浅析数字卫星广播对传统广播的影响

2016-04-12李伟

数字传媒研究 2016年11期

关键词：转发器中波波段

李伟

国家新闻出版广电总局203台内蒙古呼和浩特市 010070

浅析数字卫星广播对传统广播的影响

李伟

国家新闻出版广电总局203台内蒙古呼和浩特市 010070

本文结合实际工作经验，对数字卫星广播和传统广播的发展现状及优缺点进行了细致比较和分析，并对卫星广播未来的发展进行论述。

卫星广播中波短波调频发展

前言

随着卫星通信技术的不断发展，数字卫星广播的应用范围越来越广，相对于中波、短波以及调频等传统广播而言，卫星广播凭借其独特的传播模式和覆盖的广泛，决定了其在未来的发展潜力巨大。

1 卫星广播的概念

利用广播卫星向地面转播广播和电视信号，广大听众和观众能用较简单的接收天线和接收机收听、收看广播和电视节目。

卫星广播系统由三部分组成，分别为地球上行站、广播卫星和卫星接收站。

1.1 地球上行站

地球上行站对播控中心传来的信号，经过视频处理电路与伴音处理电路，混合成基带信号，然后对中频载波进行调制，将输入的基带信号变为70MHz的中频调谐波。中频信号再经过上变频，变为指定的发射频率后，送到高频功率放大器进行放大，由发射天线发射给卫星。

1.2 广播卫星

广播卫星是一座设置在赤道上空的转播台，既接收来自地球站的上行信号，也将广播电视信号经过下变频和功率放大等环节，以下行频率转发至相应的服务区。为了实现广播电视信号的正常转发，要求卫星保持精确的姿态和轨道位置，使卫星相对地球是静止的，下行波束严格指向服务区域。

1.3 卫星接收站

卫星接收站主要用来接收卫星转发的下行信号，经过低噪声放大、下变频和中放等环节，生成卫星接收系统内的第一中频信号。该信号经过同轴电缆传送到卫星接收机，并产生第二中频，经过中放、解调、视频处理、伴音解调和伴音处理等环节，分别还原出视频和音频信号。

1.3.1个体接收

当卫星信号到达地面的功率通量密度足够大时，用户可以用小型天线等简易卫星接收设备直接接收卫星转发的广播电视节目。普通家庭只需配置一台简易的卫星接收器，通过室外小型接收天线，就可接收广播电视节目，但需要卫星上具有大功率转发器，从而使地面获得较强的电波。

1.3.2集体接收

用直径较大的卫星接收天线和专用接收机将卫星转发的广播电视信号接收下来，通过转换将信号统一封装打包分配给不同的用户。集体接收所需要的卫星转发功率小，空间成本较低。

2 数字卫星广播的优点

随着卫星技术的迅猛发展，数字卫星广播正在逐步取代模拟卫星广播。与模拟卫星广播相比，数字卫星广播具有以下优点：

（1）利用数字压缩技术的卫星数字广播极大地降低了传送的音视频码率，对卫星转发器的频带及功率需求大大低于模拟方式。同一转发器可播送更多的节目，既节省空间资源，又大幅度降低了节目传输费用。

（2）经济效益好。一个转发器可以传送多套电视节目，大大降低了运营成本。

（3）节目的传输质量高。由于采用了强有力的纠错算法，传送质量很高，接收门限较低。与模拟广播接收质量的渐变式劣化不同，只要在接收门限上，数字广播信号没有可察觉的失真、干扰和衰弱。

（4）所需的发射功率小。模拟卫星广播的图像质量是与信号的载噪比联系在一起的，卫星上行站的发射功率通常在数百瓦的范围内；数字卫星广播的图像质量则是与误码联系在一起的，所需信号的载噪比较小，发射功率在数十瓦。

（5）传输质量高。利用压缩技术和带宽优势，可以提供多路多声道的优质音频信号。

3 卫星广播较传统广播而言优势明显

3.1 传统广播局限性强

3.1.1中波信号传播受地面结构影响大

中波广播的传输模式主要是地波传输，又称绕射传播，受地面土壤的电性参数和地形地貌的影响较大，适合中近距离广播。中波波长越短，绕射能力就越差，地面对其的吸收也会增加，若遇高大建筑物或山体，电波会有部分能量被反射回来，传输距离会明显下降；在开阔的区域传输，大功率的发射机可以传播上百公里。中波在夜间出现天波传播，但由于当前中波频道比较拥挤，在同一地点接收，各套节目交叉干扰，收听效果欠佳。

3.1.2调频广播多以视距传输为主

调频广播的传输模式以空间波为主，又称视距传输，发射点位置越高，越有利于传播，适合近距离广播。在城镇化高速发展的今天，高大楼宇、高架桥和隧道都会影响接收效果。另外，各类电磁干扰、工业干扰以及发射机的性能都会影响到调频广播的传输。

3.1.2短波广播受电离层影响大

短波广播的传输模式以天波为主，可以进行远距离传输。电波经过电离层，可达到较远距离，但由于在传输过程中受电离层折射、反射、吸收以及各种衰落的影响，电波到达某一区域的广播效果不尽相同，覆盖范围有限。

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3.2 卫星广播优势明显

（1）覆盖面积大。卫星广播相当于完成地面成千上万个广播电台的传输与覆盖，对于发展中国家来说，如果一颗广播卫星上天，就能实现全国领土的覆盖，对迅速改变广播落后面貌是一种最有效和最快捷的手段。

（2）图像质量高。由于卫星广播传输环节少，电波入射角大，受山峰和地面高层建筑物阻挡小，受到的各类干扰比较小，因而，其传输质量较高。

（3）卫星广播可优先使用Ku波段。该频段宽、容量大，使高保真的广播等多种新的广播业务有实现的可能性。

（4）卫星广播不受地理环境影响。卫星广播的电波来自太空，不受高山、海洋、森林和沙漠的影响。

（5）卫星广播投资小、见效快。相对地面广播，卫星广播减少了大量人力、物力以及基建项目，维护费用大幅降低。

4 我国卫星广播电视节目传输总体情况及发展趋势

4.1 广电专用卫星发展迅猛

（1）2007年6月1日，鑫诺3号卫星发射升空，装载10个C转发器，覆盖中国境内。

（2）2007年7月5日，中星6B发射升空，装载38个C转发器，可覆盖亚洲和大洋洲，同时承担其他国家广播电视发射业务。

（3）2008年6月9日，中星9号卫星发射升空，中国直播卫星村村通业务迅猛发展。

（4）2010年9月5日，中星6A发射升空，装载24个C转发器、8个Ku波段和1个S转发器，传输能力进一步增强。

4.2 我国卫星广播趋势的发展

（1）从C波段逐步向Ku波段过渡。Ku波段的频率受国际有关法律保护，工作在12～18GHz频段。Ku波段卫星单转发器功率一般较大，多采用赋形波束覆盖，卫星EIRP较大，加上Ku波段接收天线效率高于C波段接收天线，因此，接收Ku波段卫星节目的天线口径远小于C波段，从而可有效地降低接收成本，方便个体接收。同时，Ku波段卫星数字广播上行系统采取上行功率控制手段，以便自动补偿或消除在卫星上行链路出现的雨、雪、云和雾等对上行信号的衰减作用。

（2）开展Ka广播业务频段的技术研究。积极开展对Ka广播业务频段的技术研究和向国际电联申请轨道频率资源的工作，为广播电视卫星应用做技术准备和资源储备。

（3）大力发展卫星直播业务。利用地球同步轨道卫星，实现广播电视和多媒体数据通讯直接向小团体及家庭单元传送，通过卫星将视频、图文和声音等节目进行点对面的广播，接收者只需要使用小型卫星接收天线，即可收到来自卫星的电视或广播节目。