卫星传输的优势和技术细节

图9-46　卫星广播电视传输

广播系统中电视节目由电视台通过卫星电视地面发射站，用定向卫星天线通过上行频率（f1）向太空中的卫星电视发射电视信号，卫星电视转发器接收到来自地面的电视信号后，经过放大、变换等一系列处理，再用下行频率（f2）向地面服务区转发电视信号。这样，服务区众多的地面卫星电视接收站便可接收到电视台发出的电视节目。通常一颗卫星电视上装有24个以上的转发器，每个转发器可以转发一套模拟电视节目或4～10套经数字视频压缩的电视节目，如图9-46所示。

（一）卫星传输的优点

利用卫星传输广播电视节目是卫星应用技术的重大发展，卫星广播电视传输同现在常用的电缆通信、微波通信等相比，有较多的优点，因而被用于高质量的电视、广播信号的传送，特别是远距离的电视信号传送，如体育比赛、会议、新闻等实况的传送。卫星广播电视传输具体优势表现在以下几个方面：

1.传播距离远，覆盖面积大

同步通信卫星可以覆盖最大跨度达18000km的区域。在这个覆盖区的任意两点都可通过卫星进行通信，而微波通信一般是50km左右设一个中继站，一颗同步通信卫星的覆盖距离相当于300多个微波中继站。

2.卫星广播电视传输路数多、传输容量大

早期卫星采用C波段频率，随着技术的发展，又开始利用Ku波段（12GHz频段）的频率资源，使可用频带又大大地扩展。一颗现代通信卫星，可携带几十个转发器，可提供几十路电视和成千上万路电话。

3.卫星广播电视传输信道特性稳定，可靠性高

由于电波主要在大气层的外层——宇宙空间传播，而宇宙空间是接近真空的，可看作为均匀媒质，故电波传播特性相当稳定，不受地理条件和气象的影响，可获得高质量的通信信号。

4.卫星广播电视传输运用灵活、适应性强

它不仅能实现陆上任意两点间的通信，而且能实现船与船、船与岸上、空中与陆地之间的通信，它可以组成一个多方向、多点的立体通信网。

5.成本低

在同样容量、同样距离的条件下，卫星广播电视传输和其他通信设备相比，耗费的资金少，卫星广播电视传输系统的造价并不随通信距离的增加而提高，随着设计和工艺的成熟，成本还在不断降低。

卫星电视广播系统主要由四部分组成：上行发射站、星载转发器、测控站、地球接收站。上行发射站把节目制作中心送来的信号（可以是数字电视信号、数字广播、视频、音频、中频信号等）加以处理，经过调制，上变频和高功率放大，通过定向天线向卫星发射上行C、Ku波段信号；同时也接收由卫星下行转发的微弱的微波信号，监测卫星转播节目的质量。星载转发器用于接收地面上行站送来的上行微波信号（C波段为6GHz，Ku波段为14GHz），并将它放大、变频、再放大后，发射到地面服务区内。因此，星载转发器实际上是起一个空间中继站的作用，它应以最低附加噪声和失真传送电视广播信号。地面接收站接收来自卫星的信号，经过低噪声放大，下变频为中频信号、中频信号经过解调后得到基带信号，分别送到视频恢复电路和伴音解调电路，重新得到正常的视频信号和伴音信号，直接送到电视监视器或电视机，重现彩色图像和重放伴音，也可以重新调制到电视频道上传送给用户。

（二）卫星电视频道

由国际电联分配给卫星广播业务使用的频段共有6个，如表9-4所示。

表9-4　卫星广播业务使用的频段

续表

表9-4中后三个较高频段（Ka、Q、W波段）在技术上尚不成熟，因此，目前在卫星电视广播中使用的只有前三个较低频段，即L、S、Ku频段。(www.xing528.com)

由于我国卫星电视广播开始时使用的是通信卫星，因此使用了用于通信业务的C频段。后来，又开启了Ku频段。我国在C和Ku频段内可以使用的上行频率和下行频率的范围如表9-5所示。

表9-5　卫星广播业务使用的上行频率和下行频率

为了充分利用各频段内的无线电频谱，并防止互相干扰，通常将频段分成若干个频道。划分频道时，要确定每个频道的带宽，还要确定相邻频道的间隔及频段两端的保护带。Ku频段和C频段的频道划分如表9-6所示。

表9-6　C/Ku频段频道划分

续表

（三）卫星电视传输原理

在数字技术未成熟和普遍应用之前，卫星电视是利用C频段或Ku频段的通信转发器来传输模拟广播电视信号。对于模拟传输，信道调制一般可采用调幅（AM）或调频（FM）两种方法。地面开路模拟电视广播信道调制采用的是调幅制中的残留边带调幅（VSB），这种调制方法的特点是频带利用率高，但发射效率低、抗干扰能力差，所以不适宜用于卫星电视信号的传输。因此，卫星模拟广播电视采用发射效率高、抗干扰能力较强的调频制。

1.发送端原理

模拟卫星电视系统发送端的构成如图9-47所示，它主要包括基带处理、中频调制及射频处理三个部分。

图9-47　模拟卫星电视系统发送端原理框图

图9-48　卫星电视基带信号频谱

在基带处理部分，输入的视频信号与调频之后的音频信号相加，形成基带信号，其频谱如图9-48所示。

基带信号经过预加重和视频放大之后送入中频调制器。

中频调制器采用调频方式。由于调频信号在解调时高频端的信噪比会下降，因此，需要用预加重电路来改善信噪比。中频调制器是用基带信号对70MHz的载波进行调频。

在射频处理部分，中频信号进行上变频后变为适合卫星信道传输的频段，然后经过高频功率放大后送往天线发射。

目前，我国卫星电视全部采用数字信号传输。

2.接收端原理

后面相关章节介绍。