[通信工程電子信息工程信息工程論文]衛(wèi)星電視信號(hào)傳輸?shù)母蓴_與抗干擾論文

1、 衛(wèi)星電視信號(hào)傳輸?shù)母蓴_與抗干擾畢業(yè)論文二零一零年五月目錄第一章 緒論51.1導(dǎo)言51.2衛(wèi)星數(shù)字電視廣播簡介5第二章 自然現(xiàn)象的影響92.1降雨的影響92.2.降雪的影響92.3.日凌現(xiàn)象的影響102.4星蝕的影響112.5電離層閃爍現(xiàn)象的影響112.6太陽磁暴現(xiàn)象的影響12第三章 衛(wèi)星信號(hào)間的干擾影響123.1鄰星干擾123.2極化干擾133.3相鄰載波間的干擾133.4轉(zhuǎn)發(fā)干擾和FM干擾133.5交調(diào)干擾133.6雜散干擾143.7人為干擾143.7.1無意干擾143.7.2有意干擾14第四章 影響上行傳輸系統(tǒng)方面的因素15第五章 影響下行接收系統(tǒng)方面的因素16第六章 抗干擾措施186.

2、1關(guān)于通信衛(wèi)星186.2關(guān)于地球上行站19結(jié)束語21致 謝22參考文獻(xiàn)23摘要本文對包括自然現(xiàn)象的影響、衛(wèi)星信號(hào)間的干擾、上行傳輸系統(tǒng)及下行接受系統(tǒng)的不完善等因素，造成衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播（DVB-S）信號(hào)傳輸?shù)挠绊戇M(jìn)行了系統(tǒng)的分析，并提出了相應(yīng)對策。關(guān)鍵詞：衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播 傳輸質(zhì)量標(biāo) 影響因素AbstractThis paper includes natural imagination, satellite signal interference between uplink transmission system, and accept the imperfect system downwa

3、rd factors，Digital video broadcast caused by satellite (dvb-s) signal transmission of system analysis, and put forward countermeasure.Keywords: satellite digital video broadcast transmission quality standard factors.第一章 緒論1.1導(dǎo)言衛(wèi)星數(shù)字電視具有覆蓋范圍大、傳輸質(zhì)量高、節(jié)約了衛(wèi)星資源、不受地理?xiàng)l件限制、通信頻帶寬、容量大的優(yōu)點(diǎn)，提高了廣播電視的人口覆蓋率，有力的推動(dòng)了廣播電

4、視事業(yè)的發(fā)展。雖然衛(wèi)星數(shù)字電視視頻廣播具有很多優(yōu)點(diǎn)，但是衛(wèi)星通信受自身特點(diǎn)的限制和環(huán)境的影響，不可避免的存在各種干擾，特別是其開放式的系統(tǒng)，使用透明轉(zhuǎn)發(fā)器，更容易受到一些不可預(yù)見的惡意干擾，其信號(hào)的傳輸也容易受到其他因素的影響和干擾，造成信號(hào)傳輸質(zhì)量的下降甚至中斷。以下對影響衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播（DVB-S）信號(hào)傳輸?shù)闹饕蛩胤謩e予以說明。1.2衛(wèi)星數(shù)字電視廣播簡介衛(wèi)星數(shù)字電視廣播就是利用靜止衛(wèi)星上的大功率轉(zhuǎn)發(fā)器向特定的地區(qū)傳送廣播電視信號(hào)，用戶通過相應(yīng)的接收設(shè)備直接觀看電視或者收聽相應(yīng)的節(jié)目。同步衛(wèi)星位于赤道上空約35786km的高空，一顆衛(wèi)星的視區(qū)可達(dá)全球面積的42.4，三顆衛(wèi)星可覆蓋全球，由

5、于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器是利用定向天線把電波聚集成窄波束，能比較均勻的輻射到覆蓋區(qū)域內(nèi)，服務(wù)區(qū)中心和邊遠(yuǎn)地區(qū)的電場一般相差2-4dB，同時(shí)在服務(wù)區(qū)域內(nèi)不受地理?xiàng)l件的限制，是解決邊遠(yuǎn)地區(qū)和山區(qū)的電視覆蓋的最好辦法。特別是我國幅員遼闊，地域復(fù)雜，用一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器就能均勻地覆蓋整個(gè)國土。衛(wèi)星數(shù)字電視廣播采用的是調(diào)頻，因而抗干擾能力強(qiáng)，輸出信噪比高，失真小；工作頻率高，受工業(yè)干擾、無線電波等干擾較小，而且可實(shí)現(xiàn)較寬的工作頻段。如：Ku頻段（11.7-12.2）GHz、寬度達(dá)500MHz，能容納24個(gè)模擬頻道，每個(gè)頻道寬可達(dá)27MHz；衛(wèi)星電視天線發(fā)射的波束窄，而且是直接視線接收，不存在向地面電視廣播那樣多次中轉(zhuǎn)和變換

6、帶來的失真以及信噪比下降的情況，信號(hào)比較穩(wěn)定。并且其投資少、成效高，根據(jù)亞洲廣播聯(lián)盟（AUB）估算，如果覆蓋1000萬平方公里的面積與微波中繼線路相比，總投資要節(jié)約60。我國只需要一顆衛(wèi)星即可覆蓋全國，而相同條件下則需要架設(shè)100米高的電視塔2400座和更多的微波中繼站，而且衛(wèi)星傳播還可以減少大量維護(hù)人員。衛(wèi)星數(shù)字電視廣播系統(tǒng)主要有上行地球站、廣播衛(wèi)星、衛(wèi)星電視接收站、衛(wèi)星測控站四大個(gè)主要部分組成。下面是衛(wèi)星數(shù)字電視廣播系統(tǒng)組成示意圖。 衛(wèi)星數(shù)字電視廣播系統(tǒng)組成示意圖衛(wèi)星電視接收天線地面接收站基本上可以分為室外部分、室內(nèi)部分兩大部分。如圖所示 以下是常見的衛(wèi)星電視接收器圖：大型衛(wèi)星電視接收天線

7、家庭使用的衛(wèi)星電視接收天線 下面是衛(wèi)星數(shù)字電視接收機(jī)及其工作示意圖：第二章 自然現(xiàn)象的影響衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)是一個(gè)開放的通信系統(tǒng)，其傳輸鏈路很容易受到外部自然條件的影響，比如降雨、降雪、日凌、電離層閃爍、太陽磁暴等。2.1降雨的影響當(dāng)電波穿過降雨的區(qū)域時(shí)，雨滴會(huì)對電波產(chǎn)生吸收和散射，造成衰減，簡稱雨衰。雨衰的大小與雨滴的半徑和波長的比值有關(guān)，電磁波的波長和雨滴的直徑越接近衰減越大。實(shí)測結(jié)果表明雨滴的直徑約在0.25-0.3cm之間，在Ku波段內(nèi)，電波的波長在2.5cm左右，因此在Ku波段雨衰的影響是比較大的，為降低雨衰的影響，在進(jìn)行衛(wèi)星通信時(shí)盡可能選擇使天線處于高仰角的衛(wèi)星，這樣可以減少降雨

8、時(shí)電波穿越的雨區(qū)距離；而在C波段，因波長在7.5cm左右，波長大于雨滴的直徑，故雨衰比較小，但是在降雨量大的地區(qū)，如海南、廣州等南方城市，處于高仰角天線的主反射面會(huì)因暴雨而形成的積水對電波造成很大的吸收損耗，特別是上行，即使C波段也會(huì)超出正常的控制范圍，解決辦法只有在天線主反射面底部鉆孔加快積水的排放。降雨不僅會(huì)衰減電磁波，還會(huì)引起噪聲溫度的增減和去極化的發(fā)生，影響到接收信號(hào)的載噪比及導(dǎo)致交極化信號(hào)的相互干擾加大。 云霧引起的衰減比降雨衰減小的多，但對接收Ku頻段信號(hào)的小口徑接收站來說，這也許已經(jīng)超過或者介于其接收設(shè)備的余量了。2.2.降雪的影響一般情況下，除非是暴雪，降雪對Ku及其以下頻段的

9、衛(wèi)星信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生明顯的衰減（饋源上不能有太厚的積雪 ），但在化雪的過程中，對于C波段及Ku波段的衛(wèi)星信號(hào)的傳輸都是明顯的。在化學(xué)過程中，天線饋源及主反射面凹凸不平的積雪對電磁波產(chǎn)生強(qiáng)弱不同的散射和吸收，嚴(yán)重地破壞了衛(wèi)星天線口面場分布函數(shù)的均勻性，大大降低了天線的增益，同時(shí)也增大了天線的噪聲溫度，上行線路EIRP值或接收系統(tǒng)的G/T值均會(huì)因此大大減少，影響了衛(wèi)星信號(hào)的傳輸質(zhì)量。由于自然化雪持續(xù)時(shí)間一般比較長，對天線的增益影響顯著，因此無論是上行站還是下行站，均須采取積極防范和應(yīng)對措施。2.3.日凌現(xiàn)象的影響每年春分和秋分前后，衛(wèi)星地球站所在地的每天中午時(shí)分，衛(wèi)星將處于太陽和地球之間的直線上。這時(shí)

10、衛(wèi)星地球站天線在對準(zhǔn)衛(wèi)星的同時(shí)也對準(zhǔn)太陽（如圖一所示），這樣太陽產(chǎn)生的強(qiáng)大的電磁波直接投射到地球站的天線上。由于太陽產(chǎn)生的電磁波頻譜很寬，因此對地球站來說，該電磁波是一個(gè)巨大的噪聲源，會(huì)對其所收的衛(wèi)星信號(hào)造成干擾從而使接受鏈路嚴(yán)重惡化甚至中斷，這種現(xiàn)象即稱為衛(wèi)星通信的“日凌現(xiàn)象”。日凌只影響衛(wèi)星的下行鏈路，發(fā)生時(shí)間和接收點(diǎn)的地理位置有關(guān)，日凌每天持續(xù)時(shí)間的長短有地球站接收天線的口徑?jīng)Q定，接受天的口徑越大，日凌持續(xù)時(shí)間就比較短；接收頻率高，日凌持續(xù)時(shí)間短。一般來說，春分時(shí)，緯度越高地區(qū)日凌開始和結(jié)束的日期越早，秋分時(shí)相反；若兩地經(jīng)度一樣，緯度相差3度日凌開始和結(jié)束的日期就會(huì)相差一天；若兩地緯度一

11、樣，經(jīng)度由西向東每增加2度日凌開始和結(jié)束的時(shí)間就會(huì)晚一天。日凌對接收信噪比的影響程度取決于太陽噪聲的大小、頻帶寬度及工作頻率的高低。太陽活動(dòng)高峰期日凌干擾最嚴(yán)重；工作頻帶越寬收到的噪聲越多，干擾也相對嚴(yán)重；工作頻率越高，噪聲強(qiáng)度也越大，例如：Ku頻段衛(wèi)星信號(hào)受日凌干擾程度比C波段嚴(yán)重。在日凌時(shí)刻，太陽光能的加溫還使前饋天線的高頻頭外殼溫度升高，必要時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)措施加以保護(hù)。 2.4星蝕的影響每年的春季和秋季，在每天的特定時(shí)間內(nèi)，衛(wèi)星將進(jìn)入地球的陰影區(qū)域，此時(shí)衛(wèi)星見不到陽光，太陽能電池不能提供電能，衛(wèi)星只能依靠蓄電池或燃料電池供電，這一階段稱作“星蝕期”。過去星蝕對衛(wèi)星通信的影響很嚴(yán)重，但現(xiàn)在衛(wèi)

12、星供電系統(tǒng)已經(jīng)有了很大的改進(jìn)，在衛(wèi)星蝕期備用電源足以保持衛(wèi)星的正常工作，因而不會(huì)對衛(wèi)星的通信造成影響。 2.5電離層閃爍現(xiàn)象的影響當(dāng)電波穿越電離層時(shí)，由于電離層結(jié)構(gòu)的不均勻性和隨機(jī)時(shí)變性，造成信號(hào)的振幅、相位、到達(dá)角等特性短周期的變化，形成電離層閃爍。電離層閃爍與工作頻率、地理位置和太陽活動(dòng)情況有關(guān)。3GHZ頻率以下，電離層閃爍是最為嚴(yán)重的電離層現(xiàn)象。通常，電離層閃爍最嚴(yán)重時(shí)發(fā)生在春分前后，較為嚴(yán)重在秋分前后，電離層閃爍現(xiàn)象通常持續(xù)30分鐘到數(shù)小時(shí)，發(fā)生的時(shí)間通常在日落后（18：00）至深夜（24：00）結(jié)束。雖然電離層閃爍主要發(fā)生在3GHz頻率一下，但在4GHz也有明顯的影響。據(jù)ITU統(tǒng)計(jì)，

13、在4GHz電離層閃爍可能造成超過10dB的峰峰值變化。地球上有兩個(gè)電離層閃爍較為嚴(yán)重的區(qū)域：磁赤道20度內(nèi)和高緯度區(qū)。我國長江以南地區(qū)以及長江以北的部分地區(qū)均屬于電離層活動(dòng)高峰區(qū)（見圖二），電離層閃爍現(xiàn)象在上述地區(qū)在春分和秋分前后在4GHz表現(xiàn)非常明顯，峰值超過10dB，但通常情況下，電離層閃爍雖然會(huì)造成信號(hào)質(zhì)量的下降，并不會(huì)造成電路的中斷。 圖二2.6太陽磁暴現(xiàn)象的影響近幾年太陽經(jīng)常發(fā)生強(qiáng)烈的耀斑爆發(fā)，地球上的通信等設(shè)施會(huì)因此受到部分干擾。與耀斑爆發(fā)相伴，太陽表面還會(huì)發(fā)生一股強(qiáng)大的日冕物質(zhì)噴射，噴射產(chǎn)生的帶電粒子流與地球磁場作用后可能會(huì)形成比較強(qiáng)烈的地磁暴，對衛(wèi)星運(yùn)行和通信等造成干擾，嚴(yán)重的

14、甚至?xí)剐l(wèi)星信號(hào)中斷。這幾種自然干擾是天文自然現(xiàn)象，無法避免的，但可以采取措施減少對衛(wèi)星信號(hào)通信的影響，如改進(jìn)衛(wèi)星供電系統(tǒng)就安全克服了衛(wèi)星星蝕造成的影響。第三章 衛(wèi)星信號(hào)間的干擾影響衛(wèi)星通信系統(tǒng)是一種開放系統(tǒng)，相對于其它通信方式較易受到干擾。當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)受到干擾會(huì)影響衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播信號(hào)的傳輸。衛(wèi)星間的干擾可以分為以下幾種：鄰星干擾、極化干擾、相鄰載波間的干擾、轉(zhuǎn)發(fā)干擾和FM干擾、交調(diào)干擾、雜散干擾、人為干擾等。3.1鄰星干擾隨著衛(wèi)星通信的高速發(fā)展，同步軌道衛(wèi)星越來越多，衛(wèi)星間隔由原來的5度左右降低到現(xiàn)在的2.5度左右，因此鄰星干擾在我們工作中會(huì)逐步增多。鄰星干擾可分為上行鄰星干擾和下行鄰星干擾

15、。1、上行鄰星干擾。鄰星系統(tǒng)個(gè)別用戶天線口徑小，上行電平過高，功率譜密度超出協(xié)調(diào)指標(biāo)，地球站的上行天線在指向自身衛(wèi)星的同時(shí)，其天線旁瓣同時(shí)指向被干擾衛(wèi)星，從而形成了對鄰星的干擾。2、下行鄰星干擾。被干擾衛(wèi)星和干擾衛(wèi)星（鄰星）具有重疊覆蓋區(qū)，在重疊覆蓋區(qū)，被干擾衛(wèi)星地球站在接受正常信號(hào)的同時(shí)，其旁瓣接收到鄰星信號(hào)。這種干擾與干擾衛(wèi)星的下行信號(hào)功率密度和被干擾地球站尺寸有關(guān)，隨被干擾地球站天線的尺寸的增加而減少。鄰星個(gè)別用戶載波下行電平過高或接收用戶天線未對準(zhǔn)，個(gè)別用戶追求小口徑天線也會(huì)存在鄰星下行干擾。3.2極化干擾極化干擾是衛(wèi)星通信最常見的干擾之一，即使經(jīng)過開通測試的滿足要求的地球站，隨著時(shí)間

16、的推移，也會(huì)由于各種原因造成極化隔離度下降，帶來極化干擾。例如：地球站天線指向誤差過大，也會(huì)帶來極化干擾；由于各種原因，造成極化器偏離原來的位置；造成極化干擾主要有下面幾個(gè)原因：地球站搬遷。任何地球站的搬遷均需要重新進(jìn)行開通測試，驗(yàn)證極化隔離度和功率電平等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。地球站天線指向誤差過大。極化器移位。由于各種原因，造成極化器偏離原來的位置。天線饋源口薄膜損壞，饋源進(jìn)去其他物質(zhì)。載波上行功率密度過大。即使地球站天線極化隔離度滿足要求，也會(huì)造成極化干擾。衛(wèi)星線路的極化隔離度包括發(fā)射極化隔離度和接收極化隔離度。發(fā)射極化隔離度由地球站發(fā)射極化隔離和衛(wèi)星天線接收極化隔離組成，接收極化隔離度由衛(wèi)星天線

17、發(fā)射極化隔離和地球站接收極化隔離組成。對于同一副天線，通常發(fā)射極化隔離最好時(shí)的極化角和接收極化最好時(shí)的極化角往往并不相同。因此，任何對天線的調(diào)整，都需要重新進(jìn)行極化確認(rèn)。 3.3相鄰載波間的干擾衛(wèi)星公司的操作文件中規(guī)定載波頻譜邊帶功率密度必須低于載波功率密度26dB，對于載波間（不同用戶間）的保護(hù)帶寬也有明確規(guī)定。實(shí)際操作中，由于在安排載波時(shí)，對載波間的保護(hù)帶安排不足，另外用戶個(gè)別載波功率太高，造成載波間的相互干擾。3.4轉(zhuǎn)發(fā)干擾和FM干擾轉(zhuǎn)發(fā)干擾和FM干擾是基于同一種原因的兩種不同的表現(xiàn)形式的同一類干擾。轉(zhuǎn)發(fā)干擾是由于地球站收發(fā)隔離不滿足要求，將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器，從而造成對整個(gè)轉(zhuǎn)

18、發(fā)器甚至相鄰轉(zhuǎn)發(fā)器的干擾。由于地面調(diào)頻廣播使用88MHz-108MHz，而相當(dāng)一部分地球站使用70MHz中頻，如果地球站與周圍環(huán)境隔離不好，地球站就有可能將地面調(diào)頻廣播帶到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器造成FM轉(zhuǎn)發(fā)干擾。3.5交調(diào)干擾又稱交叉調(diào)制。一個(gè)受調(diào)制的干擾（如干擾電臺(tái)）與信號(hào)同時(shí)作用于接收機(jī)，由于高放或變頻器的非線性作用，會(huì)將干擾的調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)移到信號(hào)載波上，而形成交叉調(diào)制，由此造成的干擾，稱交叉干擾。交調(diào)干擾包括由衛(wèi)星地球站產(chǎn)生的交調(diào)干擾和衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器產(chǎn)生的交調(diào)干擾兩部分。對于多載波使用，為避免交調(diào)干擾，轉(zhuǎn)發(fā)器必須工作在足夠的回退點(diǎn)。例如：亞太衛(wèi)星規(guī)定亞太A號(hào)衛(wèi)星載波轉(zhuǎn)發(fā)器必須工作在4.5dB的輸出回退點(diǎn)，

19、而亞太衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器由于裝配了線性化器，因此輸出回退可減少3dB。對于地球站的高功放，要求多載波情況下，交調(diào)必須滿足-30dBC的要求。簡單而言，對于SSPA高功放，至少需4-5dB的輸出回退，對于TWTA高功放，至少需要7-8dB的回退；如載波數(shù)目較多，回退還應(yīng)該增加。3.6雜散干擾雜散干擾主要是由于地球站站內(nèi)連接電平分配不合理或設(shè)備故障，造成過多的中頻噪聲或載波邊帶被帶到衛(wèi)星，影響轉(zhuǎn)發(fā)器其它載波的正常操作等。任何可能導(dǎo)致上行參數(shù)變化的地球站上行設(shè)備的更換包括電路連接的改變均需要重新進(jìn)行開通測試；雜散干擾也有可能由于接收機(jī)的靈敏度不高造成的。發(fā)射機(jī)輸出信號(hào)通常為大功率信號(hào)，在產(chǎn)生大功率信號(hào)的過程

20、中會(huì)在發(fā)射信號(hào)的頻帶之外產(chǎn)生較高的雜散。如果雜散落入某個(gè)系統(tǒng)接收頻段內(nèi)的幅度較高，則會(huì)導(dǎo)致接收系統(tǒng)的輸入信噪比降低，通信質(zhì)量惡化。3.7人為干擾3.7.1無意干擾 由于使用者在信號(hào)發(fā)射時(shí)對上行設(shè)備參數(shù)（頻率、極化、功率等）的設(shè)定出現(xiàn)錯(cuò)誤或因設(shè)備故障而對其他合法用戶造成的干擾。3.7.2有意干擾非授權(quán)使用轉(zhuǎn)發(fā)器資源。干擾方利用地球站上行設(shè)備，選定某衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器，發(fā)射已調(diào)制信號(hào)，用以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的非法傳輸。這種情況多發(fā)生在空閑轉(zhuǎn)發(fā)器頻帶上。惡意干擾正常信號(hào)播出。干擾方利用地球站上行設(shè)備，選定某正在使用的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器，發(fā)射比正常信號(hào)功率大的多的已調(diào)制或未調(diào)制射頻信號(hào)，使正常信號(hào)的傳輸中斷或質(zhì)量下降，甚至?xí)?/p>

21、非法信號(hào)的聲音和圖像露出等惡劣情況發(fā)生。 還有的是利用廣電行業(yè)周二例行停機(jī)維修轉(zhuǎn)發(fā)器空閑時(shí)間進(jìn)行干擾。因此，國家廣電總局明確規(guī)定，地球站周二例行維修期間不允許關(guān)閉上行載波。如確需中斷播出，應(yīng)事先通知總局指揮調(diào)度中心和衛(wèi)星公司。2002年6月至11月初，通過“鑫諾”衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的衛(wèi)星數(shù)字廣播電視受到多次、反復(fù)的嚴(yán)重惡意干擾。由于現(xiàn)階段我們所使用的衛(wèi)星都是采用透明轉(zhuǎn)發(fā)器對地面?zhèn)鱽淼男盘?hào)只是變頻轉(zhuǎn)發(fā)而不加以任何處理，而且電視信號(hào)的編碼參數(shù)也是對外公開的。透明轉(zhuǎn)發(fā)器其主要部件之一是高功放器件，一般為行波管放大器（TWTA）或固態(tài)功放（SSPA），這兩種期間最主要的特點(diǎn)是當(dāng)輸入功率小于飽和點(diǎn)時(shí)，可以近似地認(rèn)

22、為工作在線性區(qū)，而當(dāng)輸入功率進(jìn)一步增大超過該電平時(shí)，功率放大器就進(jìn)入飽和區(qū)或過飽和區(qū)。在過飽和區(qū)，不僅輸出功率大大降低，而且出現(xiàn)大信號(hào)壓縮小信號(hào)，即所謂的“功率掠奪”或“功率占用” 現(xiàn)象，同時(shí)由于非線性的因素，還會(huì)出現(xiàn)大量寄生互調(diào)分量，為避免將衛(wèi)星上功放推入飽和區(qū)或者過飽和區(qū)，在使用中一般要嚴(yán)格實(shí)行上調(diào)功率控制，或在高功放前加限幅器，盡可能使透明轉(zhuǎn)發(fā)器可以避免工作在過飽和區(qū)，但是如果存在惡意的大功率上行干擾，轉(zhuǎn)發(fā)器仍然有可能工作在非線性區(qū)，所以只要干擾源具有足夠大的功率或者足夠大的無線增益，便可產(chǎn)生嚴(yán)重的惡意干擾，致使正常通信業(yè)務(wù)信號(hào)或廣播信號(hào)被壓縮。所以，只有所有上行地球站嚴(yán)格按照操作規(guī)程使

23、用轉(zhuǎn)發(fā)器，才能保證合理，高效和安全的使用轉(zhuǎn)發(fā)器，減少衛(wèi)星信號(hào)間的干擾發(fā)生，保證衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播信號(hào)的安全可靠傳輸。如果發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星信號(hào)受到干擾，應(yīng)立即通知衛(wèi)星公司衛(wèi)星測控中心，請求他們查找干擾源，并協(xié)調(diào)解決衛(wèi)星信號(hào)間的干擾問題。 第四章 影響上行傳輸系統(tǒng)方面的因素上行傳輸系統(tǒng)主要是將模擬的視頻、音頻信號(hào)通過數(shù)字壓縮編碼系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成符合MPEG-2/DVB標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)調(diào)測、上變頻，以規(guī)定的頻率和功率傳送到衛(wèi)星。上行傳輸系統(tǒng)是衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。我們應(yīng)該用以下幾個(gè)方面去完善上行傳輸系統(tǒng)，才能安全可靠、優(yōu)質(zhì)完整的傳送衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播信號(hào)：1、上行傳輸系統(tǒng)應(yīng)選用符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的、具有良

24、好的特性參數(shù)、工作穩(wěn)定可靠的設(shè)備。上行傳輸設(shè)備在裝入系統(tǒng)前應(yīng)測試，且必須符合技術(shù)要求。系統(tǒng)設(shè)備要有足夠的備份，至少要有1：1冗余備份。同時(shí)應(yīng)有完善的監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)，出現(xiàn)故障能立即發(fā)出報(bào)警和顯示出故障的部位、原因，方便工作人員排除故障，防止由于設(shè)備故障造成信號(hào)的中斷或影響信號(hào)的質(zhì)量，提高系統(tǒng)的可靠性。為了保證系統(tǒng)信號(hào)暢通、穩(wěn)定可靠，上行站的工作人員應(yīng)認(rèn)真負(fù)責(zé)地做好系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)工作。2、為了保證充足的上行EIRP，應(yīng)選用具有高增益、低旁瓣、強(qiáng)輻射、低噪聲等特性的大口徑天線，通過對上行傳輸鏈路進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)考慮對雨衰以及功率余量等因素，選用具有良好特性的、充足的輸出功率的高功放。特別在Ku頻段，因?yàn)?/p>

25、雨衰對上行鏈路的影響跟大，所以Ku頻段的上行站都要配備上行功率控制器（UPC），以補(bǔ)償Ku頻段信號(hào)在發(fā)送過程中所受到的雨、雪、霧等衰減。上行功率控制器一般安裝在上變頻器之前。他通過檢測上行線路信號(hào)的衰減程度，調(diào)整中頻信號(hào)電平，從而提高高功放輸出地上行功率，使到達(dá)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的功率通量密度保持恒定。當(dāng)上行站上空有降雨、降雪霧或云層較厚等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)與衛(wèi)星測控中心聯(lián)系，加大上行功率，保證EIRP值。3、系統(tǒng)設(shè)備配置要完善，不能存在不兼容的問題。各設(shè)備之間的電平參數(shù)要匹配，根據(jù)設(shè)備的輸入輸出特性參數(shù)調(diào)整電平參數(shù)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，保證信號(hào)優(yōu)質(zhì)完整地傳送。例如：輸入編碼器的模擬視頻、音頻信號(hào)的電平幅度

26、過大或過小（不符合編碼器的輸入特性），都會(huì)造成編碼器出現(xiàn)故障（不能鎖定、檢測輸入的視頻、音頻信號(hào)），接收的電視圖像、聲音就會(huì)停頓或者中斷。4、上行站工作人員要定期對上行傳輸系統(tǒng)進(jìn)行測試，檢查，系統(tǒng)特性參數(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，解決問題，確保系統(tǒng)保持良好狀態(tài)。特別是數(shù)字壓縮編碼系統(tǒng)設(shè)備，要用碼流分析儀進(jìn)行檢測，因?yàn)槟桥率且稽c(diǎn)點(diǎn)的錯(cuò)誤都會(huì)造成信號(hào)傳輸?shù)氖?。檢測TS流的編碼器、復(fù)用器是否符合MPEG-2/DVB標(biāo)準(zhǔn)碼流的要求，有些方面錯(cuò)誤，能否被接收端正確解碼，以及分析傳輸流中的PSI/SI信息。第五章 影響下行接收系統(tǒng)方面的因素影響接收圖像質(zhì)量的因素有很多，情況也十分復(fù)雜，一般根據(jù)實(shí)際

27、情況采用針對性的有效措施來改善接收圖像質(zhì)量，我們知道衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播傳輸系統(tǒng)中的衛(wèi)星數(shù)字接收機(jī)IRD有一項(xiàng)重要指標(biāo)-Eb/No門限值（Eb為二進(jìn)制碼元信號(hào)能量，No為單位頻譜的噪聲功率），一般要求接收機(jī)的門限值小于等于5.5dB(FEC=3/4時(shí))，在數(shù)字衛(wèi)星電視接收中，當(dāng)接收信號(hào)的Eb/No值高于門限值時(shí)，C/N的變化不會(huì)影響圖像的信噪比S/N的變化，而在門限值附近時(shí)，C/N的下降會(huì)引起S/N的急劇惡化導(dǎo)致信號(hào)會(huì)出現(xiàn)誤碼率加大而引起“圖像停頓”或“馬賽克”現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)接收不到信號(hào)，這種現(xiàn)象稱為“峭壁效應(yīng)”。在門限值附近，C/N僅變化（0.1-0.2）dB就會(huì)使圖像由正常到中斷，因此在數(shù)字電

28、視接收中，除要求采用具有低Eb/No門限的優(yōu)質(zhì)IRD接收機(jī)外，還必須使接收端留出足夠的C/N余量，這一點(diǎn)對Ku頻段衛(wèi)星信號(hào)接收尤為重要，因?yàn)镵u頻段的雨衰最大。由此可見，接受高頻頭（LNB）輸出端的載波功率/噪聲功率（即C/N）大小決定了接收圖像質(zhì)量，根據(jù)公式【C/N】=【EIRP】-【Lp】-【L】+【G收/T】-【K】-【B】公式中的Lp為衛(wèi)星信號(hào)源的空間傳輸損耗，K為波茲曼常數(shù)，L為天線指向誤差、極化誤差、饋源損耗等，可知：1、衛(wèi)星等效全輻射功率（EIRP）的大小直接影響到接收圖像的質(zhì)量，對接收系統(tǒng)，圖像質(zhì)量也與接收機(jī)的輸入電平動(dòng)態(tài)范圍有關(guān)。2、接收天線增益G的大小直接影響到接收圖像的質(zhì)

29、量。因此，應(yīng)選擇滿足系統(tǒng)要求、口徑大小合適、高效率的天線（要留有充分的C/N余量），調(diào)整好天線的饋源位置、仰角和方位角，并調(diào)好天線的極化角，使其與衛(wèi)星下行信號(hào)的極化方向相匹配。3、要選用幅頻特性好、噪聲低、本真相位噪聲小、頻率穩(wěn)定度和動(dòng)態(tài)增益高的高頻頭。4、要選用符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的低門限值【Eb/No】th、工作穩(wěn)定可靠、售后服務(wù)及品牌信譽(yù)比較好的衛(wèi)星數(shù)字接收機(jī)。有時(shí)候接收不到衛(wèi)星信號(hào)，最后檢查發(fā)現(xiàn)是接收機(jī)本身的問題。5、中頻電纜選用線徑較粗的國際同軸電纜，且連接電纜越短越好，以減少因傳輸線過長造成的信號(hào)損耗。要選用質(zhì)量較好的連接頭，F(xiàn)連接頭與電纜之間的連接也要講究工藝，若連接不好會(huì)造成屏蔽網(wǎng)與芯

30、線短路，或造成屏蔽網(wǎng)域F頭斷路，如防水處理不好，風(fēng)吹日曬會(huì)造成氧化，與高頻頭接觸不良造成信號(hào)質(zhì)量大幅下降。因此要講究連接可靠與防雨。6、對于接收Ku波段衛(wèi)星數(shù)字信號(hào)的，還必須考慮到Ku波段的雨衰大小及下雨時(shí)所引起的天空噪聲溫度的增加等因素，采用大口徑的接收天線。7、在接收衛(wèi)星數(shù)字信號(hào)時(shí)，首先要注意是否有干擾，如有干擾必須先排除對衛(wèi)星信號(hào)的干擾。衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)最嚴(yán)重的干擾源來自地面微波中繼通信C波段信號(hào)及C波段雷達(dá)信號(hào)。它們對衛(wèi)星傳送的電視信號(hào)可造成較嚴(yán)重的干擾，特別是雷達(dá)信號(hào)的瞬間脈沖功率有時(shí)可達(dá)到兆瓦級(jí)。如果在地面站附近存在這樣強(qiáng)大的干擾源，就會(huì)嚴(yán)重干擾電視信號(hào)的接收。同時(shí)還要注意高頻電氣

31、設(shè)備（如電焊機(jī)、微波爐等）的高頻輻射對衛(wèi)星電視接收造成的干擾。防干擾的方式有：尋找屏蔽、架設(shè)防干擾網(wǎng)、防干擾器。a、尋找屏蔽：就是尋找干擾電波的輻射死角。干擾波和衛(wèi)星波都是成直線進(jìn)行，遇障礙物則會(huì)被反射，而兩種電波的差別在于干擾波的場強(qiáng)大于衛(wèi)星波數(shù)千萬倍，衛(wèi)星波如沒有被天線所反射，信號(hào)則被地表吸收，而干擾波遇到障礙物則會(huì)四處反射。b、架設(shè)防干擾網(wǎng)：就是在天線四周架設(shè)鐵絲網(wǎng)，用來防止干擾波的進(jìn)入。架設(shè)鐵絲網(wǎng)時(shí)，高度必須超過LNB，且不能遮擋衛(wèi)星信號(hào)的行進(jìn)方向。c、裝防微波干擾器：在信號(hào)進(jìn)入LNB前加裝一個(gè)微波濾波器d、以上防干擾方式只能針對弱微波干擾，如遇到中、強(qiáng)微波干擾，只能將天線移遷到無干擾

32、的地方，別無他法。第六章 抗干擾措施通過前面的分析可以看出，雖然各種干擾確實(shí)給衛(wèi)星通信帶來了一定影響，但對于大多數(shù)干擾，是有其自身規(guī)律和特點(diǎn)的，我們可以有的放矢地通過加強(qiáng)各種預(yù)防措施來消除或減弱這種影響。而對于人為干擾特別是惡意干擾，由于其自身的無規(guī)律性、惡意性和有組織性，給正常的衛(wèi)星通信特別是廣播電視播出帶來極壞的影響，同時(shí)也使應(yīng)對防范工作變得非常困難。因此，我們下面要論述的各種抗干擾措施，主要是針對惡意干擾的。 6.1關(guān)于通信衛(wèi)星 由于成本和其他一些因素，目前正在使用的商業(yè)通信衛(wèi)星大都沒有抗干擾能力，這就為惡意干擾提供了可乘之機(jī)，同時(shí)也給抗干擾帶來一定的困難。面對這種情況，一些衛(wèi)星運(yùn)營商已

33、經(jīng)開始考慮發(fā)射新一代具備抗干擾能力的通信衛(wèi)星來替代現(xiàn)有衛(wèi)星。例如，亞太通信衛(wèi)星公司于2004年底發(fā)射的“亞太6號(hào)”衛(wèi)星，將是第一顆在C波段和Ku波段都裝載有效載荷抗干擾功能的商業(yè)通信衛(wèi)星。其Ku波段設(shè)計(jì)方案是增加一個(gè)點(diǎn)波束接收天線，以提供對境外、中國南部和西部地區(qū)的上行隔離，星上所有轉(zhuǎn)發(fā)器都可以選擇使用標(biāo)準(zhǔn)天線接收或點(diǎn)波束天線接收。新一代通信衛(wèi)星可以采取的抗干擾技術(shù)主要包括以下幾方面內(nèi)容。（1）適當(dāng)減小衛(wèi)星波束接收天線覆蓋區(qū)，同時(shí)覆蓋區(qū)邊緣衛(wèi)星接收天線增益下降盡量大，將個(gè)別可能產(chǎn)生干擾的地區(qū)隔離在覆蓋區(qū)之外，以減弱境外干擾信號(hào)進(jìn)入國內(nèi)衛(wèi)星接收波束。（2）衛(wèi)星增加固定或可移動(dòng)點(diǎn)波束天線。國內(nèi)各省

34、市電視節(jié)目集中于若干地區(qū)上行站，使用MCPC方式上星。對于衛(wèi)星波束接收天線覆蓋區(qū)之外的特定地區(qū)，使用可移動(dòng)點(diǎn)波束天線。（3）衛(wèi)星采用可變波束接收天線。在必要時(shí)，改變天線波束形狀，以有效避開干擾源發(fā)射地區(qū)。（4）衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)置輸入信號(hào)認(rèn)證裝置。地球站上行信號(hào)進(jìn)行加密處理，衛(wèi)星接收后通過認(rèn)證，信號(hào)方可進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)，否則衛(wèi)星拒絕接收和轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)。6.2關(guān)于地球上行站 地球上行站在抗干擾方面同樣扮演著很重要的角色，在受到惡意攻擊時(shí)，可以采取下面的方法積極應(yīng)對。（1）地球上行站使用大功率高功放和大口徑、高增益天線，提高功率儲(chǔ)備。一旦衛(wèi)星受到干擾時(shí)，減小星上衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收機(jī)增益，加大上行站發(fā)射功率，利用大

35、功率壓制干擾信號(hào)，以減小干擾影響。（2）加大上行信號(hào)功率將轉(zhuǎn)發(fā)器推至飽和點(diǎn)。傳送電視節(jié)目不用SCPC（單路單載波）信號(hào)，盡量使用MCPC（多路單載波）信號(hào)并使轉(zhuǎn)發(fā)器工作在飽和狀態(tài)，利用轉(zhuǎn)發(fā)器飽和點(diǎn)強(qiáng)信號(hào)對弱信號(hào)的抑制作用特點(diǎn)，進(jìn)一步減小非法信號(hào)的影響。（3）盡量少用或不用模擬播出方式，改用數(shù)字方式播出。由于模擬衛(wèi)星電視信號(hào)在受到同樣信號(hào)干擾時(shí)，會(huì)出現(xiàn)合法畫面和非法畫面同時(shí)存在的現(xiàn)象，給干擾方以可乘之機(jī)。而且，模擬衛(wèi)星電視信號(hào)一般采用SCPC（單路單載波）信號(hào)，當(dāng)出現(xiàn)干擾信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器多載波輸入時(shí)，會(huì)出現(xiàn)輸入補(bǔ)償狀態(tài)并降低合法用戶的信號(hào)功率強(qiáng)度。數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)在受到干擾時(shí)一般會(huì)出現(xiàn)黑屏，不會(huì)出現(xiàn)非法信號(hào)畫面，只有當(dāng)非法信號(hào)功率遠(yuǎn)大于合法用戶時(shí)，才有可能發(fā)生露出圖像的情況。（4）對數(shù)字衛(wèi)星電視信號(hào)進(jìn)行加擾和加密。為了確保信號(hào)傳輸安全，衛(wèi)星播出系統(tǒng)對電視信號(hào)進(jìn)行加擾和加密是一個(gè)重要的手段。用戶使用帶CA（條件接收）的衛(wèi)星數(shù)字接收機(jī)，可有效避免用戶接收到非法信號(hào)內(nèi)容。（5）加強(qiáng)