北京
来源：广播与电视技术
翻译：利满雯
审稿：杨 宇
日本公共广播机构NHK的科学技术研究实验室STRL一直在研究卫星广播技术以实现和拓展新的广播服务，如1986年开始试验的模拟卫星广播、2000年的数字卫星广播和2018年的4K/8K卫星广播。目前，NHK STRL正在研究和开发面向未来的广播媒体——“沉浸式媒体”，它可以利用3D全息影像给用户带来全新的体验和感受，但此类媒体内容的传输需要更高的通信容量。为此，NHK STRL正在研究和开发利用新21GHz频段的卫星广播技术，旨在提高卫星通信系统的通信容量，拓展新的广播服务。
1. 什么是21GHz频段卫星广播技术？
为了能把带宽平均分配给各个国家使用，用于4K/8K卫星广播的12GHz频段的每个频道带宽被设定为38.36MHz；而21GHz频段的卫星广播对频道带宽没有设定标准，可以灵活分配和使用。这也就意味着，与12GHz频段相比，21GHz频段可以以新的方式使用。为此，STRL正在研究每个频道带宽为287.5MHz的21GHz频段卫星广播技术，目的是提高系统通信容量。
2. 关于21GHz频段卫星广播技术的措施
STRL的研究人员开发了用于21GHz频段卫星广播的宽带发射机和宽带接收机，并利用广播卫星BSAT-4a进行了卫星广播实验。该卫星除了可以利用12GHz频段实现4K/8K卫星广播，还具有21GHz频段的传输能力（图1）。在卫星广播实验中，直播现场的视音频内容首先被送至STRL开发的宽带发射机，并被转换为卫星信号，该信号从车载地面站传输到广播卫星BSAT-4a上，再由BSAT-4a以21GHz频段的信号发向地面，最后利用STRL开发的宽带接收机将天线接收到的信号转换回视音频内容。实验中的卫星使用了QPSK（正交相移键控）调制，传输速率大约为330Mbps，该传输速率是目前8K卫星广播（大约100Mbps）的三倍以上。
图1 21GHz频段卫星广播实验系统概述
此外，NHK STRL还开发了一种大容量内容传输系统，该系统可以将内容分割开，利用多个传输通道进行传输（图2）。内容经过分割后可以通过一路21GHz频段、两路12GHz频段以及一条互联网（IP）线路同时进行传输，最后这些信号可以合并起来重新恢复成内容。该系统可以结合多条卫星传输通道和IP线路，实现大容量的内容传输，其传输能力可大大超过仅利用卫星的传输通道。
图2 大容量内容传输系统的信号流程图
未来，NHK STRL将继续进行对卫星广播技术的研究，旨在实现一套能够传输沉浸式媒体的卫星广播系统。
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