干擾廣播電視衛(wèi)星信號(hào)的因素與解決措施

北京廣播電視臺(tái) ：白宇 盧澤輝

隨著新興媒體成為國內(nèi)媒體行業(yè)的主流，國內(nèi)廣播電視行業(yè)也開始轉(zhuǎn)型工作，不斷推出移動(dòng)新聞、廣播客戶端，深受廣大民眾的喜愛，當(dāng)前廣播電視行業(yè)使用直播衛(wèi)星與通信衛(wèi)星進(jìn)行實(shí)況直播的節(jié)目也越來越多，逐漸成為廣播電視行業(yè)內(nèi)的熱門節(jié)目。目前國內(nèi)傳統(tǒng)的傳輸模擬節(jié)目全都被傳輸數(shù)字節(jié)目所替代，這不僅有利于提升廣播電視節(jié)目的質(zhì)量，在降低衛(wèi)星發(fā)射功率的同時(shí)提高衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的信道利用率。然而廣播衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸雖然擁有諸多優(yōu)勢(shì)，但其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)容易受到各種因素的影響，從而造成數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸效率下降甚至導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。本文便針對(duì)廣播電視衛(wèi)星在數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸過程中受到的影響因素展開研究，提出優(yōu)化數(shù)據(jù)信息傳播效率的方法，希望能夠?yàn)槲覈鴱V播電視行業(yè)的發(fā)展提供參考。

1.廣播電視衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)的工作原理及發(fā)展現(xiàn)狀

傳統(tǒng)廣播電視衛(wèi)星傳輸信號(hào)時(shí)大多采用微波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而當(dāng)前廣播電視衛(wèi)星在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸中以人造地球衛(wèi)星作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹修D(zhuǎn)站，通過無線電的方式將中轉(zhuǎn)站的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛娴牡厍蛘?。廣播電視衛(wèi)星的傳輸系統(tǒng)主要包括天空設(shè)備與地面設(shè)備兩大組成部門，其中地面設(shè)備以地球站等相關(guān)設(shè)備為主，而天空設(shè)備主要包括通信衛(wèi)星，通信衛(wèi)星在數(shù)據(jù)信息傳輸過程中主要承擔(dān)信號(hào)中轉(zhuǎn)站的任務(wù)，需要完成數(shù)據(jù)信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)與接收。通信衛(wèi)星在實(shí)際工作中由于其所處的位置較高的特點(diǎn)能夠覆蓋地面較廣的區(qū)域，只要通信衛(wèi)星可以覆蓋地球站，便可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸工作。廣播電視衛(wèi)星在傳輸數(shù)據(jù)信息時(shí)，首先需要接收來自地球站傳出的無線數(shù)據(jù)信息，隨后由衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼后利用信號(hào)天線傳輸回地球站，如此便實(shí)現(xiàn)較短時(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸工作。

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速增長，我國高新技術(shù)如同雨后春筍般出現(xiàn)，在此背景下國內(nèi)廣播電視通信技術(shù)也取得長足的發(fā)展，并位列世界廣播電視技術(shù)的頂尖水平。例如，當(dāng)前國內(nèi)眾多廣播電視節(jié)目都完成了模擬電視信號(hào)傳輸向數(shù)字電視傳輸轉(zhuǎn)變的過程。國內(nèi)廣播電視傳輸技術(shù)雖然已經(jīng)取得較大進(jìn)步，然而依然有眾多外在因素會(huì)對(duì)廣播電視數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸造成干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息在進(jìn)行傳播過程中有被攔截的風(fēng)險(xiǎn)，從而導(dǎo)致國內(nèi)廣播電視數(shù)據(jù)傳輸效率下降甚至信號(hào)中斷。因此為促進(jìn)國內(nèi)廣播電視節(jié)目的進(jìn)一步發(fā)展就需要對(duì)通信衛(wèi)星進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)倪^程進(jìn)行分析，解決問題以便保障信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與安全性，為廣大廣播電視用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

2.影響廣播電視衛(wèi)星信號(hào)傳輸效果的因素

從通信衛(wèi)星到地球站的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)倪^程中會(huì)受到各種因素的影響，其中對(duì)于廣播電視衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息傳輸主要造成的干擾因素可以分為天空因素與地面因素兩大類型，兩大類型中天空因素的主要影響因素包括空間段干擾影響和大氣數(shù)據(jù)損耗影響，而地面影響因素主要包括地球站、接收站和轉(zhuǎn)發(fā)器的影響，不同干擾因素對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懶Ч泊嬖诓町愋裕粝脒M(jìn)一步提升國內(nèi)廣播電視節(jié)目信號(hào)傳輸質(zhì)量，需要從以下幾種影響因素展開研究。

2.1 空間段干擾因素

對(duì)于通信衛(wèi)星與地球站之間數(shù)據(jù)信息傳輸影響最為重要的因素便是空間段的干擾，由于地球外圍的空間環(huán)境復(fù)雜，并且近些年來各國發(fā)射的各種衛(wèi)星越來越多，導(dǎo)致同一軌道上地球同步通信衛(wèi)星的數(shù)量急劇增多，這就造成通信衛(wèi)星在進(jìn)行信號(hào)傳輸過程中會(huì)受到周圍通信衛(wèi)星的干擾，這種干擾形式主要發(fā)生在數(shù)據(jù)傳輸途中，通常分為上行干擾和下行干擾兩種模式，當(dāng)上行電平增強(qiáng)后，會(huì)導(dǎo)致很多天線頻率較低的通信衛(wèi)星難以滿足額定功率的工作需求，進(jìn)而引發(fā)相鄰?fù)ㄐ判l(wèi)星天線向通信衛(wèi)星傾斜，形成信號(hào)傳輸?shù)纳闲懈蓴_；當(dāng)相鄰的衛(wèi)星和通信衛(wèi)星處于同一覆蓋區(qū)域時(shí)，容易出現(xiàn)通信衛(wèi)星接收到相鄰衛(wèi)星信號(hào)的現(xiàn)象，形成信號(hào)傳輸?shù)南滦懈蓴_。此外，通信衛(wèi)星在進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸過程中也會(huì)受到信道的影響，當(dāng)通信衛(wèi)星的寬帶保護(hù)不到位時(shí)，與相鄰衛(wèi)星發(fā)生同樣波段的數(shù)據(jù)信號(hào)會(huì)出現(xiàn)交叉或者重疊的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致通信衛(wèi)星傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)頻率難以滿足實(shí)際需求，形成副瓣和底噪。另外，數(shù)據(jù)信號(hào)在空間段進(jìn)行傳播的過程中由于操作不當(dāng)也會(huì)產(chǎn)生信號(hào)干擾，這種情況大多發(fā)生于數(shù)據(jù)信息在地球站進(jìn)行入網(wǎng)的環(huán)節(jié)，由于地球站設(shè)置的接收頻率出現(xiàn)誤差，從而造成數(shù)據(jù)信息無法正常接收，在空間段內(nèi)產(chǎn)生殘留，導(dǎo)致其他通信衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸工作無法正常運(yùn)行。

2.2 地球站干擾因素

作為廣播電視衛(wèi)星接收數(shù)據(jù)的端口，地球站同樣是容易產(chǎn)生信號(hào)干擾的因素之一，當(dāng)?shù)厍蛘緜鬏數(shù)男盘?hào)未達(dá)到額定功率時(shí)，不能調(diào)節(jié)由于天線交叉導(dǎo)致的極化隔離度問題，造成反極化數(shù)據(jù)接收方無法正常獲取信號(hào)，并且此時(shí)地球站對(duì)于其他數(shù)據(jù)信號(hào)的屏蔽功率也難以滿足需求，無法屏蔽周圍數(shù)據(jù)信號(hào)的影響，尤其是由于周圍各種磁場的影響，使得地球站內(nèi)的調(diào)制器性能無法滿足正常工作的需求，出現(xiàn)信號(hào)雜亂的現(xiàn)象，導(dǎo)致接收端的數(shù)據(jù)信號(hào)出現(xiàn)丟失。此外，當(dāng)?shù)厍蛘九渲玫逆溌冯娖讲环弦髸r(shí)，也會(huì)出現(xiàn)地面工業(yè)噪聲與微波會(huì)對(duì)上行鏈路產(chǎn)生影響，并且將這些信號(hào)進(jìn)行融合傳輸給通信衛(wèi)星，從而造成廣播電視信號(hào)傳輸效果下降。

2.3 接收站干擾因素

接收站作為數(shù)據(jù)信號(hào)接收的終端，當(dāng)出現(xiàn)接地不良、設(shè)備損壞以及鏈路配置出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)也會(huì)受到下行因素的干擾，造成接收站對(duì)于外部信號(hào)的干擾能力以及自身防御能力下降，使得接收站周圍的微波信號(hào)、調(diào)頻廣播信號(hào)以及其他頻段的廣播電視信號(hào)長期占據(jù)下行鏈路，導(dǎo)致接收站在獲取數(shù)據(jù)傳輸過程中容易受到外界頻段信號(hào)的干擾，從而出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度較弱或者中斷的情況，另外當(dāng)周圍用戶使用的通信站數(shù)據(jù)交互以及電氣設(shè)備增多時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息無法正常傳輸。

2.4 轉(zhuǎn)發(fā)器干擾因素。

廣播電視衛(wèi)星在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中，同樣會(huì)受到轉(zhuǎn)發(fā)器產(chǎn)生的影響，這種影響通常發(fā)生于轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備自身出現(xiàn)問題時(shí)，此外也會(huì)有不同設(shè)備在信號(hào)傳輸過程中因配置不同而造成的問題。當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，設(shè)備內(nèi)部便會(huì)產(chǎn)生信號(hào)干擾，造成通信數(shù)據(jù)信息無法正常傳輸，此外當(dāng)?shù)厍蛘具M(jìn)行通信數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸環(huán)節(jié)中選擇與之頻率不匹配的通信衛(wèi)星連接時(shí)，會(huì)出現(xiàn)射頻信號(hào)難以正常處理與接收的情況，從而造成廣播電視信號(hào)傳輸效果下降，由于數(shù)據(jù)信息傳輸中產(chǎn)生大量干擾因素，甚至?xí)?dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)中斷的情況。當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，不僅會(huì)導(dǎo)致傳輸信號(hào)混亂，甚至?xí)l(fā)生傳輸錯(cuò)誤信號(hào)的情況，導(dǎo)致廣播電視數(shù)據(jù)傳輸工作無法正常運(yùn)行。

2.5 大氣損耗干擾因素

在通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛娴倪^程中，傳播環(huán)境除地球外圍的真空外，同時(shí)需要經(jīng)過大氣層才能到達(dá)地球站，大氣層中的水蒸氣以及氧氣都會(huì)對(duì)傳輸信號(hào)產(chǎn)生損耗。按照信號(hào)在大氣層中傳播的損耗狀況分析，衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)念l率將直接影響損耗的比例，當(dāng)通信數(shù)據(jù)處于特定波段時(shí)，由于氧分子與水分子的分子諧振效應(yīng)會(huì)造成嚴(yán)重的信號(hào)損耗問題，此時(shí)如果地面接收信號(hào)的天線仰角過低，會(huì)造成數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸距離變長，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)膿p耗增加。

3.針對(duì)廣播電視衛(wèi)星信號(hào)傳輸問題的優(yōu)化路徑

3.1 針對(duì)空間段的干擾因素解決方案

針對(duì)由于空間因素導(dǎo)致的廣播電視傳輸數(shù)據(jù)出現(xiàn)問題的情況，首先應(yīng)當(dāng)仔細(xì)分辨產(chǎn)生信號(hào)干擾的原因，通過接收零星信號(hào)、傳輸過程中的干擾信號(hào)的類型，使用雙星定位的方式分辨具體的干擾源，從而采取相應(yīng)的處理措施解決干擾問題，這種方式能夠較為輕松地減少由于零星信號(hào)頻率相似帶來的信號(hào)干擾問題。此外，當(dāng)相鄰衛(wèi)星由于信道相同產(chǎn)生信號(hào)干擾時(shí)，如果轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備內(nèi)儲(chǔ)存足夠多的回退點(diǎn)，也能輕松解決由于信道相同帶來的信號(hào)干擾問題。最后，當(dāng)國內(nèi)眾多媒體進(jìn)行廣播電視信號(hào)傳輸過程中使用同一轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)，需要注意不同用戶之間的數(shù)據(jù)交互，幫助部門廣播電視節(jié)目切換轉(zhuǎn)發(fā)器信號(hào)數(shù)據(jù)，也能解決由于轉(zhuǎn)發(fā)器處理數(shù)據(jù)信號(hào)過多導(dǎo)致的信號(hào)干擾問題。

3.2 針對(duì)地球站干擾因素優(yōu)化方案

由于地球站產(chǎn)生的廣播電視通信信號(hào)問題需要采取以下方式進(jìn)行處理：其一，若通信數(shù)據(jù)在進(jìn)行傳輸過程中出現(xiàn)信號(hào)干擾問題，應(yīng)當(dāng)由技術(shù)人員迅速展開信號(hào)測(cè)試工作，充分了解不同節(jié)點(diǎn)的運(yùn)作情況，從而了解干擾源的產(chǎn)生原因，以便及時(shí)進(jìn)行設(shè)備的維修與替換，同時(shí)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)針對(duì)極化器以及天線的檢測(cè)工作，確定數(shù)據(jù)傳輸方向沒有出現(xiàn)誤差；另外，若傳輸信號(hào)干擾因素是由于地球站地面設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)產(chǎn)生的，應(yīng)當(dāng)對(duì)于標(biāo)定極化以及干擾用戶的公路展開調(diào)查，確定信號(hào)干擾產(chǎn)生的原因以便及時(shí)解決問題；此外如果想要盡可能減少周圍環(huán)境因素產(chǎn)生的信號(hào)干擾，應(yīng)當(dāng)在建設(shè)地球站前對(duì)當(dāng)?shù)刂車碾姶怒h(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，事先尋找可能會(huì)對(duì)廣播電視數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸造成影響的因素，并及時(shí)做好電磁屏蔽工作，從而構(gòu)建起應(yīng)對(duì)信號(hào)傳輸出現(xiàn)問題時(shí)的處理方案，以便地球站接收信號(hào)出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)解決，減少由于地球站因素產(chǎn)生的信號(hào)干擾問題。

3.3 針對(duì)接收站干擾因素優(yōu)化措施

針對(duì)因接收站因素產(chǎn)生的信號(hào)干擾，由于接收站相較通信衛(wèi)星以及地球站產(chǎn)生信號(hào)干擾的情況更為復(fù)雜，并且接收站周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響因素更多，因此在建設(shè)接收站前，必須對(duì)接收站周圍的環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，最好選擇周圍較為空曠的地區(qū)進(jìn)行接收站的建設(shè)工作，此外完成接收站的選址工作后應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)周圍可能產(chǎn)生信號(hào)干擾問題的因素進(jìn)行分析，確定不同干擾源是否會(huì)對(duì)接收站產(chǎn)生的影響，從而制定詳細(xì)的應(yīng)對(duì)計(jì)劃，確保廣播電視數(shù)據(jù)信息傳輸過程中的質(zhì)量。如果接收站周圍出現(xiàn)較強(qiáng)的信號(hào)干擾，應(yīng)當(dāng)采取信號(hào)屏蔽以及更換地址的方式解決信號(hào)干擾問題，保障通信信號(hào)傳輸?shù)耐〞场?/p>

3.4 針對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器干擾因素優(yōu)化方案

針對(duì)由于轉(zhuǎn)發(fā)器的原因產(chǎn)生的信號(hào)干擾，首先需要判斷是否是由于非法信號(hào)而產(chǎn)生的干擾，如果確定的話可以利用轉(zhuǎn)發(fā)器的飽和點(diǎn)對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行控制，關(guān)閉轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備并使用抗干擾的衛(wèi)星進(jìn)行廣播電視數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)器工作人員具有較強(qiáng)的抗干擾技術(shù)時(shí)，也可以通過技術(shù)手段減少外界干擾源的影響。然而在轉(zhuǎn)發(fā)器實(shí)際運(yùn)行過程中，很多干擾源來自天空中，無法利用簡單手段進(jìn)行屏蔽，此時(shí)為保障廣播電視數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，則需要由專業(yè)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而確保通信數(shù)據(jù)的通暢。例如，當(dāng)暴雨來臨時(shí)會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器產(chǎn)生較為嚴(yán)重的傳輸信號(hào)影響，并且暴雨還會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備造成損壞，面對(duì)這種問題應(yīng)當(dāng)通過調(diào)整天線方向的方式減少積水帶來的影響，預(yù)防安全事故發(fā)生的可能性，對(duì)于惡劣的天氣變化，如果不能通過技術(shù)手段規(guī)避外界因素的影響，應(yīng)當(dāng)及時(shí)切換備用設(shè)備以保證轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)問題的情況下，能夠保障數(shù)據(jù)的安全傳輸，但在此過程中需要及時(shí)對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。

3.5 針對(duì)大氣損耗干擾因素優(yōu)化方案

針對(duì)廣播電視數(shù)據(jù)信號(hào)在大氣層中傳播產(chǎn)生的損耗問題，首先應(yīng)當(dāng)區(qū)分造成數(shù)據(jù)信號(hào)損耗增多的原因，通信信號(hào)在大氣層中由于傳播頻率、大氣折射、空氣散射以及空氣散焦等作用，都會(huì)對(duì)通信數(shù)據(jù)傳輸造成不利影響，因此在檢測(cè)通信數(shù)據(jù)損耗狀況的過程中，應(yīng)當(dāng)首先明確產(chǎn)生數(shù)據(jù)損耗的原因。由于大氣層造成的數(shù)據(jù)損耗成因復(fù)雜并且難以規(guī)避，因此在處理大氣損耗問題時(shí)應(yīng)當(dāng)通過判斷數(shù)據(jù)損耗的原因并選擇最優(yōu)的處理方案，在此過程中，地面工作人員通過調(diào)節(jié)天線的接收信號(hào)仰角的方式能夠解決很多由于大氣環(huán)境造成的數(shù)據(jù)損耗因素，這就需要地面工作人員做好空氣吸收數(shù)據(jù)造成損耗的計(jì)算與統(tǒng)計(jì)，對(duì)不同波段的大氣損耗情況進(jìn)行定量分析，從而盡可能減少由于大氣損耗造成的廣播電視數(shù)據(jù)信息傳輸問題。

4.結(jié)論

為了促進(jìn)廣播電視行業(yè)的發(fā)展，使其發(fā)揮最大的社會(huì)作用與經(jīng)濟(jì)效益，本文基于不同干擾因素對(duì)廣播電視數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)挠绊懗梢蛞约靶Ч归_分析，希望通過本文的研究分析，在保障廣播電視數(shù)據(jù)傳輸安全性、穩(wěn)定性、高效性的同時(shí)，能夠?yàn)閲鴥?nèi)廣播電視行業(yè)發(fā)展起到促進(jìn)作用。