卫星广播电视传输系统及常用概念

广播电视概论一、广播凡是通过无线电波或导线，向广大地区或特定范围传送声音和图像的电子媒介，均统称广播，通过无线电波传送节目的称为无线广播，通过导线传送节目的称为有线广播。

根据传播符号的不同，广播可分为声音广播和电视广播，广义上的广播包含了广播和电视。

世界上第一家广播电台：1920年11月2日，美国匹兹堡KDKA广播电台开始播音，被公认为世界最早的正式广播。

第一家电视台为英国广播公司BBC电视台，开播时间为1936年11月2日。

1926年10月，由中国人自己创办的电台在哈尔滨出现哈尔滨无线广播电台。

1940年12月30日，共产党领导的首家广播电台延安新华广播电台诞生，1949年12月5日，改称为中央人民广播电台。

1958年5月1日，中国大陆首家电视台北京电视台成立并实验播出。

卫星直播电视：由设在赤道上空的地球同步卫星接收卫星地面站发射的电视信号，再把它转发到地球上指定的区域，然后由地面接收设备接收供电视机收看。

高清晰度电视与数字广播电视：日本率先推出了高清电视，高清晰电视的画面清晰度高，与传统的模拟信号电视相比优势明显。

网络广播电视：IPTV交互式网络电视，一种利用宽带网的基础设施，算机或者“普通电视机+网络机顶盒”为主要终端设备，向用户提供视频点播，网络访问，电子邮件电视游戏，等多种交互式数字媒体个性需求服务的崭新技术。

目前世界上比较著名的电视剧机构有:美国的三大商业广播电视公司，全国广播公司，哥伦比亚广播公司，美国广播公司。

电视技术：电视传输系统由摄像、传输、显像三部分构成，摄像部分完成光电转换，传输部分完成电视信号的传输，显象部分则将电视信号还原成光学图像。

电视制式：电视制式是一个国家的播放电视节目时所采取的特定制度和技术标准。

NTSC制式：简称N制式这种制式解决了彩色黑白电视广播兼容问题，解码线路简单，成本低，但相位容易失真，色彩不太稳定，需要色彩控制来手动调节颜色。

PAL式：中国采用，又称“帕尔式”意为“逐行倒相”作用是自动改正在传播中可能出现的错相。

广播电视传输设备的选型与应用广播电视传输设备在现代社会中扮演着重要的角色，它不仅是信息传递的媒介，还直接关系到广播电视节目的质量和传输效果。

因此，正确选择和应用广播电视传输设备对于提高广播电视业务的可靠性和效率至关重要。

在本文中，将讨论广播电视传输设备的选型与应用，并介绍一些常见的设备类型和其特点。

1. 选型原则在选型广播电视传输设备时，应考虑以下几个原则：1.1 技术可靠性：设备应具备稳定可靠的技术性能，以确保广播电视节目的正常传输。

1.2 传输效率：设备应具备较高的传输效率，以满足广播电视业务的需求。

1.3 兼容性：设备应具备良好的兼容性，能够与其他设备进行无缝衔接，实现整体的传输系统。

1.4 技术更新性：设备应具备一定的技术更新性，随着科技的进步，能够满足日益增长的广播电视业务需求。

2. 设备类型及特点2.1 广播传输设备广播传输设备主要包括发射设备和接收设备。

发射设备用于将电视节目信号传输到天线，而接收设备则用于接收信号并将其转化为可观看的电视节目。

这些设备应具备较长的传输距离和较高的传输效果。

2.2 电缆传输设备电缆传输设备广泛应用于有线电视网络中，以传输电视信号和数据。

其特点是传输距离远、信号稳定、抗干扰能力强。

常见的电缆传输设备包括同轴电缆和光纤传输设备，可以根据需求进行选择。

2.3 卫星传输设备卫星传输设备利用卫星进行电视信号的传输，适用于遥远地区的广播电视传输。

它具有传输距离远、覆盖范围广等特点。

但需注意选择合适的卫星频道和角度，以确保传输质量。

2.4 网络传输设备网络传输设备是近年来广播电视传输的新趋势，它利用互联网传输电视节目信号，具备传输快速、节目资源丰富等特点。

常见的网络传输设备包括流媒体服务器和数字电视机顶盒。

3. 设备应用案例以下是几个广播电视传输设备的应用案例：3.1 地面数字电视传输系统地面数字电视传输系统采用发射器、接收器和天线等设备，将数字电视节目信号传输到用户家中。

DCWTechnology Study技术研究29数字通信世界2023.091 广播电视传输覆盖技术体系组成部分1.1 光纤系统在广播电视行业实际发展过程中，光纤是重要的传输载体，直接影响信息传输效率以及传输质量。

光纤系统在实际运用中具有容量大、传输速度快、抗干扰性强等特点，线路出现腐蚀等问题的概率低，安全性较高，可以实现远距离传输，并且保证实际传输效果。

由于信息传输环境较为复杂，因此对光纤系统运行稳定性提出了更高的要求。

1.2 微波传输系统微波传输系统近几年在广播电视传输覆盖技术体系中得到了有效运用，微波传输技术在远距离传输中具有较大优势，该技术是在无线通信技术的基础上，实现数据信号的有效传输，当前在军事领域的运用范围较广。

1.3 卫星传输系统卫星传输系统主要包括地球接收站、星载转化器以及测控站、上行发射站四个组成部分。

在对信号进行处理的过程中，通常卫星传输系统中的信息量较大，并且传输速度快，具有较高的灵活性。

但是在实际运用的过程中，非常容易受到外界环境因素的影响，因此需要优化完善其抗干扰能力。

2 广播电视传输覆盖技术体系特点及运用价值2.1 特点（1）范围广。

目前我国广播电视行业进一步扩大了电视覆盖范围，促进了我国广播电视行业的快速发展，当前我国乡镇地区已经基本实现了数字电视的全覆盖。

虽然广播电视的覆盖范围逐渐扩大，但是由于我国地域辽阔，各个地区之间的经济发展水平存在较大差异，因此在乡村地区数字电视的覆盖中仍然存在一定问题需要解决，但是与技术体系建设初期阶段相比，广播电视传输覆盖范围得到了大幅拓展。

（2）发展方向多样化。

目前广播电视已经进入到家家户户，数字信息技术在其中起到了关键作用，广播电视传输覆盖技术也实现了全方位的发展，其中包括有线电视、地面设备以及卫星通信技术等。

近几年广播电视节目的数量快速增多，人们对广播电视提出了更高的要求，高清节目应运而生。

进一步丰富了人们的日常生活，同时也促进了我国广播电视行业的高效发作者简介：周 辰（1989-），男，汉族，江苏常州人，助理工程师，大专，研究方向为广播电视传输与覆盖。

名词解释主观测量：是根据观察者提供的图像质量意见得出的测量结果客观测量：是指借助仪器、使用人工手段读取测量结果或利用数学算法自动得出测量结果直接测试：是指使用有一定意义的图像素材进行测试，通常也称为图像质量测试。

间接测试：是指使用专门设计与图像具有相同格式的测试信号进行测试，也称为信号质量测试。

不停播测试：是通过直接评价节目素材或间接测量节目素材中插入的测试信号进行测量。

停播测试：是使用适当的测试序列进行直接测试，或使用全场测试信号进行非直接测试。

合法信号：各种分量格式中规定出幅度极限值为：R、G、B分量格式规定，各通道电压范围为0～700mV；Y、Pb、Pr分量格式规定，Y通道电压范围为0～700mV（同步为-300mV）；两个色差通道为±350mV。

只要幅度不超出限定范围，即为合法信号。

有效信号：能够正确重现显像三基色色域图内各色点的信号均为有效信号。

微分增益：在彩色电视通道中，叠加在不同亮度信号电平上的色度副载波产生不同的增益变化，称为微分增益。

（亮度到幅度的变化）微分相位：在彩色电视通道中，叠加在不同亮度信号电平上的色度副载波产生不同的相位变化，称为微分相位。

（亮度到相位的变化）在线：不中断信号传输的情况下，完成对系统性能的评估。

离线：中断信号传输的情况下，完成对系统性能的评估。

填空题1.色度信号幅度决定彩色信号的（颜色位置）。

色度幅度影响亮度幅度失真，交调干扰色度幅度决定彩色信号的（色彩饱和度）2.彩条信号的色度由色度信号（相位）和（幅度）决定。

3.电视的三大制式：PAL 、SECAM 、NTSC4.PAL制的帧频：25帧/秒场频：50场/秒1帧=2场（奇场和偶场）=625行行频=625*25=15625行/s5.场方波：场时间波形失真及亮度失真波形。

6.亮度：颜色明暗程度色度：色调和饱和度7.眼图质量的好坏反映信号质量的好坏。

8.抖动影响：采样时间和采样点9.时间冗余：帧间压缩，运动补偿空间冗余：帧内压缩10.颜色饱和度深浅程度由加入白光的多少决定。

卫星通信是利用人造卫星作为中继站，实现地面、空中或海上通信的技术。

它通过在轨道上的卫星传输信号，从而扩展了通信网络的覆盖范围。

以下是卫星通信的基本概念和分类：基本概念：1. 卫星：人造卫星是一颗人造的天体，被放置在地球轨道上，用于传输通信信号。

卫星可以是地球同步卫星、低轨卫星、中轨卫星等。

2. 发射器和接收器：地面、空中或海上的终端设备，通过发射器发送信号到卫星，或通过接收器接收从卫星传回的信号。

3. 传输链路：从发射器到卫星再到接收器的信号传输链路，包括上行链路（发射器到卫星）和下行链路（卫星到接收器）。

4. 轨道：卫星通信中的卫星可以采用不同的轨道，包括地球同步轨道、低轨道、中轨道等。

5. 波束：卫星通信中，信号从卫星发射出去时形成的覆盖区域，称为波束。

卫星可以拥有多个波束，每个波束覆盖不同的地区。

分类：1. 地球同步卫星通信：-地球同步卫星位于地球赤道平面上，它的轨道周期与地球自转周期相同。

因此，它能够在相对固定的位置上覆盖一个特定的地理区域，如通信卫星，广播卫星等。

2. 低轨卫星通信：-低轨卫星通信系统中，卫星距离地球较近，轨道高度一般在几百至一千公里范围。

由于距离近，延迟较低，适用于高速数据传输。

3. 中轨卫星通信：-中轨卫星通信系统中，卫星位于地球同步卫星和低轨卫星之间，通常轨道高度在1000至2000公里范围。

中轨卫星通信具有较低的延迟，较高的可用性。

4. 广播卫星通信：-广播卫星用于广播和电视信号的传输。

这种卫星一般位于地球同步轨道，可以覆盖广泛的地理区域，使得信号能够被大量用户接收。

5. 移动卫星通信：-移动卫星通信是指通过卫星为移动用户提供通信服务，如移动电话、飞机上的通信系统等。

这类卫星通信系统需要实时跟踪用户位置。

卫星通信系统的选择取决于具体的应用需求，包括通信覆盖范围、传输速率、延迟等因素。

广播电视系统概述广播电视系统主要由三个部分组成，信号源端、传输系统和接收终端。

根据覆盖方式的不同，又可将广播电视系统分为三大类，即地面广播电视系统、卫星广播电视系统及有线广播电视系统。

电视的传输方式同样分三种：卫星接收、无线电视、有线电视。

数字电视系统概述数字电视是指电视信号产生后的处理、记录、传输到接收全部使用数字信号。

即由摄像机摄像的图像及伴音信号，通过模/数转换、数字压缩和数字调制后，形成数字电视信号，经过无线方式或/光缆有线方式传送，由数字电视接收机接收后，通过数字解调和数字视音频解码还原出原来的图像与伴音。

数字电视标准1、美国的ATSC标准、欧洲的DVB标准（DVB-S、DVB-C、DVB-T）、日本的ISDB标准、国标（CTTB）DVB标准的核心：（1）系统采用MPEG-2压缩的音频、视频及资料格式作为资源；（2）系统采用公共的MPEG-2传输（TS）复用方式；（3）系统采用公共的用于描述广播节目的系统服务信息（SI）；（4）系统的第1级信道编码采用R-S前向纠错编码保护；（5）调制与其他附属的信道编码方式，由不同的传输媒介来确定；使用通用的加扰方法及条件接收接口。

信道编解码包括：前向纠错编码与译码、调制与解调和上、下变频3部分。

卫星传输采用QPSK （4相相移键控调制）、有线传输采用QAM （正交振幅调制）、地面传输采用COFDM （编码正交频分复用）方式。

前端机房信源省媒体SDI 信源、卫星信源SDI 、有线电视信源（AV ）、数字电视信源（ASI ）、长沙广电（ASI ）、自办节目（SDI ）、开机流（SDI ）、戏曲频道（AV ）目前网内节目传输情况欧标 国标第一频点： 1、 湖南卫视 2、 湖南经视 3、 湖南娱乐 4、 电视剧 5、 湖南公共 6、 潇湘电影 ————》 7、 金鹰纪实8、 湖南都市9、 移动电视10、湖南时尚11、金鹰卡通12、湖南教育13、开机广告其中前9套节目统计复用的码率为11.045M,后4套节目统计复用器的码率为5M.1、 湖南卫视2、 湖南经视3、 湖南娱乐4、 电视剧5、 湖南公共6、 潇湘电影7、 金鹰纪实8、 湖南都市 9、 开机广告欧标 国标第二频点1、 中央12、 中央23、 中央34、 中央45、 中央56、 中央6 ————》7、 中央78、 中央89、 中央1010、中央1111、中央1212、中央新闻13、中央少儿其中前9套节目统计复用的码率为11.045M,后4套节目统计复用器的码率为5M.欧标 国标 第三频点1、 青海卫视2、 广东卫视3、 自办频道4、 经典剧场5、 黄金影院6、 地方戏曲 ————》7、 测试频道18、 测试频道29、 长沙女性10、 长沙经贸11、 长沙新闻12、 长沙新闻13、 长沙县台其中分为三部分：除广东卫视的前7套节目统计复用的码率为8.654M,长沙5套节目的统计复用的码率为6M,广东卫视的固定码率为1.4M.韶山的两套地方台共需用码率4M.1、 中央12、 中央23、 中央34、 中央45、 中央56、 中央67、 中央78、 中央89、 中央101、 青海卫视2、 自办频道3、 经典剧场4、 黄金影院5、 地方戏曲6、 测试频道17、 测试频道28、 韶山台9、 湘潭台国标第四频点1、中央音乐2、中国教育3、东方卫视4、浙江卫视5、广西卫视6、江苏卫视7、江西卫视8、新疆卫视9、西藏卫视国标第五频点1、中央112、中央123、中央新闻4、中央少儿5、移动电视6、湖南时尚7、金鹰卡通8、湖南教育9、广东卫视或炫动卡通第四、五频点为一组统计复用。

概念传送系统（delivery system）：传送一路或多路复用流的物理媒体。

例如：通讯卫星、同轴宽带电缆、光纤等。

传输信道—传输媒介可以是广播电视系统（如地面电视广播系统、卫星电视广播系统或有线电视广播系统），也可以是电信网络系统，或存储媒介（如磁盘、光盘等），这些传输媒介统称为传输信道。

DVB系列标准中的传输系统可分为三类：第一类适用于广播信道，如DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-CS、DVB-MC、DVB-MS等，这一类系统要通过高频信道进行广播，因此其传输系统包含了信道编解码和调制解调两个环节；第二类适用于PDH电信网络，如DVB-PDH，这一类系统通过基带传输，传输系统仅包含了信道编解码环节；第三类适用于SDH电信网络，如DVB-SDH，这一类系统也是通过基带传输的，但一般不需传输系统。

信道编码—通常情况下，编码码流是不能或不适合直接通过传输信道进行传输的，必须经过某种处理，使之变成适合在规定信道中传输的形式。

在通信原理上，这种处理称为信道编码. 信道编码过程一般被分为两环节：负责传输误码的检测和校正的环节称为信道编解码，负责信号变换和频带搬移的环节称为调制解调。

一个实际的数字传输系统至少要包括上述两个环节中的一个环节，一般DVB的系统都是由上述两个环节构成的，因此DVB系统常被称为DVB信道编解码器与调制解调器。

信息和信号—根据信息论的定义，信号是信息的载体，也就是说，信息总是以某种具体的信号的形式表示的，并且通过信号在实际的传输系统中进行传输。

具体到DVB系统中，信息就是电视台所要传送给用户的节目，而信号就是用于表示和传输节目的亮度信号、色度信号和伴音信号，以及进一步变换产生的实际传输的电视信号。

信息与表示和承载它的信号之间存在着对应关系，这种关系称为“映射”，接收端正是根据事先约定的映射关系从接收信号中提取发射端发送的信息的。

信息与信号间的映射方式可以有很多种，不同的通信技术就在于它们所采用的映射方式不同。

DVB-S►目前世界上许多国家都在发展数字卫星电视系统，原因在于其独特的优点：首先，数字电视通过卫星传输后，接收端的信号质量可与发送端的相比拟，这是因为它采用了数字传输和误码保护技术，而普通模拟电视信号采用的是模拟处理和传输方式，接收质量容易受噪声及干扰的影响；第二，数字卫星电视系统由于采用数字压缩技术及数字调制技术，在只能传1路模拟电视的一个36MHz卫星转发器上，可传输5-6路数字电视节日，从而大大的节约了空间频率资源；►第三，采用大规模集成电路，使设备功耗降低、体积减小、可靠性提高并易于与计算机联网。

介于数字卫星电视具有上述突出的优点，再加上近年来高速信号处理技术和超大规模集成电路技术的发展，为实现数字卫星电视系统提供了基础。

从1993年起，欧洲数字电视广播集团陆续制定了一系列数字电视标准，即DVB （Digital Video Broadcast），其中包括适用于卫星链路的DVB-S标准。

欧洲的DVB-S标准在亚洲、澳洲、美国都得到了响应，我国在1996年颁布广播电视数字传输技术体制、决定采用符合DVB-S标准的数字电视卫星广播系统。

►波段和频率划分：卫星电视节目分为C波段和Ku波段(Ka波段电波传输损耗大，特别受雨及大气中的水汽凝结物的影响严重)。

C波段的频率范围是3400MHz~4200MHz。

Ku波段的频率10.7~12.75GHz，其中可分为10.7~11.7GHz、11.7~12.2GHz、12.2~12.75GHz等频段。

►上行：上行信号路径是从地球站到卫星。

►上行频率►C 波段5.925 -6.425 GHz►Ku 波段14 -14.5 GHz电视信号的传送►如电视广播中心制作好的电视节目和一个辅助数字通道分别送到码率压缩编码器，再送入四相移调制器，输出70MHz中频(IF)信号，经光缆、微波传送到电视广播地球上行站，上行站把信号加以基带处理，再经调制上变频和高功率放大然后由天线向卫星发送上行信号。

第1章卫星电视广播系统概述本章重点1 卫星电视广播的基本规定2 卫星电视广播系统的组成本章内容1.1 卫星电视广播的发展概况1.2 卫星电视广播的基本规定1.3 卫星电视广播系统的组成1.1 卫星电视广播的发展概况一、无线通信特点及采用卫星通信的原因1、无线电波的传播方式：地波、天波、直射波2、高频电波特性：主要以直线的方式传播，其传播距离受到地球表面曲率的限制和高山大川的阻隔。

3、解决地面电视广播覆盖问题的主要办法：1）通过架高发射和接收天线，2）设立为数众多的电视差转站，3）建立微波中继传输网络等。

4、存在问题：所有这些手段，都存在数量庞大、经济代价高、信号传输分配环节多、图象质量下降等问题。

5、利用卫星解决上述问题的原理：高空中继站二、卫星通信的概念1、卫星的种类及其特点：低轨道卫星、同步卫星通信卫星、广播卫星1）人造卫星的实现原理：由普通物理知：要使卫星处在轨道上运行，必须卫星绕地球作圆周运动产生的离心力等于地球对卫星的万有引力：式中，m为卫星的质量，v为卫星运动的线速度， r为地球轨道半径，g为重力加速度，h为卫星与地球表面（赤道）的距离。

2）同步卫星的要求：卫星绕地球运转的周期等于地球自转的周期T，即由此可得同步卫星与地球赤道的距离为：将T＝23小时56分4秒＝86164秒，r＝6378公里，g＝9.8米/秒2 代入上式可计算得：h=35786公里。

3）同步轨道参数：位于地球上空距赤道约35786公里处，与赤道平面相交的一条圆形轨道。

三、我国卫星广播的发展与现状：1、第一颗人造地球卫星：1970年成功发射了第一颗人造地球卫星2、加入通信卫星组织：1976年参加了国际通信卫星组织，3、进行了电视传输试验：并于七十年代和八十年代初，利用德、法联合研制的“交响乐”等卫星进行了电视传输试验，取得了大量试验数据。

4、第一颗试验通信卫星：1984年4月，我国发射了第一颗试验通信卫星，实现了对新疆、西藏、内蒙等边远地区传送中央电视台的电视节目。