衛(wèi)星電視廣播傳輸與接收系統(tǒng)的原理及實用技術

衣克巴利·依不拉音

【摘要】目前電視廣播信號傳輸主要以光纖和衛(wèi)星傳輸兩種方式為主。與光纖傳輸方式相比，衛(wèi)星傳輸具有受制因素少，成本低廉，傳輸距離遠，信號覆蓋面積等優(yōu)勢，應用范圍較廣，為電視廣播傳輸帶來較大發(fā)展空間。本文就對衛(wèi)星電視廣播闡述與接收系統(tǒng)的原理與實用技術進行分析探討，以供參考。

【關鍵詞】衛(wèi)星電視廣播;傳輸和接收系統(tǒng);原理;實用技術;

衛(wèi)星廣播電視技術的發(fā)展，打破了傳統(tǒng)電視信號接受和傳輸中時間與空間上的制約，再加上數字技術的應用，可對傳輸信號實施壓縮處理，降低接受和傳輸中的空間占用，以改善傳輸效率，為我國廣播電視行業(yè)的長遠發(fā)展提供動力。

1. 衛(wèi)星電視廣播傳輸及接受系統(tǒng)的原理

1.1 傳輸原理

衛(wèi)星電視廣播傳輸形式取決于地面廣播系統(tǒng)，地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)的不同，信號的接收和調節(jié)方式也存在差異。不過基本工作原理卻是不變的，都是將接收到的視頻或音頻信號處理后傳輸到衛(wèi)星裝置中，由衛(wèi)星裝置實行頻率轉換，再傳輸到地面接收系統(tǒng)內，由地面接收系統(tǒng)傳輸到覆蓋區(qū)域內。

1.2 接收原理

電視臺播出的信號會通過電纜、光纜或微博等形式傳輸到衛(wèi)星系統(tǒng)中，之后再利用變頻和功率放大技術，實現信號變頻轉換，發(fā)送到指定區(qū)域空間。衛(wèi)星信號接收中，地面接收系統(tǒng)主要以家庭或團體接收、電視臺接收這兩種方式為主。

2. 衛(wèi)星電視廣播傳輸技術應用

2.1 上行發(fā)射站

衛(wèi)星電視廣播傳輸技術是在衛(wèi)星技術技術上衍生的信號傳輸技術。其由發(fā)射站、轉發(fā)器、接收器三部分構成。其中發(fā)射站是上行信號發(fā)出的重要設備，轉發(fā)器是在衛(wèi)星載體基礎上實施信號接收、處理、轉發(fā)的中轉系統(tǒng)，接收器是地面用戶衛(wèi)星信號接收的重要裝置。三個系統(tǒng)協(xié)調運行，實現電視廣播信號接收和傳輸。其中上行發(fā)射裝置的工作原理為：先實施音頻和視頻混合處理，生成原始基帶信號。之后調整原始基帶信號，并將其轉化成70赫茲左右的中頻載波。最后利用發(fā)射站將中頻載波轉化成高頻載波，傳送給衛(wèi)星，由衛(wèi)星設備傳輸到指定范圍，完成上行信號傳輸。

2.2 星載轉發(fā)器

星載轉發(fā)器的工作原理與轉換機原理相似，主要是進行信號接收和傳輸處理的。星載轉發(fā)器在實際應用中，可實現上行發(fā)射器與地面接收器間的信號傳輸和接收，再通過設備內部多樣化轉化系統(tǒng)的合理應用，實現對C、CU波段信號的處理。星載轉發(fā)器可提高信號接收后的轉發(fā)效率，提升信號傳輸質量，擴展信號覆蓋范圍。不過該設備設置在地球外圍上，維修和調整難度較大，需要工作人員做好實時檢測，以加強信號接收和傳輸的準確性。

2.3 DFB數字信號傳輸技術

隨著技術水平的提高，很多音頻和視頻調制器被應用在衛(wèi)星電視廣播信號傳輸系統(tǒng)中，這些設備儀器的應用，滿足了多維信號的傳輸要求，改進立體信號的處理和接收效率，加快信號轉換率，擴大信號傳播范圍。例如，在SMPTE259M串行數字視頻調控，以音頻模擬信號為主，應用A/D、D/A轉換模式，可將信號傳輸轉成光纖傳播，擴展傳輸范圍。同時利用光纖直接進行AES/EBU音頻信號的傳輸，可提高信號轉換效率，加快傳輸速度，加強自動化管控效果。

3. 衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)

3.1 室外系統(tǒng)

衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)中的室外系統(tǒng)主要由三部分構成，即拋物面天線、高頻頭、饋源。功能是實施衛(wèi)星轉發(fā)器下行信號的接收、調整和轉換作業(yè)，做到第一中頻信號的識別和處理工作。各組成部分的具體作用為：

3.1.1 拋物面天線

拋物面天線可接收衛(wèi)星轉發(fā)器下行的C或CU波段信號，將其積聚到一個點上，對其予以設置和處理。雖然從衛(wèi)星發(fā)射出來的電視廣播數字信號，可直接被地面接收裝置接收，但由于兩者距離較遠，信號直接傳輸較為薄弱。而利用拋物面天線后，可借助聚焦原理解決上述問題，利用天線匯集信號，快速傳輸到饋源內，保證信號的傳輸質量。

3.1.2 饋源

饋源是拋物面天線的核心結構，是由三部分構成的，即饋源盤、極化器和過渡波導。饋源的具體功能是將拋物面天線匯集的電視廣播數字信號接收并轉化成電磁波形式，之后將轉化后的電磁波利用圓波導傳輸到高頻頭中，再經矩形波處理后傳輸到相應設備中，以提高信號傳輸效率。

3.1.3 高頻頭

地面接收天線在衛(wèi)星信號接收中，高頻頭可規(guī)避信號微弱問題，保證接收效果，且信號接收完成后，可對衛(wèi)星載波信號實施降頻和調整處理，生成中頻信號，滿足同軸電纜闡述要求，提升電視信號接收和傳輸效果。

3.2 室內系統(tǒng)

室內系統(tǒng)的核心部分為綜合解碼接收機，其是由解復用模塊、信道接收模塊和MPEG-2解碼模塊三部分構成的。

3.2.1 信道接收模塊

衛(wèi)星在接受到轉換器下行波段的電視信號后，通過低噪聲變頻設備進行放大和變頻處理，生成L波段的第一中頻信號，之后對第一中頻信號實行放大和過濾處理，之后傳輸到混頻電路和振蕩器中，這兩個設備處理后的信號會通過同軸電纜直接傳輸到解碼設備內，完成整個傳輸流程。不過在信號轉換和傳輸過程中，由于差頻問題的產生，容易影響信號質量和傳輸效果。因此需要使用混合高頻放大信號和本振信號對第一中頻信號實施再次處理，生成第二中頻信號，保證信號接收質量。第一中頻信號的頻率為479.5兆赫茲。處理后的第二中頻信號，將帶寬設置成36兆赫茲。通過對第二中頻信號的調整，有助于實現電路的自動增益控制，從而改善信號質量，減少信號波動幅度。經過放大處理后的中頻信號直接傳輸到QSPK解調器中，實施再次調整和轉換，獲得標準的電視廣播數字信號流，再將數字信號流傳輸到維特比解碼器內，對信號實施解密和糾錯處理，最后，使用交流電路實施電視信號處理，傳送到RS解碼電路中，糾正傳輸中存在的錯誤代碼，完成整個信號傳輸工作。

3.2.2 解復用模塊

電視信號在被衛(wèi)星接收后，需要經過信源編碼、數字信號模數轉換、MPEG-2壓縮編碼、RS數碼處理等多道流程工序，生成最終的混合數碼信號，做到信號不同線路的傳輸、處理和調整。在研究中發(fā)現，混合數碼信號是由數字信號、RS數碼和交織碼三部分構成的。在信源解碼前，要分析復用傳輸流，將不同頻段對應的信號數據予以標注，分別獲取信號流數據包，將傳播的信號內容予以還原和應用。在不同信號數據包解碼中，可采用MPEG-2解碼器完成科學處理。

3.2.3 MPEG-2解碼模塊

解復用數據在進入到MPEG-2解碼器中后，先開展初始數據流解碼工作，將接收到的信號數據轉變成視頻和音頻數據流，視頻數據流直接傳輸到D/A轉換編碼器中實施后續(xù)處理。音頻數據流直接傳輸到A/D轉換器中實施后續(xù)處理，轉換后獲得精準的視頻和音頻模擬信號，再將其闡述到電視機內，播放電視節(jié)目。

4. 廣播電視衛(wèi)星傳輸缺陷的解決措施

4.1 強化操作人員能力水平

針對衛(wèi)星信號傳輸中存在的人員操作問題，相關部門需加大人員培訓力度。首先，建立完善的衛(wèi)星信號傳輸管理制度，科學管控安裝、維修等環(huán)節(jié)。制定明確檢修維護標準，嚴格按照標準要求開展各項作業(yè)。在地面接收裝置安裝過程中，安裝人員要熟練掌握安裝技巧及安裝要求，且做好安裝環(huán)節(jié)的細致檢查作業(yè)，減少問題的產生，確保設備的正常使用。另外，定期實行設備檢修，記錄和分析檢修數據，做到故障問題的及時處理。

其次，開展定期專業(yè)培訓和教育活動，讓人員熟練了解安裝和維修要點，合理規(guī)劃考核內容，未通過考核的人員不得參與具體工作中來。且做好衛(wèi)星傳輸技術的更新和擴展。

最后，優(yōu)化員工職業(yè)道德素質，增強其責任感和使命感，構建專業(yè)性強的工作團隊，優(yōu)化工作質量。

4.2 做好設備質量管控

針對信號傳輸存在的缺陷，需采取以下措施：加大地面設備保護力度，以免產生干擾。將接收天線假設在郊區(qū)內，與電磁場保持較遠距離;使用靈敏度較高的高頻頭，提高下行信號轉換和還原能力;做好接收天線角度調整，降低惡劣天氣帶來的不良影響;人為干擾的解決可通過關閉轉發(fā)器或利用較強信號控制較弱信號的方式來削弱干擾，保障設備的正常運轉?；蛘哌€可使用大功率的發(fā)射機，增加信號的上行功率，使傳輸的衛(wèi)星信號的功率大于干擾信號，保證正常信號的發(fā)送、轉發(fā)。

4.3 做好電磁波干擾防護

電磁波干擾防護中，工作人員要先對周邊干擾源實行檢測，確定干擾種類，有針對性的制定屏蔽方式。如果是短波干擾，可直接采用機房屏蔽，除饋線外，所有線路均采用半鋼材質完成處理;如果是中波干擾，可使用接地裝置屏蔽。如發(fā)現干擾源為雷達，則需與相關部門溝通，協(xié)調同步衛(wèi)星的運行軌道，劃分信號發(fā)聲頻率;如雷達信號干擾源與地球站、單向衛(wèi)星接收站距離較遠，干擾程度不明顯，可利用將天線的口徑適當加大的方式解決信號干擾問題。

4.4 天氣監(jiān)測

天氣的不確定性對信號傳輸的影響較大，為改進傳輸質量，需加強天氣監(jiān)測，結合檢測數據做好防護措施。通常情況下，會利用優(yōu)化處理地面接收裝置的方式，降低天氣變化對信號接收和傳輸的影響。如優(yōu)化發(fā)射站、天線架設裝置等;還可借助調整接收天線仰角的方式來減少降雨天氣及雨水堆積對線路造成的威脅，改進信號傳輸質量。

5. 結語

綜上所述，做好衛(wèi)星電視廣播信號的接收和傳輸工作，合理規(guī)劃系統(tǒng)內容，加大先進技術的應用，能夠有效提高信號接收和傳輸質量，改善電視節(jié)目播放效果，故而相關部門需要加大該方面的關注力度。

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