趙陽

【摘要】對廣播電視信號(hào)傳播抗干擾技術(shù)進(jìn)行研究，促進(jìn)其技術(shù)水平不斷取得發(fā)展和提高，對提高廣播電視衛(wèi)星傳輸工作經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益等具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文針對廣播電視衛(wèi)星信號(hào)傳播過程中的干擾因素進(jìn)行了探討，并提出了切實(shí)可行的廣播電視信號(hào)傳播抗干擾技術(shù)，以供參考。

【關(guān)鍵詞】廣播電視信號(hào)；傳播；抗干擾技術(shù)

1.引言

由于利用衛(wèi)星傳輸或向公眾直播廣播電視節(jié)目，傳輸?shù)男Ч唾|(zhì)量都比較高，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，所以當(dāng)前的廣播電視系統(tǒng)主要是通過衛(wèi)星進(jìn)行廣播電視信號(hào)傳輸。雖然衛(wèi)星傳輸有著自身的優(yōu)勢和特點(diǎn)，比如傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面廣，但也不是能就說明其不存在被干擾的可能。事實(shí)上，雖然廣播電視衛(wèi)星信號(hào)的傳輸質(zhì)量較以往的微波傳輸質(zhì)量而言有了較大提高，但其傳輸過程中還是可能受到自然因素、設(shè)備故障因素、電磁干擾、其他衛(wèi)星干擾等因素的影響。此外，衛(wèi)星傳輸還容易受到非法信號(hào)的惡意干擾，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)o社會(huì)安全和穩(wěn)定帶來不利影響。

因此，為了確保廣播電視信號(hào)傳輸中的安全性，就有必要加強(qiáng)對廣播電視衛(wèi)星信號(hào)抗干擾技術(shù)的研究。本文結(jié)合我國廣播電視系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對其衛(wèi)星信號(hào)傳播過程中的抗干擾技術(shù)進(jìn)行了探討。

2.廣播電視信號(hào)傳播過程中的干擾因素

一般來說，從廣播電視衛(wèi)星信號(hào)的干擾源分析，主要存在以下幾種干擾因素：自然因素、設(shè)備故障因素、電磁干擾、其他衛(wèi)星干擾以及人為干擾因素等。下面將分別對它們進(jìn)行介紹。

2.1 自然因素

自然因素干擾主要指因?yàn)橛暄┧?、日凌等天氣條件而帶來的對信號(hào)傳輸質(zhì)量的影響，嚴(yán)重時(shí)甚至有信號(hào)傳輸中斷的風(fēng)險(xiǎn)。對于雨衰干擾而言，它的本質(zhì)是一個(gè)接受信號(hào)逐漸惡化的過程。此時(shí)可通過補(bǔ)償上行鏈路的雨衰損耗或充分準(zhǔn)備下行鏈路的雨衰備余量，來減少因雨衰干擾而造成的對廣播電視信號(hào)傳輸質(zhì)量的影響。對于日凌干擾所引起廣播電視信號(hào)干擾，當(dāng)前還缺乏一個(gè)能夠徹底解決的技術(shù)方案，一般只能依靠衛(wèi)星公司的通知而進(jìn)行必要的事先準(zhǔn)備。對于地球站來說，增大天線口徑或靈敏度，能夠使日凌影響的持續(xù)時(shí)間降到最低。

2.2 設(shè)備故障因素

由設(shè)備故障因素引起的干擾主要分為以下兩類：

（1）地面設(shè)備故障可以通過確保傳輸系統(tǒng)的電磁屏蔽效果，或是請求衛(wèi)星公司對故障設(shè)備進(jìn)行診斷和維修，從而將地面設(shè)備故障造成的干擾影響盡量減到最小。

（2）衛(wèi)星故障則可通過及時(shí)進(jìn)行備份器件的切換，或者可以直接通過轉(zhuǎn)星的方式加以解決。

2.3 電磁干擾

由雷達(dá)信號(hào)、微波中繼信號(hào)等引發(fā)的電磁干擾可通過電磁屏蔽、協(xié)調(diào)頻率等方式加以克服。

2.4 鄰近衛(wèi)星的干擾

對于由鄰近衛(wèi)星所引起的上行信號(hào)干擾，一般只能通過衛(wèi)星運(yùn)營商之間的協(xié)調(diào)才能予以解決；而對于由鄰近衛(wèi)星所引起的下行信號(hào)干擾，可借助改善萬向圖性能、調(diào)整接收天線指向等措施加以改善。

2.5 人為干擾

這種干擾有以下幾類：

（1）由人為失誤所造成的干擾。

此種干擾可以通過加強(qiáng)管理來避免，即對可能造成人為失誤的各種因素予以考慮，并制定一個(gè)有針對性的管理制度。此外，還可以通過不斷加強(qiáng)廣播電視信號(hào)傳播系統(tǒng)的智能化水平，通過降低人在系統(tǒng)運(yùn)行過程中的作用來進(jìn)行預(yù)防。

（2）同極或反極化干擾。

前者可以通過及時(shí)制止用戶的超頻范圍和超功率使用加以克服。后者可以通過用戶的極化調(diào)整，并嚴(yán)格限制其上行功率來予以克服。

（3）惡意干擾。

可以增大上行功率或降低衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的增益檔來減少惡意干擾的影響。此外，還需要加強(qiáng)對衛(wèi)星抗干擾技術(shù)的研究，通過布置新型抗干擾能力較強(qiáng)的衛(wèi)星來徹底避免惡意干擾情況的出現(xiàn)。

3.抗干擾技術(shù)

3.1 衛(wèi)星的抗干擾技術(shù)

1）適當(dāng)減小衛(wèi)星波束接收天線的覆蓋區(qū)

使衛(wèi)星波束接收天線僅覆蓋有限地區(qū)，最大限度地降低覆蓋區(qū)邊緣接收天線的增益，并在有限的覆蓋區(qū)內(nèi)采用多路單載波的方式發(fā)送上行信號(hào)。

2）增加固定或可移動(dòng)點(diǎn)波束天線

設(shè)置可移動(dòng)點(diǎn)波束天線，一旦遇到干擾信號(hào)，就可將其移動(dòng)到特定地區(qū)以躲過干擾源進(jìn)行接收。

3）采用可變波束接收天線。

為了能夠避免干擾源發(fā)射地區(qū)，如有需要，可以采用改變天線波束形狀的措施。

4）衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)置輸入信號(hào)認(rèn)證裝置

在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器里設(shè)置信號(hào)認(rèn)證裝置，并對上行信號(hào)加密碼。信號(hào)發(fā)到衛(wèi)星后進(jìn)行密碼認(rèn)證，只有密碼比對正確的信號(hào)才能轉(zhuǎn)發(fā)，否則衛(wèi)星將不予進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

3.2 衛(wèi)星地球站的抗干擾技術(shù)

1）衛(wèi)星地球站使用大功率、高增益天線

一旦衛(wèi)星受到干擾時(shí)，一方面可以加強(qiáng)高強(qiáng)度上行信號(hào)的使用，加大轉(zhuǎn)發(fā)功率，以增強(qiáng)其抗干擾能力；另一方面要合理設(shè)計(jì)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收機(jī)的增益變化范圍和最小值，盡量將增益設(shè)到最低檔，以降低非法信號(hào)的影響。

2）將轉(zhuǎn)發(fā)器推至飽和點(diǎn)

傳輸廣播電視信號(hào)盡量用多路單載波的方式代替單路單載波方式，并使轉(zhuǎn)發(fā)器工作在飽和狀態(tài)。此時(shí)，合法的強(qiáng)信號(hào)會(huì)對非法弱信號(hào)具有較強(qiáng)的壓制作用，這增強(qiáng)了衛(wèi)星電視信號(hào)傳播的抗干擾能力。

3）盡量采用數(shù)字播出方式

同樣遭受惡意信號(hào)干擾時(shí)，模擬信號(hào)播出的正常畫面和非法畫面會(huì)同時(shí)存在，而數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)則只會(huì)出現(xiàn)黑屏，不給不法分子以任何機(jī)會(huì)。此外，模擬衛(wèi)星廣播電視信號(hào)通常使用單路單載波信號(hào)，這很容易被采用多載波方式的干擾信號(hào)影響，進(jìn)而減少其信號(hào)功率。

4）對數(shù)字衛(wèi)星電視信號(hào)進(jìn)行加密和加擾

隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行加密和加擾為特征的抗干擾技術(shù)也取得了長足發(fā)展。其中，主要應(yīng)用于衛(wèi)星地球站監(jiān)控系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)主要有以下兩種：

①碼流比對抗干擾技術(shù)。

將衛(wèi)星下行傳輸信號(hào)與廣播電視節(jié)目源的信號(hào)進(jìn)行碼流比對，一旦發(fā)現(xiàn)存在干擾，就立即通過加大上行功率來對非法信號(hào)進(jìn)行壓制。如圖1所示，采用碼流比對抗干擾技術(shù)需要裝設(shè)專門的信道檢測儀和碼流比對儀。

②水印比對抗干擾技術(shù)。

在電視臺(tái)發(fā)送端傳輸流復(fù)用器中加水印，衛(wèi)星地球站接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)后的下行水印，并對兩個(gè)水印進(jìn)行比對，一旦發(fā)現(xiàn)存在干擾，就立即通過加大上行功率來對非法信號(hào)進(jìn)行壓制。如圖2所示，采用水印比對抗干擾技術(shù)需要裝設(shè)加/解水印的設(shè)備。

圖1 碼流比對抗干擾技術(shù)框架

圖2 水印比對抗干擾技術(shù)系框架

4.結(jié)束語

總之，對廣播電視信號(hào)傳播抗干擾技術(shù)進(jìn)行研究，促進(jìn)其技術(shù)水平不斷取得發(fā)展和提高，是降低廣播電視的播出成本、提高播出質(zhì)量和效率的一種重要手段，對提高廣播電視衛(wèi)星傳輸工作經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益等具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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