廣播衛(wèi)星傳輸干擾及對(duì)策分析

時(shí)間:2022-11-19 04:46:35

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廣播衛(wèi)星傳輸干擾及對(duì)策分析

摘要:近年來,廣播衛(wèi)星被公認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)和高效兼?zhèn)涞?a href="http://www.eimio.cn/lunwen/dianshilunwen/gbdshjshlw/202011/731664.html" target="_blank">傳輸技術(shù)。它憑借傳輸距離遠(yuǎn)、信息容量大和通信頻帶寬的優(yōu)勢(shì)得到了飛速發(fā)展。然而,毋庸置疑的是,廣播衛(wèi)星在傳輸過程中還是受到了多種因素干擾,從而對(duì)收看效果和傳播效率造成了一定影響。鑒于此,本文主要圍繞廣播衛(wèi)星傳輸?shù)母蓴_和對(duì)策展開探討。

關(guān)鍵詞:廣播電視;衛(wèi)星傳輸;干擾;對(duì)策

現(xiàn)階段,廣播電視行業(yè)開始全面普及通信衛(wèi)星技術(shù)。它不但可以對(duì)大量信息進(jìn)行傳播,而且可以為大眾呈現(xiàn)出許多花樣百變的節(jié)目。盡管通信衛(wèi)星技術(shù)的優(yōu)勢(shì)很多,但還有些不足需要完善。受到各種因素的制約,信息傳輸在質(zhì)量上不是很好。再加上無線傳輸系統(tǒng)的開放性,環(huán)境對(duì)其產(chǎn)生直接影響,出現(xiàn)生了許多不可忽視的問題。

1廣播電視衛(wèi)星傳輸運(yùn)轉(zhuǎn)

與之前的微波傳輸相比,廣播電視衛(wèi)星傳輸主要是把人造地球衛(wèi)星當(dāng)作一個(gè)中轉(zhuǎn)站,分別對(duì)多個(gè)地球站來展開傳輸工作。衛(wèi)星傳輸?shù)陌l(fā)展是以微波接力通信為基礎(chǔ)條件,相較于微波接力通信,衛(wèi)星傳輸具有傳輸質(zhì)量高、覆蓋面大、容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、社會(huì)效益高、噪聲影響小和經(jīng)濟(jì)高等若干優(yōu)勢(shì)。一顆處于靜止?fàn)顟B(tài)的通信衛(wèi)星所發(fā)出的天線波束大約可以覆蓋近40%的地球表面。衛(wèi)星傳輸是在微波波段的基礎(chǔ)上運(yùn)用了頻帶復(fù)用技術(shù),使得其通信容量得到了很大的拓展。一般情況下,衛(wèi)星通信都不受地理?xiàng)l件的制約,且它自身投資小、建設(shè)快、覆蓋面積大,所以具有較高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)主要由四個(gè)分系統(tǒng)構(gòu)建而成,分別是指令分系統(tǒng)、地球站、廣播衛(wèi)星和監(jiān)管分系統(tǒng)。其中,廣播衛(wèi)星的地球站和轉(zhuǎn)發(fā)器的主要作用是傳輸信號(hào);監(jiān)控分系統(tǒng)的主要作用是為衛(wèi)星傳輸?shù)恼_\(yùn)行提供保障。廣播衛(wèi)星在構(gòu)造上主要由通信系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、天線系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和遙測(cè)指令系統(tǒng)五個(gè)系統(tǒng)組成。而在衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)中,地球站主要負(fù)責(zé)把用戶的基帶信號(hào)網(wǎng)微波信號(hào)上調(diào),并借助衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)向另一個(gè)地球站的傳輸。與此同時(shí),它還負(fù)責(zé)對(duì)衛(wèi)星的下行載波信號(hào)進(jìn)行接收,在解調(diào)和處理之后,將其變成基帶信號(hào)傳遞給用戶。衛(wèi)星業(yè)務(wù)全面開通之后,監(jiān)控管理分系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)控和通信性能的監(jiān)測(cè)。它存在的意義是保障整個(gè)衛(wèi)星傳輸線路根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的性能進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。指令分系統(tǒng)和跟蹤遙測(cè)負(fù)責(zé)跟蹤測(cè)量廣播衛(wèi)星,讓衛(wèi)星能夠根據(jù)指定的軌道運(yùn)轉(zhuǎn),并以一定的周期為單位對(duì)衛(wèi)星軌道參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,保證和及時(shí)擺正衛(wèi)星位置[1]。

2衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的使用現(xiàn)狀

通常來說,較為常見的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器也就是人們口中常說的透明型衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。在最近幾年,我國(guó)又研發(fā)出一種新的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器,名為再生轉(zhuǎn)發(fā)器。透明型的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器只能實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的放大和變頻處理。并且,為了能夠把頻帶的利用率有效提升起來,轉(zhuǎn)發(fā)器一般會(huì)選擇正交極化原則來對(duì)頻譜進(jìn)行反復(fù)利用,而轉(zhuǎn)發(fā)器中間的頻帶就極有可能受到反極化的干擾。和轉(zhuǎn)化器邊緣相比,閉合程度都較小一些。而再生型轉(zhuǎn)發(fā)器不僅要對(duì)頻率變換和放大信號(hào),還要處理基帶信號(hào)、解調(diào)和重新調(diào)制,這一技術(shù)對(duì)于地面設(shè)備的功率需求不是很高。同時(shí),在再生過程中,上行鏈路所造成的干擾也可以忽略不計(jì),所以不管是上行鏈路還是下行鏈路都可以達(dá)到最佳效果,有效改善系統(tǒng)的鏈濾性。然而,再生型轉(zhuǎn)發(fā)器有一個(gè)弊端就是只能運(yùn)用在數(shù)字通信系統(tǒng)中,而無法在廣播電視中得到運(yùn)用。

3廣播電視衛(wèi)星傳輸技術(shù)的工作原理

廣播電視的衛(wèi)星信號(hào)在傳輸中主要依靠三個(gè)模塊來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞,這三個(gè)模塊分別是地球接收器、星載轉(zhuǎn)發(fā)器和上行發(fā)射站。首先運(yùn)行的是上行發(fā)射站,它把處理之后的視頻伴音信號(hào)和相關(guān)視頻信號(hào)整合到一起,再次進(jìn)行處理,最終形成基帶信號(hào)。之后,開始調(diào)制中頻載波的波段,讓基帶信號(hào)的中頻載波趨于70MHz。接著,使中頻信號(hào)符合特定的發(fā)射頻率。最后,通過發(fā)射站的發(fā)射天線把調(diào)好的頻率傳輸給衛(wèi)星。其次,在地面所發(fā)射的信號(hào)被星載轉(zhuǎn)發(fā)器順利接受到之后開始進(jìn)行信號(hào)中轉(zhuǎn)工作,由地面接收器成功接收。就目前的電視廣播衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)來看,Ku、C等波段類型較為常見。在星載轉(zhuǎn)發(fā)器運(yùn)行時(shí),一般就由它來接收發(fā)射信號(hào),之后再進(jìn)行下行的轉(zhuǎn)發(fā)工作。星載轉(zhuǎn)發(fā)器在整個(gè)工作中充當(dāng)著轉(zhuǎn)換機(jī)的角色。最后,在地面接收站成功接收信號(hào)之后再次將其轉(zhuǎn)化成開始發(fā)射的視頻信號(hào)。地面衛(wèi)星電視接收站主要由三個(gè)部分構(gòu)成,分別是天線、高頻頭和衛(wèi)星接收機(jī)。其中,天線的作用就是對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行接收,利用高頻頭來放大處理電磁波信號(hào),把其頻率轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝恢蓄l信號(hào)。完成轉(zhuǎn)變之后,利用電纜將其傳輸至衛(wèi)星接收機(jī),并調(diào)節(jié)成廣播電視的波段,最后進(jìn)行加重處理[2]。

4廣播電視衛(wèi)星傳輸過程中存在的干擾因素

在傳輸過程中,廣播電視衛(wèi)星在很大程度上會(huì)受到外界因素的影響,導(dǎo)致信號(hào)傳輸質(zhì)量較差。為了降低這種情況發(fā)生的概率,筆者認(rèn)為有必要對(duì)廣播電視衛(wèi)星傳輸過程中存在的干擾因素進(jìn)行剖析,通過研究分析,找出根本原因,對(duì)癥下藥,進(jìn)而提升信息傳輸質(zhì)量。4.1轉(zhuǎn)發(fā)器干擾。因?yàn)檗D(zhuǎn)發(fā)器原因而導(dǎo)致的信號(hào)被干擾情況是極為常見的。第一,受到人為因素的加入而導(dǎo)致干擾情況發(fā)生。第二,轉(zhuǎn)發(fā)器本身發(fā)生故障。衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器非常容易被地球站中的設(shè)備所干擾,出現(xiàn)信號(hào)功率過大的情況,導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量較差。干擾方長(zhǎng)期的惡意攻擊,不僅會(huì)影響信號(hào)正常傳輸,而且會(huì)出現(xiàn)許多非法信號(hào),產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。另外,轉(zhuǎn)發(fā)器受到干擾還有可能是一些工作人員的違法行為所致,這種情況不僅會(huì)對(duì)信號(hào)的正常傳輸造成影響,還會(huì)對(duì)維修質(zhì)量造成影響。4.2干擾地球站衛(wèi)星信號(hào)在極化出現(xiàn)時(shí),若是沒有通過天線來對(duì)其進(jìn)行隔離,再加上載波所發(fā)射出的超高功率,會(huì)直接導(dǎo)致衛(wèi)星上的反極化用戶正常接收到信號(hào)。如果地球站本身的電纜屏蔽功能有所削弱,調(diào)制器性能和磁場(chǎng)環(huán)境就會(huì)受到很大程度的影響,導(dǎo)致衛(wèi)星信號(hào)在傳輸時(shí)有雜音出現(xiàn),對(duì)信號(hào)造成干擾。另外,噪聲還會(huì)在鏈路電平配置不合理的情況下出現(xiàn)。如果上行鏈路出現(xiàn)在地面微波中并完成發(fā)射,信號(hào)也會(huì)被干擾。4.3不同空間段干擾。4.3.1相鄰信道信號(hào)受到干擾。在信號(hào)進(jìn)行傳輸時(shí),兩個(gè)相鄰的信道信號(hào)是最容易發(fā)生干擾的。相鄰信號(hào)頻帶極其容易和用戶的載波頻率重疊在一起,假設(shè)載波頻率沒有達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn),也沒有對(duì)寬帶采取任何保護(hù)措施,信號(hào)的正常運(yùn)輸極其容易受到影響。為了規(guī)避上述情況,必須要嚴(yán)格遵守載波調(diào)制的要求,并做好測(cè)試。4.3.2鄰星干擾。在衛(wèi)星信號(hào)傳輸干擾的情況中,鄰星干擾也是十分常見的一種。在干擾類型增多的情況下,再加上衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,不確定影響因素增加。鄰星干擾中還可細(xì)分為下行干擾和上行干擾。在統(tǒng)一覆蓋區(qū)中,干擾衛(wèi)星和被干擾衛(wèi)星同時(shí)存在,且被干擾衛(wèi)星可以接收到正常信號(hào)和鄰星信號(hào),即下行干擾;上行干擾即天線口徑較小,上行電平過高,導(dǎo)致功率譜密度超出標(biāo)準(zhǔn),從而導(dǎo)致干擾情況發(fā)生。4.3.3操作不規(guī)范。在操作候,一旦有不規(guī)范問題和行為出現(xiàn),就會(huì)干擾到信號(hào)。在入網(wǎng)操作時(shí),就有一些衛(wèi)星地球站的頻率和速率在設(shè)置上存在不科學(xué)的情況,從而造成一些用戶在操作上出現(xiàn)違規(guī),在沒有下達(dá)命令的情況下把載波信號(hào)發(fā)射出去,對(duì)正常傳輸造成影響。4.4下行鏈路遭到干擾。如果配置性能和下行鏈路配置出現(xiàn)問題,則會(huì)間接引發(fā)接地裝置問題,干擾下行鏈路的信號(hào)。另外,在接收站的周邊也會(huì)有大量的干擾信號(hào)出現(xiàn)。這些信號(hào)的出現(xiàn)無法避免,只要接近衛(wèi)星信號(hào)的頻率,就極有可能進(jìn)入下行鏈路,對(duì)正常信號(hào)造成干擾。若是附近居民使用到一些電氣屬性設(shè)備的話,信號(hào)質(zhì)量就會(huì)受到其發(fā)出的電磁波的干擾[3]。4.5自然因素。在廣播電視衛(wèi)星傳輸中,自然因素也是主要干擾因素之一,且類型較多。4.5.1日凌影響。在一年中,每到春分和秋分季節(jié),衛(wèi)星就會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)到太陽和地球中間的直線上。這個(gè)時(shí)候,衛(wèi)星處于太陽和地球之間,地球站的天線在對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的同時(shí)也可能會(huì)對(duì)準(zhǔn)太陽,而天線在太陽的照射下會(huì)產(chǎn)生巨大的電磁波。與此同時(shí),地球站會(huì)同時(shí)接收到信號(hào)和噪聲,導(dǎo)致信噪比有所下降,信號(hào)受到干擾。4.5.2雨衰影響。在傳輸信號(hào)的過程中,只要降雨區(qū)域出現(xiàn)電波,雨滴就會(huì)把它全部吸收掉,電波處于衰減狀態(tài),雨衰現(xiàn)象出現(xiàn)。雨衰的出現(xiàn)會(huì)對(duì)地球站和衛(wèi)星的信號(hào)接收造成影響,降低其接收功率,對(duì)信號(hào)造成干擾。4.5.3電離層結(jié)構(gòu)不均勻。如果電離層在結(jié)構(gòu)上分布不平衡,電波在途徑電離層時(shí)就會(huì)對(duì)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下的信號(hào)造成干擾。不管是信號(hào)的振幅還是相位都會(huì)發(fā)生周期性變化,導(dǎo)致電離層閃爍,衛(wèi)星信號(hào)的傳輸也會(huì)由此變得不穩(wěn)定[4]。

5廣播電視衛(wèi)星傳輸干擾因素的防范對(duì)策

5.1避免惡意干擾。干擾者會(huì)惡意地對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器造成影響,所以轉(zhuǎn)發(fā)器是需要預(yù)防的關(guān)鍵所在。對(duì)此,人們可以選擇各種方法來規(guī)避類似行為。第一,嘗試關(guān)閉轉(zhuǎn)發(fā)器,提高衛(wèi)星通信效果,規(guī)避信號(hào)被干擾的情況。第二,對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器飽和點(diǎn)強(qiáng)信號(hào)對(duì)弱信號(hào)自帶的抑制特征進(jìn)行巧妙利用,來對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制。第三,盡力降低干擾因素對(duì)信號(hào)傳輸?shù)母蓴_程度,采取一些抗干擾措施,來對(duì)惡意干擾行為進(jìn)行防控,保障信息傳輸?shù)目煽啃院桶踩?。第四,在運(yùn)行功率的提升上,借助功率較大的發(fā)射機(jī)進(jìn)行輔助?;蛘邍L試使用增益高的發(fā)射天線來減少對(duì)信號(hào)的干擾,對(duì)其干擾性進(jìn)行一定弱化。第五,為了保證交調(diào)干擾現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生,可以對(duì)上行功率進(jìn)行合理調(diào)控,讓參與其中的每個(gè)設(shè)備都有一定的回退和余量。5.2減少對(duì)地球站的干擾。第一,對(duì)極化器、天線和設(shè)備進(jìn)行全面檢查,查看極化器、天線有沒有出現(xiàn)偏差情況,設(shè)備的運(yùn)行情況如何,有沒有被干擾到。第二,對(duì)制度進(jìn)行一定完善,強(qiáng)化工作人員信號(hào)安全傳輸意識(shí)。在出現(xiàn)問題時(shí),為了保證工作人員能夠良好解決,應(yīng)事先做好應(yīng)急處理計(jì)劃,全方位保障系統(tǒng)安全,就算出現(xiàn)任何突發(fā)情況,工作人員也能夠妥善處理。第三,對(duì)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。對(duì)存在問題的節(jié)點(diǎn)故障逐一排查,找出干擾源所在,及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換。第四,針對(duì)被干擾用戶,對(duì)其功率和極化進(jìn)行重新標(biāo)定,第五,在對(duì)地球站進(jìn)行選址時(shí),要對(duì)周邊環(huán)境做好電磁檢測(cè)工作,盡可能對(duì)電磁進(jìn)行屏蔽。5.3避免空間段受到干擾。第一,為了保證鄰星不被干擾,必須對(duì)干擾源進(jìn)行細(xì)致分析,對(duì)鄰星信號(hào)和被干擾衛(wèi)星進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)。在查出干擾源之后,采取各種措施來減少干擾。第二,假設(shè)在空間內(nèi)部發(fā)現(xiàn)干擾源的話,則要對(duì)空間進(jìn)行監(jiān)測(cè),及時(shí)找出問題并上報(bào),由上級(jí)委派專業(yè)人員進(jìn)行處理。第三,為了保證鄰信道不被干擾,要準(zhǔn)確找出干擾源,使轉(zhuǎn)發(fā)器在工作時(shí)處于一個(gè)可進(jìn)可退的狀態(tài),減少交替干擾。如果在一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器中存在多個(gè)用戶,則需要相互之間做好交流和監(jiān)督工作,在保證鄰信道不受到干擾的同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)器運(yùn)行正常。5.4避免對(duì)地球站造成影響。就目前來說,地面上現(xiàn)存若干種干擾因素。在對(duì)天線進(jìn)行架設(shè)時(shí),首先要考慮到環(huán)境因素。第一,明確干擾源,精準(zhǔn)分析,做好相應(yīng)的防控措施。在高頻頭的選擇上以靈敏度為第一要求,為信號(hào)接收質(zhì)量提供保障。第二,在選擇區(qū)域時(shí),要盡量空曠,與電磁場(chǎng)保持一定的距離。第三,如果出現(xiàn)信號(hào)被高強(qiáng)度微波所干擾的情況,為了信號(hào)不會(huì)被持續(xù)干擾,可以移動(dòng)接收站。第四,出現(xiàn)全波段干擾時(shí),可以運(yùn)用屏蔽手段將其屏蔽掉,保證信息更好地傳輸。5.5避免自然因素干擾。應(yīng)該切實(shí)運(yùn)用一些措施來保證衛(wèi)星能夠正常通信,避免出現(xiàn)持續(xù)性干擾的情況,削弱自然因素對(duì)信號(hào)傳輸造成的不利影響。第一,針對(duì)日凌情況,要事先做好預(yù)防準(zhǔn)備,通過地面?zhèn)浞荨㈦p星備份等方式使信號(hào)的干擾性有所弱化。由于日凌現(xiàn)象的發(fā)生是必然的,能做的就是竭盡全力把損失降到最低,讓衛(wèi)星能夠通信正常。第二,針對(duì)雨衰情況,要對(duì)地球站中的天線仰角進(jìn)行調(diào)整,保證其沒有積水。第三,針對(duì)星蝕情況,要對(duì)衛(wèi)星供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。在供電上,選擇使用備用電源,保證衛(wèi)星在不對(duì)信號(hào)產(chǎn)生影響的前提下能夠正常通信[5]。

參考文獻(xiàn):

[1].淺析廣播電視衛(wèi)星傳輸安全的影響因素及解決對(duì)策[J].新聞研究導(dǎo)刊,2018,9(12):245.

[2]王麗麗.關(guān)于廣播電視衛(wèi)星傳輸常見的干擾與解決措施[J].電子世界,2018(24):167,169.

[3]王軍委.電視直播信號(hào)衛(wèi)星傳輸?shù)母蓴_因素及應(yīng)對(duì)措施[J].科技傳播,2018,10(5):64-65.

[4]路旭濤.影響廣播電視衛(wèi)星傳輸?shù)囊蛩丶皯?yīng)對(duì)措施[J].科技傳播,2018,10(19):66-67.

[5]楊瀚澤.廣播電視衛(wèi)星傳輸?shù)母蓴_因素與應(yīng)對(duì)措施[J].電子技術(shù)與軟件工程,2019,152(6):54-55.

作者:覃英雄 單位:廣西廣播電視技術(shù)中心百色分中心