淺析數字微波通信與衛(wèi)星數字通信技術在廣播傳輸中的運用

楊帆

【摘要】 相較于傳統(tǒng)的通信傳輸技術而言，數字微波通信技術和衛(wèi)星數字通信技術在廣播傳輸中的運用越來越廣泛。本文簡要分析了數字微波通信技術和衛(wèi)星數字通信技術的功能、特點及運用原理，并探討了二者在廣播傳輸中的具體運用，旨在促進我國廣播傳輸事業(yè)的進一步發(fā)展。

【關鍵詞】 數字微波通信 衛(wèi)星數字通信 廣播傳輸 運用

前言：廣播傳輸中所運用的通信技術越來越先進，有效提升了廣播傳輸質量。其中數字微波通信和衛(wèi)星數字通信在廣播傳輸中的運用越來越廣泛，對于廣播傳輸事業(yè)的發(fā)展有著重要的推動作用。基于以上兩點，本文簡要分析了數字微波通信與衛(wèi)星數字通信技術在廣播傳輸中的運用。

一、數字微波通信技術

1.1數字微波通信的功能與特征

微波是一種頻率極高的無線電波，其頻率一般在300MHz-300GHz之間。微波的波長相對較短，相較于其他無線電波來說，微波的頻帶更寬。數字微波能夠承載大容量信息，因此其被廣泛地應用于各種通信系統(tǒng)中[1]。數字微波通信有著組網快速靈活、經濟性好、可靠性高等特點。我國幅員遼闊，地勢環(huán)境、氣候條件相對復雜，對廣播通信提出了更高的要求，在一些環(huán)境較好的平原地區(qū)采用光纖進行數據傳輸，在一些環(huán)境較差的地區(qū)，則采用數字微波通信進行數據傳輸。

1.2數字微波通信的原理分析

微波的傳播與光波的傳播相似，都屬于直線射進，在傳播的過程中一旦遇到障礙物會發(fā)生反射、折射或阻斷的現象，這也就決定了微波通信的視距特點。在微波傳播的過程中，空間傳輸過程與地球表面的特征都會對其傳播產生一定的影響，因此要想實現遠距離傳播就必須建立中轉站，只有多次對信號轉發(fā)才能夠保證信號傳輸的穩(wěn)定性，這屬于地面數字微波傳輸技術。

在傳輸路徑的兩端有終端站，在傳輸路線中有幾個甚至幾十個的中繼站，中繼站之間的間隔距離一般為50km，中繼站能夠接收數字信號，之后對信號進行放大再傳輸給下一個中繼站，這樣就能夠有效保證信號傳輸的質量。

數字微波通信的傳輸有著抗自然災害能力強，數字信號穩(wěn)定的特點，因此在有線網絡傳輸中得到了廣泛的應用[2]。

1.3數字微波通信技術在廣播傳輸中的運用

數字微波通信以微波頻段為基礎，以地面視距為傳播方式，能夠實現廣播電視信號的無線傳輸。數字微波通信采用了數字處理技術，保證了信號的穩(wěn)定性和高質量，且能夠適用于長距離的廣播電視信號傳輸。

廣播電視臺將發(fā)端機和收端機組成的設備作為多路數字傳輸終端設備，為了便于光端機與微波機之間的連接，設置兩光端接口和微波接口。其中發(fā)端機能夠對信號進行轉換，之后送往光調制機和微波調制機中進行發(fā)送。收端機在接收到的信號碼流進行解碼，從而得到獨立數據信號和樣點信號，經過恢復后成為數字信號和模擬信號[3]。

對于廣播電視節(jié)目的信號來說，其電臺播控系統(tǒng)能夠將數字矩陣進行切換，之后將信號送入輸入端進行信號傳輸，而在接收方也設置了傳輸設備，從而實現廣播電視信號的傳輸。

二、衛(wèi)星數字通信技術

2.1衛(wèi)星數字通信的功能與特征

衛(wèi)星數字通信技術以人造衛(wèi)星為中繼站，人造衛(wèi)星在空間特定的軌道上運行，終端站則是在地球建立的地面站，這就實現了多個地面站之間的通信傳輸。而用于通信的衛(wèi)星為命名為通信衛(wèi)星，其主要的運行軌道在地球赤道上空36000km[4]，運行方式為從西向東轉動，與地球的自轉相互同步，與地球相對靜止，這就是同步衛(wèi)星，其轉動的周期為地球的自轉周期，這就使得衛(wèi)星數字通信技術得以實現。

在廣播電視傳輸中，衛(wèi)星數字通信是一種重要的信號傳輸方式，相較而言，衛(wèi)星數字通信更加快捷，投資較小，且能夠保證較高的傳輸質量，有效節(jié)省了資源，同時其所傳輸的數字信號處理容易，這就提升了信號傳輸效率，為實現廣播電視的直播奠定了基礎。

2.2衛(wèi)星數字通信的原理分析

2.2.1系統(tǒng)組成

衛(wèi)星數字通信系統(tǒng)主要由上行站、轉發(fā)器、測控站、接收站四部分組成，具體的運行流程如下：首先，上行站將播控中心傳來的廣播電視信號進行處理，這個信號可以是音視頻信號，也可以是數字信號，還可以是電視信號，在調制、功率放大之后通過天線進行波段信號的發(fā)射；可以對下行轉發(fā)的微弱微波信號進行接收，對節(jié)目質量檢測[5]；轉發(fā)器則對上行信號進行接收，在放大、變頻等處理后傳遞給地面，在整個的傳輸過程中，衛(wèi)星轉發(fā)器就相當于在空間中的一個中繼站，其能夠降低噪聲，保證信號傳輸的質量。

2.2.2上行發(fā)射站系統(tǒng)

現代廣播電視對于節(jié)目質量的要求越來越高，這就對上行設備的安全性和質量提出了更高的要求，一旦上行設備出現問題，則會影響到整個廣播電視信號的傳輸。

上行站系統(tǒng)主要有三部分，分別是機械傳動部分、饋源部分和天線跟蹤部分。天線能夠將上行站的功率進行轉換，轉為電磁波能量之后就可以向衛(wèi)星發(fā)射，同時對于衛(wèi)星發(fā)射的微弱電磁波能量能夠進行采集，進而饋送到接收機之中。

其中，使用高功放對上行信號進行放大，利用低噪聲接收設備對上行站部分進行首級放大。變頻器的作用主要是對頻譜進行搬移，調制器則能夠對機房傳來的信號進行調制，進而在空間傳輸，這就有效提升了信號的信噪比，提升了信號傳輸的抗干擾能力。

2.2.3衛(wèi)星轉發(fā)器

衛(wèi)星轉發(fā)器主要分為兩類：①透明轉發(fā)器：透明轉發(fā)器不僅能夠對地面發(fā)射的信號進行轉發(fā)，還能夠實現降噪，對信號功率進行放大，對信號頻率進行改變，除此之外沒有別的功能，透明指的是其通路透明，對任何信號都有著相對透明的通路；②處理轉發(fā)器：其能夠對衛(wèi)星通信系統(tǒng)進行模擬，不僅能夠實現對地面發(fā)射信號的轉發(fā)，還能夠對信號進行有效的處理，具體來說，在接收到地面站信號之后，可以進行信號的頻率改變和放大，對于中頻信號來說能夠進行解調，為了實現抗干擾能力，能夠對信號進行糾錯，在經過改變頻率和功率放大之后就可以進行轉發(fā)。

衛(wèi)星轉發(fā)器對于消除信號積累的噪聲、減小發(fā)射功率等方面有著重要的作用，同時可以對基帶信號進行處理，以此來滿足廣播電視信號傳輸的各種特殊需求，實現了數字交換。

2.3衛(wèi)星數字通信在廣播傳輸中的運用

為了保證觀眾能夠方便、快捷的接收到廣播電視信號，所使用的通信衛(wèi)星要與地球運動同步，保證其軌道位置的準確性，同時要對接收端的設備進行簡化。為了避免出現停播故障，衛(wèi)星要有著長壽命，且可信度要高，這樣還能夠降低頻繁更換衛(wèi)星的經濟損失，衛(wèi)星數字通信技術在廣播傳輸中的運用具體有以下幾個方面：

2.3.1在衛(wèi)星數字廣播中的運用

在廣播電視數字化傳輸中，衛(wèi)星數字通信技術的運用是十分必要的，其促進了現代化衛(wèi)星技術的發(fā)展。

首先對廣播電視節(jié)目進行采集和制作，將制作完成后的電視節(jié)目送入到播控體系中，利用主控設備來對數字矩陣進行轉變，轉變?yōu)榭奢敵龅碾娨曅盘栔蠼涍^微波或光纜將信號由天線傳輸到電視衛(wèi)星上，這是廣播電視節(jié)目的整個上行的過程。廣播電視衛(wèi)星在接收到信號之后，將信號送入微波端機中，通過微波傳輸將信號送到地面的相關衛(wèi)星站點[6]，這就是廣播電視節(jié)目的整個下行的過程。需要注意的是，衛(wèi)星數字廣播傳輸是一個開放式的傳輸過程，因此在傳輸的過程中要著重注意防止傳輸信號受到干擾，例如可以在廣播衛(wèi)星數字傳輸地球站建立動態(tài)防干擾監(jiān)控系統(tǒng)，以此來保證信息傳輸的穩(wěn)定性。

2.3.2在現場直播車和衛(wèi)星轉播車中的運用

現場直播車和衛(wèi)星轉播車能夠保證廣播電視信號的高質量傳輸，同時能夠及時解決一些緊急的廣播電視節(jié)目制作和傳輸的相關任務。在運用的過程中，將音視頻采集工作、制作工作以及傳輸技術融合在一起，三者可以結合使用，也可以分開使用，這就相當于存在一個便捷的操作平臺，實現廣播電視信號的雙向傳輸和無線傳輸。

1、在衛(wèi)星轉播車中的運用

衛(wèi)星轉播車使用的傳輸方式較為廣泛，其適應能力較強，例如微波傳輸、衛(wèi)星傳輸以及線路傳輸等信號傳輸方式都能夠應用到衛(wèi)星轉播車中，從而實現廣播電視節(jié)目的轉播。

從本質上來說，衛(wèi)星轉播車的主要作用就是采集音視頻信號，之后提供信號的傳輸服務，當前衛(wèi)星轉播車能夠實現4路高清視頻的轉播，同時能夠對多路多媒體信號采集和操作，并實現轉播，其主要采用的技術有DBN-S技術、DVBIP技術和車載DSNG技術，對于標準清晰度質量的音視頻以及多路音頻的信號都能夠進行現場的采集和傳輸，對于一些特殊的情況而言，可以利用DVBIP技術，不僅能夠實現單向傳輸的過程，還能夠實現雙向傳輸的過程，這就使得電話聯(lián)絡系統(tǒng)與現場還有電臺之間能夠進行雙向的聯(lián)系，這種雙向傳輸的能力能夠提升其信號傳輸的適用范圍[7]，例如通訊聯(lián)絡信號、音視頻信號以及網絡信號都可以接觸衛(wèi)星轉播車實現雙向傳輸，其信號傳輸的范圍更廣，傳輸的質量更佳。

2、在現場直播車中的運用

顧名思義，現場直播車能夠實現各種廣播電視節(jié)目的現場直播功能，這就屬于一種現代多媒體節(jié)目的直播方式，其主要采用的技術有地面線路傳輸技術、車載FLYWAY體系，其中包括了多個部分，例如車載技術平臺體系、音視頻控制體系、電力體系、空調輔助體系等等，有效的完善了現場直播車的重要廣播電視信號傳輸功能。

當今時代，電視廣播事業(yè)發(fā)展迅猛，廣播電視欄目可能會遇到不同的現場直播情況，而現場直播車能夠利用自身的移動直播技術靈活的進行調節(jié)，直播信號不僅能夠在操作機房進行傳輸，同時能夠提供給信號的采集以及操作體系，其中包含了對衛(wèi)星傳輸技術、有線通信技術等多種技術的綜合運用。

三、結論

綜上所述，科技的發(fā)展日新月異，通信技術、數字技術發(fā)展迅猛，數字通信技術的應用越來越廣泛。當前廣播電視行業(yè)發(fā)展迅速，其對信號的傳輸要求越來越高，系統(tǒng)功能會越來越強大。

數字微波通信技術和衛(wèi)星數字通信技術是當前十分先進的傳輸通信技術，其在廣播傳輸中的應用勢必會促進我國廣播電視事業(yè)的進一步發(fā)展。

參 考 文 獻

[1]喻強. 數字衛(wèi)星通信在廣播傳輸中的應用[J]. 科技展望，2015，12：111.

[2]葛莉. 淺析數字微波通信與衛(wèi)星數字通信技術在廣播傳輸中的運用[J]. 通訊世界，2015，21：69-70.

[3]張鳴萱. 談數字微波通信與衛(wèi)星數字通信技術在廣播傳輸中的應用[J]. 廣播電視信息，2011，06：70-72.

[4]楊威. 數字微波通信與衛(wèi)星數字通信技術在廣播傳輸中的運用研究[J]. 數字技術與應用，2014，05：56.

[5]劉忠華. 談數字微波通信技術在廣播傳輸中的應用[J]. 科技創(chuàng)新與應用，2012，07：23.

[6]曹鋒. 直播電視的數字衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)的研究[D].南京郵電大學，2013.

[7]張云峰. 多頻段點對點數字微波通信中繼站的研究[D].大連海事大學，2004.