2.卫星电视广播系统组成
卫星电视广播系统主要由四部分组成：上行发射站、星载转发器、测控站、地球接收站。上行发射站把节目制作中心送来的信号（可以是数字电视信号、数字广播、视频、音频、中频信号等）加以处理，经过调制，上变频和高功率放大，通过定向天线向卫星发射上行C、Ku 波段信号；同时也接收由卫星下行转发的微弱的微波信号，监测卫星转播节目的质量。星载转发器用于接收地面上行站送来的上行微波信号（C 波段为6GHz，Ku 波段为14GHz），并将它放大、变频、再放大后，发射到地面服务区内。因此，星载转发器实际上是起一个空间中继站的作用，它应以最低附加噪声和失真传送电视广播信号。地面接收站接收来自卫星的信号，经过低噪声放大，下变频为中频信号，中频信号经过调频、解调后得到基带信号，分别送到视频恢复电路和伴音解调电路，重新得到正常的视频信号和伴音信号，直接送到电视监视器或电视机，重现彩色图像和重放伴音，也可以重新调制到电视频道上传送给用户。
3.广播电视卫星传输技术原理
（1）上行发射站
首先，经过视频处理电路处理后的视频信号与经过伴音处理电路处理的伴音信号相加混合成基带信号，然后对中频载波进行调制，将输入的基带信号变为70MHz 的中频调谐波。中频信号再经过上变频，变为指定的发射频率后，送到高频功率放大器进行放大，再由发射天线发射给卫星。上行发射站可向卫星传送一路或多路信号，通常采用主瓣波束较窄的大口径发射天线发射，以提高上行站的抗干扰能力。
视频信号处理过程：
预加重技术。调制信号在接收端解调时，白噪声电平随频率的升高呈线性增长，这种变化规律称为调制波的三角噪声特性，它使图像信号的高频成分容易受到噪声的影响。为了提高图像信号高频端的信噪比，改善三角噪声特性，减少传输信号的微分增益和微分相位失真，可以在视频信道中对图像信号进行预加重处理。所谓预加重就是在发送端将图像信号先送入预加重网络，由于预加重网络具有高端增益高、低端增益低的特性，可以使得图像信号的高频成分得到增强。
能量扩散技术。在带有行、场同步信号的视频信号中，大多数时间里信号电平都处于黑白电平上，而中间电平的时间较短。用这种视频信号对载波进行频率调制，就会造成频谱能量在两侧过于集中，分布不均匀，致使与它共用频段的某些地面通信受到较大干扰。为了减少这种干扰，在发射功率受到限制的同时，也应对信号频谱能量加以扩散。为此，人为地将一个频率大约为30Hz 的三角波加入基带信号中，组成复合信号。用此复合信号对载波进行调频，便可使信号频谱能量扩散，使其均匀分布。
伴音信号处理过程：
伴音信号的模拟传输方式。模拟传输方式首先将伴音信号中高于视频信号的上限频率的伴音副载波进行频率调制，然后与经过预加重和能量扩散处理的图像信号，按照频分复用的方式进行相加混合成基带信号，再对中频载波进行调频。伴音信号的模拟传输采用FM‐FM（两次调频）的传输方式。
伴音信号的数字传输方式。数字传输过程首先将伴音信号进行模／数转换，即将伴音信号经过取样、量化、编码的一系列过程，将模拟的声音信号变为数字码流，并将多路数字化后的伴音信号按时分复用方式合成为一路数字信号，然后经过信号压缩、前向纠错编码及加扰码等一系列处理后，再对高于图像最高频率的伴音副载波进行相位调制。如此得到的伴音调制信号再与经过处理的图像信号合成为基带信号，最后一起对中频载波进行调制。
（2）星载转发器
在电视广播卫星上有C、Ku 波段转发系统，它接收来自上行发射站的信号，并且向卫星电视广播地面接收站转发下行信号，实质上是一个安装在赤道上空的中继站，其工作原理与地面差转机类似。它由收、发天线、转发器和电源组成。转发器又由高灵敏度的宽带低噪声放大器、变频器、C、Ku 波段功率放大器等组成，是决定卫星电视广播质量的关键。
星载转发器在电路结构上一般有两种方式：一是直接变频式，它将上行的微波频率经过一次变频，变为下行微波频率。
另一种为二次变频式，它将上行的微波频率变化为中频，经放大后再变频为下行频率。直接变频式电路简单，但由于工作频率高，因而对元器件要求高。二次变频式电路工作于中频，对元器件要求不高，容易实现高增益和AGC 控制。
（3）地面接收站
卫星电视接收站由反馈部分、高频头、卫星接收机等部分组成。天线接收来自卫星的信号，通过高频头将微弱的电磁波信号进行低噪声放大，并将它变换为频率为950～1450MHz 的第一中频信号。中频信号经过电缆送到卫星接收机进行解调。选台器从950～1450MHz 的输入信号中选出所要接收的某一电视频道的频率，并将它变换为固定的第二中频频率（通常为479.5MHz），经中频放大和解调后得到包含视频和伴音信号在内的复合基带信号。视频信号送到视频恢复电路先经过去加重处理。所谓的去加重处理，实际上是让视频信号通过一个频率响应特性与预加重频响特性相反的无源二端口网络，从而抵消预加重网络对信号产生的频谱畸变，恢复原本信号。由于在发射端对信号进行了能量扩散处理，即在视频信号中加入了30Hz 的三角波扩散信号。
因此必须在接收端进行能量去扩散处理，去除叠加在视频信号上的三角波信号，恢复视频信号的原来特性，得到正常的视频信号。伴音信号送到伴音解调器经过放大、副载波解调，去加重后得到正常的伴音信号。
4.我国卫星广播电视现状与发展
我国卫星广播电视的现状是：模拟电视与数字电视节目并存；C 波段卫星电视与Ku 波段卫星电视并存；数字加密电视与数字非加密电视并存。
我国卫星广播电视的发展方向为：
（1）卫星广播电视从模拟方式向数字方式过渡。试播数字（HDTV）高清晰度电视，在全国各地可用小型卫星接收天线进行高清晰度电视的集体或个人用户收看。并为用户终端提供多媒体信息广播，通过电视机来显示多媒体信息，用户不仅能收看到接近广播级效果的图像，而且还可以同时得到EPG（电子节目单）、电子邮件、静态图像、实时数据信息（如天气预报、金融股票信息等）、教育、游戏等多种应用服务（用遥控器操作，在电视机上显示）。今后整个系统与Internet 接口后，机顶盒用户还可以通过电视机浏览Internet 网页，开展准点播电视（NVOD）等多种互式应用。
（2）卫星电视从节目传送向直播发展，发展Ku 频段广播卫星，开展直播卫星／直播到户（即DBS／DTH）业务，使广大用户使用0.5m 左右口径的接收天线即可收到上百套丰富多彩的广播电视节目。
（3）卫星与地面广播电视网共同组成星网结构，形成全国广播电视覆盖网。
7.4.2 卫星数字电视
1.概述
随着卫星技术和功率器件的发展，卫星发射功率的进一步提高，以及Ku波段频率的使用，使得卫星地面接收的天线半径大大减少，为卫星广播的普及使用创造了有利条件。但由于卫星上转发器数目有限，对发射功率限制严，要求进一步压缩电视节目的频带宽度，同时还需进一步提高传送节目图像的质量。近年来，MPEG‐1、MPEG‐2数据压缩编码技术的成熟及广泛应用，进一步促进了压缩编码技术在卫星广播电视中的应用。
数字压缩的先进广播电视在短短的几年时间内取得了很大的成功。在我国，继中央电视台数字卫星广播成功后，又有10多个省电视台开播数字卫星广播电视成功。在国内掀起了在广播电视领域广泛应用数字压缩技术的高潮。
过去，卫星电视转发器的常规使用方法是一路模拟电视信号一般占用一个转发器带宽，采用数字压缩技术后，在一个转发器内可传送多套数字电视节目（4‐10套）。这是因为一路普通的数字电视信号，根据ITU‐R601建议，码率一般压缩到5Mbps 即可达到PAL／SECAM 广播级质量标准，若采用级连的3／4卷积编码和RS 编码、升余弦平方根滤波和QPSK 调制后，则占用带宽约为5.1MHz，约占1／7转发器带宽（如转发器带宽为36MHz），这就大大节省了转发器带宽资源。
2.卫星数字电视的传输系统
由于卫星技术的发展及数字压缩技术的突破，国外使用直播卫星进行卫星电视直播到家庭（DTH）已逐渐普及，采用这种方式，除家庭可直接接收外，有线电视台、地面电视发射网也可以将其作为丰富的电视节目源，进行接收后再转出去，数字压缩技术的突破，可使一个卫星转发器传送多套电视节目，图7‐13表示出这样一个系统目前的主要功能。
由图7‐13可见，在发送端，多路视、音频信号及附加数据送到上行编码系统，经过模／数转换、压缩编码、复用、信道编码、调制等一系列处理后送上卫星。在接收端，一种是用户直收，此时用户只要装备一台家用综合接收解码器（IRD），将解码后的信号送入电视机即可接收卫星播送的节目；第二种情况是由有线电视台转播，即用专业级IRD 将接收信号还原成模拟电视信号，再以常规方式送入有线电视网（当然，这里也可以直接对数字信号进行加扰后再送入有线电视网）。
3.卫星数字电视发送端信号处理系统
发送端可分为两部分，一部分为信号形成即信源编码（包括MPEG‐2编码与复用）部分；另一部分为信号传输即信道编码与调制部分。
信源编码部分主要完成模／数和标准变换以及数字压缩功能。由于输入信号不仅制式不同，而且既有模拟信号也有一般的数字信号，既有复合信号，又有分量信号，因此模／数和标准变换系统应能处理多种不同格式、不同标准的模拟信号并将其变换为单一的、可以进行压缩处理的数字信号。由于经模／数变换后的数字信号其数码率很高，所占有的频带太宽，无法在现有的一条模拟信号传输通道中来传输，压缩编码部分即是把该数字信号的码率进行压缩，降低其码率，使常规的一条模拟传输通道可传输多路数字广播电视且基本不降低信号质量。因此信源编码能充分有效地利用信号频谱，经信号处理后使一个传输通道可传送多路数字电视信号。
节目复用是指视音频相辅助数据经节目复用器混合成一个数码流，即构成一套节目数码流，在这里也可以加入一些业务用的信息。
信道编码又叫纠错编码，由于数字信号在传输中受到衰减、杂波、干扰等所造成的质量劣化是突变性的（模拟信号质量的劣化是渐变的）。也就是说，数字信号在衰减、杂波或干扰没有达到某一门限之前，只要接收设备能判别出0码和1码，质量就不会受到大的影响，而一旦超过此门限，接收设备判别不出0码和1码，信号就会丢失，所以在数字信号传输中最重要的是防止误码，也就是要尽力降低误码率。因此，在数字信号传输中要在信号源的原数码序列中以某种方式加入某些作为误差控制用的数码（即纠检错码），以实现自动纠错或检错的目的，这就是信道编码或纠错编码。
由此可见，信道编码目的是为了降低数字信号的误码率，提高信号传输的可靠性。图7‐14中数字信号传输中控制误差是采用前向误差校正（FEC）方法，即在发送端按照一定规则，在信号数码中加入一定的控制误差用数码以组成具有纠错能力的码，接收端收到后，按预先规定的规则进行解码，确定信息中有无错误，若有错误，确定其位置并进行纠正。 实际使用两级编码（即级联编码），其中一级采用Reed‐Solomon 编码（简称R‐S），其特点是主要只纠正与本组有关的误码，且对纠正突出性误码很有效。另一级采用卷积编码，其特点是除能纠正本组的误码外，也纠正其他组的误码，卷积码可以采用不同的速率（FEC Rate），在DVB 标准中，规定5种速率（即1／2、2／3、3／4、4／5、5／6、6／7、7／8）。在R‐S 码与卷积码之间，有一个交织器，其主要是完成信号数码序列的交织作用。因为当信号受到突发性干扰时，不仅干扰个别字节，而且会干扰一串字节，造成一片数码都出错，错误集中在一起，可能会超出纠错码的纠错能力，交织作用要能将错误分散开，目的是使解码器能够有效地纠错，由于在发送端进行了数码交织，接收端就要相应地进行去交织，恢复其本来的数码顺序。在卫星数字电视传输中。一般使用四相相移键控（QPSK）调制，因为这种调制方式传输效率高，其实现电路实际上就是平衡正交双边带调幅器。
