廣播電視衛(wèi)星信號傳輸中的干擾因素及解決

■ 廊坊廣播電視臺：張健

伴隨著國家航天事業(yè)的快速發(fā)展，依托衛(wèi)星通訊技術(shù)的一系列高科技產(chǎn)業(yè)也在飛速的進(jìn)步。衛(wèi)星通訊技術(shù)作為廣播電視信號無線傳輸?shù)闹匾緩皆絹碓奖粯I(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用并重視，而在衛(wèi)星信號傳輸過程中，由于地理、環(huán)境、設(shè)備等諸多因素的不可控也會為所傳輸?shù)男盘枎砜D、延遲乃至中斷現(xiàn)象，導(dǎo)致廣播電視音頻信號落地的不穩(wěn)定，從而造成播出事故。

1.關(guān)于廣播電視信號衛(wèi)星傳輸技術(shù)的相關(guān)介紹

1.1 廣播電視信號衛(wèi)星傳輸?shù)南嚓P(guān)理念與特點

廣播電視信號衛(wèi)星傳輸與之前的微波傳輸方式相比，是在傳輸階段將人造地球衛(wèi)星作為中繼站，并且和地球上的地球站連接起來進(jìn)行無線信號的傳輸。由此可見廣電信號的衛(wèi)星傳輸技術(shù)正是在微波接力通信技術(shù)理論基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的，在實際應(yīng)用中其優(yōu)勢也是顯而易見，例如廣播電視衛(wèi)星信號不僅僅傳輸距離更遠(yuǎn)了，并且信號的穩(wěn)定性和品質(zhì)也更好。眾所周知近年來衛(wèi)視廣電節(jié)目數(shù)量的不斷擴(kuò)容所帶來的經(jīng)濟(jì)與社會效益不可小覷。這也正是由于廣電衛(wèi)星通訊技術(shù)借用了頻帶復(fù)用的模式，使得廣播電視節(jié)目信號衛(wèi)星傳輸階段的信道數(shù)量能夠在相對有限的空間里得到擴(kuò)展。另一方面衛(wèi)星通訊技術(shù)的空對地多點輻射覆蓋，也打破了傳統(tǒng)信號傳輸受地理位置與地理環(huán)境約束的窘境。

1.2 廣播電視信號衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成和功能

廣播電視信號衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)主要是由空間段、接收站、地球站和同步衛(wèi)星等模塊組成。在此系統(tǒng)組成中，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器和地球站是信號發(fā)射與接受的重要工具。尤其位于衛(wèi)星傳輸階段的地球站在系統(tǒng)中的作用舉足輕重，其可以借助調(diào)制和變頻等手段對基帶信號進(jìn)行加強(qiáng)，并且將信號由地面天線向同步衛(wèi)星進(jìn)行發(fā)射。同時地球站還擔(dān)負(fù)著接受衛(wèi)星下行載波信號并對其進(jìn)行調(diào)制解調(diào)和變頻處理，這樣可以使基帶信號得以恢復(fù)，并將信號傳遞到指定用戶。而衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的作用則是把來自于地球站的信號變頻處理后朝著地面接收站展開傳遞，從而實現(xiàn)廣電信號的覆蓋傳播。

2.廣播電視信號衛(wèi)星傳輸?shù)母蓴_因素

雖然廣播電視信號衛(wèi)星傳輸技術(shù)有著不可比擬的優(yōu)勢，但由于衛(wèi)星信號傳輸自身存在其局限性，利用衛(wèi)星進(jìn)行廣電信號傳播覆蓋并非近乎完美。要提高傳輸效率，打破技術(shù)壁壘，第一任務(wù)就是要找到影響無線信號與廣電衛(wèi)星通訊過程中的干擾因素，并且展開剖析與探究，進(jìn)而運用有效的方式方法解決干擾情況，保證信號的高質(zhì)傳輸。

2.1 影響地球站設(shè)施的因素

地球站在創(chuàng)建與實際操作運用的過程中，會存在兩個層面的因素導(dǎo)致廣播電視衛(wèi)星傳輸信號受到某種程度的干擾。詳細(xì)而言，一方面在創(chuàng)建地球站過程之中，因為設(shè)施設(shè)備的無線交叉極化的隔離度差異，在傳輸調(diào)試過程中頻率超出地球站發(fā)射信號的頻率，就會導(dǎo)致衛(wèi)星上的反極化作用，進(jìn)而造成用戶的信號被干擾。此外，廣電源信號在地球站電纜的傳輸過程中，會受到自然天氣與地球附近磁場環(huán)境改變的影響，還會遇到傳輸電纜的屏蔽線弱于地球站周邊各種其他干擾信號的狀況，傳輸設(shè)施與調(diào)制器性能的逐漸減弱，必定會產(chǎn)生信號雜波干擾現(xiàn)象。衛(wèi)星信號在這些原因的影響下，會導(dǎo)致廣播電視節(jié)目信號質(zhì)量的衰減，嚴(yán)重的則會釀成通訊安全事故。

2.2 影響接收站設(shè)施的因素

伴隨著無線傳輸技術(shù)的普及，目前在我們身邊周圍存在的跨領(lǐng)域多行業(yè)的大型信號發(fā)射源和信息傳輸設(shè)施，這些因素的存在都會造成對廣電衛(wèi)星信號地球接收站正常工作的影響。例如無線定位系統(tǒng)信號、無線發(fā)射信號、與廣播電視衛(wèi)星信號類似的其他頻率的公共信號源都會對廣播電視衛(wèi)星信號傳輸形成一定的影響。同一空間多種信號并存，使得地面站在接收衛(wèi)星信號的時候勢必會相互干擾，導(dǎo)致信號傳輸質(zhì)量降低。更值得注意的是，隨著當(dāng)代城市化進(jìn)程的發(fā)展，民用電器設(shè)備與公共通訊站也逐漸增多。這些設(shè)施的建立很大程度上方便群眾生活的同時，也會在有限的空間內(nèi)產(chǎn)生波段互擾，進(jìn)而影響著廣播電視衛(wèi)星信號的傳輸與接收，由此一來勢必影響接收站設(shè)施的正常運轉(zhuǎn)。

2.3 影響空間段的因素

同步衛(wèi)星工作運轉(zhuǎn)環(huán)境為外太空，所以在接受、反射信號的時候會受到諸多太空空間因素的干擾。例如，來自平行軌道中相鄰衛(wèi)星的影響或波段、頻率相近信號的互擾；其次各種人為的不規(guī)范操作也會對廣播電視的衛(wèi)星信號傳遞造成不良影響。歸納而言主要涉及到以下幾個方面：

2.3.1 鄰星影響

眾所周知近年來航天事業(yè)呈現(xiàn)跨越式發(fā)展，大量人造衛(wèi)星被送入太空，這些衛(wèi)星擔(dān)負(fù)著各種信息采集與信息傳播的任務(wù)。例如我國獨立研發(fā)的北斗系統(tǒng)人造衛(wèi)星，其所支持廣播電視信號的傳輸范圍不僅僅可以涵蓋我國領(lǐng)土，而且它的信號接收與傳遞范圍，還能涵蓋到世界各地。而承載同類功能的他國衛(wèi)星和我國衛(wèi)星并非北斗一顆，并不排除同時在平行軌道上同步運轉(zhuǎn)，這就可能造成相鄰衛(wèi)星之間信道和信號的相互干擾。通常來講，相近衛(wèi)星之間影響主要是分為上行影響與下行影響：在上行影響中用戶天線的孔徑會造成其載荷的功率譜密度超出預(yù)定指標(biāo)的情況，進(jìn)而相鄰衛(wèi)星的信號接受會同時偏向較強(qiáng)頻率信號，導(dǎo)致上行信號干擾；同樣，如果影響衛(wèi)星與受影響衛(wèi)星的信號所覆蓋地球同一地區(qū)，會導(dǎo)致地面站所接收信號不單單接收廣播電視衛(wèi)星信號，還會接收來自相近衛(wèi)星的信號從而造成信道阻塞和信號紊亂，這就是下行影響出現(xiàn)的原理。由于近些年相鄰星影響現(xiàn)象日漸頻發(fā)，這也使得應(yīng)對相鄰星影響所出臺的措施方法層出。

2.3.2 相近信道影響

在廣播電視信號的衛(wèi)星傳播過程之中，當(dāng)產(chǎn)生用戶的載波頻率分配和相近信道頻率出現(xiàn)重疊情況的時候，就會出現(xiàn)信號傳輸紊亂現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生用戶載波頻率達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)要求較為困難。為了有效處理這些情況就要求我們在進(jìn)行載波頻率分配測試時盡量的保障載波調(diào)度的特點吻合，進(jìn)而保障相近信道在調(diào)制作用下得到更加合理的匹配和一定的改善。

2.3.3 自然原因影響

由于太空環(huán)境較為復(fù)雜，加之星體的運動也會而造成諸多自然現(xiàn)象，如太陽活動周期、電離層的游離電子、對流層復(fù)雜的氣流運動、日凌情況等，它們均會或多或少對廣播電視衛(wèi)星信號傳輸帶來不同程度的影響。詳細(xì)而言主要包括：一、電離層干擾。由于地球地面到太空之間的物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜性，廣播電視的衛(wèi)星信號在通過電離層時都會受到電離層的干擾。從而導(dǎo)致所傳輸信號自身的參數(shù)發(fā)生改變，進(jìn)而產(chǎn)生電離層閃爍現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的存在是現(xiàn)階段廣播電視衛(wèi)星信號傳播中影響最大的干擾因素之一；二、雨衰的影響。雨衰一詞最早是指傳統(tǒng)無線電信號受到降雨的干擾，信號在傳遞過程之中衰減的過程叫做雨衰。同樣，降雨對廣播電視衛(wèi)星信號傳輸過程也存在著一定的影響。廣播電視衛(wèi)星信號傳播中通過對流層的時候，雨衰的影響最為嚴(yán)重，這種情況會造成衛(wèi)星傳播信號與功率的持續(xù)降低；三、日凌周期影響。日凌現(xiàn)象的出現(xiàn)，一般在每年春分、秋分。在這期間，如果太陽、通信衛(wèi)星和地面衛(wèi)星接收天線恰巧又在一條直線上，那么太陽強(qiáng)大的電磁輻射會對衛(wèi)星下行信號造成強(qiáng)烈的干擾，這種情況的出現(xiàn)，會造成廣播電視衛(wèi)星信號短暫中斷。

2.3.4 人為因素干擾

廣播電視衛(wèi)星信號傳輸?shù)娜藶楦蓴_因素可分為三類：分別是人員操作失誤、同極化或者反極化以及人為惡意破壞。大多數(shù)狀況下，人為失誤是可以杜絕的。而假如發(fā)生同極化或者反極化干擾，則可以判定干擾源自用戶自身。

3.解決衛(wèi)星信號傳輸過程中干擾的方法

3.1 抗地球站影響

這種解決方案在落實過程中，第一，必須要對系統(tǒng)中的各個步驟展開科學(xué)的檢測，對每一個影響源及時進(jìn)行處理才可以排除影響。除此之外，還必須定時展開系統(tǒng)設(shè)備檢測，查看衛(wèi)星天線設(shè)備指標(biāo)有無偏差，極化器是否產(chǎn)生偏離，將干擾誘因消除在源頭。當(dāng)廣播電視衛(wèi)星節(jié)目信號受到干擾的時候，有必要及時的重新調(diào)整受干擾用戶設(shè)施的極化與信道，進(jìn)而在第一時間使問題得到處理，保障用戶的正常使用。同時，在進(jìn)行地球站創(chuàng)建之前，必須展開全面細(xì)致的篩查工作，對所需要創(chuàng)建地球站的位置展開全面的電子環(huán)境檢測，并做好信號傳輸電纜線路的屏蔽工作，從源頭上減少源信號受干擾的可能。同時，在日常運維工作中要重視站內(nèi)人員的體系管控，加強(qiáng)工作人員的思想安全意識教育，制定行之有效的事故應(yīng)急預(yù)案，將工作人員的事故解決能力培訓(xùn)常態(tài)化，只有這樣才可以保證在面臨各類突發(fā)狀況時，當(dāng)班人員能夠及時處理基站信號中控系統(tǒng)故障，并在第一時間內(nèi)解決問題，保障廣播電視衛(wèi)星信號的正常輸出[4]。

3.2 抗地面信號設(shè)施影響

伴隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的進(jìn)步地面上信號干擾源隨處可見，正是如此我們進(jìn)行站點創(chuàng)建初期，必須保證天線架設(shè)點規(guī)避大型信號干擾設(shè)備，最好選擇較為遼闊的地方。當(dāng)遇到信號被干擾的狀況時，相關(guān)單位需要組織專門的工作人員對干擾源展開全面的篩查與剖析，得知產(chǎn)生問題的主要因素之后運用有效的方法進(jìn)行解決。尤其是信號被強(qiáng)微波干擾的時候，我們可以改變接收站的位置，把接收站轉(zhuǎn)移到那些無干擾的廣闊區(qū)域，這也是降低信號被干擾最行之有效的手段。而當(dāng)?shù)厍蛘臼艿饺ǘ蔚母蓴_，而且狀況較為嚴(yán)重時，我們可以運用人工屏蔽的措施盡可能的阻隔干擾信號，例如，架設(shè)人工建筑物對影響信號實施屏蔽，在屏蔽干擾信號的同時，創(chuàng)建傳輸信號網(wǎng)絡(luò)，通過多措并舉多管齊下的方式保證源信號的高質(zhì)量傳輸。

3.3 抗空間影響

在空間段眾多干擾因素中，相近星影響較為突出，遇到這種現(xiàn)象的最有效措施就是要系統(tǒng)的剖析干擾源，深入檢查受干擾衛(wèi)星與鄰星的信號參數(shù)，針對干擾源展開雙星定位，并且運用多種方式增加信號強(qiáng)度，以穩(wěn)定的信號傳遞來防止臨近信號的干擾。相近星干擾大多是因為多載波互調(diào)干擾情況所造成的，目前，我國各省臺節(jié)目基本上都是運用統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)器，所以，提升轉(zhuǎn)發(fā)器使用的監(jiān)管力度，促進(jìn)用戶間及時有效的溝通，才能保障轉(zhuǎn)發(fā)器工作時用戶統(tǒng)一在線，互不干擾。

結(jié)語：總體來講，廣播電視信號衛(wèi)星傳輸過程中會受到源自各種渠道的干擾，這些因素影響著廣播電視衛(wèi)星節(jié)目信號傳遞的質(zhì)量。要保證廣電衛(wèi)星節(jié)目的有效落地，我們就需要對這些問題展開更加深入的剖析，并且具體探究導(dǎo)致問題出現(xiàn)的根源。例如，地球站設(shè)施信號干擾、接收站地面信號干擾、空間段多元化因素的影響，并有效的辨別這些干擾是自然原因還是人為問題所造成的。只要充足掌握問題出現(xiàn)的因素，才可以按照問題制定詳細(xì)的應(yīng)對措施，從源頭上保障了廣播電視衛(wèi)星信號傳輸?shù)陌踩?。對于衛(wèi)星通信系統(tǒng)來說，抗干擾尤其是抗人為干擾，已經(jīng)成為了一項漫長且艱難的課題。一方面，要科學(xué)應(yīng)用已有的各類抗干擾技術(shù)與策略，從抗信道干擾與抗空間干擾等方面著手，最大程度的減少干擾引起的政治影響與經(jīng)濟(jì)損失；另一方面，在下一代衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的規(guī)劃與構(gòu)建中，要將抗干擾能力作為一類關(guān)鍵的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來思考，進(jìn)而從源頭解決這一長時間困擾大家的難題,從而使廣播電視信號衛(wèi)星傳輸技術(shù)更加穩(wěn)定、安全、高效。