廣播傳輸中衛星數字通信技術的運用

欒永麗

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

0 引言

作為一項把電子技術和航天技術有機結合在一起得到的產物，衛星數字通信技術以其服務覆蓋廣泛、信號傳輸質量高等優勢拓寬了數字通信范圍，在如今的通信技術領域起到了非常重要的推動作用。

1 衛星數字通信技術簡述

衛星數字通信技術作為一項廣泛應用于電視廣播傳輸行業的新興通信技術，可以分為信號傳輸技術和基本多址技術兩部分。

1.1 信號傳輸技術

信號傳輸技術大致可以區分為語音壓縮編碼技術、數字信號調制技術、差錯控制與擾碼技術和數據復接技術四類。

語音壓縮編碼技術，簡而言之，就是對語音信號進行模數轉換，將其由模擬信號轉換為數字信號，然后再對轉換后的數字信號進行數字編碼。該技術包括參數編碼、波形編碼和混合編碼三種。最后的混合編碼技術涵蓋了參數編碼和波形編碼兩種語音壓縮編碼技術的優點，因此在實際應用中混合編碼技術的使用更為普遍。數字信號調制技術包括線性調制和非線性調制兩種，其中比較常見的調制方式有開關鍵控調制、二進制頻移鍵控調制、相移鍵控調制、高斯頻移鍵控調制、高斯最小頻移鍵控調制、正交幅度調制調制等。在本文主要討論的衛星數字通信技術中，人們基本上不采用開關鍵控的方式進行調制，因為開關鍵控調制雖然原理簡單易于操作，但是該技術的誤碼率相較于其他調制技術偏高，同時其抗干擾性能也比較差。在實際應用中，人們通常會選擇諸如二進制頻移鍵控調制這種，既能節省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的調制技術。差錯控制技術包括前向糾錯、循環冗余校驗和重傳技術幾種。擾碼技術的主要原理是利用數字信號的基帶序信號序列和偽隨機碼序列進行模二相加，使用模運算的計算方法來改變原始基帶信號的統計特性。數字復接技術就是把兩個及兩個以上的低速率數字流合并在一起，最后形成高速率數字流的技術，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據的傳輸速率。

1.2 基本多址技術

基本多址技術，簡單地說，就是針對在一個小區外部和內部的多用戶之間的通信地址進行通信識別的技術，多址技術按照通信地址劃分的方式可具體分為時分多址技術、碼分多址技術、頻分多址技術以及頻分多址—時分多址技術。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送數據的技術，簡言之就是能夠在不同的時間段內，以時間作為區分，令不同的用戶都使用相同的頻率，該技術可以實現網絡通信基礎上的傳輸介質共享。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，只采用不同的擴頻碼來實現數據傳輸的技術，該技術適合于寬帶系統，在100MHz～500MHz之間的窄帶通信過程中無法采用。頻分多址技術是把每一對通信設備都看作是一組，確保每組設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，該技術具有適用范圍廣、操作簡單、可靠性高、實際應用效率高等優點，但有優有劣，頻分多址技術也具有通信容量小、頻帶資源稀缺、易受外界干擾等缺點。

2 衛星數字通信系統的基本組成

衛星數字通信系統在結構上可以分為衛星上行發射站、星載轉發器、以及衛星接收站和測控站四個部分。從衛星數字通信的具體流程來看，首先原始信號輸入上行發射站，發射站對信號進行編碼調制等發射端處理，然后載入放大電路對發射信號的功率和頻率進行放大處理后發射給衛星。

2.1 衛星上行發射站系統

衛星上行發射站系統可以分為天線系統、高功率放大設備以及其他設備幾個部分，系統發射端的主要作用就是可以及時高效地調制處理多路信號，然后把調制放大好的信號經由廣播中心內部發送傳輸至衛星上，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 星載轉發器

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

3 衛星數字通信技術在廣播傳輸中的運用

3.1 衛星數字廣播

伴隨著現代科技的進步發展，我國的衛星數字通信技術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目都可以利用衛星信號的轉播得到了。一旦衛星控制系統內部接收到廣播電視節目的信號，控制機房就會自動切換數字矩陣，把主要線路和其他備用路線上存在的節目信號一股腦傳輸到衛星中繼站和微波機端口中。除此之外，衛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目信號，并直接利用衛星數字通信系統內部的上行系統，最終完成廣播電臺節目的上星。

談起衛星數字廣播的主要優勢可以分為以下幾點：第一，信號傳輸質量高。衛星數字通信技術采用數字傳輸的方式，摒棄傳統的模擬信號傳輸，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，發射功率小。數字衛星廣播把誤碼率與圖像質量掛鉤綁定。只要信號誤碼率低于計算出的標準值，接收端就會得到符合預期的高質量畫面，而在實際中，想要滿足這一要求所需要的信號載噪比很小，也就是說在發射端利用小功率的信號發射器就可以滿足接收端高質量畫面的要求。第三，音頻信號質量好。在當前的數據傳輸領域，視頻壓縮和音頻壓縮同步進行，數字衛星廣播通信技術在其中更是能在保障音頻壓縮質量的同時，仍然擁有絕佳的視頻壓縮效果。第四，接收節目數量多。根據當前的數據傳輸現狀可以發現，一個電視頻道的帶寬只有7MHz，如果利用數字壓縮的傳輸技術，只要使用一個衛星轉發器就能夠輕輕松松傳輸五個頻道的節目，結合現狀，一個衛星設備系統上包括數量超過二十的星載轉發器，因此一個衛星數字通信系統就能夠達到百余套節目的傳輸數量。第五，提供服務多。只要在信號的接收端連接一個對應的計算機，就可以得到如圖文、電子標志等更便利更豐富的服務。第六，接收節目方便。在需要發送的數字信號上添加人為干擾，以此種方式發展存在限制條件的節目接收，開啟節目的付費觀看收聽。第七，經濟效益高。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星轉發器，就完成了全部的成本配置，如果想要發展更多的電視節目，增加接收天線數量即可。

3.2 現場直播車和衛星轉播車

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

在實際應用方面，現場直播車和衛星轉播車通常應用在調頻欄目的現場直播中，直播主要依靠車載視頻系統、車載內音頻系統以及傳送系統，以此為基礎實現大范圍覆蓋的現場直播。除此之外，這兩種方式還能夠完成數據的雙向傳輸，在保障多業務傳輸信號的前提下，最大程度上豐富和擴展內部功能，盡量滿足人們預期中在各種傳輸環境下均可完成直播傳輸，保證傳輸畫面質量的理想。

4 結束語

衛星數字通信技術作為當前信息社會背景下的一項飛速發展的尖端技術，在廣播傳輸領域有著極為亮眼的表現。伴隨著該項技術的持續性變革與進步，衛星數字通信也必將推動廣播電視行業的長足發展與完善。我們應當立足當前科技水平，深入探討衛星數字通信技術，在理論中創新提高，在實踐中追求進步，助力我國廣播傳輸行業的蓬勃發展。