廣播電視衛(wèi)星傳輸影響因素

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摘要通過(guò)對(duì)衛(wèi)星廣播電視傳輸過(guò)程中常見(jiàn)的干擾因素進(jìn)行梳理，并總結(jié)出應(yīng)對(duì)措施，以和廣大從事廣播電視衛(wèi)星通信的同仁進(jìn)行探討，希望對(duì)廣播電視安全播出及運(yùn)行維護(hù)具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞廣播電視；衛(wèi)星通信；干擾分析；應(yīng)對(duì)措施

1影響因素及應(yīng)對(duì)措施

1.1節(jié)目信號(hào)源

河南省廣播電視發(fā)射臺(tái)目前負(fù)責(zé)六套廣播和一套電視節(jié)目傳輸發(fā)射。電臺(tái)、電視臺(tái)、地球站分布在不同的地方，廣播電視播出前端通過(guò)光纖等方式把信號(hào)源傳送至地球站。地球站通過(guò)適配器將環(huán)路網(wǎng)中傳輸?shù)腄S3信號(hào)轉(zhuǎn)換成符合DVB的ASI信號(hào)。目前城市框架發(fā)展較快，道路施工頻繁，時(shí)有挖斷光纖從而大規(guī)模影響廣播電視播出。局臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)過(guò)論證在三個(gè)網(wǎng)點(diǎn)架設(shè)了SDH環(huán)路網(wǎng)，充分利用該環(huán)網(wǎng)的斷點(diǎn)自愈功能，最大限度地保障了信號(hào)源的傳輸。為了進(jìn)一步提升信源保障，在安全播出前期，又單獨(dú)架設(shè)一路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖，作為第三路信源。廣播電視信號(hào)分別接入廣播、電視切換開關(guān)（主、備），該自動(dòng)切換開關(guān)具有三路信源選擇輸入，多路輸出接口，斷電直通功能。以上幾個(gè)環(huán)節(jié)的合理配置，最大限度解決了信源傳輸過(guò)程異常對(duì)廣播電視安全播出的影響。

1.2地球站站內(nèi)設(shè)備

地球站的主要功能是將廣播電視信號(hào)打包復(fù)用、調(diào)制、上變頻、高功放放大通過(guò)天線發(fā)射至衛(wèi)星。所以站內(nèi)任何一臺(tái)設(shè)備故障或者人為的某種誤操作，都會(huì)影響廣播電視的安全播出。因此我們臺(tái)站經(jīng)過(guò)充分論證，建設(shè)初期引入了主備播出系統(tǒng)四條交叉式的鏈路設(shè)計(jì)，在調(diào)制器、上變頻器、高功放、播出天線等環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)了可手動(dòng)及自動(dòng)切換開關(guān)，增加了設(shè)備穩(wěn)定性、可靠度。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理及切換操作的自動(dòng)化，設(shè)計(jì)了地球站播控管理系統(tǒng)，該網(wǎng)管系統(tǒng)的引入，實(shí)現(xiàn)了各設(shè)備的統(tǒng)一管理。該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，安全穩(wěn)定性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)上行播出設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備故障報(bào)警并進(jìn)行自動(dòng)切換，縮短了故障處理時(shí)間，減小了值班員工作壓力，提升了安全播出保障能力。

1.3日凌

同步衛(wèi)星位于離地球赤道上空約36000km的軌道位置上，與地球保持同步轉(zhuǎn)動(dòng)。每年春分和秋分前后，如果太陽(yáng)、衛(wèi)星和地面接收天線恰巧在一條直線上，由于太陽(yáng)產(chǎn)生的電磁波頻譜很寬，因此對(duì)地面站來(lái)說(shuō)，該電磁波是一個(gè)巨大的噪聲源，對(duì)其所接收的衛(wèi)星信號(hào)造成干擾從而使接收鏈路嚴(yán)重惡化甚至中斷，這種現(xiàn)象稱為日凌。日凌是一種正常的自然現(xiàn)象。日凌發(fā)生的日期和時(shí)間與地球站所處的地理位置和其接收天線的電氣特性有關(guān)。對(duì)一個(gè)地球站來(lái)講，其日凌持續(xù)時(shí)間從太陽(yáng)進(jìn)入其天線3dB波束寬度開始，以離開其3dB波束寬度結(jié)束。因此，地球站的日凌持續(xù)時(shí)間與其接收頻率和天線口徑大小有關(guān)。日凌是衛(wèi)星通信系統(tǒng)遇到的一種無(wú)法避免的自然現(xiàn)象，但日凌只影響地球站的下行鏈路，不影響其上行鏈路。為保證衛(wèi)星通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，衛(wèi)通公司以及各地球站會(huì)根據(jù)所處的經(jīng)緯度、工作天線的仰俯角、方位角以及天線的直徑預(yù)算出受日凌影響的具體日期和時(shí)間，值班人員提前五分鐘將抗干擾功率自動(dòng)增益系統(tǒng)置于手動(dòng)狀態(tài)，在結(jié)束后五分鐘重新恢復(fù)為自動(dòng)狀態(tài)，這樣能有效避免因日凌現(xiàn)象造成的誤提升功率而影響同轉(zhuǎn)發(fā)器其它地球站安全播出。

1.4雨雪衰

電磁波經(jīng)衛(wèi)星天線鍋面輻射傳輸至衛(wèi)星，勢(shì)必經(jīng)過(guò)大氣層等自由空間，當(dāng)電磁波穿過(guò)降雨區(qū)域空間時(shí)，雨滴會(huì)對(duì)電磁波產(chǎn)生較大的吸收和散射，造成不同程度的衰減，該現(xiàn)象稱為雨衰。衰減的大小與降雨雨珠的直徑和發(fā)射頻率（電波波長(zhǎng)）有直接關(guān)系，當(dāng)波長(zhǎng)和雨珠直徑越接近時(shí)衰減越大。雨衰對(duì)KU波段的影響大于C波段。降雨會(huì)導(dǎo)致高頻頭潮濕或者進(jìn)水，將直接影響到地面接收用戶的接收效果，所以日常維護(hù)工作中要及時(shí)檢查天線高頻頭防水情況。河南地處我國(guó)北中部，冬季降雪較為明顯，降雪如同降雨一樣，對(duì)KU波段的影響大于C波段。但當(dāng)天線積雪較厚或者將要融化時(shí)，天線表面的冰渣顆粒形成不規(guī)則的堆積，造成天線饋源及主反射面拋物線系數(shù)改變，對(duì)電磁波產(chǎn)生不同的散射及吸收，從而導(dǎo)致天線口面電磁場(chǎng)分布不均勻，大幅降低天線的增益。當(dāng)天線積雪造成河南省廣播電視發(fā)射臺(tái)接收信號(hào)電平小幅下降時(shí)，可以通過(guò)提升高功放的發(fā)射功率進(jìn)行增益補(bǔ)償。為此，河南省廣播電視發(fā)射臺(tái)自行開發(fā)研制了可視化衛(wèi)星天線自動(dòng)除雪系統(tǒng)，該系統(tǒng)借助于消防水炮及多方位外置的攝像頭，通過(guò)控制電路控制水路電磁閥，由值班員在控制機(jī)房通過(guò)遠(yuǎn)控模式控制水炮的方向?qū)μ炀€鍋面及饋源進(jìn)行自動(dòng)噴射高壓水柱，另該系統(tǒng)還有本控、平臺(tái)等多種模式，以應(yīng)對(duì)應(yīng)急情況的除雪方式，可快速高效清除天線鍋面積雪，有效降低雪衰對(duì)信號(hào)發(fā)射及接收的影響。

1.5本地不明干擾

河南省廣播電視發(fā)射站使用C波段衛(wèi)星通信，更容易受到地面空間微波、雷達(dá)以及工業(yè)電磁噪聲等的干擾。河南省廣播電視發(fā)射臺(tái)距離軍用機(jī)場(chǎng)較近，且機(jī)載雷達(dá)使用的頻率與我站下行接收的4G頻率較為接近，極易串入下行鏈路造成本地接收干擾。如遇到本地干擾時(shí)，功率誤提升操作頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)甚至影響同轉(zhuǎn)發(fā)器其他省份，對(duì)安全播出造成極大的影響。為了更好地了解本地干擾，查找干擾原因，我們提出了異地抗干擾解決方案，在局監(jiān)測(cè)中心安裝主、備兩臺(tái)異地抗干擾系統(tǒng)專用衛(wèi)星接收機(jī)，用于解碼衛(wèi)星下行監(jiān)測(cè)信號(hào)，然后提取接收機(jī)載噪比、信號(hào)電平等參數(shù)，并將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，通過(guò)SDH環(huán)網(wǎng)光纖E1口（2Mbps帶寬）傳送至地球站。在接收端將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)還原為串口數(shù)據(jù)，接入河南省廣播電視發(fā)射臺(tái)功率自動(dòng)增益系統(tǒng)。目前，系統(tǒng)已運(yùn)行一段時(shí)間，成功解決了本地干擾引起的誤提升功率操作。減輕了值班人員的工作壓力，同時(shí)也避免了對(duì)同轉(zhuǎn)發(fā)器其它臺(tái)站的影響，極大地提高了河南省廣播電視發(fā)射臺(tái)安全播出保障水平。

1.6非法干擾

目前廣播電視衛(wèi)星節(jié)目覆蓋屬于公益事業(yè)，所以衛(wèi)星的軌道位置、本振頻率、節(jié)目下行頻率均屬于公開參數(shù)。地球站上行信號(hào)極易受到非法干擾，會(huì)造成接收信號(hào)突然出現(xiàn)黑屏或者非法的圖像、聲音、文字等。2004年11月份等邪教組織蓄意對(duì)亞洲3S通信衛(wèi)星多個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行非法干擾，導(dǎo)致多家電視節(jié)目受到不同程度的干擾，最終衛(wèi)通公司不得已臨時(shí)關(guān)閉受影響的轉(zhuǎn)發(fā)器，嚴(yán)重影響了廣大用戶的正常收聽收看。為了有效應(yīng)對(duì)非法干擾，地球站最有效、最簡(jiǎn)單的辦法就是加大發(fā)射功率，以提高有效信號(hào)功率電平。全國(guó)地球站均引入了抗干擾功率自動(dòng)增益系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)來(lái)自三部不同接收天線信號(hào)及其載噪比進(jìn)行實(shí)時(shí)分析比對(duì)，當(dāng)三個(gè)接收信號(hào)的載噪比同時(shí)低于預(yù)先設(shè)定的下限門限值且系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)的自環(huán)耦合畫面正常時(shí)，控制系統(tǒng)認(rèn)為播出的空間鏈路存在干擾，從而發(fā)出指令，完成提升功率的抗干擾操作，極大提升了河南省廣播電視發(fā)射臺(tái)的安全播出保障水平。

1.7衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器故障

衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器作為地球站和地面接收站的中繼站，也存在自身故障，會(huì)引起廣播電視通信中斷。受太陽(yáng)、月亮、地球3個(gè)方面引力的影響，同步衛(wèi)星會(huì)在一個(gè)與地球赤道平面夾角始終變化的軌道上運(yùn)行，從地面看，衛(wèi)星在太空呈8字形漂移。如果有異常，衛(wèi)通公司會(huì)在第一時(shí)間發(fā)出指令進(jìn)行修正控制等。2009年2月9日，用于廣播電視通信的中星6B衛(wèi)星突發(fā)故障，導(dǎo)致用戶中斷約40分鐘。因此，各地球站需要時(shí)刻關(guān)注自臺(tái)播出節(jié)目以及同轉(zhuǎn)發(fā)器衛(wèi)星節(jié)目是否正常，以此來(lái)判斷共用的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器狀況。各臺(tái)站制定完善的應(yīng)急預(yù)案，以時(shí)刻響應(yīng)衛(wèi)通公司等上級(jí)部門應(yīng)對(duì)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器故障進(jìn)行的轉(zhuǎn)星工作。

2結(jié)論

隨著人民群眾生活質(zhì)量的進(jìn)一步提高，廣播電視節(jié)目成為人民生活不可或缺的一部分，高質(zhì)量保證廣播電視傳輸播出尤為重要。文章針對(duì)以上幾種影響衛(wèi)星廣播電視傳輸?shù)囊蛩丶皯?yīng)對(duì)措施，望與廣大讀者共同分析探討，以促進(jìn)廣播電視衛(wèi)星事業(yè)的積極發(fā)展。

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作者：路旭濤 單位：河南省廣播電視發(fā)射臺(tái)