器同時(shí)接收來(lái)自兩個(gè)衛(wèi)星和陸地發(fā)射站的信號(hào)，以從三個(gè)冗余信號(hào)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(hào)不會(huì)丟失。
為了增加冗余度，兩個(gè)系統(tǒng)中都混合了不同的時(shí)間序列，并在兩個(gè)衛(wèi)星信號(hào)的過(guò)渡期間以及衛(wèi)星和陸地發(fā)射站信號(hào)的過(guò)渡之間引入時(shí)間延遲序列。這種方式可以保證接收器在接收到過(guò)渡信號(hào)時(shí)可以補(bǔ)償任何丟失的信息(時(shí)限大約為4秒)。
當(dāng)需要在多個(gè)信號(hào)間考慮高頻信號(hào)以及同步信號(hào)保持能力的要求時(shí)，衛(wèi)星信號(hào)接收器的設(shè)計(jì)會(huì)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(dá)2kW的功率)發(fā)出的微弱信號(hào)時(shí)，對(duì)電波信號(hào)線性度的要求(也就是輸入IP3或者IIP3)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前的移動(dòng)電話中所使用的線性度。對(duì)于使用約200kHz窄帶的GSM蜂窩電話來(lái)說(shuō)，衛(wèi)星信號(hào)必須接收高達(dá)12.5MHz帶寬的信號(hào)，這使高效接收器的設(shè)計(jì)成了一個(gè)主要的挑戰(zhàn)，當(dāng)還要考慮到低噪聲指標(biāo)要求時(shí)，高性能接收器的設(shè)計(jì)會(huì)變得更加困難。
這些技術(shù)對(duì)于接收器IC的設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)，所以設(shè)計(jì)一個(gè)具有IIP3性能的低噪聲高增益的接收器IC不是那么簡(jiǎn)單。為了滿足噪聲的指標(biāo)要求，接收器IC在通過(guò)混頻段時(shí)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(hào)的頻率合成器在整個(gè)頻域范圍內(nèi)不能引入任何相位噪聲。因?yàn)槿魏五e(cuò)誤的頻率毛剌都會(huì)混入所設(shè)計(jì)的IF帶寬內(nèi)，從而會(huì)導(dǎo)致通道選擇性問(wèn)題。在過(guò)去，接收器的設(shè)計(jì)都采用壓控振蕩器(VCO)以及分立的環(huán)路濾波器來(lái)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(shè)計(jì)原理來(lái)設(shè)計(jì)接收器IC不能完全實(shí)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(píng)，接下來(lái)所需要做的就是擴(kuò)大其應(yīng)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?dú)w功于其強(qiáng)大的技術(shù)，特別是設(shè)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(pán)、LCD以及顯示驅(qū)動(dòng)器、電源和接收模塊構(gòu)成，最初的設(shè)計(jì)主要由一些RF IC及分立器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。將來(lái)把多個(gè)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(guò)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(yīng)用中SkyFi可以具有便攜式的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)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(shí)便攜式的設(shè)備可以吸引更多的使用者，但是成本和電源限制會(huì)增加此目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)難度?！?(紅林譯)