衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)噪聲特性研究

王強(qiáng)

摘要：現(xiàn)階段隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)也在快速發(fā)展，人們的生活水平也在不斷提高，人們?cè)谧非笪镔|(zhì)生活的同時(shí)，也在不斷注重精神文化生活。而廣播電視通信給人們的生活帶來更多的便捷，且在生活中的用途越來越廣泛，但是隨著廣播電視通信技術(shù)的不斷發(fā)展，其中也不斷出現(xiàn)各種問題，尤其是噪聲問題，給人們的生活帶來了一定的困擾。因此，本文主要針對(duì)衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)中的噪聲問題進(jìn)行深入的分析，以不斷完善衛(wèi)星廣播電視通信技術(shù)。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星廣播；電視通信系統(tǒng)；噪聲；特性研究

0 引言

從遠(yuǎn)古時(shí)期我國(guó)就出現(xiàn)了通訊技術(shù)，人們利用圖形等方式來傳遞信息，后來出現(xiàn)了文字、烽火等通訊方式。現(xiàn)代社會(huì)的通訊技術(shù)主要是電話、衛(wèi)星通訊等，它們給人們的生活帶來了很大方便，人們?cè)谌粘Ｉ詈凸ぷ髦斜舜酥g的溝通和交流越來越緊密和頻繁，一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)也在不斷運(yùn)用于通訊之中，從而直接推動(dòng)了我國(guó)通訊技術(shù)的發(fā)展。衛(wèi)星通訊技術(shù)作為一種先進(jìn)的通訊技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的通訊技術(shù)該通訊技術(shù)更方便、快捷，但是其中也存在噪聲問題，因此本文主要對(duì)衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)中造成的問題進(jìn)行深入分析，為后期解決這些問題提供必要的依據(jù)。

1 衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)的特征及工作原理

1.1 衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)的特征

隨著我國(guó)科技水平的不斷提高以及這些技術(shù)在衛(wèi)星廣播通信中的不斷應(yīng)用，極大地改變了通信方式的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的通信手段存在很大的局限性，不僅通信不方便，而且需要較多的通信時(shí)間。而衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，不僅在接收操作上更加方便，而且信息的傳遞量以及覆蓋范圍更大。最初這種通信技術(shù)主要應(yīng)用于軍事方面，而現(xiàn)在已經(jīng)用于我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域，直接推動(dòng)了我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

在衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)（如圖1），在其質(zhì)量衡量上主要的標(biāo)準(zhǔn)是傳輸信息的質(zhì)量。但是，現(xiàn)階段的衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)中還存在很大的噪聲問題，引起噪聲問題的原因有很多。衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)在組成上主要包括上行和下行接受系統(tǒng)、編碼、調(diào)頻、功率放大以及變頻系統(tǒng)等。

1.2 衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)的工作原理

根據(jù)實(shí)際調(diào)查的資料顯示，我國(guó)普遍使用的微型廣播電視通信系統(tǒng)主要是DVB-S型。通過對(duì)音頻和視頻的標(biāo)準(zhǔn)壓縮，進(jìn)而通過編碼、調(diào)頻等過程，最后放大的頻率信號(hào)發(fā)送到衛(wèi)星上，同時(shí)用戶使用天線接收信號(hào)，再經(jīng)過低噪聲下的放大和變頻進(jìn)行信號(hào)格式的轉(zhuǎn)換，最終變成人們可以觀看的電視節(jié)目。

2 衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)的噪聲特性分析

廣播電視通信系統(tǒng)在我國(guó)通信中發(fā)揮著巨大的作用，直接方便了人們的生活，同時(shí)促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，但是其中還存在噪聲問題，因此深入研究其中存在的噪聲特性是十分必要的。

2.1 噪聲的成因及原理

現(xiàn)階段在我國(guó)廣播電視通信系統(tǒng)中存在很多類型的噪聲，根據(jù)噪聲的形成原理，可以將噪聲分為以下幾種：本振噪聲、干擾噪聲、波形失真噪聲以及其他類型的噪聲。

本振噪聲的產(chǎn)生主要是由于在傳輸過程中物質(zhì)粒子帶上了電荷，這樣很多帶電粒子之間就會(huì)因這種電性而產(chǎn)生相互作用，從而出現(xiàn)了一些不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過程中就會(huì)產(chǎn)生一些噪聲。本振噪聲的頻率比較平坦，同時(shí)根據(jù)噪聲的性質(zhì)來看，噪聲可以分為天線、設(shè)備的損壞帶來的噪聲以及其他干擾噪聲。前者又可以分為互調(diào)噪聲、天線噪聲以及相位噪聲等，而后者受到外界干擾的因素很多，還沒有形成一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。

2.2 常見噪聲的特性分析

（1）相位噪聲。相位噪聲產(chǎn)生的原因主要是在廣播電視通信過程中因噪聲的作用而產(chǎn)生一些帶電粒子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這就會(huì)在信號(hào)輸出過程中相位發(fā)生一定的變化。在衡量相位噪聲時(shí)頻率源是一項(xiàng)重要的標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)部分會(huì)直接影響廣播電視通信系統(tǒng)中的電子系統(tǒng)和設(shè)備。頻率的定義就是在相位時(shí)間內(nèi)的變化率。而相位噪聲還會(huì)影響標(biāo)準(zhǔn)頻率和順勢(shì)頻率，在接收本振信號(hào)以及發(fā)射激勵(lì)信號(hào)過程中這種噪聲都會(huì)跟隨其他信號(hào)進(jìn)行傳播。

在這個(gè)系統(tǒng)中相位噪聲不僅和調(diào)制器、變頻器等有關(guān)，還和頻率的放大器有關(guān)。在衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)中的上行系統(tǒng)內(nèi)部，產(chǎn)生噪聲的部位主要集中在頻率放大器的周圍，因此對(duì)頻率放大器的研究是十分必要的，可以忽略對(duì)衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)的下行系統(tǒng)，而不能忽略下行系統(tǒng)。

（2）天線噪聲。在廣播電視通信系統(tǒng)中收發(fā)天線裝置發(fā)揮著巨大的作用，也是一種必要的組成元件，而在天線在接收信號(hào)過程中這個(gè)系統(tǒng)中的噪聲就會(huì)收進(jìn)衛(wèi)星系統(tǒng)鏈路，因此通常而言衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)中的接收天線裝置會(huì)帶來噪聲。而根據(jù)噪聲的特性不同可以將噪聲分為兩種類型：天空噪聲和天線損耗噪聲。天空噪聲是指宇宙中存在粒子之間的相互作用以及微波輻射，這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲，包括降雨噪聲、大氣噪聲以及其他噪聲等。而天線損耗噪聲是指由于天線經(jīng)過一段時(shí)間的使用后出現(xiàn)的一些磨損，從而產(chǎn)生一定的噪聲。

而在實(shí)際工作過程中，通常來說接收天線的噪聲會(huì)很大，而接收天線噪聲在衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)中大小的衡量主要是等效噪聲溫度以及噪聲系數(shù)。接收天線噪聲溫度與天線增益之間的比值就是接收天線的品質(zhì)因數(shù)，這個(gè)數(shù)值會(huì)直接反映接收天線的好壞。

（3）互調(diào)噪聲。互調(diào)噪聲的產(chǎn)生主要是因?yàn)樵谙嗤臅r(shí)間段內(nèi)通過非線性器產(chǎn)生的載波信號(hào)有很多，通常來說這種互調(diào)現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是由于行波管高功率放大器的作用，而現(xiàn)階段在地球站上使用的也是這種類型的放大器，因此不可避免地會(huì)產(chǎn)生互調(diào)噪聲，給人們的實(shí)際通信帶來很大影響。互調(diào)噪聲在干擾過程中可以分為很多不同的階段，主要是三階段和二階段的失真值最大，失真度和階段呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，通常來說會(huì)隨著階數(shù)的變大而減小，而在三階以上的失真度會(huì)很小，因此在實(shí)際中會(huì)忽略考慮，而互調(diào)噪聲主要是由于前三階的作用引起的。這些都會(huì)給人們的實(shí)際通信需求帶來很大的影響，也會(huì)影響廣播電視企業(yè)的效益。

（4）外來干擾噪聲。現(xiàn)階段在衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)中存在很多類型的外來干擾噪聲，主要可以分為收發(fā)干擾、鄰近波道間的干擾和鄰星的干擾，不同種類的干擾特點(diǎn)、干擾方式不盡相同。收發(fā)干擾主要是指在進(jìn)行實(shí)際通信過程中發(fā)信和收信的天線存在共用情況，此時(shí)收信機(jī)中的信號(hào)就會(huì)由于這種作用而產(chǎn)生一定的噪聲。鄰近波道的干擾主要是指在很多個(gè)頻道共同工作過程中會(huì)減少相鄰信道之間的間隔，這樣不僅給濾波的傳輸帶來很大的影響，還會(huì)產(chǎn)生鄰近波道之間的相互干擾。鄰星干擾主要是指一些鄰近的衛(wèi)星由于其工作的頻率相同，這樣自身就會(huì)出現(xiàn)干擾，主要是因?yàn)樾l(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)的上行鏈路很容易受到外界影響，從而產(chǎn)生干擾，而鄰近衛(wèi)星的下行鏈路信號(hào)也會(huì)干擾衛(wèi)星廣播電視通信系統(tǒng)的下行鏈路。這些噪聲干擾都會(huì)直接影響廣播電視通信質(zhì)量，從而影響人們的實(shí)際需求，損害廣播電視通信企業(yè)的效益。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，我國(guó)廣播電視通信系統(tǒng)也取得了較大的發(fā)展，方便了人們的工作、生活和學(xué)習(xí)。相對(duì)于傳統(tǒng)的通信技術(shù)，廣播電視通信技術(shù)不僅具有信息傳播量大、覆蓋面廣，還具有信息傳遞質(zhì)量高等優(yōu)勢(shì)。但是，在實(shí)際傳播過程中還存在很多類型的噪聲問題，嚴(yán)重影響了通信的質(zhì)量，因此本文對(duì)噪聲的特性進(jìn)行了深入分析，為后期解決噪聲問題提供了必要的依據(jù)。