淺析數(shù)字微波通信與衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)在廣播傳輸中的運(yùn)用

楊帆

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

【關(guān)鍵詞】 數(shù)字微波通信 衛(wèi)星數(shù)字通信 廣播傳輸 運(yùn)用

前言：廣播傳輸中所運(yùn)用的通信技術(shù)越來越先進(jìn)，有效提升了廣播傳輸質(zhì)量。其中數(shù)字微波通信和衛(wèi)星數(shù)字通信在廣播傳輸中的運(yùn)用越來越廣泛，對(duì)于廣播傳輸事業(yè)的發(fā)展有著重要的推動(dòng)作用?；谝陨蟽牲c(diǎn)，本文簡(jiǎn)要分析了數(shù)字微波通信與衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)在廣播傳輸中的運(yùn)用。

一、數(shù)字微波通信技術(shù)

1.1數(shù)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(zhǎng)相對(duì)較短，相較于其他無線電波來說，微波的頻帶更寬。數(shù)字微波能夠承載大容量信息，因此其被廣泛地應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)中[1]。數(shù)字微波通信有著組網(wǎng)快速靈活、經(jīng)濟(jì)性好、可靠性高等特點(diǎn)。我國幅員遼闊，地勢(shì)環(huán)境、氣候條件相對(duì)復(fù)雜，對(duì)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在一些環(huán)境較差的地區(qū)，則采用數(shù)字微波通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

1.2數(shù)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(jìn)，在傳播的過程中一旦遇到障礙物會(huì)發(fā)生反射、折射或阻斷的現(xiàn)象，這也就決定了微波通信的視距特點(diǎn)。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(huì)對(duì)其傳播產(chǎn)生一定的影響，因此要想實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳播就必須建立中轉(zhuǎn)站，只有多次對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)才能夠保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，這屬于地面數(shù)字微波傳輸技術(shù)。

在傳輸路徑的兩端有終端站，在傳輸路線中有幾個(gè)甚至幾十個(gè)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(shù)字信號(hào)，之后對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大再傳輸給下一個(gè)中繼站，這樣就能夠有效保證信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

數(shù)字微波通信的傳輸有著抗自然災(zāi)害能力強(qiáng)，數(shù)字信號(hào)穩(wěn)定的特點(diǎn)，因此在有線網(wǎng)絡(luò)傳輸中得到了廣泛的應(yīng)用[2]。

1.3數(shù)字微波通信技術(shù)在廣播傳輸中的運(yùn)用

數(shù)字微波通信以微波頻段為基礎(chǔ)，以地面視距為傳播方式，能夠?qū)崿F(xiàn)廣播電視信號(hào)的無線傳輸。數(shù)字微波通信采用了數(shù)字處理技術(shù)，保證了信號(hào)的穩(wěn)定性和高質(zhì)量，且能夠適用于長(zhǎng)距離的廣播電視信號(hào)傳輸。

廣播電視臺(tái)將發(fā)端機(jī)和收端機(jī)組成的設(shè)備作為多路數(shù)字傳輸終端設(shè)備，為了便于光端機(jī)與微波機(jī)之間的連接，設(shè)置兩光端接口和微波接口。其中發(fā)端機(jī)能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，之后送往光調(diào)制機(jī)和微波調(diào)制機(jī)中進(jìn)行發(fā)送。收端機(jī)在接收到的信號(hào)碼流進(jìn)行解碼，從而得到獨(dú)立數(shù)據(jù)信號(hào)和樣點(diǎn)信號(hào)，經(jīng)過恢復(fù)后成為數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)[3]。

對(duì)于廣播電視節(jié)目的信號(hào)來說，其電臺(tái)播控系統(tǒng)能夠?qū)?shù)字矩陣進(jìn)行切換，之后將信號(hào)送入輸入端進(jìn)行信號(hào)傳輸，而在接收方也設(shè)置了傳輸設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)廣播電視信號(hào)的傳輸。

二、衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)

2.1衛(wèi)星數(shù)字通信的功能與特征

衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)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(yùn)行，終端站則是在地球建立的地面站，這就實(shí)現(xiàn)了多個(gè)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(yùn)行軌道在地球赤道上空36000km[4]，運(yùn)行方式為從西向東轉(zhuǎn)動(dòng)，與地球的自轉(zhuǎn)相互同步，與地球相對(duì)靜止，這就是同步衛(wèi)星，其轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為地球的自轉(zhuǎn)周期，這就使得衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。

在廣播電視傳輸中，衛(wèi)星數(shù)字通信是一種重要的信號(hào)傳輸方式，相較而言，衛(wèi)星數(shù)字通信更加快捷，投資較小，且能夠保證較高的傳輸質(zhì)量，有效節(jié)省了資源，同時(shí)其所傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)處理容易，這就提升了信號(hào)傳輸效率，為實(shí)現(xiàn)廣播電視的直播奠定了基礎(chǔ)。

2.2衛(wèi)星數(shù)字通信的原理分析

2.2.1系統(tǒng)組成

衛(wèi)星數(shù)字通信系統(tǒng)主要由上行站、轉(zhuǎn)發(fā)器、測(cè)控站、接收站四部分組成，具體的運(yùn)行流程如下：首先，上行站將播控中心傳來的廣播電視信號(hào)進(jìn)行處理，這個(gè)信號(hào)可以是音視頻信號(hào)，也可以是數(shù)字信號(hào)，還可以是電視信號(hào)，在調(diào)制、功率放大之后通過天線進(jìn)行波段信號(hào)的發(fā)射；可以對(duì)下行轉(zhuǎn)發(fā)的微弱微波信號(hào)進(jìn)行接收，對(duì)節(jié)目質(zhì)量檢測(cè)[5]；轉(zhuǎn)發(fā)器則對(duì)上行信號(hào)進(jìn)行接收，在放大、變頻等處理后傳遞給地面，在整個(gè)的傳輸過程中，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器就相當(dāng)于在空間中的一個(gè)中繼站，其能夠降低噪聲，保證信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。

2.2.2上行發(fā)射站系統(tǒng)

現(xiàn)代廣播電視對(duì)于節(jié)目質(zhì)量的要求越來越高，這就對(duì)上行設(shè)備的安全性和質(zhì)量提出了更高的要求，一旦上行設(shè)備出現(xiàn)問題，則會(huì)影響到整個(gè)廣播電視信號(hào)的傳輸。

上行站系統(tǒng)主要有三部分，分別是機(jī)械傳動(dòng)部分、饋源部分和天線跟蹤部分。天線能夠?qū)⑸闲姓镜墓β蔬M(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)為電磁波能量之后就可以向衛(wèi)星發(fā)射，同時(shí)對(duì)于衛(wèi)星發(fā)射的微弱電磁波能量能夠進(jìn)行采集，進(jìn)而饋送到接收機(jī)之中。

其中，使用高功放對(duì)上行信號(hào)進(jìn)行放大，利用低噪聲接收設(shè)備對(duì)上行站部分進(jìn)行首級(jí)放大。變頻器的作用主要是對(duì)頻譜進(jìn)行搬移，調(diào)制器則能夠?qū)C(jī)房傳來的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，進(jìn)而在空間傳輸，這就有效提升了信號(hào)的信噪比，提升了信號(hào)傳輸?shù)目垢蓴_能力。

2.2.3衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器

衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器主要分為兩類：①透明轉(zhuǎn)發(fā)器：透明轉(zhuǎn)發(fā)器不僅能夠?qū)Φ孛姘l(fā)射的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，還能夠?qū)崿F(xiàn)降噪，對(duì)信號(hào)功率進(jìn)行放大，對(duì)信號(hào)頻率進(jìn)行改變，除此之外沒有別的功能，透明指的是其通路透明，對(duì)任何信號(hào)都有著相對(duì)透明的通路；②處理轉(zhuǎn)發(fā)器：其能夠?qū)πl(wèi)星通信系統(tǒng)進(jìn)行模擬，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地面發(fā)射信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)，還能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行有效的處理，具體來說，在接收到地面站信號(hào)之后，可以進(jìn)行信號(hào)的頻率改變和放大，對(duì)于中頻信號(hào)來說能夠進(jìn)行解調(diào)，為了實(shí)現(xiàn)抗干擾能力，能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行糾錯(cuò)，在經(jīng)過改變頻率和功率放大之后就可以進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)于消除信號(hào)積累的噪聲、減小發(fā)射功率等方面有著重要的作用，同時(shí)可以對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行處理，以此來滿足廣播電視信號(hào)傳輸?shù)母鞣N特殊需求，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字交換。

2.3衛(wèi)星數(shù)字通信在廣播傳輸中的運(yùn)用

為了保證觀眾能夠方便、快捷的接收到廣播電視信號(hào)，所使用的通信衛(wèi)星要與地球運(yùn)動(dòng)同步，保證其軌道位置的準(zhǔn)確性，同時(shí)要對(duì)接收端的設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)化。為了避免出現(xiàn)停播故障，衛(wèi)星要有著長(zhǎng)壽命，且可信度要高，這樣還能夠降低頻繁更換衛(wèi)星的經(jīng)濟(jì)損失，衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)在廣播傳輸中的運(yùn)用具體有以下幾個(gè)方面：

2.3.1在衛(wèi)星數(shù)字廣播中的運(yùn)用

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

首先對(duì)廣播電視節(jié)目進(jìn)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(shè)備來對(duì)數(shù)字矩陣進(jìn)行轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變?yōu)榭奢敵龅碾娨曅盘?hào)之后經(jīng)過微波或光纜將信號(hào)由天線傳輸?shù)诫娨曅l(wèi)星上，這是廣播電視節(jié)目的整個(gè)上行的過程。廣播電視衛(wèi)星在接收到信號(hào)之后，將信號(hào)送入微波端機(jī)中，通過微波傳輸將信號(hào)送到地面的相關(guān)衛(wèi)星站點(diǎn)[6]，這就是廣播電視節(jié)目的整個(gè)下行的過程。需要注意的是，衛(wèi)星數(shù)字廣播傳輸是一個(gè)開放式的傳輸過程，因此在傳輸?shù)倪^程中要著重注意防止傳輸信號(hào)受到干擾，例如可以在廣播衛(wèi)星數(shù)字傳輸?shù)厍蛘窘?dòng)態(tài)防干擾監(jiān)控系統(tǒng)，以此來保證信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

2.3.2在現(xiàn)場(chǎng)直播車和衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車中的運(yùn)用

現(xiàn)場(chǎng)直播車和衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車能夠保證廣播電視信號(hào)的高質(zhì)量傳輸，同時(shí)能夠及時(shí)解決一些緊急的廣播電視節(jié)目制作和傳輸?shù)南嚓P(guān)任務(wù)。在運(yùn)用的過程中，將音視頻采集工作、制作工作以及傳輸技術(shù)融合在一起，三者可以結(jié)合使用，也可以分開使用，這就相當(dāng)于存在一個(gè)便捷的操作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)廣播電視信號(hào)的雙向傳輸和無線傳輸。

1、在衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車中的運(yùn)用

衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車使用的傳輸方式較為廣泛，其適應(yīng)能力較強(qiáng)，例如微波傳輸、衛(wèi)星傳輸以及線路傳輸?shù)刃盘?hào)傳輸方式都能夠應(yīng)用到衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車中，從而實(shí)現(xiàn)廣播電視節(jié)目的轉(zhuǎn)播。

從本質(zhì)上來說，衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車的主要作用就是采集音視頻信號(hào)，之后提供信號(hào)的傳輸服務(wù)，當(dāng)前衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車能夠?qū)崿F(xiàn)4路高清視頻的轉(zhuǎn)播，同時(shí)能夠?qū)Χ嗦范嗝襟w信號(hào)采集和操作，并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)播，其主要采用的技術(shù)有DBN-S技術(shù)、DVBIP技術(shù)和車載DSNG技術(shù)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)清晰度質(zhì)量的音視頻以及多路音頻的信號(hào)都能夠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的采集和傳輸，對(duì)于一些特殊的情況而言，可以利用DVBIP技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)單向傳輸?shù)倪^程，還能夠?qū)崿F(xiàn)雙向傳輸?shù)倪^程，這就使得電話聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)還有電臺(tái)之間能夠進(jìn)行雙向的聯(lián)系，這種雙向傳輸?shù)哪芰δ軌蛱嵘湫盘?hào)傳輸?shù)倪m用范圍[7]，例如通訊聯(lián)絡(luò)信號(hào)、音視頻信號(hào)以及網(wǎng)絡(luò)信號(hào)都可以接觸衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，其信號(hào)傳輸?shù)姆秶鼜V，傳輸?shù)馁|(zhì)量更佳。

2、在現(xiàn)場(chǎng)直播車中的運(yùn)用

顧名思義，現(xiàn)場(chǎng)直播車能夠?qū)崿F(xiàn)各種廣播電視節(jié)目的現(xiàn)場(chǎng)直播功能，這就屬于一種現(xiàn)代多媒體節(jié)目的直播方式，其主要采用的技術(shù)有地面線路傳輸技術(shù)、車載FLYWAY體系，其中包括了多個(gè)部分，例如車載技術(shù)平臺(tái)體系、音視頻控制體系、電力體系、空調(diào)輔助體系等等，有效的完善了現(xiàn)場(chǎng)直播車的重要廣播電視信號(hào)傳輸功能。

當(dāng)今時(shí)代，電視廣播事業(yè)發(fā)展迅猛，廣播電視欄目可能會(huì)遇到不同的現(xiàn)場(chǎng)直播情況，而現(xiàn)場(chǎng)直播車能夠利用自身的移動(dòng)直播技術(shù)靈活的進(jìn)行調(diào)節(jié)，直播信號(hào)不僅能夠在操作機(jī)房進(jìn)行傳輸，同時(shí)能夠提供給信號(hào)的采集以及操作體系，其中包含了對(duì)衛(wèi)星傳輸技術(shù)、有線通信技術(shù)等多種技術(shù)的綜合運(yùn)用。

三、結(jié)論

綜上所述，科技的發(fā)展日新月異，通信技術(shù)、數(shù)字技術(shù)發(fā)展迅猛，數(shù)字通信技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。當(dāng)前廣播電視行業(yè)發(fā)展迅速，其對(duì)信號(hào)的傳輸要求越來越高，系統(tǒng)功能會(huì)越來越強(qiáng)大。

數(shù)字微波通信技術(shù)和衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)是當(dāng)前十分先進(jìn)的傳輸通信技術(shù)，其在廣播傳輸中的應(yīng)用勢(shì)必會(huì)促進(jìn)我國廣播電視事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

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

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

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

[4]楊威. 數(shù)字微波通信與衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)在廣播傳輸中的運(yùn)用研究[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2014，05：56.

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

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

[7]張?jiān)品? 多頻段點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)字微波通信中繼站的研究[D].大連海事大學(xué)，2004.