廣播傳輸中衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)的運用

欒永麗

（新疆維吾爾自治區(qū)廣播電視局節(jié)目傳輸中心631臺，新疆 昌吉 831100）

0 引言

作為一項把電子技術(shù)和航天技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起得到的產(chǎn)物，衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)以其服務(wù)覆蓋廣泛、信號傳輸質(zhì)量高等優(yōu)勢拓寬了數(shù)字通信范圍，在如今的通信技術(shù)領(lǐng)域起到了非常重要的推動作用。

1 衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)簡述

衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)作為一項廣泛應(yīng)用于電視廣播傳輸行業(yè)的新興通信技術(shù)，可以分為信號傳輸技術(shù)和基本多址技術(shù)兩部分。

1.1 信號傳輸技術(shù)

信號傳輸技術(shù)大致可以區(qū)分為語音壓縮編碼技術(shù)、數(shù)字信號調(diào)制技術(shù)、差錯控制與擾碼技術(shù)和數(shù)據(jù)復(fù)接技術(shù)四類。

語音壓縮編碼技術(shù)，簡而言之，就是對語音信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將其由模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后再對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)字編碼。該技術(shù)包括參數(shù)編碼、波形編碼和混合編碼三種。最后的混合編碼技術(shù)涵蓋了參數(shù)編碼和波形編碼兩種語音壓縮編碼技術(shù)的優(yōu)點，因此在實際應(yīng)用中混合編碼技術(shù)的使用更為普遍。數(shù)字信號調(diào)制技術(shù)包括線性調(diào)制和非線性調(diào)制兩種，其中比較常見的調(diào)制方式有開關(guān)鍵控調(diào)制、二進(jìn)制頻移鍵控調(diào)制、相移鍵控調(diào)制、高斯頻移鍵控調(diào)制、高斯最小頻移鍵控調(diào)制、正交幅度調(diào)制調(diào)制等。在本文主要討論的衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)中，人們基本上不采用開關(guān)鍵控的方式進(jìn)行調(diào)制，因為開關(guān)鍵控調(diào)制雖然原理簡單易于操作，但是該技術(shù)的誤碼率相較于其他調(diào)制技術(shù)偏高，同時其抗干擾性能也比較差。在實際應(yīng)用中，人們通常會選擇諸如二進(jìn)制頻移鍵控調(diào)制這種，既能節(jié)省RF頻帶資源，又能夠高效利用頻帶資源，同時對于外界信號抗干擾性能強(qiáng)的調(diào)制技術(shù)。差錯控制技術(shù)包括前向糾錯、循環(huán)冗余校驗和重傳技術(shù)幾種。擾碼技術(shù)的主要原理是利用數(shù)字信號的基帶序信號序列和偽隨機(jī)碼序列進(jìn)行模二相加，使用模運算的計算方法來改變原始基帶信號的統(tǒng)計特性。數(shù)字復(fù)接技術(shù)就是把兩個及兩個以上的低速率數(shù)字流合并在一起，最后形成高速率數(shù)字流的技術(shù)，把多個低速率信號合并成高速率信號輸出可以大大提高數(shù)據(jù)的傳輸速率。

1.2 基本多址技術(shù)

基本多址技術(shù)，簡單地說，就是針對在一個小區(qū)外部和內(nèi)部的多用戶之間的通信地址進(jìn)行通信識別的技術(shù)，多址技術(shù)按照通信地址劃分的方式可具體分為時分多址技術(shù)、碼分多址技術(shù)、頻分多址技術(shù)以及頻分多址—時分多址技術(shù)。時分多址主要是指通信各方采用相同的頻率，在時間上輪流占用信道發(fā)送數(shù)據(jù)的技術(shù)，簡言之就是能夠在不同的時間段內(nèi)，以時間作為區(qū)分，令不同的用戶都使用相同的頻率，該技術(shù)可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)上的傳輸介質(zhì)共享。碼分多址主要是指通信各方采用相同的頻率與相同的時間，只采用不同的擴(kuò)頻碼來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，該技術(shù)適合于寬帶系統(tǒng)，在100MHz～500MHz之間的窄帶通信過程中無法采用。頻分多址技術(shù)是把每一對通信設(shè)備都看作是一組，確保每組設(shè)備采用同一組相同的頻率，不同的通信組采用不同的頻率，除此之外的時間段與編碼都相同的技術(shù)，該技術(shù)具有適用范圍廣、操作簡單、可靠性高、實際應(yīng)用效率高等優(yōu)點，但有優(yōu)有劣，頻分多址技術(shù)也具有通信容量小、頻帶資源稀缺、易受外界干擾等缺點。

2 衛(wèi)星數(shù)字通信系統(tǒng)的基本組成

衛(wèi)星數(shù)字通信系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上可以分為衛(wèi)星上行發(fā)射站、星載轉(zhuǎn)發(fā)器、以及衛(wèi)星接收站和測控站四個部分。從衛(wèi)星數(shù)字通信的具體流程來看，首先原始信號輸入上行發(fā)射站，發(fā)射站對信號進(jìn)行編碼調(diào)制等發(fā)射端處理，然后載入放大電路對發(fā)射信號的功率和頻率進(jìn)行放大處理后發(fā)射給衛(wèi)星。

2.1 衛(wèi)星上行發(fā)射站系統(tǒng)

衛(wèi)星上行發(fā)射站系統(tǒng)可以分為天線系統(tǒng)、高功率放大設(shè)備以及其他設(shè)備幾個部分，系統(tǒng)發(fā)射端的主要作用就是可以及時高效地調(diào)制處理多路信號，然后把調(diào)制放大好的信號經(jīng)由廣播中心內(nèi)部發(fā)送傳輸至衛(wèi)星上，這樣處理之后的信號抗干擾性能大大增加，信噪比得到有效的提高。

2.2 星載轉(zhuǎn)發(fā)器

專業(yè)的星載轉(zhuǎn)發(fā)器相當(dāng)于一個好用的信號中繼器，其先對地面上存在的信號進(jìn)行收集和傳輸，在傳輸完成之后，再識別出與傳輸信號同系列的信號，對其進(jìn)行變頻加工處理，最后把信號發(fā)射到地面服務(wù)區(qū)的衛(wèi)星接收器。星載轉(zhuǎn)發(fā)器的作用就是保障了傳輸信號治療的穩(wěn)定性與抗干擾度，因而該轉(zhuǎn)發(fā)器的自身性質(zhì)深深影響著整個衛(wèi)星數(shù)字通信系統(tǒng)的工作效率與質(zhì)量。目前的衛(wèi)星數(shù)字通信領(lǐng)域常用的星載轉(zhuǎn)發(fā)器大致可分為兩個類型，一種是處理轉(zhuǎn)發(fā)器，另一種是透明型號轉(zhuǎn)發(fā)器。處理轉(zhuǎn)發(fā)器，從字面含義上來說，我們能看出其工作性能更側(cè)重于針對轉(zhuǎn)發(fā)信號的變頻加工處理；而透明型號轉(zhuǎn)發(fā)器的側(cè)重點與之相對，是能夠在最大程度上對接收信號開啟低噪處理。

3 衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)在廣播傳輸中的運用

3.1 衛(wèi)星數(shù)字廣播

伴隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步發(fā)展，我國的衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)成功邁入了嶄新的階段，這意味著我們生活中的廣播電視節(jié)目都可以利用衛(wèi)星信號的轉(zhuǎn)播得到了。一旦衛(wèi)星控制系統(tǒng)內(nèi)部接收到廣播電視節(jié)目的信號，控制機(jī)房就會自動切換數(shù)字矩陣，把主要線路和其他備用路線上存在的節(jié)目信號一股腦傳輸?shù)叫l(wèi)星中繼站和微波機(jī)端口中。除此之外，衛(wèi)星中繼站在通常情況下，也能夠接收各個主要線路和其他備用路線上存在的節(jié)目信號，并直接利用衛(wèi)星數(shù)字通信系統(tǒng)內(nèi)部的上行系統(tǒng)，最終完成廣播電臺節(jié)目的上星。

談起衛(wèi)星數(shù)字廣播的主要優(yōu)勢可以分為以下幾點：第一，信號傳輸質(zhì)量高。衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)采用數(shù)字傳輸?shù)姆绞?，摒棄傳統(tǒng)的模擬信號傳輸，在保障接收信號不失真的前提下，大大減少了外界電磁因素對傳輸信號的干擾妨礙。第二，發(fā)射功率小。數(shù)字衛(wèi)星廣播把誤碼率與圖像質(zhì)量掛鉤綁定。只要信號誤碼率低于計算出的標(biāo)準(zhǔn)值，接收端就會得到符合預(yù)期的高質(zhì)量畫面，而在實際中，想要滿足這一要求所需要的信號載噪比很小，也就是說在發(fā)射端利用小功率的信號發(fā)射器就可以滿足接收端高質(zhì)量畫面的要求。第三，音頻信號質(zhì)量好。在當(dāng)前的數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，視頻壓縮和音頻壓縮同步進(jìn)行，數(shù)字衛(wèi)星廣播通信技術(shù)在其中更是能在保障音頻壓縮質(zhì)量的同時，仍然擁有絕佳的視頻壓縮效果。第四，接收節(jié)目數(shù)量多。根據(jù)當(dāng)前的數(shù)據(jù)傳輸現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，一個電視頻道的帶寬只有7MHz，如果利用數(shù)字壓縮的傳輸技術(shù)，只要使用一個衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器就能夠輕輕松松傳輸五個頻道的節(jié)目，結(jié)合現(xiàn)狀，一個衛(wèi)星設(shè)備系統(tǒng)上包括數(shù)量超過二十的星載轉(zhuǎn)發(fā)器，因此一個衛(wèi)星數(shù)字通信系統(tǒng)就能夠達(dá)到百余套節(jié)目的傳輸數(shù)量。第五，提供服務(wù)多。只要在信號的接收端連接一個對應(yīng)的計算機(jī)，就可以得到如圖文、電子標(biāo)志等更便利更豐富的服務(wù)。第六，接收節(jié)目方便。在需要發(fā)送的數(shù)字信號上添加人為干擾，以此種方式發(fā)展存在限制條件的節(jié)目接收，開啟節(jié)目的付費觀看收聽。第七，經(jīng)濟(jì)效益高。對廣播電視臺本身來說，利用一捆天線，再租用一個最為主要的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器，就完成了全部的成本配置，如果想要發(fā)展更多的電視節(jié)目，增加接收天線數(shù)量即可。

3.2 現(xiàn)場直播車和衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車

在某種意義上來說，現(xiàn)場直播車和衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車的應(yīng)用在保障了直播節(jié)目的高質(zhì)量的前提下，很好地豐富了廣播電視節(jié)目的傳輸手段。作用于現(xiàn)場直播車和衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車的通信系統(tǒng)，首先是以傳送轉(zhuǎn)播信號為基礎(chǔ)，利用傳輸高質(zhì)量無線信號的方式，高效便捷地支持廣播節(jié)目的制作和播放。其次，體現(xiàn)了該系統(tǒng)能夠高效解決部門節(jié)目的制作和傳輸?shù)默F(xiàn)實問題。最后就是表現(xiàn)出衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)在采集各類音頻信號和信號傳輸方面的不俗實力。

在實際應(yīng)用方面，現(xiàn)場直播車和衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車通常應(yīng)用在調(diào)頻欄目的現(xiàn)場直播中，直播主要依靠車載視頻系統(tǒng)、車載內(nèi)音頻系統(tǒng)以及傳送系統(tǒng)，以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)大范圍覆蓋的現(xiàn)場直播。除此之外，這兩種方式還能夠完成數(shù)據(jù)的雙向傳輸，在保障多業(yè)務(wù)傳輸信號的前提下，最大程度上豐富和擴(kuò)展內(nèi)部功能，盡量滿足人們預(yù)期中在各種傳輸環(huán)境下均可完成直播傳輸，保證傳輸畫面質(zhì)量的理想。

4 結(jié)束語

衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)作為當(dāng)前信息社會背景下的一項飛速發(fā)展的尖端技術(shù)，在廣播傳輸領(lǐng)域有著極為亮眼的表現(xiàn)。伴隨著該項技術(shù)的持續(xù)性變革與進(jìn)步，衛(wèi)星數(shù)字通信也必將推動廣播電視行業(yè)的長足發(fā)展與完善。我們應(yīng)當(dāng)立足當(dāng)前科技水平，深入探討衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)，在理論中創(chuàng)新提高，在實踐中追求進(jìn)步，助力我國廣播傳輸行業(yè)的蓬勃發(fā)展。