廣播衛星傳輸干擾及對策分析

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摘要：近年來，廣播衛星被公認為是經濟和高效兼備的傳輸技術。它憑借傳輸距離遠、信息容量大和通信頻帶寬的優勢得到了飛速發展。然而，毋庸置疑的是，廣播衛星在傳輸過程中還是受到了多種因素干擾，從而對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星傳輸的干擾和對策展開探討。

關鍵詞：廣播電視；衛星傳輸；干擾；對策

現階段，廣播電視行業開始全面普及通信衛星技術。它不但可以對大量信息進行傳播，而且可以為大眾呈現出許多花樣百變的節目。盡管通信衛星技術的優勢很多，但還有些不足需要完善。受到各種因素的制約，信息傳輸在質量上不是很好。再加上無線傳輸系統的開放性，環境對其產生直接影響，出現生了許多不可忽視的問題。

1廣播電視衛星傳輸運轉

與之前的微波傳輸相比，廣播電視衛星傳輸主要是把人造地球衛星當作一個中轉站，分別對多個地球站來展開傳輸工作。衛星傳輸的發展是以微波接力通信為基礎條件，相較于微波接力通信，衛星傳輸具有傳輸質量高、覆蓋面大、容量大、傳輸距離遠、社會效益高、噪聲影響小和經濟高等若干優勢。一顆處于靜止狀態的通信衛星所發出的天線波束大約可以覆蓋近40%的地球表面。衛星傳輸是在微波波段的基礎上運用了頻帶復用技術，使得其通信容量得到了很大的拓展。一般情況下，衛星通信都不受地理條件的制約，且它自身投資小、建設快、覆蓋面積大，所以具有較高的社會效益和經濟效益。衛星傳輸系統主要由四個分系統構建而成，分別是指令分系統、地球站、廣播衛星和監管分系統。其中，廣播衛星的地球站和轉發器的主要作用是傳輸信號；監控分系統的主要作用是為衛星傳輸的正常運行提供保障。廣播衛星在構造上主要由通信系統、電源系統、天線系統、控制系統和遙測指令系統五個系統組成。而在衛星傳輸系統中，地球站主要負責把用戶的基帶信號網微波信號上調，并借助衛星實現向另一個地球站的傳輸。與此同時，它還負責對衛星的下行載波信號進行接收，在解調和處理之后，將其變成基帶信號傳遞給用戶。衛星業務全面開通之后，監控管理分系統負責監控和通信性能的監測。它存在的意義是保障整個衛星傳輸線路根據事先設計好的性能進行運轉。指令分系統和跟蹤遙測負責跟蹤測量廣播衛星，讓衛星能夠根據指定的軌道運轉，并以一定的周期為單位對衛星軌道參數進行測量，保證和及時擺正衛星位置[1]。

2衛星轉發器的使用現狀

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

3廣播電視衛星傳輸技術的工作原理

廣播電視的衛星信號在傳輸中主要依靠三個模塊來實現信號的傳遞，這三個模塊分別是地球接收器、星載轉發器和上行發射站。首先運行的是上行發射站，它把處理之后的視頻伴音信號和相關視頻信號整合到一起，再次進行處理，最終形成基帶信號。之后，開始調制中頻載波的波段，讓基帶信號的中頻載波趨于70MHz。接著，使中頻信號符合特定的發射頻率。最后，通過發射站的發射天線把調好的頻率傳輸給衛星。其次，在地面所發射的信號被星載轉發器順利接受到之后開始進行信號中轉工作，由地面接收器成功接收。就目前的電視廣播衛星轉發系統來看，Ku、C等波段類型較為常見。在星載轉發器運行時，一般就由它來接收發射信號，之后再進行下行的轉發工作。星載轉發器在整個工作中充當著轉換機的角色。最后，在地面接收站成功接收信號之后再次將其轉化成開始發射的視頻信號。地面衛星電視接收站主要由三個部分構成，分別是天線、高頻頭和衛星接收機。其中，天線的作用就是對衛星信號進行接收，利用高頻頭來放大處理電磁波信號，把其頻率轉變為第一中頻信號。完成轉變之后，利用電纜將其傳輸至衛星接收機，并調節成廣播電視的波段，最后進行加重處理[2]。

4廣播電視衛星傳輸過程中存在的干擾因素

在傳輸過程中，廣播電視衛星在很大程度上會受到外界因素的影響，導致信號傳輸質量較差。為了降低這種情況發生的概率，筆者認為有必要對廣播電視衛星傳輸過程中存在的干擾因素進行剖析，通過研究分析，找出根本原因，對癥下藥，進而提升信息傳輸質量。4.1轉發器干擾。因為轉發器原因而導致的信號被干擾情況是極為常見的。第一，受到人為因素的加入而導致干擾情況發生。第二，轉發器本身發生故障。衛星轉發器非常容易被地球站中的設備所干擾，出現信號功率過大的情況，導致信號質量較差。干擾方長期的惡意攻擊，不僅會影響信號正常傳輸，而且會出現許多非法信號，產生一定的負面影響。另外，轉發器受到干擾還有可能是一些工作人員的違法行為所致，這種情況不僅會對信號的正常傳輸造成影響，還會對維修質量造成影響。4.2干擾地球站衛星信號在極化出現時，若是沒有通過天線來對其進行隔離，再加上載波所發射出的超高功率，會直接導致衛星上的反極化用戶正常接收到信號。如果地球站本身的電纜屏蔽功能有所削弱，調制器性能和磁場環境就會受到很大程度的影響，導致衛星信號在傳輸時有雜音出現，對信號造成干擾。另外，噪聲還會在鏈路電平配置不合理的情況下出現。如果上行鏈路出現在地面微波中并完成發射，信號也會被干擾。4.3不同空間段干擾。4.3.1相鄰信道信號受到干擾。在信號進行傳輸時，兩個相鄰的信道信號是最容易發生干擾的。相鄰信號頻帶極其容易和用戶的載波頻率重疊在一起，假設載波頻率沒有達到既定標準，也沒有對寬帶采取任何保護措施，信號的正常運輸極其容易受到影響。為了規避上述情況，必須要嚴格遵守載波調制的要求，并做好測試。4.3.2鄰星干擾。在衛星信號傳輸干擾的情況中，鄰星干擾也是十分常見的一種。在干擾類型增多的情況下，再加上衛星通信技術的發展進步，不確定影響因素增加。鄰星干擾中還可細分為下行干擾和上行干擾。在統一覆蓋區中，干擾衛星和被干擾衛星同時存在，且被干擾衛星可以接收到正常信號和鄰星信號，即下行干擾；上行干擾即天線口徑較小，上行電平過高，導致功率譜密度超出標準，從而導致干擾情況發生。4.3.3操作不規范。在操作候，一旦有不規范問題和行為出現，就會干擾到信號。在入網操作時，就有一些衛星地球站的頻率和速率在設置上存在不科學的情況，從而造成一些用戶在操作上出現違規，在沒有下達命令的情況下把載波信號發射出去，對正常傳輸造成影響。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問題，則會間接引發接地裝置問題，干擾下行鏈路的信號。另外，在接收站的周邊也會有大量的干擾信號出現。這些信號的出現無法避免，只要接近衛星信號的頻率，就極有可能進入下行鏈路，對正常信號造成干擾。若是附近居民使用到一些電氣屬性設備的話，信號質量就會受到其發出的電磁波的干擾[3]。4.5自然因素。在廣播電視衛星傳輸中，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，衛星就會運轉到太陽和地球中間的直線上。這個時候，衛星處于太陽和地球之間，地球站的天線在對準衛星的同時也可能會對準太陽，而天線在太陽的照射下會產生巨大的電磁波。與此同時，地球站會同時接收到信號和噪聲，導致信噪比有所下降，信號受到干擾。4.5.2雨衰影響。在傳輸信號的過程中，只要降雨區域出現電波，雨滴就會把它全部吸收掉，電波處于衰減狀態，雨衰現象出現。雨衰的出現會對地球站和衛星的信號接收造成影響，降低其接收功率，對信號造成干擾。4.5.3電離層結構不均勻。如果電離層在結構上分布不平衡，電波在途徑電離層時就會對處于正常運行狀態下的信號造成干擾。不管是信號的振幅還是相位都會發生周期性變化，導致電離層閃爍，衛星信號的傳輸也會由此變得不穩定[4]。

5廣播電視衛星傳輸干擾因素的防范對策

5.1避免惡意干擾。干擾者會惡意地對轉發器造成影響，所以轉發器是需要預防的關鍵所在。對此，人們可以選擇各種方法來規避類似行為。第一，嘗試關閉轉發器，提高衛星通信效果，規避信號被干擾的情況。第二，對轉發器飽和點強信號對弱信號自帶的抑制特征進行巧妙利用，來對信號進行控制。第三，盡力降低干擾因素對信號傳輸的干擾程度，采取一些抗干擾措施，來對惡意干擾行為進行防控，保障信息傳輸的可靠性和安全性。第四，在運行功率的提升上，借助功率較大的發射機進行輔助。或者嘗試使用增益高的發射天線來減少對信號的干擾，對其干擾性進行一定弱化。第五，為了保證交調干擾現象不會發生，可以對上行功率進行合理調控，讓參與其中的每個設備都有一定的回退和余量。5.2減少對地球站的干擾。第一，對極化器、天線和設備進行全面檢查，查看極化器、天線有沒有出現偏差情況，設備的運行情況如何，有沒有被干擾到。第二，對制度進行一定完善，強化工作人員信號安全傳輸意識。在出現問題時，為了保證工作人員能夠良好解決，應事先做好應急處理計劃，全方位保障系統安全，就算出現任何突發情況，工作人員也能夠妥善處理。第三，對每一個節點進行測試。對存在問題的節點故障逐一排查，找出干擾源所在，及時對設備進行更換。第四，針對被干擾用戶，對其功率和極化進行重新標定，第五，在對地球站進行選址時，要對周邊環境做好電磁檢測工作，盡可能對電磁進行屏蔽。5.3避免空間段受到干擾。第一，為了保證鄰星不被干擾，必須對干擾源進行細致分析，對鄰星信號和被干擾衛星進行嚴格檢測。在查出干擾源之后，采取各種措施來減少干擾。第二，假設在空間內部發現干擾源的話，則要對空間進行監測，及時找出問題并上報，由上級委派專業人員進行處理。第三，為了保證鄰信道不被干擾，要準確找出干擾源，使轉發器在工作時處于一個可進可退的狀態，減少交替干擾。如果在一個轉發器中存在多個用戶，則需要相互之間做好交流和監督工作，在保證鄰信道不受到干擾的同時轉發器運行正常。5.4避免對地球站造成影響。就目前來說，地面上現存若干種干擾因素。在對天線進行架設時，首先要考慮到環境因素。第一，明確干擾源，精準分析，做好相應的防控措施。在高頻頭的選擇上以靈敏度為第一要求，為信號接收質量提供保障。第二，在選擇區域時，要盡量空曠，與電磁場保持一定的距離。第三，如果出現信號被高強度微波所干擾的情況，為了信號不會被持續干擾，可以移動接收站。第四，出現全波段干擾時，可以運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。應該切實運用一些措施來保證衛星能夠正常通信，避免出現持續性干擾的情況，削弱自然因素對信號傳輸造成的不利影響。第一，針對日凌情況，要事先做好預防準備，通過地面備份、雙星備份等方式使信號的干擾性有所弱化。由于日凌現象的發生是必然的，能做的就是竭盡全力把損失降到最低，讓衛星能夠通信正常。第二，針對雨衰情況，要對地球站中的天線仰角進行調整，保證其沒有積水。第三，針對星蝕情況，要對衛星供電系統進行優化。在供電上，選擇使用備用電源，保證衛星在不對信號產生影響的前提下能夠正常通信[5]。

參考文獻：

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

[2]王麗麗.關于廣播電視衛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.電視直播信號衛星傳輸的干擾因素及應對措施[J].科技傳播,2018,10(5):64-65.

[4]路旭濤.影響廣播電視衛星傳輸的因素及應對措施[J].科技傳播,2018,10(19):66-67.

[5]楊瀚澤.廣播電視衛星傳輸的干擾因素與應對措施[J].電子技術與軟件工程,2019,152(6):54-55.

作者:覃英雄 單位:廣西廣播電視技術中心百色分中心