衛(wèi)星電視廣播傳輸與接收系統(tǒng)的原理及實用技術(shù)研究

摘要：對于廣播信號的傳輸，我國主要選擇光纖和衛(wèi)星方式，其中光纖傳播的優(yōu)勢在于信號傳播速度比較快、幾乎不會影響到傳輸質(zhì)量，不足之處在于造價十分高昂，地理條件的制約較大。衛(wèi)星傳輸?shù)膬?yōu)勢在于成本比較低，地理條件并不會對其造成較大的影響，且其傳輸質(zhì)量比較高、傳輸距離比較遠、覆蓋范圍比較廣及傳輸數(shù)量比較大等，這就推動了衛(wèi)星傳輸技術(shù)快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星電視;廣播傳輸;接收系統(tǒng);原理;實用技術(shù)

當(dāng)前，衛(wèi)星廣播電視技術(shù)迅速進步，電視節(jié)目不再受到空間與時間上的制約，覆蓋的范圍不斷增大;同時數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，通過對電視信號進行數(shù)字壓縮，可在極大程度上減少占有的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬。同時，與有線電視對比，數(shù)字衛(wèi)星電視無需如同有線電視那樣借助有線電視臺對衛(wèi)星信號進行接收，而是用戶能夠直接讀衛(wèi)星傳輸電視信號進行接收，這就減少了衛(wèi)星電視的轉(zhuǎn)播環(huán)節(jié)，且減少信號失真情況，大大提升了傳輸質(zhì)量。此外，我國地勢遼闊，地形多種多樣，受到地理環(huán)境與成本因素的影響，有的區(qū)域無法連通有線網(wǎng)絡(luò)，而衛(wèi)星電視正好能夠彌補有線網(wǎng)絡(luò)這一不足，可在這些地形復(fù)雜的地區(qū)應(yīng)用。

一、衛(wèi)星電視廣播傳輸

（一）上行發(fā)射站

上行發(fā)射站位于地面，主要作用為對信號進行發(fā)送，其由信號接收設(shè)備、天線、監(jiān)控設(shè)備、信號發(fā)送設(shè)備及電源等所構(gòu)成。通常地面人員可借助調(diào)制手段把電視信號由無線電方式傳輸至星體，然后星體再傳輸至下行接收站，待完成信號發(fā)射后，上行發(fā)射站需繼續(xù)監(jiān)測信號的穩(wěn)定性與質(zhì)量，從而確保信息完整與順利的傳輸。在西方發(fā)達國家已對遠程檢測、跟蹤與遙控的上行站進行了建設(shè)。

（二）星體

星體指一種星載轉(zhuǎn)發(fā)器的衛(wèi)星廣播設(shè)備。通常上行站先對無線電信號進行發(fā)射，廣播衛(wèi)星把這一信號進行放大，使這一信號的頻率向下行電波進行轉(zhuǎn)換，再由星載轉(zhuǎn)發(fā)器對其功率加以放大，從而把信號傳輸至地面上的對應(yīng)服務(wù)區(qū)。也就是說：星載轉(zhuǎn)發(fā)器屬于另一種形式的空間中繼站，其能夠在極大程度上避免廣播信號在中轉(zhuǎn)時產(chǎn)生附加噪聲，或是發(fā)生失真情況，并能夠大大減少接收端后續(xù)的降噪操作，減少為恢復(fù)失真信號所運用一系列手段，進而在極大程度上降低成本。對于衛(wèi)星廣播系統(tǒng)而言，最為關(guān)鍵的指標(biāo)為轉(zhuǎn)發(fā)器的功率、輸出功率，這一指標(biāo)直接影響著衛(wèi)星廣播系統(tǒng)的工作能力，而轉(zhuǎn)發(fā)器的工作效率直接影響著其具體的輸出功率，兩者處于正相關(guān)關(guān)系，即轉(zhuǎn)發(fā)器工作頻率越高，那么輸出功率將會具備更高的水平;轉(zhuǎn)發(fā)器工作頻率越低，那么輸出功率將大大降低。而波管放大器直接影響著轉(zhuǎn)發(fā)器的具體功放級。在無線電通信中所應(yīng)用的轉(zhuǎn)發(fā)器，其輸出功率通常小于100瓦;電視廣播信號傳輸中應(yīng)用的轉(zhuǎn)發(fā)器，其輸出功率通常大于100 瓦。[1]

二、衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)

（一）室外系統(tǒng)

室外系統(tǒng)的組成部分有：拋物面天線、高頻頭、饋源等，該系統(tǒng)能夠接受衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器下行的數(shù)字電視信號，并對信號進行調(diào)整，以便接收機對第一中頻信號進行識別處理。（1）拋物面天線：由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器下行的C波段或是Ku波段，通過拋物面天線對數(shù)字電視信號進行放射，使之聚集到一個焦點，然后該焦點位置對饋源進行設(shè)置;如：日常生活中常見的“戶戶通”中的“鍋”也就是拋物面天線;因為衛(wèi)星發(fā)射出的數(shù)字電視信號要能夠傳輸?shù)降孛?，所需距離比較遠，且信號較弱;而借助拋物面所具備的聚焦原理，其天線可在極大程度上對信號進行收集與匯集，然后傳輸?shù)金佋础＃?）饋源：饋源的構(gòu)成部分有：饋源盤、極化器、過度波導(dǎo)，在衛(wèi)星電視接收天線中饋源占據(jù)著十分關(guān)鍵的位置，其不僅是天線的初級輻射器，還是天線的心臟;其能夠?qū)佄锩嫣炀€反射來的攜帶數(shù)字電視信號的電磁波進行收集，且極化變換所接收到的電磁波，將圓波導(dǎo)傳輸?shù)碾姶挪ㄞD(zhuǎn)化為高頻頭中經(jīng)矩形波所傳輸電磁波，這就使得天線的效率得以大大提高;（3）高頻頭：在地面接收天線對衛(wèi)星發(fā)射的數(shù)字電視信號進行接受的過程中，這一信號已十分微弱，所以，高頻頭需先把從饋源傳輸過來的信號進行放大，再對高頻率的衛(wèi)星載波信號加以降頻，并進行調(diào)整，使之變成中頻信號，然后放大中頻信號，最后將Ku波段信號轉(zhuǎn)變成L波段的第一中頻信號，這樣做能夠讓同軸電纜的傳輸、衛(wèi)星設(shè)備的解調(diào)工作更加順利的開展。[2]

（二）室內(nèi)系統(tǒng)

在室內(nèi)系統(tǒng)中最為重要的一部分為衛(wèi)星電視接收機，也就是綜合解碼接收機，簡稱之IRD。[3]通常衛(wèi)星電視接收機的構(gòu)成部分包括：解復(fù)用模塊、信道接收模塊、MPEG2解碼模塊。

（1）信道接收模塊：衛(wèi)星接收天線接收了經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器下行的C波段或者Ku波段的電視信號以后，低噪聲下變頻器會對所接收到的信號進行放大與下變頻，從而形成L波段的第一中頻信號，然后借助連接室內(nèi)與室外系統(tǒng)的同軸電纜，將該信號傳輸?shù)骄C合解碼接收機的輸入端。這一過程中，需放大和濾波處理接收到的第一中頻信號，在將處理后的信號傳輸?shù)交祛l電路、振蕩器中，這就使得形成的本振信號出現(xiàn)差頻情況，然后借助混頻來混合高頻放大信號和本振信號，將第二中頻信號進行輸出，這一信號的頻率是479.5 MHz。本次借助帶通濾波器將第二中頻信號進行選擇，其帶寬通常設(shè)置成36 MHz，這是一個電視頻道需要占據(jù)的頻率范圍，并且?guī)V波器在極大程度上降低其他范圍的頻率分量，甚至使之降低較多的數(shù)值水平。[4]通過中頻放大器來放大第二中頻信號，并通過對電路加以自動增益控制電路，而對高放與中放的增益進行自動控制，以此來確保經(jīng)過中頻放大器放大以后中頻信號不會出現(xiàn)較大幅度的波動。將放大到一定程度的中頻信號傳輸?shù)絈SPK解調(diào)器，再加以解調(diào)，從而獲得數(shù)字電視信號傳輸流，并將其傳輸?shù)骄S特比解碼器，對這一中頻信號加以解碼、糾錯;最后，通過交流電路對電視信號進行處理，然后輸送至RS解碼電路，結(jié)合信道編碼中存在的校驗信息來糾正傳輸時帶入的誤碼。

（2）解復(fù)用模塊：當(dāng)從電視信號發(fā)射到衛(wèi)星過程中，第一步是信源編碼，借助模數(shù)變換將模擬的圖像與聲音信號經(jīng)模數(shù)進行變換，使之成為數(shù)字信號，再加以MPEG2的壓縮編碼，同時對數(shù)字信號進行數(shù)碼流編碼，然后使用RS數(shù)碼處理，從而讓發(fā)射到衛(wèi)星的數(shù)碼信號成為一組混合數(shù)碼信號，其構(gòu)成部分為數(shù)字信號、RS數(shù)碼、交織碼;為此，在進行信源解碼前，應(yīng)解復(fù)用傳輸流，結(jié)合需要收聽觀看的電視節(jié)目的識別號對對應(yīng)視頻、音頻和數(shù)據(jù)包進行提取，對滿足對應(yīng)節(jié)目的基本碼流進行恢復(fù)，再經(jīng)過MPEG2解碼器進行處理。[5]

（3）MPEG2 解碼模塊：將通過解復(fù)用的數(shù)據(jù)流傳輸?shù)組PEG2解碼器，再對這一數(shù)據(jù)流進行解碼，使之形成視頻數(shù)據(jù)流、音頻數(shù)據(jù)流，然后把視頻數(shù)據(jù)流傳輸?shù)?/p>

D /A轉(zhuǎn)換視頻編碼器中，把音頻數(shù)據(jù)流傳輸?shù)揭纛lD/A轉(zhuǎn)換器中，這就獲得了模擬視頻信號、模擬音頻信號，最后把這些信號接入電視機后，就能夠收看電視節(jié)目。[6]

三、結(jié)語

綜上所述，衛(wèi)星電視廣播傳輸系統(tǒng)與接收系統(tǒng)所具有的優(yōu)勢為：較強的兼容性、較大的信息量、穩(wěn)定的信號、較高的利用率、較廣的覆蓋面等，使之得到廣泛應(yīng)用。且隨著人們更加全面且系統(tǒng)的認識衛(wèi)星廣播傳輸系統(tǒng)與接收系統(tǒng)，不斷提升了衛(wèi)星廣播技術(shù)，使得人們獲得更好的衛(wèi)星廣播服務(wù)。

參考文獻：

[1]李學(xué)偉.衛(wèi)星電視廣播地面接收站的安裝調(diào)試[J].西部廣播電視，2018（07）：172+174.

[2]李學(xué)偉.衛(wèi)星電視廣播傳輸與接收系統(tǒng)的原理及實用技術(shù)[J].西部廣播電視，2018（06）：232233+235.

[3]張旭東.數(shù)字衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的原理、安裝和調(diào)試[J].西部廣播電視，2017（22）：242243+253.

[4]馬英杰.數(shù)字衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)及其性能分析[J].西部廣播電視，2015（22）：228.

[5]魏春華.衛(wèi)星電視傳輸中廣播節(jié)目的接收方法[J].信息與電腦（理論版），2010（03）：188+190.

[6]周雄.數(shù)字衛(wèi)星電視機頂盒接收系統(tǒng)設(shè)計與前端驅(qū)動接口實現(xiàn)[D].浙江大學(xué)，2007.

作者簡介：陳煒（1986），男，漢族，浙江諸暨人，本科，工程技術(shù)人員，廣播電視臺從事室外室內(nèi)線路安裝維修工作。