论广播电视信号传播抗干扰技术

论文导读：所示，采用水印比对抗干扰技术需要装设加/解水印的设备。图1码流比对抗干扰技术框架图2水印比12下一页
【摘要】对广播电视信号传播抗干扰技术进行研究，推动其技术水平不断取得发展和提高，对提高广播电视卫星传输工作经济效益和社会效益等具有极其重要的现实作用。本文针对广播电视卫星信号传播过程中的干扰因素进行了探讨，并提出了切实可行的广播电视信号传播抗干扰技术，以供参考。
【关键词】广播电视信号；传播；抗干扰技术
1.引言
由于利用卫星传输或向公众直播广播电视节目，传输的效果和质量都比较高，具有较大的经济效益和社会效益，所以当前的广播电视系统主要是通过卫星进行广播电视信号传输。虽然卫星传输有着自身的优势和特点，比如传输距离远、覆盖面广，但也不是能就说明其不存在被干扰的可能。事实上，虽然广播电视卫星信号的传输质量较以往的微波传输质量而言有了较大提高，但其传输过程中还是可能受到自然因素、设备故障因素、电磁干扰、其他卫星干扰等因素的影响。此外，卫星传输还容易受到非法信号的恶意干扰，严重时甚至会给社会安全和稳定带来不利影响。
因此，为了确保广播电视信号传输中的安全性，就有必要加强对广播电视卫星信号抗干扰技术的研究。本文结合我国广播电视系统的发展目前状况，对其卫星信号传播过程中的抗干扰技术进行了探讨。

2.广播电视信号传播过程中的干扰因素

一般来说，从广播电视卫星信号的干扰源分析，主要存在以下几种干扰因素：自然因素、设备故障因素、电磁干扰、其他卫星干扰以及人为干扰因素等。下面将分别对它们进行介绍。

2.1 自然因素

自然因素干扰主要指因为雨雪衰、日凌等天气条件而带来的对信号传输质量的影响，严重时甚至有信号传输中断的风险。对于雨衰干扰而言，它的本质是一个接受信号逐渐恶化的过程。此时可通过补偿上行链路的雨衰损耗或充分准备下行链路的雨衰备余量，来减少因雨衰干扰而造成的对广播电视信号传输质量的影响。对于日凌干扰所引起广播电视信号干扰，当前还缺乏一个能够彻底解决的技术方案，一般只能依靠卫星公司的通知而进行必要的事先准备。对于地球站来说，增大天线口径或灵敏度，能够使日凌影响的持续时间降到最低。

2.2 设备故障因素

由设备故障因素引起的干扰主要分为以下两类：
（1）地面设备故障可以通过确保传输系统的电磁屏蔽效果，或是请求卫星公司对故障设备进行诊断和维修，从而将地面设备故障造成的干扰影响尽量减到最小。
（2）卫星故障则可通过及时进行备份器件的切换，或者可以直接通过转星的方式加以解决。

2.3 电磁干扰

由雷达信号、微波中继信号等引发的电磁干扰可通过电磁屏蔽、协调频率等方式加以克服。

2.4 邻近卫星的干扰

对于由邻近卫星所引起的上行信号干扰，一般只能通过卫星运营商之间的协调才能予以解决；而对于由邻近卫星所引起的下行信号干扰，可借助改善万向图性能、调整接收天线指向等措施加以改善。

2.5 人为干扰

这种干扰有以下几类：
（1）由人为失误所造成的干扰。
此种干扰可以通过加强管理来避开，即对可能造成人为失误的各种因素予以考虑，并制定一个有针对性的管理制度。此外，还可以通过不断加强广播电视信号传播系统的智能化水平，通过降低人在系统运转过程中的作用来进行预防。
（2）同极或反极化干扰。
前者可以通过及时制止用户的超频范围和超功率使用加以克服。后者可以通过用户的极化调整，并严格限制其上行功率来予以克服。
（3）恶意干扰。
可以增大上行功率或降低卫星转发器的增益档来减少恶意干扰的影响。此外，还需要加强对卫星抗干扰技术的研究，通过布置新型抗干扰能力较强的卫星来彻底避开恶意干扰情况的出现。

3.抗干扰技术

3.1 卫星的抗干扰技术

1）适当减小卫星波束接收天线的覆盖区
使卫星波束接收天线仅覆盖有限地区，最大限度地降低覆盖区边缘接收天线的增益，并在有限的覆盖区内采用多路单载波的方式发送上行信号。
2）增加固定或可移动点波束天线
设置可移动点波束天线，一旦遇到干扰信号，就可将其移动到特定地区以躲过干扰源进行接收。
3）采用可变波束接收天线。
为了能够避开干扰源发射地区，如有需要，可以采用转变天线波束形状的措施。
4）卫星转发器设置输入信号认证装置
在卫星转发器里设置信号认证装置，并对上行信号加。信号发到卫星后进行认证，只有比对正确的信号才能转发，否则卫星将不予进行转发。

3.2 卫星地球站的抗干扰技术

1）卫星地球站使用大功率、高增益天线
一旦卫星受到干扰时，一方面可以加强高强度上行信号的使用，加大转发功率，以增强其抗干扰能力；另一方面要合理设计卫星转发器接收机的增益变化范围和最小值，尽量将增益设到最低档，以降低非法信号的影响。
2）将转发器推至饱和点
传输广播电视信号尽量用多路单载波的方式代替单路单载波方式，并使转发器工作在饱和状态。此时，合法的强信号会对非法弱信号具有较强的压制作用，这增强了卫星电视信号传播的抗干扰能力。
3）尽量采用数字播出方式
同样遭受恶意信号干扰时，模拟信号播出的正常画面和非法画面会同时存在，而数字卫星信号则只会出现黑屏，不给不法分子以任何机会。此外，模拟卫星广播电视信号通常使用单路单载波信号，这很容易被采用多载波方式的干扰信号影响，进而减少其信号功率。
4）对数字卫星电视信号进行加密和加扰
随着信息网络技术的发展，以对数字信号进行加密和加扰为特征的抗干扰技术也取得了长足发展。其中，主要应用于卫星地球站监控系统的抗干扰技术主要有以下两种：
①码流比对抗干扰技术。
将卫星下行传输信号与广播电视节目源的信号进行码流比对，一旦发现存在干扰，就立即通过加大上行功率来对非法信号进行压制。如图1所示，采用码流比对抗干扰技术需要装设专门的信道检测仪和码流比对仪。
②水印比对抗干扰技术。
在电视台发送端传输流复用器中加水印，卫星地球站接收卫星转发后的下行水印，并对两个水印进行比对，一旦发现存在干扰，就立即通过加大上行功率来对非法信号进行压制。如图2所示，采用水印比对抗干扰技术需要装设加/解水印的设备。
图1 码流比对抗干扰技术框架
图2 水印比论文导读：14.徐正先.浅谈广播电视卫星传输常见的干扰及排除策略.卫星与网络，2010（7）：60-61.崔哲.论广播电视卫星传输过程中常见的干扰与解决措施.信息通信，2013（3）：277-278.上一页12
对抗干扰技术系框架
4.结束语
总之，对广播电视信号传播抗干扰技术进行研究，推动其技术水平不断取得发展和提高，是降低广播电视的播出成本、提高播出质量和效率的一种重要手段，对提高广播电视卫星传输工作经济效益和社会效益等具有极其重要的现实作用。
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[4]崔哲.论广播电视卫星传输过程中常见的干扰与解决措施[J].信息通信，2013（3）：277-278.