干扰广播电视卫星信号的因素与解决措施

2023-03-21北京广播电视台白宇卢泽辉

卫星电视与宽带多媒体 2023年1期

北京广播电视台：白宇卢泽辉

随着新兴媒体成为国内媒体行业的主流，国内广播电视行业也开始转型工作，不断推出移动新闻、广播客户端，深受广大民众的喜爱，当前广播电视行业使用直播卫星与通信卫星进行实况直播的节目也越来越多，逐渐成为广播电视行业内的热门节目。目前国内传统的传输模拟节目全都被传输数字节目所替代，这不仅有利于提升广播电视节目的质量，在降低卫星发射功率的同时提高卫星转发器的信道利用率。然而广播卫星进行数据传输虽然拥有诸多优势，但其传输的数据信号容易受到各种因素的影响，从而造成数据信号传输效率下降甚至导致数据丢失。本文便针对广播电视卫星在数据信号传输过程中受到的影响因素展开研究，提出优化数据信息传播效率的方法，希望能够为我国广播电视行业的发展提供参考。

1.广播电视卫星传输系统的工作原理及发展现状

传统广播电视卫星传输信号时大多采用微波进行数据传输，而当前广播电视卫星在进行数据传输中以人造地球卫星作为数据传输的中转站，通过无线电的方式将中转站的数据传输到地面的地球站。广播电视卫星的传输系统主要包括天空设备与地面设备两大组成部门，其中地面设备以地球站等相关设备为主，而天空设备主要包括通信卫星，通信卫星在数据信息传输过程中主要承担信号中转站的任务，需要完成数据信号的转发与接收。通信卫星在实际工作中由于其所处的位置较高的特点能够覆盖地面较广的区域，只要通信卫星可以覆盖地球站，便可以进行数据传输工作。广播电视卫星在传输数据信息时，首先需要接收来自地球站传出的无线数据信息，随后由卫星进行数据转码后利用信号天线传输回地球站，如此便实现较短时间内远距离的信号传输工作。

随着国内经济的快速增长，我国高新技术如同雨后春笋般出现，在此背景下国内广播电视通信技术也取得长足的发展，并位列世界广播电视技术的顶尖水平。例如，当前国内众多广播电视节目都完成了模拟电视信号传输向数字电视传输转变的过程。国内广播电视传输技术虽然已经取得较大进步，然而依然有众多外在因素会对广播电视数据信号传输造成干扰，导致数据信息在进行传播过程中有被拦截的风险，从而导致国内广播电视数据传输效率下降甚至信号中断。因此为促进国内广播电视节目的进一步发展就需要对通信卫星进行信号传输的过程进行分析，解决问题以便保障信号传输的稳定性与安全性，为广大广播电视用户提供更加优质的服务。

2.影响广播电视卫星信号传输效果的因素

从通信卫星到地球站的数据信息传输的过程中会受到各种因素的影响，其中对于广播电视卫星数据信息传输主要造成的干扰因素可以分为天空因素与地面因素两大类型，两大类型中天空因素的主要影响因素包括空间段干扰影响和大气数据损耗影响，而地面影响因素主要包括地球站、接收站和转发器的影响，不同干扰因素对于数据传输的影响效果也存在差异性，若想进一步提升国内广播电视节目信号传输质量，需要从以下几种影响因素展开研究。

2.1 空间段干扰因素

对于通信卫星与地球站之间数据信息传输影响最为重要的因素便是空间段的干扰，由于地球外围的空间环境复杂，并且近些年来各国发射的各种卫星越来越多，导致同一轨道上地球同步通信卫星的数量急剧增多，这就造成通信卫星在进行信号传输过程中会受到周围通信卫星的干扰，这种干扰形式主要发生在数据传输途中，通常分为上行干扰和下行干扰两种模式，当上行电平增强后，会导致很多天线频率较低的通信卫星难以满足额定功率的工作需求，进而引发相邻通信卫星天线向通信卫星倾斜，形成信号传输的上行干扰；当相邻的卫星和通信卫星处于同一覆盖区域时，容易出现通信卫星接收到相邻卫星信号的现象，形成信号传输的下行干扰。此外，通信卫星在进行数据信息传输过程中也会受到信道的影响，当通信卫星的宽带保护不到位时，与相邻卫星发生同样波段的数据信号会出现交叉或者重叠的现象，从而导致通信卫星传输的数据信号频率难以满足实际需求，形成副瓣和底噪。另外，数据信号在空间段进行传播的过程中由于操作不当也会产生信号干扰，这种情况大多发生于数据信息在地球站进行入网的环节，由于地球站设置的接收频率出现误差，从而造成数据信息无法正常接收，在空间段内产生残留，导致其他通信卫星的数据传输工作无法正常运行。

2.2 地球站干扰因素

作为广播电视卫星接收数据的端口，地球站同样是容易产生信号干扰的因素之一，当地球站传输的信号未达到额定功率时，不能调节由于天线交叉导致的极化隔离度问题，造成反极化数据接收方无法正常获取信号，并且此时地球站对于其他数据信号的屏蔽功率也难以满足需求，无法屏蔽周围数据信号的影响，尤其是由于周围各种磁场的影响，使得地球站内的调制器性能无法满足正常工作的需求，出现信号杂乱的现象，导致接收端的数据信号出现丢失。此外，当地球站配置的链路电平不符合要求时，也会出现地面工业噪声与微波会对上行链路产生影响，并且将这些信号进行融合传输给通信卫星，从而造成广播电视信号传输效果下降。

2.3 接收站干扰因素

接收站作为数据信号接收的终端，当出现接地不良、设备损坏以及链路配置出现错误时也会受到下行因素的干扰，造成接收站对于外部信号的干扰能力以及自身防御能力下降，使得接收站周围的微波信号、调频广播信号以及其他频段的广播电视信号长期占据下行链路，导致接收站在获取数据传输过程中容易受到外界频段信号的干扰，从而出现信号强度较弱或者中断的情况，另外当周围用户使用的通信站数据交互以及电气设备增多时，也会导致数据信息无法正常传输。

2.4 转发器干扰因素。

广播电视卫星在进行数据传输过程中，同样会受到转发器产生的影响，这种影响通常发生于转发器设备自身出现问题时，此外也会有不同设备在信号传输过程中因配置不同而造成的问题。当转发器设备出现故障时，设备内部便会产生信号干扰，造成通信数据信息无法正常传输，此外当地球站进行通信数据信号传输环节中选择与之频率不匹配的通信卫星连接时，会出现射频信号难以正常处理与接收的情况，从而造成广播电视信号传输效果下降，由于数据信息传输中产生大量干扰因素，甚至会导致传输数据中断的情况。当转发器设备出现问题时，不仅会导致传输信号混乱，甚至会发生传输错误信号的情况，导致广播电视数据传输工作无法正常运行。

2.5 大气损耗干扰因素

在通信数据传输到地面的过程中，传播环境除地球外围的真空外，同时需要经过大气层才能到达地球站，大气层中的水蒸气以及氧气都会对传输信号产生损耗。按照信号在大气层中传播的损耗状况分析，卫星信号传输的频率将直接影响损耗的比例，当通信数据处于特定波段时，由于氧分子与水分子的分子谐振效应会造成严重的信号损耗问题，此时如果地面接收信号的天线仰角过低，会造成数据信号传输距离变长，从而导致数据信号传输的损耗增加。

3.针对广播电视卫星信号传输问题的优化路径

3.1 针对空间段的干扰因素解决方案

针对由于空间因素导致的广播电视传输数据出现问题的情况，首先应当仔细分辨产生信号干扰的原因，通过接收零星信号、传输过程中的干扰信号的类型，使用双星定位的方式分辨具体的干扰源，从而采取相应的处理措施解决干扰问题，这种方式能够较为轻松地减少由于零星信号频率相似带来的信号干扰问题。此外，当相邻卫星由于信道相同产生信号干扰时，如果转发器设备内储存足够多的回退点，也能轻松解决由于信道相同带来的信号干扰问题。最后，当国内众多媒体进行广播电视信号传输过程中使用同一转发器时，需要注意不同用户之间的数据交互，帮助部门广播电视节目切换转发器信号数据，也能解决由于转发器处理数据信号过多导致的信号干扰问题。

3.2 针对地球站干扰因素优化方案

由于地球站产生的广播电视通信信号问题需要采取以下方式进行处理：其一，若通信数据在进行传输过程中出现信号干扰问题，应当由技术人员迅速展开信号测试工作，充分了解不同节点的运作情况，从而了解干扰源的产生原因，以便及时进行设备的维修与替换，同时应当加强针对极化器以及天线的检测工作，确定数据传输方向没有出现误差；另外，若传输信号干扰因素是由于地球站地面设备传输数据产生的，应当对于标定极化以及干扰用户的公路展开调查，确定信号干扰产生的原因以便及时解决问题；此外如果想要尽可能减少周围环境因素产生的信号干扰，应当在建设地球站前对当地周围的电磁环境进行检测，事先寻找可能会对广播电视数据信号传输造成影响的因素，并及时做好电磁屏蔽工作，从而构建起应对信号传输出现问题时的处理方案，以便地球站接收信号出现问题时及时解决，减少由于地球站因素产生的信号干扰问题。

3.3 针对接收站干扰因素优化措施

针对因接收站因素产生的信号干扰，由于接收站相较通信卫星以及地球站产生信号干扰的情况更为复杂，并且接收站周围环境产生的影响因素更多，因此在建设接收站前，必须对接收站周围的环境进行检测，最好选择周围较为空旷的地区进行接收站的建设工作，此外完成接收站的选址工作后应当及时对周围可能产生信号干扰问题的因素进行分析，确定不同干扰源是否会对接收站产生的影响，从而制定详细的应对计划，确保广播电视数据信息传输过程中的质量。如果接收站周围出现较强的信号干扰，应当采取信号屏蔽以及更换地址的方式解决信号干扰问题，保障通信信号传输的通畅。

3.4 针对转发器干扰因素优化方案

针对由于转发器的原因产生的信号干扰，首先需要判断是否是由于非法信号而产生的干扰，如果确定的话可以利用转发器的饱和点对干扰信号进行控制，关闭转发器设备并使用抗干扰的卫星进行广播电视数据传输，当转发器工作人员具有较强的抗干扰技术时，也可以通过技术手段减少外界干扰源的影响。然而在转发器实际运行过程中，很多干扰源来自天空中，无法利用简单手段进行屏蔽，此时为保障广播电视数据传输的稳定性，则需要由专业人员进行数据处理，从而确保通信数据的通畅。例如，当暴雨来临时会对转发器产生较为严重的传输信号影响，并且暴雨还会对转发器设备造成损坏，面对这种问题应当通过调整天线方向的方式减少积水带来的影响，预防安全事故发生的可能性，对于恶劣的天气变化，如果不能通过技术手段规避外界因素的影响，应当及时切换备用设备以保证转换器出现问题的情况下，能够保障数据的安全传输，但在此过程中需要及时对传输数据进行备份。

3.5 针对大气损耗干扰因素优化方案

针对广播电视数据信号在大气层中传播产生的损耗问题，首先应当区分造成数据信号损耗增多的原因，通信信号在大气层中由于传播频率、大气折射、空气散射以及空气散焦等作用，都会对通信数据传输造成不利影响，因此在检测通信数据损耗状况的过程中，应当首先明确产生数据损耗的原因。由于大气层造成的数据损耗成因复杂并且难以规避，因此在处理大气损耗问题时应当通过判断数据损耗的原因并选择最优的处理方案，在此过程中，地面工作人员通过调节天线的接收信号仰角的方式能够解决很多由于大气环境造成的数据损耗因素，这就需要地面工作人员做好空气吸收数据造成损耗的计算与统计，对不同波段的大气损耗情况进行定量分析，从而尽可能减少由于大气损耗造成的广播电视数据信息传输问题。