卫星通信对广播电视传输发射影响分析

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摘要：本文介绍了在广播电视传输发射中卫星通信方式是一种重要的通信方式，与传统的传输方式相比有许多优点，但也有不足，通过对卫星通信方式卫星轨道、使用频段、传输方式的研究，总结了优点，发现了不足，提出了未来可以发展的方向。

关键词：卫星通信；广播电视；优点不足

1引言

利用对地静止同步轨道上的人造地球卫星作为中继站，在地球上建立地球站，进行地球上通信的设想是1945年英国物理学家ArtherC.Clarke在《无线电世界》杂志上发表“地球外的中继”一文中提出的，这是一个创新的思想，并在60年代成为现实。广播电视传输发射有很多种方式，从最初的地面无线传输、有线传输发展到利用宇宙空间的卫星通信，各种传输方式相互结合，让广播电视节目不仅可以在本市、本省、本国传播，甚至可以在全世界传播。卫星通信作为广播电视节目的重要传输方式，拥有很多优点，也是前景最好的传输方式，卫星通信的发展能够推动广播电视的发展，把电视节目传到各家各户。

2卫星通信介绍

卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站之间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统主要由卫星和地球站两部分组成，地球站是信号处理以及发射的主要部分。卫星通信使用的主要频段有1GHz左右频段（L波段），主要用于军事通信、移动通信和广播电视节目传输业务；2GHz频段（S波段），主要用于移动通信和广播卫星业务；4GHz~6GHz频段（C波段），主要用于国际和国内卫星通信，以及广播电视节目传输业务；11GHz~14GHz频段（Ku波段），主要用于通信和广播电视传输业务；20GHz~30GHz频段（Ka波段），主要用于高速卫星通信、VSAT业务、个人卫星通信等新业务。现在广电行业多用C波段与Ku波段，两者相比，Ku波段卫星不容易受地面微波等同频干扰，C波段卫星受到同频干扰比较严重；Ku波段卫星比C波段接收效率高，可以降低天线尺寸，降低接收成本，方便个体接受；Ku波段卫星比C波段卫星系统设备简单；Ku波段卫星受雨衰影响较大，远远大于C波段雨衰。通过比较发现Ku波段卫星优点明显，缺点可以弥补，因此Ku波段卫星是发展趋势和方向。

3卫星通信影响与比较

卫星通信是微波中继通信的一种特殊形式，地球地面的微波中继通信主要利用微波站作为中继，而卫星通信创新地利用人工发射到太空的卫星作为中继站进行微波通信，大大提高了通信效率和通信覆盖面，这个通信方式与其他传统传输方式较大的差异意味着它也会有较大的优点以及普通传统方式不会有的缺点，虽然卫星通信优点明显，但也不意味着它就可以替代其他传输方式，反而其他传输方式和卫星通信方式可以互补优缺点，多种传输方式灵活利用才能更好地为广播电视行业服务。

3.1优点

卫星通信与传统传输网络相比有更多的优点，将通信卫星作为中继站可以实现距离高达18100km的通信，虽然传统传输方式例如光缆、电缆、微波也可以实现较远距离的通信，但和卫星通信的距离是无法相比的；随着通信距离的增加和通信站之间的自然条件的不同，传统传输网络会需要较高的通信费用和建站费用，而卫星通信所需的费用并不随着通信距离远近等因素而变化，卫星通信的费用只有设计制造发射卫星以及建地球站的费用，而传统传输方式例如光缆，随着距离增加，每米光缆也都是增加的费用；卫星通信的方式很灵活，它是广播方式工作，通过多址连接方式可以实现多址通信，即一颗卫星可以连接其覆盖范围内的任意一个或者多个地球站，所连接的地球站也可以实现双边通信甚至多边通信，这与其他传统传输方式有很大的不同，传统传输方式一般为点对点的通信，因此卫星通信提供了一个通信网络，具有高效性和灵活性；卫星通信覆盖范围大、覆盖能力强，其能与卫星天线波束覆盖区域内任意一点进行通信，且不受自然环境条件和时间的限制；卫星通信的容量很大，其所用的频段带宽宽，能够容纳多种业务传输；卫星通信机动性比较好，传统传输方式在受到地面灾害时影响较大，例如当遇到毁灭性地震时，传统的传输方式会几乎完全失效，而卫星通信能够实现卫星移动通信和应急通信，并且在发生战争时可以利用应急车辆作为移动站进行卫星通信；卫星通信可靠性高，通信质量好，在海缆修复期，为了继续传输信号，卫星通信可作为支撑系统。

3.2不足

卫星通信有很多相较于传统传输方式较大的优点，但其也有很多不足。卫星通信的信号要传输相当远的距离，从地球表面到太空再从太空返回到地球表面，时延大，而且还有机器设备对数字信号的处理过程，延时还会增加；通信卫星3颗就可以覆盖整个地球，但高纬度地区无法覆盖，因此高纬度地区无法实现卫星通信，如图1所示；对地静止轨道上并非只要有空间就可以发射一个卫星的，为了避免卫星之间信号互相干扰，卫星之间应该保持一定的距离，因此对地静止轨道上能够存在的卫星数有限；在太空中因为太阳、地球和通信卫星之间的空间距离会产生不同的影响，在每年的春分和秋分前后，地球赤道与地球围绕太阳旋转运动的轨道面重合，在地球站当地中午前后的一段时间内，太阳、卫星和地球会处于一条直线，卫星位于太阳与地球的中间，地球站的天线在对准卫星的同时也就对准了太阳，而太阳是一个巨大的干扰源，卫星的输出信号会被太阳的辐射噪声覆盖，从而发生卫星通信中断，这种现象称为日凌现象，而在春分和秋分前后22天里，在地球站所处地区的午夜前后，太阳、地球和卫星位于同一条直线，地球位于太阳和卫星之间，此时卫星位于地球的阴影中，卫星上的太阳能电池无法使用，只能使用蓄电池进行供电，这种现象称为星蚀。日凌和星蚀是地球、卫星和太阳所处位置不同，每年都会发生的现象，如图2所示；一颗卫星可以服务一片区域，但一颗卫星的造价成本较高，虽然近年来发射卫星技术趋于成熟，但也会有一定概率发射失败，卫星设计也需要人力物力和时间的大量投入，而卫星的寿命不是很长，一般是几年到十几年，因此使用卫星通信需要承担发射失败的风险，以及需要做好替补寿命到期卫星提前设计制造的准备工作。

4结论

卫星通信是广播电视传输的一个重要且不可或缺的方式，它的很多特点以及优点在广播电视节目传输中不可替代。卫星通信是发展的趋势，同时发展卫星也是未来国际竞争的一个热点。未来卫星通信发展方向可以从以下4点入手：开发利用新的频段，高效利用现有频段；提高卫星通信网的网络安全；创新设计更高寿命的卫星；通过积极发射卫星抢占有限的静止轨道星位点资源。总之卫星通信的发展使广播电视行业发展，广播电视行业要求卫星通信继续发展创新。

参考文献：

[1]夏克文,张更新,甘仲民.卫星通信[M].西安电子科技大学出版社,2008.12.

[2]朱立东,吴廷勇,卓永宁.卫星通信导论（第3版）[M].电子工业出版社,2009.11.

作者：陈晓锦 单位：国家广播电视总局542台