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衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)在廣播傳輸中的應(yīng)用論文
摘要：衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)是我國(guó)廣播電視節(jié)目傳輸中應(yīng)用到的主要技術(shù)。從衛(wèi)星數(shù)字通信的概述開(kāi)始入手，分析了衛(wèi)星數(shù)字通信系統(tǒng)的基本原理，最后探討了衛(wèi)星數(shù)字通信系統(tǒng)在廣播傳輸中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)；廣播傳輸；運(yùn)用
1衛(wèi)星數(shù)字通信的概述
衛(wèi)星數(shù)字通信是航天技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新型的通信方式，有著重要的作用。衛(wèi)星數(shù)字通信通過(guò)中繼站和終端站來(lái)實(shí)現(xiàn)通信目的的，具體來(lái)說(shuō)衛(wèi)星數(shù)字通信的中繼站是人造衛(wèi)星，終端站為地面站，可以有多個(gè)終端站，來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或者多個(gè)終端站之間的通信，這種通信具有容量大、區(qū)域廣的特點(diǎn)[1]。在衛(wèi)星數(shù)字通信中應(yīng)用的人造衛(wèi)星叫做通信衛(wèi)星，它與地球的自轉(zhuǎn)的周期與方向同步，所以也叫做地球同步衛(wèi)星，通信衛(wèi)星始終固定在天空中某一位置上，方便地面與衛(wèi)星的通信。衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)是我國(guó)廣播電視節(jié)目傳輸中應(yīng)用到的主要技術(shù)之一，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，它在廣播電視傳輸中的優(yōu)勢(shì)更加鮮明。與微波數(shù)字通信傳輸相比其優(yōu)勢(shì)具體表現(xiàn)在：一是覆蓋面廣；二是投資成本低且建設(shè)快；三是傳輸信號(hào)的質(zhì)量高；四是便于維護(hù)；五是運(yùn)行成本低。與模擬衛(wèi)星廣播相比其優(yōu)勢(shì)具體表現(xiàn)為：一是可以節(jié)省衛(wèi)星頻率資源；二是，節(jié)省運(yùn)行成本；三是節(jié)目信號(hào)質(zhì)量高；四是數(shù)字信號(hào)處理與開(kāi)發(fā)更加方便。
2衛(wèi)星數(shù)字通信系統(tǒng)的基本原理
2.1衛(wèi)星數(shù)字通信系統(tǒng)的組成。在廣播傳輸中衛(wèi)星數(shù)字通信系統(tǒng)主要由衛(wèi)星上行發(fā)射站、測(cè)控站、星載轉(zhuǎn)發(fā)器以及衛(wèi)星接收站這四部分組成。廣播數(shù)字衛(wèi)星上設(shè)有C波段轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)和Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)[2]，上行發(fā)射站的主要作用是發(fā)射C波段信號(hào)和Ku波段信號(hào)，并接收衛(wèi)星下行轉(zhuǎn)發(fā)的微波信號(hào)。具體機(jī)制為：上行發(fā)射站將廣播控制中心發(fā)送來(lái)的各種信號(hào)進(jìn)行處理與調(diào)制，將上頻率與高功率進(jìn)行放大后，將上行C波段信號(hào)和Ku波段信號(hào)通過(guò)定向天線(xiàn)發(fā)射給衛(wèi)星。上行發(fā)射站接收衛(wèi)星下行轉(zhuǎn)發(fā)的微波信號(hào)的作用是對(duì)衛(wèi)星轉(zhuǎn)播節(jié)目的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。星載轉(zhuǎn)發(fā)器的作用是將地面上行站發(fā)送的上行C波段信號(hào)和Ku波段信號(hào)進(jìn)行接收，并將接收的上行微波信號(hào)進(jìn)行放大以及變頻處理后，再進(jìn)行放大，然后將經(jīng)過(guò)一系列處理的信號(hào)發(fā)射給地面服務(wù)區(qū)。星載轉(zhuǎn)發(fā)器相當(dāng)于中繼站一樣發(fā)揮作用，它的優(yōu)點(diǎn)是保障廣播信號(hào)以最低的附加噪聲和失真進(jìn)行傳送。
2.2衛(wèi)星上行發(fā)射站系統(tǒng)。廣播電視臺(tái)的覆蓋性廣的特點(diǎn)，起到最重要作用的部分是衛(wèi)星上行站系統(tǒng)，上行站的設(shè)備一旦發(fā)生故障就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)廣播電視信號(hào)的傳輸會(huì)全部中斷，這就要求在上行站應(yīng)用的設(shè)備安全性、穩(wěn)定性、以及可靠性要非常高，并且要存有備份。廣播衛(wèi)星上行發(fā)射站可以將一路或者多路信號(hào)傳送到衛(wèi)星，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)其在廣播電視衛(wèi)星中設(shè)有C波段信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)和Ku波段信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，它的作用是將上行發(fā)射站傳送的信號(hào)進(jìn)行接受，另外也將下行信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給廣播地面接收站。衛(wèi)星上行發(fā)射站的主要由天線(xiàn)分系統(tǒng)、高功率放大設(shè)備、低噪音接收設(shè)備、上下變頻器調(diào)制解調(diào)器、系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備以及附屬設(shè)備構(gòu)成的。其中天線(xiàn)分系統(tǒng)中天線(xiàn)的作用是將發(fā)射功率轉(zhuǎn)化為電磁波能量由上行站傳送給衛(wèi)星，同時(shí)也會(huì)將及微弱的有空間衛(wèi)星發(fā)出的電磁波能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化成為同頻信號(hào)來(lái)傳送到接收機(jī)。在衛(wèi)星上行站系統(tǒng)中低噪聲接收設(shè)備是進(jìn)行第一級(jí)放大的，高功率放大設(shè)備是進(jìn)行第二級(jí)放大的；上下變頻器的作用是搬移在射頻與中頻之間的頻譜；調(diào)制解調(diào)器的作用是對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，將廣播控制中心發(fā)出的信號(hào)調(diào)制后傳輸?shù)娇臻g衛(wèi)星，可以降低信號(hào)傳輸?shù)脑胍舾蓴_的影響；系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備的作用是對(duì)上行站的所有關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，來(lái)方便掌握每臺(tái)設(shè)備的工作狀態(tài)以及主要指標(biāo)特性等。
2.3星載轉(zhuǎn)發(fā)器。星載轉(zhuǎn)發(fā)器在數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)中有著重要的地位，起著中繼站的作用，它的性能好壞可以對(duì)數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)的工作質(zhì)量造成直接影響。所以星載轉(zhuǎn)發(fā)器在放大和轉(zhuǎn)發(fā)地面站傳送的信號(hào)時(shí)其附加噪聲以及失真性能應(yīng)該保持最低。星載轉(zhuǎn)發(fā)器的噪聲包括非線(xiàn)性噪聲和熱噪聲，其中非線(xiàn)性噪聲的來(lái)源主要是轉(zhuǎn)發(fā)器電路或者器件特性的非線(xiàn)性，而熱噪聲的來(lái)源主要是設(shè)備的內(nèi)部噪聲以及通過(guò)天線(xiàn)傳來(lái)的外部噪聲。轉(zhuǎn)發(fā)器可以分為兩大類(lèi)：其一是透明轉(zhuǎn)發(fā)器；其二是處理轉(zhuǎn)發(fā)器。其中透明轉(zhuǎn)發(fā)器的作用是將地面發(fā)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行低噪聲、頻率以及功率放大后進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，它主要應(yīng)用于模擬衛(wèi)星通信系統(tǒng)中。另外處理轉(zhuǎn)發(fā)器不僅可以轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)還可以進(jìn)行信號(hào)處理，多應(yīng)用于數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，它可以很好的消除噪聲的積累。
3衛(wèi)星數(shù)字通信系統(tǒng)在廣播傳輸中的應(yīng)用
3.1衛(wèi)星數(shù)字廣播。將衛(wèi)星應(yīng)用到廣播節(jié)目的傳輸中，是為衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)的重大突破，并且衛(wèi)星數(shù)字傳輸在廣播節(jié)目中有著越來(lái)越重要的作用。節(jié)目信號(hào)到達(dá)播控系統(tǒng)后，數(shù)字矩陣被中控機(jī)房進(jìn)行切換，然后將要輸出主路和備路節(jié)目信號(hào)分別送到光端機(jī)和微波端機(jī)，通過(guò)光纜以及微波傳輸?shù)皆茘徯l(wèi)星地球站，衛(wèi)星站接接收到來(lái)自主路和備路信號(hào)后，通過(guò)衛(wèi)星上行系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)廣播電臺(tái)節(jié)目的全面上星[3]。
3.2衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車(chē)與現(xiàn)場(chǎng)直播車(chē)。衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車(chē)與現(xiàn)場(chǎng)直播車(chē)不僅豐富了節(jié)目的傳輸手段，而且保障了直播節(jié)目的安全播出。衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車(chē)與現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播車(chē)的車(chē)系統(tǒng)的作用有：一是，可以傳輸高質(zhì)量無(wú)線(xiàn)數(shù)字，提供高質(zhì)量的轉(zhuǎn)播傳輸以及支持節(jié)目直播的制作；二是，還可以解決部分主要節(jié)目的應(yīng)急制作以及傳輸問(wèn)題；三是，具有采集、傳送以及直播音頻、視頻、網(wǎng)絡(luò)音頻節(jié)目、網(wǎng)絡(luò)視頻節(jié)目的能力。衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車(chē)和衛(wèi)星直播車(chē)不僅可以組合使用，而且可以獨(dú)立完成節(jié)目的直播與傳送任務(wù)，它們的存在可以為廣播節(jié)目的直播與傳送提供一個(gè)強(qiáng)大而又靈活的移動(dòng)技術(shù)平臺(tái)。其中衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車(chē)可以通過(guò)三種傳送方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)播的目的，分別為衛(wèi)星傳送、地面微波傳送、地面電信線(xiàn)路傳送，它主要用在大型轉(zhuǎn)播現(xiàn)場(chǎng)的，為現(xiàn)場(chǎng)提供移動(dòng)技術(shù)平臺(tái)，支持信號(hào)的雙向傳輸。衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車(chē)技術(shù)系統(tǒng)主要包括：車(chē)載傳送系統(tǒng)、衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車(chē)音頻系統(tǒng)、以及固定地面站傳送系統(tǒng)等。現(xiàn)場(chǎng)直播車(chē)主要應(yīng)用在國(guó)際臺(tái)各調(diào)頻欄目在各直播現(xiàn)場(chǎng)提供一個(gè)移動(dòng)技術(shù)直播平臺(tái)。其系統(tǒng)主要包括車(chē)載音頻系統(tǒng)、車(chē)載視頻系統(tǒng)、傳送系統(tǒng)等�，F(xiàn)場(chǎng)直播車(chē)的傳輸能力也很強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，并可以進(jìn)行多業(yè)務(wù)傳輸，現(xiàn)場(chǎng)直播車(chē)可以在大多數(shù)的傳輸環(huán)境中進(jìn)行獨(dú)立作業(yè)，能夠很好的完成直播傳輸任務(wù)。
4結(jié)束語(yǔ)
衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)一定會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用空間，在廣播電視傳輸?shù)淖饔靡矊?huì)越來(lái)越不可替代，系統(tǒng)功能不斷的完善不斷的強(qiáng)大，會(huì)更加有效的推動(dòng)廣播傳輸?shù)陌l(fā)展，因此我們需要更加重視這一技術(shù)的有效應(yīng)用，讓其在更多的領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮作用。
參考文獻(xiàn):
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