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1、广播电视卫星数字传输技术第一章概论《中国有线电视))2007(22)CHINADIGITALCABLETV⑥?实用知识连载?中图分类号:TN943.3文献标识码:B文章编号:1007—7022(2007)22—2123—06广播电视卫星数字传输技术第一章概论口刘洪才(中国电子学会广播电视技术分会,北京100866)1利用卫星传输电视节目利用通信卫星和广播卫星传输广播电视节目是卫星应用技术的重大发展.那么,通信卫星是怎样进行工作的呢?卫星通信系统是由空间部分——通信卫星和地面部分——卫星地面站两大部分构成的.在这一系统
2、中,通信卫星实际上就是一个悬挂在赤道上空静止不动的通信中继站,它居高临下,视野开阔,只要在它的覆盖照射区以内,不论距离远近都可以实现通信,通过它转发电报,电话,电视,广播和数据等无线电信号.通信卫星工作的基本原理如图1所示.从地球站1发出无线电信号,这个微弱的信号被卫星通信天线接收后,首先在通信转发器中进行信号放大,变频和功率放大,再由卫星的通信天线把放大后的无线电信号重新发向地球站2,从而实现两个地球站或多个地球站之间的远距离通信.举一简单例子:如北京市某用户要通过卫星与大洋彼岸的某用户打电话,先要通过长途电话局,
3、由它把用户电话线路与卫星通信系统中的北京地球站接通,地球站把电话信号发射到卫星,卫卫星通信专用系统图1通信卫星基本工作原理示意图星接收这个信号后通过变频器和功率放大器,将信号放大再转发到大洋彼岸的地球站,地球站把这个电话信号取出来,送到受话人所在城市长途电话局转接到用户.地球站1和地球站2可以实现互相通信.一般称上行站为地球站,下行站为地面接收站.地球站的任务是将广播电视中心送来的广播电视信号进行调制,上变频,高功效,经天线向卫星发射.地面接收站的任务是对接收到的卫星信号进行放大,下变频,送至卫星接收机,解调出音频信
4、号和视频信号.地球站至卫星之间的电路称上行链路,卫星至地面接收站之间的电路称下行链路.像图1中的地球站1可以有若干个,地球站2也可以有很多个.一般来说上行站少,下行站多.它们以广播方式联接,可以实现多址联接,实现多方向,多地点的相互通信,组成一个多方向,多地点的广播电视通信立体传输网.电视节目的转播与电话传输相似.但是由于各国的电视制式标准不一样,在接收设备中还要有相应的制式转换设备,将电视信号转换成本国标准.电报,传真,广播,数据传输等业务也与电话传输过程相似,不同的是需要在地面站中采用相应的终端设备.通信卫星的运
5、行轨道有两种,一种是低或中高轨道,在这种轨道上运行的卫星相对于地面是运动的,它用于通信的时间短,卫星天线覆盖照射区域小,并且地面天线必须随时跟踪卫星.另一种是高达约3.6万km的同步定点轨道,即在赤道平面内的圆形轨道,卫星的运行周期与地球自转1圈的时间相同,在地面上看这种卫星好似静止不动,称之为同步定点通信卫星.它的特点是覆盖照射面积大,3颗卫星就可以覆盖地2123刘洪才:第一章概论中国有线电视))2007年第22球的几乎全部面积,可以进行24h全天候通信(见图2).卫星1星2120.图23颗同步定点通信卫星覆盖地球
6、示意图随着航天技术的发展,通信卫星的种类也越来越多.按服务区域划分,有全球,区域和国内通信卫星.按用途分,有一般通信卫星,广播卫星,海事卫星,气象卫星,跟踪和数据中继卫星以及各种军用通信卫星.通信卫星属于国定卫星业务(FSS),工作在c,Ku频段,星上转发器功率低于150w.利用Ku频段转发器可以实现直播到户(DTH).广播卫星属于广播卫星业务(BSS),工作在Ku频段,星上转发器功率范围150—250W,可以实现直播到户,又称直播卫星(DBS).2卫星广播的优点与缺点卫星广播具有如下优点:(1)覆盖面广只用1颗卫星
7、就可以有数百套电视节目覆盖我国全部陆地和领海,彻底解决广播电视人口覆盖盲区.(2)投资省,建设速度快建设1个卫星地球上行站仅需投资二三千万元,建设1个卫星地面接收站仅需投资二三十万元.而建设微波网和有线电视网,欲达到同样的功能,至少需要几百倍的投资.建设卫星电视直播网络,一般只需要1～2年的时间,而建设微波网和有线电视网需要几年的时间.(3)传输广播电视信号质量好卫星电视直播中间环节少,信号失真小,图像,伴音质量高,特别是采用数字压缩技术后,抗干扰能力更强,信号质量更好,可靠性更高.(4)通信容量大,频谱利用率高,运
8、行成本低2124由于采用数字码率压缩技术和高效调制方式,原来1个卫星转发器只能传输1套模拟电视,现在可以传输5～8套数字电视节目,大大提高了频谱利用率.1颗直播卫星可传输数百套数字电视节目,平均每套节目的运行成本明显降低了,特别是采用Ku频段卫星直播,接收天线口径小,天线,高频头和数字卫星接收机的价格低廉.(5)维护方便卫星电视广播不存在微波和
