淺析數(shù)字衛(wèi)星廣播對傳統(tǒng)廣播的影響

李偉

國家新聞出版廣電總局203臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010070

淺析數(shù)字衛(wèi)星廣播對傳統(tǒng)廣播的影響

李偉

國家新聞出版廣電總局203臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010070

本文結(jié)合實際工作經(jīng)驗，對數(shù)字衛(wèi)星廣播和傳統(tǒng)廣播的發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)缺點進行了細致比較和分析，并對衛(wèi)星廣播未來的發(fā)展進行論述。

衛(wèi)星廣播 中波 短波 調(diào)頻 發(fā)展

前言

隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字衛(wèi)星廣播的應(yīng)用范圍越來越廣，相對于中波、短波以及調(diào)頻等傳統(tǒng)廣播而言，衛(wèi)星廣播憑借其獨特的傳播模式和覆蓋的廣泛，決定了其在未來的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

1 衛(wèi)星廣播的概念

利用廣播衛(wèi)星向地面轉(zhuǎn)播廣播和電視信號，廣大聽眾和觀眾能用較簡單的接收天線和接收機收聽、收看廣播和電視節(jié)目。

衛(wèi)星廣播系統(tǒng)由三部分組成，分別為地球上行站、廣播衛(wèi)星和衛(wèi)星接收站。

1.1 地球上行站

地球上行站對播控中心傳來的信號，經(jīng)過視頻處理電路與伴音處理電路，混合成基帶信號，然后對中頻載波進行調(diào)制，將輸入的基帶信號變?yōu)?0MHz的中頻調(diào)諧波。中頻信號再經(jīng)過上變頻，變?yōu)橹付ǖ陌l(fā)射頻率后，送到高頻功率放大器進行放大，由發(fā)射天線發(fā)射給衛(wèi)星。

1.2 廣播衛(wèi)星

廣播衛(wèi)星是一座設(shè)置在赤道上空的轉(zhuǎn)播臺，既接收來自地球站的上行信號，也將廣播電視信號經(jīng)過下變頻和功率放大等環(huán)節(jié)，以下行頻率轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的服務(wù)區(qū)。為了實現(xiàn)廣播電視信號的正常轉(zhuǎn)發(fā)，要求衛(wèi)星保持精確的姿態(tài)和軌道位置，使衛(wèi)星相對地球是靜止的，下行波束嚴格指向服務(wù)區(qū)域。

1.3 衛(wèi)星接收站

衛(wèi)星接收站主要用來接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的下行信號，經(jīng)過低噪聲放大、下變頻和中放等環(huán)節(jié)，生成衛(wèi)星接收系統(tǒng)內(nèi)的第一中頻信號。該信號經(jīng)過同軸電纜傳送到衛(wèi)星接收機，并產(chǎn)生第二中頻，經(jīng)過中放、解調(diào)、視頻處理、伴音解調(diào)和伴音處理等環(huán)節(jié)，分別還原出視頻和音頻信號。

1.3.1個體接收

當(dāng)衛(wèi)星信號到達地面的功率通量密度足夠大時，用戶可以用小型天線等簡易衛(wèi)星接收設(shè)備直接接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的廣播電視節(jié)目。普通家庭只需配置一臺簡易的衛(wèi)星接收器，通過室外小型接收天線，就可接收廣播電視節(jié)目，但需要衛(wèi)星上具有大功率轉(zhuǎn)發(fā)器，從而使地面獲得較強的電波。

1.3.2集體接收

用直徑較大的衛(wèi)星接收天線和專用接收機將衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的廣播電視信號接收下來，通過轉(zhuǎn)換將信號統(tǒng)一封裝打包分配給不同的用戶。集體接收所需要的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)功率小，空間成本較低。

2 數(shù)字衛(wèi)星廣播的優(yōu)點

隨著衛(wèi)星技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字衛(wèi)星廣播正在逐步取代模擬衛(wèi)星廣播。與模擬衛(wèi)星廣播相比，數(shù)字衛(wèi)星廣播具有以下優(yōu)點：

（1）利用數(shù)字壓縮技術(shù)的衛(wèi)星數(shù)字廣播極大地降低了傳送的音視頻碼率，對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的頻帶及功率需求大大低于模擬方式。同一轉(zhuǎn)發(fā)器可播送更多的節(jié)目，既節(jié)省空間資源，又大幅度降低了節(jié)目傳輸費用。

（2）經(jīng)濟效益好。一個轉(zhuǎn)發(fā)器可以傳送多套電視節(jié)目，大大降低了運營成本。

（3）節(jié)目的傳輸質(zhì)量高。由于采用了強有力的糾錯算法，傳送質(zhì)量很高，接收門限較低。與模擬廣播接收質(zhì)量的漸變式劣化不同，只要在接收門限上，數(shù)字廣播信號沒有可察覺的失真、干擾和衰弱。

（4）所需的發(fā)射功率小。模擬衛(wèi)星廣播的圖像質(zhì)量是與信號的載噪比聯(lián)系在一起的，衛(wèi)星上行站的發(fā)射功率通常在數(shù)百瓦的范圍內(nèi)；數(shù)字衛(wèi)星廣播的圖像質(zhì)量則是與誤碼聯(lián)系在一起的，所需信號的載噪比較小，發(fā)射功率在數(shù)十瓦。

（5）傳輸質(zhì)量高。利用壓縮技術(shù)和帶寬優(yōu)勢，可以提供多路多聲道的優(yōu)質(zhì)音頻信號。

3 衛(wèi)星廣播較傳統(tǒng)廣播而言優(yōu)勢明顯

3.1 傳統(tǒng)廣播局限性強

3.1.1中波信號傳播受地面結(jié)構(gòu)影響大

中波廣播的傳輸模式主要是地波傳輸，又稱繞射傳播，受地面土壤的電性參數(shù)和地形地貌的影響較大，適合中近距離廣播。中波波長越短，繞射能力就越差，地面對其的吸收也會增加，若遇高大建筑物或山體，電波會有部分能量被反射回來，傳輸距離會明顯下降；在開闊的區(qū)域傳輸，大功率的發(fā)射機可以傳播上百公里。中波在夜間出現(xiàn)天波傳播，但由于當(dāng)前中波頻道比較擁擠，在同一地點接收，各套節(jié)目交叉干擾，收聽效果欠佳。

3.1.2調(diào)頻廣播多以視距傳輸為主

調(diào)頻廣播的傳輸模式以空間波為主，又稱視距傳輸，發(fā)射點位置越高，越有利于傳播，適合近距離廣播。在城鎮(zhèn)化高速發(fā)展的今天，高大樓宇、高架橋和隧道都會影響接收效果。另外，各類電磁干擾、工業(yè)干擾以及發(fā)射機的性能都會影響到調(diào)頻廣播的傳輸。

3.1.2短波廣播受電離層影響大

短波廣播的傳輸模式以天波為主，可以進行遠距離傳輸。電波經(jīng)過電離層，可達到較遠距離，但由于在傳輸過程中受電離層折射、反射、吸收以及各種衰落的影響，電波到達某一區(qū)域的廣播效果不盡相同，覆蓋范圍有限。

1）通過對PLC機架、CPU、電源和通信模塊等組成部分的合理使用，實現(xiàn)給排水控制系統(tǒng)運行中的自動控制功能設(shè)置，進而通過對水倉水位高低變化、供電部門規(guī)定的峰段和平段等供電時間段實際情況的考慮，在計算機三維空間中構(gòu)建數(shù)字模型，進而實現(xiàn)對水泵運行的自動化控制；

3.2 衛(wèi)星廣播優(yōu)勢明顯

（1）覆蓋面積大。衛(wèi)星廣播相當(dāng)于完成地面成千上萬個廣播電臺的傳輸與覆蓋，對于發(fā)展中國家來說，如果一顆廣播衛(wèi)星上天，就能實現(xiàn)全國領(lǐng)土的覆蓋，對迅速改變廣播落后面貌是一種最有效和最快捷的手段。

（2）圖像質(zhì)量高。由于衛(wèi)星廣播傳輸環(huán)節(jié)少，電波入射角大，受山峰和地面高層建筑物阻擋小，受到的各類干擾比較小，因而，其傳輸質(zhì)量較高。

（3）衛(wèi)星廣播可優(yōu)先使用Ku波段。該頻段寬、容量大，使高保真的廣播等多種新的廣播業(yè)務(wù)有實現(xiàn)的可能性。

（4）衛(wèi)星廣播不受地理環(huán)境影響。衛(wèi)星廣播的電波來自太空，不受高山、海洋、森林和沙漠的影響。

（5）衛(wèi)星廣播投資小、見效快。相對地面廣播，衛(wèi)星廣播減少了大量人力、物力以及基建項目，維護費用大幅降低。

4 我國衛(wèi)星廣播電視節(jié)目傳輸總體情況及發(fā)展趨勢

4.1 廣電專用衛(wèi)星發(fā)展迅猛

（1）2007年6月1日，鑫諾3號衛(wèi)星發(fā)射升空，裝載10個C轉(zhuǎn)發(fā)器，覆蓋中國境內(nèi)。

（2）2007年7月5日，中星6B發(fā)射升空，裝載38個C轉(zhuǎn)發(fā)器，可覆蓋亞洲和大洋洲，同時承擔(dān)其他國家廣播電視發(fā)射業(yè)務(wù)。

（3）2008年6月9日，中星9號衛(wèi)星發(fā)射升空，中國直播衛(wèi)星村村通業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展。

（4）2010年9月5日，中星6A發(fā)射升空，裝載24個C轉(zhuǎn)發(fā)器、8個Ku波段和1個S轉(zhuǎn)發(fā)器，傳輸能力進一步增強。

4.2 我國衛(wèi)星廣播趨勢的發(fā)展

（1）從C波段逐步向Ku波段過渡。Ku波段的頻率受國際有關(guān)法律保護，工作在12～18GHz頻段。Ku波段衛(wèi)星單轉(zhuǎn)發(fā)器功率一般較大，多采用賦形波束覆蓋，衛(wèi)星EIRP較大，加上Ku波段接收天線效率高于C波段接收天線，因此，接收Ku波段衛(wèi)星節(jié)目的天線口徑遠小于C波段，從而可有效地降低接收成本，方便個體接收。同時，Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播上行系統(tǒng)采取上行功率控制手段，以便自動補償或消除在衛(wèi)星上行鏈路出現(xiàn)的雨、雪、云和霧等對上行信號的衰減作用。

（2）開展Ka廣播業(yè)務(wù)頻段的技術(shù)研究。積極開展對Ka廣播業(yè)務(wù)頻段的技術(shù)研究和向國際電聯(lián)申請軌道頻率資源的工作，為廣播電視衛(wèi)星應(yīng)用做技術(shù)準備和資源儲備。

（3）大力發(fā)展衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)。利用地球同步軌道衛(wèi)星，實現(xiàn)廣播電視和多媒體數(shù)據(jù)通訊直接向小團體及家庭單元傳送，通過衛(wèi)星將視頻、圖文和聲音等節(jié)目進行點對面的廣播，接收者只需要使用小型衛(wèi)星接收天線，即可收到來自衛(wèi)星的電視或廣播節(jié)目。

結(jié)束語

隨著廣播電視技術(shù)的日新月異，傳統(tǒng)地面廣播面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，衛(wèi)星廣播憑借其獨特的傳播方式，必將成為未來的發(fā)展趨勢，發(fā)揮更大的作用。

[1]馬有本.《廣播電視監(jiān)測技術(shù)》.國家新聞出版廣電總局監(jiān)測中心編印.2001年

[2]車晴，王京玲.《數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)》[M].北京：北京廣播學(xué)院出版社.2000年

審稿人：徐振媛 內(nèi)蒙古廣播電影電視科研所正高級工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

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2096-0751（2016）11-0017-03

李 偉 國家新聞出版廣電總局203臺 高級工程師