李偉

國(guó)家新聞出版廣電總局203臺(tái) 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010070

淺析數(shù)字衛(wèi)星廣播對(duì)傳統(tǒng)廣播的影響

李偉

國(guó)家新聞出版廣電總局203臺(tái) 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010070

本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)數(shù)字衛(wèi)星廣播和傳統(tǒng)廣播的發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了細(xì)致比較和分析，并對(duì)衛(wèi)星廣播未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行論述。

衛(wèi)星廣播 中波 短波 調(diào)頻 發(fā)展

前言

隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字衛(wèi)星廣播的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，相對(duì)于中波、短波以及調(diào)頻等傳統(tǒng)廣播而言，衛(wèi)星廣播憑借其獨(dú)特的傳播模式和覆蓋的廣泛，決定了其在未來(lái)的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

1 衛(wèi)星廣播的概念

利用廣播衛(wèi)星向地面轉(zhuǎn)播廣播和電視信號(hào)，廣大聽(tīng)眾和觀眾能用較簡(jiǎn)單的接收天線和接收機(jī)收聽(tīng)、收看廣播和電視節(jié)目。

衛(wèi)星廣播系統(tǒng)由三部分組成，分別為地球上行站、廣播衛(wèi)星和衛(wèi)星接收站。

1.1 地球上行站

地球上行站對(duì)播控中心傳來(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)視頻處理電路與伴音處理電路，混合成基帶信號(hào)，然后對(duì)中頻載波進(jìn)行調(diào)制，將輸入的基帶信號(hào)變?yōu)?0MHz的中頻調(diào)諧波。中頻信號(hào)再經(jīng)過(guò)上變頻，變?yōu)橹付ǖ陌l(fā)射頻率后，送到高頻功率放大器進(jìn)行放大，由發(fā)射天線發(fā)射給衛(wèi)星。

1.2 廣播衛(wèi)星

廣播衛(wèi)星是一座設(shè)置在赤道上空的轉(zhuǎn)播臺(tái)，既接收來(lái)自地球站的上行信號(hào)，也將廣播電視信號(hào)經(jīng)過(guò)下變頻和功率放大等環(huán)節(jié)，以下行頻率轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的服務(wù)區(qū)。為了實(shí)現(xiàn)廣播電視信號(hào)的正常轉(zhuǎn)發(fā)，要求衛(wèi)星保持精確的姿態(tài)和軌道位置，使衛(wèi)星相對(duì)地球是靜止的，下行波束嚴(yán)格指向服務(wù)區(qū)域。

1.3 衛(wèi)星接收站

衛(wèi)星接收站主要用來(lái)接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的下行信號(hào)，經(jīng)過(guò)低噪聲放大、下變頻和中放等環(huán)節(jié)，生成衛(wèi)星接收系統(tǒng)內(nèi)的第一中頻信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過(guò)同軸電纜傳送到衛(wèi)星接收機(jī)，并產(chǎn)生第二中頻，經(jīng)過(guò)中放、解調(diào)、視頻處理、伴音解調(diào)和伴音處理等環(huán)節(jié)，分別還原出視頻和音頻信號(hào)。

1.3.1個(gè)體接收

當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)地面的功率通量密度足夠大時(shí)，用戶(hù)可以用小型天線等簡(jiǎn)易衛(wèi)星接收設(shè)備直接接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的廣播電視節(jié)目。普通家庭只需配置一臺(tái)簡(jiǎn)易的衛(wèi)星接收器，通過(guò)室外小型接收天線，就可接收廣播電視節(jié)目，但需要衛(wèi)星上具有大功率轉(zhuǎn)發(fā)器，從而使地面獲得較強(qiáng)的電波。

1.3.2集體接收

用直徑較大的衛(wèi)星接收天線和專(zhuān)用接收機(jī)將衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的廣播電視信號(hào)接收下來(lái)，通過(guò)轉(zhuǎn)換將信號(hào)統(tǒng)一封裝打包分配給不同的用戶(hù)。集體接收所需要的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)功率小，空間成本較低。

2 數(shù)字衛(wèi)星廣播的優(yōu)點(diǎn)

隨著衛(wèi)星技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字衛(wèi)星廣播正在逐步取代模擬衛(wèi)星廣播。與模擬衛(wèi)星廣播相比，數(shù)字衛(wèi)星廣播具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）利用數(shù)字壓縮技術(shù)的衛(wèi)星數(shù)字廣播極大地降低了傳送的音視頻碼率，對(duì)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的頻帶及功率需求大大低于模擬方式。同一轉(zhuǎn)發(fā)器可播送更多的節(jié)目，既節(jié)省空間資源，又大幅度降低了節(jié)目傳輸費(fèi)用。

（2）經(jīng)濟(jì)效益好。一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器可以傳送多套電視節(jié)目，大大降低了運(yùn)營(yíng)成本。

（3）節(jié)目的傳輸質(zhì)量高。由于采用了強(qiáng)有力的糾錯(cuò)算法，傳送質(zhì)量很高，接收門(mén)限較低。與模擬廣播接收質(zhì)量的漸變式劣化不同，只要在接收門(mén)限上，數(shù)字廣播信號(hào)沒(méi)有可察覺(jué)的失真、干擾和衰弱。

（4）所需的發(fā)射功率小。模擬衛(wèi)星廣播的圖像質(zhì)量是與信號(hào)的載噪比聯(lián)系在一起的，衛(wèi)星上行站的發(fā)射功率通常在數(shù)百瓦的范圍內(nèi)；數(shù)字衛(wèi)星廣播的圖像質(zhì)量則是與誤碼聯(lián)系在一起的，所需信號(hào)的載噪比較小，發(fā)射功率在數(shù)十瓦。

（5）傳輸質(zhì)量高。利用壓縮技術(shù)和帶寬優(yōu)勢(shì)，可以提供多路多聲道的優(yōu)質(zhì)音頻信號(hào)。

3 衛(wèi)星廣播較傳統(tǒng)廣播而言?xún)?yōu)勢(shì)明顯

3.1 傳統(tǒng)廣播局限性強(qiáng)

3.1.1中波信號(hào)傳播受地面結(jié)構(gòu)影響大

中波廣播的傳輸模式主要是地波傳輸，又稱(chēng)繞射傳播，受地面土壤的電性參數(shù)和地形地貌的影響較大，適合中近距離廣播。中波波長(zhǎng)越短，繞射能力就越差，地面對(duì)其的吸收也會(huì)增加，若遇高大建筑物或山體，電波會(huì)有部分能量被反射回來(lái)，傳輸距離會(huì)明顯下降；在開(kāi)闊的區(qū)域傳輸，大功率的發(fā)射機(jī)可以傳播上百公里。中波在夜間出現(xiàn)天波傳播，但由于當(dāng)前中波頻道比較擁擠，在同一地點(diǎn)接收，各套節(jié)目交叉干擾，收聽(tīng)效果欠佳。

3.1.2調(diào)頻廣播多以視距傳輸為主

調(diào)頻廣播的傳輸模式以空間波為主，又稱(chēng)視距傳輸，發(fā)射點(diǎn)位置越高，越有利于傳播，適合近距離廣播。在城鎮(zhèn)化高速發(fā)展的今天，高大樓宇、高架橋和隧道都會(huì)影響接收效果。另外，各類(lèi)電磁干擾、工業(yè)干擾以及發(fā)射機(jī)的性能都會(huì)影響到調(diào)頻廣播的傳輸。

3.1.2短波廣播受電離層影響大

短波廣播的傳輸模式以天波為主，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。電波經(jīng)過(guò)電離層，可達(dá)到較遠(yuǎn)距離，但由于在傳輸過(guò)程中受電離層折射、反射、吸收以及各種衰落的影響，電波到達(dá)某一區(qū)域的廣播效果不盡相同，覆蓋范圍有限。

1）通過(guò)對(duì)PLC機(jī)架、CPU、電源和通信模塊等組成部分的合理使用，實(shí)現(xiàn)給排水控制系統(tǒng)運(yùn)行中的自動(dòng)控制功能設(shè)置，進(jìn)而通過(guò)對(duì)水倉(cāng)水位高低變化、供電部門(mén)規(guī)定的峰段和平段等供電時(shí)間段實(shí)際情況的考慮，在計(jì)算機(jī)三維空間中構(gòu)建數(shù)字模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵運(yùn)行的自動(dòng)化控制；

3.2 衛(wèi)星廣播優(yōu)勢(shì)明顯

（1）覆蓋面積大。衛(wèi)星廣播相當(dāng)于完成地面成千上萬(wàn)個(gè)廣播電臺(tái)的傳輸與覆蓋，對(duì)于發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，如果一顆廣播衛(wèi)星上天，就能實(shí)現(xiàn)全國(guó)領(lǐng)土的覆蓋，對(duì)迅速改變廣播落后面貌是一種最有效和最快捷的手段。

（2）圖像質(zhì)量高。由于衛(wèi)星廣播傳輸環(huán)節(jié)少，電波入射角大，受山峰和地面高層建筑物阻擋小，受到的各類(lèi)干擾比較小，因而，其傳輸質(zhì)量較高。

（3）衛(wèi)星廣播可優(yōu)先使用Ku波段。該頻段寬、容量大，使高保真的廣播等多種新的廣播業(yè)務(wù)有實(shí)現(xiàn)的可能性。

（4）衛(wèi)星廣播不受地理環(huán)境影響。衛(wèi)星廣播的電波來(lái)自太空，不受高山、海洋、森林和沙漠的影響。

（5）衛(wèi)星廣播投資小、見(jiàn)效快。相對(duì)地面廣播，衛(wèi)星廣播減少了大量人力、物力以及基建項(xiàng)目，維護(hù)費(fèi)用大幅降低。

4 我國(guó)衛(wèi)星廣播電視節(jié)目傳輸總體情況及發(fā)展趨勢(shì)

4.1 廣電專(zhuān)用衛(wèi)星發(fā)展迅猛

（1）2007年6月1日，鑫諾3號(hào)衛(wèi)星發(fā)射升空，裝載10個(gè)C轉(zhuǎn)發(fā)器，覆蓋中國(guó)境內(nèi)。

（2）2007年7月5日，中星6B發(fā)射升空，裝載38個(gè)C轉(zhuǎn)發(fā)器，可覆蓋亞洲和大洋洲，同時(shí)承擔(dān)其他國(guó)家廣播電視發(fā)射業(yè)務(wù)。

（3）2008年6月9日，中星9號(hào)衛(wèi)星發(fā)射升空，中國(guó)直播衛(wèi)星村村通業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展。

（4）2010年9月5日，中星6A發(fā)射升空，裝載24個(gè)C轉(zhuǎn)發(fā)器、8個(gè)Ku波段和1個(gè)S轉(zhuǎn)發(fā)器，傳輸能力進(jìn)一步增強(qiáng)。

4.2 我國(guó)衛(wèi)星廣播趨勢(shì)的發(fā)展

（1）從C波段逐步向Ku波段過(guò)渡。Ku波段的頻率受?chē)?guó)際有關(guān)法律保護(hù)，工作在12～18GHz頻段。Ku波段衛(wèi)星單轉(zhuǎn)發(fā)器功率一般較大，多采用賦形波束覆蓋，衛(wèi)星EIRP較大，加上Ku波段接收天線效率高于C波段接收天線，因此，接收Ku波段衛(wèi)星節(jié)目的天線口徑遠(yuǎn)小于C波段，從而可有效地降低接收成本，方便個(gè)體接收。同時(shí)，Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播上行系統(tǒng)采取上行功率控制手段，以便自動(dòng)補(bǔ)償或消除在衛(wèi)星上行鏈路出現(xiàn)的雨、雪、云和霧等對(duì)上行信號(hào)的衰減作用。

（2）開(kāi)展Ka廣播業(yè)務(wù)頻段的技術(shù)研究。積極開(kāi)展對(duì)Ka廣播業(yè)務(wù)頻段的技術(shù)研究和向國(guó)際電聯(lián)申請(qǐng)軌道頻率資源的工作，為廣播電視衛(wèi)星應(yīng)用做技術(shù)準(zhǔn)備和資源儲(chǔ)備。

（3）大力發(fā)展衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)。利用地球同步軌道衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)廣播電視和多媒體數(shù)據(jù)通訊直接向小團(tuán)體及家庭單元傳送，通過(guò)衛(wèi)星將視頻、圖文和聲音等節(jié)目進(jìn)行點(diǎn)對(duì)面的廣播，接收者只需要使用小型衛(wèi)星接收天線，即可收到來(lái)自衛(wèi)星的電視或廣播節(jié)目。

結(jié)束語(yǔ)

隨著廣播電視技術(shù)的日新月異，傳統(tǒng)地面廣播面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，衛(wèi)星廣播憑借其獨(dú)特的傳播方式，必將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)揮更大的作用。

[1]馬有本.《廣播電視監(jiān)測(cè)技術(shù)》.國(guó)家新聞出版廣電總局監(jiān)測(cè)中心編印.2001年

[2]車(chē)晴，王京玲.《數(shù)字衛(wèi)星廣播系統(tǒng)》[M].北京：北京廣播學(xué)院出版社.2000年

審稿人：徐振媛 內(nèi)蒙古廣播電影電視科研所正高級(jí)工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

TN938

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2096-0751（2016）11-0017-03

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