广播传输中卫星数字通信技术的运用

栾永丽

（新疆维吾尔自治区广播电视局节目传输中心631台，新疆 昌吉 831100）

0 引言

作为一项把电子技术和航天技术有机结合在一起得到的产物，卫星数字通信技术以其服务覆盖广泛、信号传输质量高等优势拓宽了数字通信范围，在如今的通信技术领域起到了非常重要的推动作用。

1 卫星数字通信技术简述

卫星数字通信技术作为一项广泛应用于电视广播传输行业的新兴通信技术，可以分为信号传输技术和基本多址技术两部分。

1.1 信号传输技术

信号传输技术大致可以区分为语音压缩编码技术、数字信号调制技术、差错控制与扰码技术和数据复接技术四类。

语音压缩编码技术，简而言之，就是对语音信号进行模数转换，将其由模拟信号转换为数字信号，然后再对转换后的数字信号进行数字编码。该技术包括参数编码、波形编码和混合编码三种。最后的混合编码技术涵盖了参数编码和波形编码两种语音压缩编码技术的优点，因此在实际应用中混合编码技术的使用更为普遍。数字信号调制技术包括线性调制和非线性调制两种，其中比较常见的调制方式有开关键控调制、二进制频移键控调制、相移键控调制、高斯频移键控调制、高斯最小频移键控调制、正交幅度调制调制等。在本文主要讨论的卫星数字通信技术中，人们基本上不采用开关键控的方式进行调制，因为开关键控调制虽然原理简单易于操作，但是该技术的误码率相较于其他调制技术偏高，同时其抗干扰性能也比较差。在实际应用中，人们通常会选择诸如二进制频移键控调制这种，既能节省RF频带资源，又能够高效利用频带资源，同时对于外界信号抗干扰性能强的调制技术。差错控制技术包括前向纠错、循环冗余校验和重传技术几种。扰码技术的主要原理是利用数字信号的基带序信号序列和伪随机码序列进行模二相加，使用模运算的计算方法来改变原始基带信号的统计特性。数字复接技术就是把两个及两个以上的低速率数字流合并在一起，最后形成高速率数字流的技术，把多个低速率信号合并成高速率信号输出可以大大提高数据的传输速率。

1.2 基本多址技术

基本多址技术，简单地说，就是针对在一个小区外部和内部的多用户之间的通信地址进行通信识别的技术，多址技术按照通信地址划分的方式可具体分为时分多址技术、码分多址技术、频分多址技术以及频分多址—时分多址技术。时分多址主要是指通信各方采用相同的频率，在时间上轮流占用信道发送数据的技术，简言之就是能够在不同的时间段内，以时间作为区分，令不同的用户都使用相同的频率，该技术可以实现网络通信基础上的传输介质共享。码分多址主要是指通信各方采用相同的频率与相同的时间，只采用不同的扩频码来实现数据传输的技术，该技术适合于宽带系统，在100MHz～500MHz之间的窄带通信过程中无法采用。频分多址技术是把每一对通信设备都看作是一组，确保每组设备采用同一组相同的频率，不同的通信组采用不同的频率，除此之外的时间段与编码都相同的技术，该技术具有适用范围广、操作简单、可靠性高、实际应用效率高等优点，但有优有劣，频分多址技术也具有通信容量小、频带资源稀缺、易受外界干扰等缺点。

2 卫星数字通信系统的基本组成

卫星数字通信系统在结构上可以分为卫星上行发射站、星载转发器、以及卫星接收站和测控站四个部分。从卫星数字通信的具体流程来看，首先原始信号输入上行发射站，发射站对信号进行编码调制等发射端处理，然后载入放大电路对发射信号的功率和频率进行放大处理后发射给卫星。

2.1 卫星上行发射站系统

卫星上行发射站系统可以分为天线系统、高功率放大设备以及其他设备几个部分，系统发射端的主要作用就是可以及时高效地调制处理多路信号，然后把调制放大好的信号经由广播中心内部发送传输至卫星上，这样处理之后的信号抗干扰性能大大增加，信噪比得到有效的提高。

2.2 星载转发器

专业的星载转发器相当于一个好用的信号中继器，其先对地面上存在的信号进行收集和传输，在传输完成之后，再识别出与传输信号同系列的信号，对其进行变频加工处理，最后把信号发射到地面服务区的卫星接收器。星载转发器的作用就是保障了传输信号治疗的稳定性与抗干扰度，因而该转发器的自身性质深深影响着整个卫星数字通信系统的工作效率与质量。目前的卫星数字通信领域常用的星载转发器大致可分为两个类型，一种是处理转发器，另一种是透明型号转发器。处理转发器，从字面含义上来说，我们能看出其工作性能更侧重于针对转发信号的变频加工处理；而透明型号转发器的侧重点与之相对，是能够在最大程度上对接收信号开启低噪处理。

3 卫星数字通信技术在广播传输中的运用

3.1 卫星数字广播

伴随着现代科技的进步发展，我国的卫星数字通信技术成功迈入了崭新的阶段，这意味着我们生活中的广播电视节目都可以利用卫星信号的转播得到了。一旦卫星控制系统内部接收到广播电视节目的信号，控制机房就会自动切换数字矩阵，把主要线路和其他备用路线上存在的节目信号一股脑传输到卫星中继站和微波机端口中。除此之外，卫星中继站在通常情况下，也能够接收各个主要线路和其他备用路线上存在的节目信号，并直接利用卫星数字通信系统内部的上行系统，最终完成广播电台节目的上星。

谈起卫星数字广播的主要优势可以分为以下几点：第一，信号传输质量高。卫星数字通信技术采用数字传输的方式，摒弃传统的模拟信号传输，在保障接收信号不失真的前提下，大大减少了外界电磁因素对传输信号的干扰妨碍。第二，发射功率小。数字卫星广播把误码率与图像质量挂钩绑定。只要信号误码率低于计算出的标准值，接收端就会得到符合预期的高质量画面，而在实际中，想要满足这一要求所需要的信号载噪比很小，也就是说在发射端利用小功率的信号发射器就可以满足接收端高质量画面的要求。第三，音频信号质量好。在当前的数据传输领域，视频压缩和音频压缩同步进行，数字卫星广播通信技术在其中更是能在保障音频压缩质量的同时，仍然拥有绝佳的视频压缩效果。第四，接收节目数量多。根据当前的数据传输现状可以发现，一个电视频道的带宽只有7MHz，如果利用数字压缩的传输技术，只要使用一个卫星转发器就能够轻轻松松传输五个频道的节目，结合现状，一个卫星设备系统上包括数量超过二十的星载转发器，因此一个卫星数字通信系统就能够达到百余套节目的传输数量。第五，提供服务多。只要在信号的接收端连接一个对应的计算机，就可以得到如图文、电子标志等更便利更丰富的服务。第六，接收节目方便。在需要发送的数字信号上添加人为干扰，以此种方式发展存在限制条件的节目接收，开启节目的付费观看收听。第七，经济效益高。对广播电视台本身来说，利用一捆天线，再租用一个最为主要的卫星转发器，就完成了全部的成本配置，如果想要发展更多的电视节目，增加接收天线数量即可。

3.2 现场直播车和卫星转播车

在某种意义上来说，现场直播车和卫星转播车的应用在保障了直播节目的高质量的前提下，很好地丰富了广播电视节目的传输手段。作用于现场直播车和卫星转播车的通信系统，首先是以传送转播信号为基础，利用传输高质量无线信号的方式，高效便捷地支持广播节目的制作和播放。其次，体现了该系统能够高效解决部门节目的制作和传输的现实问题。最后就是表现出卫星数字通信技术在采集各类音频信号和信号传输方面的不俗实力。

在实际应用方面，现场直播车和卫星转播车通常应用在调频栏目的现场直播中，直播主要依靠车载视频系统、车载内音频系统以及传送系统，以此为基础实现大范围覆盖的现场直播。除此之外，这两种方式还能够完成数据的双向传输，在保障多业务传输信号的前提下，最大程度上丰富和扩展内部功能，尽量满足人们预期中在各种传输环境下均可完成直播传输，保证传输画面质量的理想。

4 结束语

卫星数字通信技术作为当前信息社会背景下的一项飞速发展的尖端技术，在广播传输领域有着极为亮眼的表现。伴随着该项技术的持续性变革与进步，卫星数字通信也必将推动广播电视行业的长足发展与完善。我们应当立足当前科技水平，深入探讨卫星数字通信技术，在理论中创新提高，在实践中追求进步，助力我国广播传输行业的蓬勃发展。