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卫星电视广播的进展
| 我国自1985年开始应用通信卫星C频段传输电视节目以来，短短十多年时间，电视和广 播的人口覆盖率迅速提高，并已分别达到84.6%和78.9%。随着Ku频段视频压缩卫星电视广播技术的采用，电视广播的人口覆盖率必将得到进一步的提高。
一、卫星电视广播系统及电视广播的频道划分
卫星电视广播系统的工作原理是：电视节目由电视台通过卫星地面发射站，用定向天线向 太空中的卫星发射电视信号(上行频率为ｆ1），卫星转发器接收来自地面的电视信号，经过放大、变换等一系列处理，再用下行频率f2向地面服务区转发电视信号。这样，服务区内众多的地面卫星接收站便可接收到电视台发出的电视节目。通常一颗卫星上装有24个以上转发器，每个转发器可以转发一套模拟电视节目或4～8套经数字视频压缩的电视节目。
目前世界各国卫星电视广播普遍采用C频段(3.7～4.2ＧＨｚ)和Ku频段(11.7～12.75ＧＨｚ)。由于C频段是和地面通信业务共用的，所以为了避免卫星电视信号对地面通信业务的干扰，卫星发射到地面的功率通量密度受到限制(一般EIRP＝３６ｄＢＷ左右)。为保证接收图像质量，通常采用口径为1.8～3.0ｍ的接收天线。Ku频段的特点是频率高、频率范围宽、信道容量大，是卫星电视广播的优选频段。卫星发射Ku频段到地面，其功率通量密度不受限制(一般 EIRP>50dBW)。加上信号波长短，同样口径天线的增益要比C频段高，因而采用较小口径的天 线(0.5～1.2ｍ)就能获得满意的图像。这是世界各国卫星电视广播的发展方向。
为了充分利用频段内的无线电频率，防止相互干扰，又将每个频段内分成若干频道。如果不采用数字视频压缩技术，由于每两个相邻频道之间的频率间隔均为19.18MHz，而卫星下行的电视信号带宽一般都大于20MHz，这样相邻频道间的信号频带就相互重叠，形成相互干扰。因此，邻国或相邻地区之间，常采用不同频道和不同极化方式进行卫星电视广播。通常是将相邻两 个频道号的单、双号分别按水平极化和垂直极化(或左旋圆极化和右旋圆极化)方式工作，以削弱相邻频道之间的相互干扰。
二、我国卫星电视广播现状
截止1997年8月，我国还没有直接向家庭直播的电视节目，大部分节目是通过有线电视台进入家庭的。目前我国国内卫星电视广播节目主要集中在亚太1A和亚洲2号两颗卫星上，云南、贵州两省的电视广播节目仍暂在亚洲1号卫星上传送。表1、2、3分别列出有关卫星电视广播节目的转发器频率技术特性参数。其中，在传送中央电视台（CCTV）第1套节目的信道内，同时用NICAM-728方式传送中央人民广播电台的第1、2套节目；在传送CCTV第2套节目的信道内同时用NICAM-728方式传送中央人民广播电台的第3套立体声节目。中央电视台租用泛美卫星公司泛美卫星2、3、4卫星的4个27MHz带宽转发器采用数字压缩方式向全球传送CCTV第3、4套2套节目(今后将扩展到4至6套)。
从1997年元月1日起，又有13家省级电视台的电视节目以数字压缩方式通过亚洲2号卫星转发器转发。
1997年5月,中国发射成功了东方红三号通信卫星，并已定点在东经125度的同步轨道上，开始试验传送节目。东方红三号上行频率为5.925～6.425GHz，下行频率为3.7～4.2GHz，共有24个转发器，EIRP≥37dBW,正交线极化，极化隔离度≥30ｄＢ。
三、卫星数字电视广播在我国的发展
通常，卫星上一个转发器只能传送一套模拟电视节目，而租用一个卫星转发器的年租金约 为150～200万美元。如果采用数字频带压缩技术，则一个转发器便可同时传送多套电视节目(例如4套)，无疑将大大节省每套节目所需的费用，而且由于电视信号的数字化，还将大大提高电视图像的质量。此外，对数字电视加扰加密也比较简单易行，从而可以实现收费电视业务。
我国PAL制彩色电视是采用625行／50场，其视频带宽为6MHz。根据CCIR第601号建议书，625行/50场和525行/60场都采用一样的取样频率，即亮度信号(Ｙ)取样频率为13.5MHz， 每个色差信号(R-Y和B-Y)的取样频率各为6.75MHz，Y和R-Y、B-Y信号每个取样被8b量化。这样，电视信号在数字化后的亮度信号的码率为13.5×8＝108Ｍｂ／ｓ，色度信号的 码率为6.75×8×2＝108Ｍｂ／ｓ。全数字编码电视信号的总码率为216Mb/s。这就意味 着要传输PAL制彩色数字电视所需的传输带宽在100MHz以上，比模拟信号占用的带宽(6MHz)大大增加。因此，采用数字电视必须进行频带压缩，方能在合理的成本下实现电视信号的传输。目前世界上的数字视频压缩技术已经可以做到把216Mb/s速率压缩到6Mb/s左右，而去压缩以后的质量仍可达到广播级的质量标准。
电视广播中心制作好的中央电视台第3、5、6、7频道的4路PAL制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(QPSK)，输出70MHz中频(IF)信号，光缆、微波传送到中国电视广播地球上行站，经上变频、高功放(HPA)，由天线发往卫星。我国于1996年8月1日利用亚洲2号卫星Ku频段正式开始了经数字视频压缩的节目传送任务。在接收站只要以相反过程进行接收、解调、解码、D/A变换等视频处理，就可以在电视机上显示出原有的电视图像了。
四、卫星电视广播的地面接收
由于卫星转发器的体积和重量都受到严格限制，转发器的发射功率一般在几十瓦到160多瓦。经过3.6万km传输到达地面，信号能量受到很大衰减，同时混入了各种噪声。为了接收如此微弱的信号，卫星地面接收站必须采用方向性极强的天线来收集信号能量，并通过低噪声微波放大器的放大、变换，然后输入卫星电视接收机，观众才可以收看(听)到电视图像和声音。表5给出了全国主要城市接收亚太1A、亚洲1、2号和东方红三号卫星节目时的天线指向角。
最近几年，卫星电视直播产业在美国、欧洲和亚太地区已得到迅速发展，这类向家庭直播的卫视 接收天线口径一般在0.45m左右。我国的卫星电视广播主要面向城市地区，为提高收视质量，增 加卫视接收频道，主要通过以城市为单位的有线电视网接收卫星电视，然后再用电缆或微波送入 每个家庭，这种卫视接收天线口径C频段需要3～3ｍ，Ku频段需要2.4～4.2ｍ；而宾馆饭店和有线电视覆盖不到的地区，也可采用2.4～4.2ｍ(C频段)或1.5～2.4ｍ（Ｋｕ频段)天线集 体接收入户。
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