探索复用技术在卫星传输中的应用

文丨黄征海

（湖南广播电视台，长沙410003）

卫星应用技术已经深入到了军事、气象、地质、农业、能源、交通等众多经济和政治领域，其重要作用也越来越凸显出来。使用卫星传输技术的卫星车可以通过实时的传出将需要直播的画面通过卫星的方式直接传输到电视台，再有电视台迅速直播出来，才能够体现出新闻的价值而言。而当前不少卫星车使用的传输技术依然依靠着原卫星车所设定的频率和带宽，这样的方式无法从自我创新的角度增加传输卫星的速率和传输效果，因此笔者通过自我实践出发通过创新的角度分析出一整套增加卫星发送速度的方法。

1 数字卫星车系统概述

在当前的笔者所使用的数字卫星车主要采用的设计方案是使用DSNG系统加上卫星发送器等组成。

1.1 DSNG系统的设计方法

卫星传输链路的传输方式是采用Ku波段，将传输的信号进行压缩和传输，为了能够双方进行兼容，传输过程中采用的编码为MPEG-2/DVB-S国际标准。此种标准能够有效的保证数据的正确率，但是此种编码不足在于传输数据量过大。整个设计方法是采用一路模拟复合或SDI串行数字分量视频传输，也可以采用4路模拟或AES/EBU数字音频(4路单声道或2路立体声)及辅助数据链路传输。整个系统当前传输的数字标清信号可以经过编码解码的方式将视频转化成为高清电视节目。

图1 DSNG系统的组成

1.2 视频系统设计

系统设计为5个讯道，其中2个讯道为有线摄像机LDK-300，2个讯道为无线摄像机LDK-300，一个讯道为车顶遥控摄像机CanonNU-700。系统主通道为Kayak-DD-1数字制作切换台，应急播出通道为TTN-BDS-1602数字视频切换矩阵。考虑卫星车空间有限，设计中选用了MirandaKaleido-Alto-AD多画面分割器和42"大屏幕等离子显示器替代传统的监视器，Kaleido-Alto-AD可显示10路信号，通过应急切换矩阵监测通道，可以根据实际需要，调度所需显示的其他信号。

1.3 音频系统设计

音频系统的设计过程是整个传输系统的重要内容之一，本文中所阐述的DSNG转播车的音频系统，是以SonyMX-P61型模拟调音台为核心，各种调音设备作为辅助，由于调音台的输入路线有限，因此笔者利用音频跳线进行扩充调音台的输入路数，以便进行音频连接时可获得更多的音频输入。至于整个音频跳线的输入口，此款调音台能够输出多种音频信号，PGM信号、通话信号，无线信号等，而为了能够更好的与实况录像相匹配，车内还配有4通道的无线话筒，距离可以保持在5米左右，配合摄像头在近距离采用时使用。

本卫星车的音频系统充分考虑到新闻采访时需要及时、准确、以及实时的反馈到新闻电视台，因此在设计上可以通过无线摄像机的CCU音频进行转化，直接将整个现场采访声音信号传送回调音台，并通过卫星电视直接传送给电视台，可以在时间延迟上控制在1秒以内。可以通过车外接口板输入，便于接入话筒、现场解说，还可以拾取现场同期声信号；通过A/V综合电缆，方便地把一级调音台的信号送到转播车的同时，也可以把转播车上的音源信号送到现场。

2 复用技术在卫星传输的使用案例

2.1 案例概述

笔者现在负责的是一台c波段高清卫星车，这台车每年都要到北京参加全国两会的直播报道（包括马上要举行的十八大），而这种直播报道就使用了复用技术，具体的方式是：湖南卫视高清信号和湖南经视标清信号通过各自的编码器后（ASI流）进入复用器，高清信号采用H.264编码，标清信号采用MPEG-2编码，复用后的信号进入调制器（主、备）然后再进入切换开关，信号再到上变频器，最后进功放后发射。高清信号采用8M带宽编码（8Mbps码率），标清信号采用4M带宽编码，复用后的总带宽就是12M,这样做的好处是在保证信号质量的同时节省的卫星转发器的带宽同时也降低了我的功放的发射功率，从而达到了既降低成本又增加设备运行的可靠性的目的.

2.2 使用方案的特点和优势

本文中所使用的卫星车解决方案使用了多载波技术，通过扩展码周期，将整个传输信道等效变化为非时变信道处理。其主要功能是通过水平分层空时编码和2次串并变换，使得传输的数据大大降低，而且同时将整个硬件的实现难度降低，就可以采用相对简单的数字技术实现。具体运行则是：通过N个OFDM进行输出扩频时候，N路数据码分复用。多个OFDM进行扩展调制单元时，整个信息传输速率可以大大提升，并保证整个阐述内容的准确，完整。

但是我们需要考虑到由于OFDM调制信号时很容易受到本振频率偏差和多普频移的影响，在子载波之间的正交性受到破坏，产生码间串扰，导致传输的内容出现偏差，影响最终用户的观看效果。因此在卫星车传输数据时，我们考虑将整个高速数传系统的传输采用多音码分复用(MT-CDM)技术。在保证最大限度利用频谱资源时，延长扩大扩频码的长度，就可以实现降低载频之间的干扰，而且可以避免由于OFDM技术峰均比(PAPR)高、对时域、频域同步要求高的缺陷。多音码分复用技术的信道容量和其相关参数有直接的关系，因此在天线间距大于相干距离时，就很难同时安装上两副发射天线，因此卫星车就采用了一副正交极化的发射天线。极化的间隔保证天线的两个极化方式之间的相关系数很低，这样就解决了天线安装空间不足的限制，降低地面接收设备的复杂程序。

3 小结

卫星车进行电视信号的传输和接收过程中，需要综合考虑现场的实际情况，天气、环境以及地理位置等都会影响到信号的发送，本文从实际的使用参数出发，在卫星车安装调试过程中，不断调整参数，最终得到较为满意的优化参数。通过对目标信号的接收和发送，卫星车可以获得更多的实际有用的信息。笔者通过复用技术的卫星车调整方案，获得了国内较为领先的优化传输方式，此种方式可以进一步研究，以便获得更大的发展前景。

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