探索復用技術(shù)在衛(wèi)星傳輸中的應(yīng)用

文丨黃征海

（湖南廣播電視臺，長沙410003）

衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)深入到了軍事、氣象、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、能源、交通等眾多經(jīng)濟和政治領(lǐng)域，其重要作用也越來越凸顯出來。使用衛(wèi)星傳輸技術(shù)的衛(wèi)星車可以通過實時的傳出將需要直播的畫面通過衛(wèi)星的方式直接傳輸?shù)诫娨暸_，再有電視臺迅速直播出來，才能夠體現(xiàn)出新聞的價值而言。而當前不少衛(wèi)星車使用的傳輸技術(shù)依然依靠著原衛(wèi)星車所設(shè)定的頻率和帶寬，這樣的方式無法從自我創(chuàng)新的角度增加傳輸衛(wèi)星的速率和傳輸效果，因此筆者通過自我實踐出發(fā)通過創(chuàng)新的角度分析出一整套增加衛(wèi)星發(fā)送速度的方法。

1 數(shù)字衛(wèi)星車系統(tǒng)概述

在當前的筆者所使用的數(shù)字衛(wèi)星車主要采用的設(shè)計方案是使用DSNG系統(tǒng)加上衛(wèi)星發(fā)送器等組成。

1.1 DSNG系統(tǒng)的設(shè)計方法

衛(wèi)星傳輸鏈路的傳輸方式是采用Ku波段，將傳輸?shù)男盘栠M行壓縮和傳輸，為了能夠雙方進行兼容，傳輸過程中采用的編碼為MPEG-2/DVB-S國際標準。此種標準能夠有效的保證數(shù)據(jù)的正確率，但是此種編碼不足在于傳輸數(shù)據(jù)量過大。整個設(shè)計方法是采用一路模擬復合或SDI串行數(shù)字分量視頻傳輸，也可以采用4路模擬或AES/EBU數(shù)字音頻(4路單聲道或2路立體聲)及輔助數(shù)據(jù)鏈路傳輸。整個系統(tǒng)當前傳輸?shù)臄?shù)字標清信號可以經(jīng)過編碼解碼的方式將視頻轉(zhuǎn)化成為高清電視節(jié)目。

圖1 DSNG系統(tǒng)的組成

1.2 視頻系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計為5個訊道，其中2個訊道為有線攝像機LDK-300，2個訊道為無線攝像機LDK-300，一個訊道為車頂遙控攝像機CanonNU-700。系統(tǒng)主通道為Kayak-DD-1數(shù)字制作切換臺，應(yīng)急播出通道為TTN-BDS-1602數(shù)字視頻切換矩陣。考慮衛(wèi)星車空間有限，設(shè)計中選用了MirandaKaleido-Alto-AD多畫面分割器和42"大屏幕等離子顯示器替代傳統(tǒng)的監(jiān)視器，Kaleido-Alto-AD可顯示10路信號，通過應(yīng)急切換矩陣監(jiān)測通道，可以根據(jù)實際需要，調(diào)度所需顯示的其他信號。

1.3 音頻系統(tǒng)設(shè)計

音頻系統(tǒng)的設(shè)計過程是整個傳輸系統(tǒng)的重要內(nèi)容之一，本文中所闡述的DSNG轉(zhuǎn)播車的音頻系統(tǒng)，是以SonyMX-P61型模擬調(diào)音臺為核心，各種調(diào)音設(shè)備作為輔助，由于調(diào)音臺的輸入路線有限，因此筆者利用音頻跳線進行擴充調(diào)音臺的輸入路數(shù)，以便進行音頻連接時可獲得更多的音頻輸入。至于整個音頻跳線的輸入口，此款調(diào)音臺能夠輸出多種音頻信號，PGM信號、通話信號，無線信號等，而為了能夠更好的與實況錄像相匹配，車內(nèi)還配有4通道的無線話筒，距離可以保持在5米左右，配合攝像頭在近距離采用時使用。

本衛(wèi)星車的音頻系統(tǒng)充分考慮到新聞采訪時需要及時、準確、以及實時的反饋到新聞電視臺，因此在設(shè)計上可以通過無線攝像機的CCU音頻進行轉(zhuǎn)化，直接將整個現(xiàn)場采訪聲音信號傳送回調(diào)音臺，并通過衛(wèi)星電視直接傳送給電視臺，可以在時間延遲上控制在1秒以內(nèi)。可以通過車外接口板輸入，便于接入話筒、現(xiàn)場解說，還可以拾取現(xiàn)場同期聲信號；通過A/V綜合電纜，方便地把一級調(diào)音臺的信號送到轉(zhuǎn)播車的同時，也可以把轉(zhuǎn)播車上的音源信號送到現(xiàn)場。

2 復用技術(shù)在衛(wèi)星傳輸?shù)氖褂冒咐?/h2>

2.1 案例概述

筆者現(xiàn)在負責的是一臺c波段高清衛(wèi)星車，這臺車每年都要到北京參加全國兩會的直播報道（包括馬上要舉行的十八大），而這種直播報道就使用了復用技術(shù)，具體的方式是：湖南衛(wèi)視高清信號和湖南經(jīng)視標清信號通過各自的編碼器后（ASI流）進入復用器，高清信號采用H.264編碼，標清信號采用MPEG-2編碼，復用后的信號進入調(diào)制器（主、備）然后再進入切換開關(guān)，信號再到上變頻器，最后進功放后發(fā)射。高清信號采用8M帶寬編碼（8Mbps碼率），標清信號采用4M帶寬編碼，復用后的總帶寬就是12M,這樣做的好處是在保證信號質(zhì)量的同時節(jié)省的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬同時也降低了我的功放的發(fā)射功率，從而達到了既降低成本又增加設(shè)備運行的可靠性的目的.

2.2 使用方案的特點和優(yōu)勢

本文中所使用的衛(wèi)星車解決方案使用了多載波技術(shù)，通過擴展碼周期，將整個傳輸信道等效變化為非時變信道處理。其主要功能是通過水平分層空時編碼和2次串并變換，使得傳輸?shù)臄?shù)據(jù)大大降低，而且同時將整個硬件的實現(xiàn)難度降低，就可以采用相對簡單的數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)。具體運行則是：通過N個OFDM進行輸出擴頻時候，N路數(shù)據(jù)碼分復用。多個OFDM進行擴展調(diào)制單元時，整個信息傳輸速率可以大大提升，并保證整個闡述內(nèi)容的準確，完整。

但是我們需要考慮到由于OFDM調(diào)制信號時很容易受到本振頻率偏差和多普頻移的影響，在子載波之間的正交性受到破壞，產(chǎn)生碼間串擾，導致傳輸?shù)膬?nèi)容出現(xiàn)偏差，影響最終用戶的觀看效果。因此在衛(wèi)星車傳輸數(shù)據(jù)時，我們考慮將整個高速數(shù)傳系統(tǒng)的傳輸采用多音碼分復用(MT-CDM)技術(shù)。在保證最大限度利用頻譜資源時，延長擴大擴頻碼的長度，就可以實現(xiàn)降低載頻之間的干擾，而且可以避免由于OFDM技術(shù)峰均比(PAPR)高、對時域、頻域同步要求高的缺陷。多音碼分復用技術(shù)的信道容量和其相關(guān)參數(shù)有直接的關(guān)系，因此在天線間距大于相干距離時，就很難同時安裝上兩副發(fā)射天線，因此衛(wèi)星車就采用了一副正交極化的發(fā)射天線。極化的間隔保證天線的兩個極化方式之間的相關(guān)系數(shù)很低，這樣就解決了天線安裝空間不足的限制，降低地面接收設(shè)備的復雜程序。

3 小結(jié)

衛(wèi)星車進行電視信號的傳輸和接收過程中，需要綜合考慮現(xiàn)場的實際情況，天氣、環(huán)境以及地理位置等都會影響到信號的發(fā)送，本文從實際的使用參數(shù)出發(fā)，在衛(wèi)星車安裝調(diào)試過程中，不斷調(diào)整參數(shù)，最終得到較為滿意的優(yōu)化參數(shù)。通過對目標信號的接收和發(fā)送，衛(wèi)星車可以獲得更多的實際有用的信息。筆者通過復用技術(shù)的衛(wèi)星車調(diào)整方案，獲得了國內(nèi)較為領(lǐng)先的優(yōu)化傳輸方式，此種方式可以進一步研究，以便獲得更大的發(fā)展前景。

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