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[摘 要]随着社会经济和科学技术的发展，为了满足人们日益增长的精神文化需要，我国的卫星广播电视技术发展迅速，广播电视频道和节目不断增多，内容越来越丰富，在人们的生活中扮演着越来越重要的作用。然而由于卫星广播电视传输协议和标准公开透明，或发射站无人值班看守等原因，极易受到外部攻击，受到外部攻击的卫星信号覆盖点不可避免的直接播出非法声音。近年来，敌对势力对广播电视节目的干扰破坏以及利用卫星广播设施进行非法插播的案例时有发生，因此，必须要研制出一套广播节目卫星、本地一体化防插播设备、建立一套完善的防插播系统来进行有效地抵制恶意插播行为，不仅可以增强技术防范能力，而且可以减轻管理工作人员的工作压力和监控的人力物力投入，为卫星广播电视节目的安全播出提供重要的技术保障。
[关键词]防插播；非法插播；安全播出；系统；
中图分类号：TN938 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）39-0066-02
1 引言
卫星广播电视节目在人们日常生活中扮演着越来越重要的位置，不仅能够满足人们日益增长的精神文化需求，而且可以通过广播电视节目进行爱国主义教育，为党和国家进行宣传。然而，由于技术上的原因，覆盖范围广、影响大的卫星广播电视极易受到攻击，插播非法声音和内容。开放、无线远程、点对面的传输模式是广播电视卫星传输系统的特点，也是其极易受到干扰，造成政治播出事故，由于受众面较大，影响恶劣。
卫星广播电视的安全播出是广播电视事业的生命。卫星上行时，不法分子就会对卫星信号进行攻击，利用卫星对地面的调频覆盖网络发送非法信号，播出非法内容；其次，不法分子还可以通过架设临时卫星波段干扰源，在调频覆盖点利用较强的、和广播电视节目信号源卫星参数相匹配的非法信号对正常的卫星信号进行掩盖，轻松的通过卫星接收系统进入调频覆盖网络附近的发射系统，从而达到播出非法节目的目的；一般情况下，各覆盖点布局分散，且发射机房大多无人值守，不法分子还可以通过入侵发射机房，利用自带的非法信号源替换正常卫星接收机输出的信号源，也可轻松实现非法插播。因此，近年来越来越多的广播节目插播案例使得我国不可避免的要对广播卫星防插播技术进行研究或制定防范措施，研制出一套防范能力强、能够有效抵御恶意插播行为的设备，以此来为卫星广播电视节目安全播出提供可靠保障。
2 研究意义
近年来，广播电视安全播出的形式发生了巨大变化，在保证广播电视系统日常的正常运行的同时还要防范敌对势力对广播电视的干扰破坏以及利用广播电视进行非法插播。在我国的一些地区，时有发生“法轮功”等顽固分子干扰、插播广播电视节目的事件，导致正常的广播电视节目无法播出，甚至出现非法的图像或声音，造成了恶劣的社会影响和一定的经济损失。因此，加大对卫星广播电视防插播技术的研究势在必行，是我国卫星广播电视正常、安全播出的需要，也是我国社会稳定和经济发展的需要。
加强对卫星广播电视防插播技术的研究，得到切实可行的防插播技术成果，对我国基于卫星传输的广播电视节目防插播安全系统具有重要意义，同时有效抵制了恶意插播行为，杜绝了广播电视节目出现非法信号，避免出现整治播出事件的发生，对维护社会稳定和确保广播电视节目的安全播出具有重要意义，有利于减轻管理人员的工作压力，减少监控人力物力的投入，推广后产生较为显著的经济效益。
3 卫星广播电视节目防插播的可行性分析
卫星广播信号的监测识别是一个涵盖知识广泛的交叉学科，根据播出任务的需求不同，采用不同的技术。每声道128kbit/s或者256kbit/s，每帧1152个样本，32个子带的MPEG-1-LAYER2音频压缩编码是目前我国绝大多数电台采用的编码标准，它采用了共同频域和时域掩蔽效应心里声学模型，传输信号范围为20Hz～20kHz，并对高低中三个频段的比特进行非配限制。
由于人体的声学特征，人耳对16～20kHz频段的声音很难分辨，同时人耳具有频率掩蔽性，两个频率相近但能量相差较大的信号同时发生时，可以看做一个较弱的声音落在一个较强声音的临界频带中，较弱信号就会被较强信号掩蔽掉。所以，利用卫星广播电视地球站上行段的广播信号源中部分插入波形连续的特征信号，并进行幅度自适应控制，对主观收看效果不会产生听觉或视觉上的影响，并且可以抵抗MPEG-2的有损压缩，使得调频覆盖点接收到具有明显识别特征的广播电视信号，从而根据是否接受到带有明显识别特征的广播电视信号来检测卫星广播电视节目是否收到本地干扰或插播，在受到严重插播和干扰时，自动及时切断调频激励器信号输出，发出警告信息，从而达到防插播效果的实现，这也是卫星广播电视防插播的可行性理论依据。
4 卫星广播防插播实现的具体措施
为了能够提供更好、更安全的卫星广播电视节目播出，我国进行了对卫星广播防插播技术的研究，并且取得了一定成果，在卫星广播防插播上总结出了许多可行的防插播方法。
4.1 整体系统方案设计
对卫星传输链路进行分析，复用器和MPEG2信源编码置于信号处理设备的末端，在AES节目源信通过信号处理设备接收解码后，插入可识别的信号后重新对信号进行编码，然后输出到MPEG2复用器，送往卫星发射机发射输出。在卫星下行链路，通过对加入了可识别信号的重新编码信号进行特征分析，将经过识别、具有特征信号的信号输出给下游设备，对未具有特殊识别特征的非法信号，自动切断其输出并发出报警提示信息。
4.2 AES解編码
广播级数字音频传输标准AES是地球站进行模拟音频数字化编码、传输的理论依据，AES的编码和解码成功与否对卫星广播电视防插播系统能否构建成功的重要保障。具备通信控制，状态信息和较好检错能力的AES通过一条传输线进行数字音频数据串行传输，提供两个通道的音频数据，在发送和接收阶段需要对其进行耦合变换，从而能够获得较好的共模抑制，还能避免信号回路现象。 芯片CS8420结合可编程逻辑器件EP2C50F484是实现AES编解码的基础。AES信号经过CS8429接受后，EP2C50F484对解码为采样频率与下游设备相同的串行码流进行缓冲，确定帧同步，判断音频数据、辅助数据和信息位，并将有效数据检出，同时与调制后的标识认证信号合并重新打包送入CS8420编码为AES信号送入MPEG2复用器。
4.3 对源信号的标识认证
选取频率为16kHz以上的至少一个频率值作特征频率，将标识认证信号调制特征频段，是对卫星地球站上行端的广播电视节目源信号实时加入标识认证信号的方式。来自卫星地球站上行端的广播电视节目源信号和调制后的特征信号经过处理后叠加，由发射站上传广播。
在MPEG2复用器中输入码流必须得进行有损压缩、复用调制、发射、接收等一系列过程，这是由于信号处理设备位于MPEG2复用器前段，所以想要使得处理后的音频码流被正常识别和解析，加入的特征认证信号必须符合音频信号特征。
在最佳抽样时刻判决得到原始数据是为了从连续的基带信号中取出离散数字信息。并且与此同时采用锁相环技术提取源信号的采样时钟和码流BIT时钟，保证经处理的源信号采样率和传输码流同步，保证确保节目源信号传输的质量。
4.4 认证识别接收信号
在卫星下行链路，对经过输出的AES数字信号进行解码后的信号进行实施解析，捕获、分析节目码流中的认证信号，确定其合法性。解析算法因其要考虑到出现日凌、太阳黑子爆发等非恶意干扰引起的卫星信号瞬时不稳定等情况出现，算法需要具有一定的抗干扰特性，通过设计合理的判决机制，保证卫星广播电视节目的正常播出。恶意干扰和非法插播发生时工作人员或者自动系统及时切断节目流的传输，并发出提示和警告，防止非法信号传输，导致严重的后果。
4.5 其他方式进行卫星广播防插播
除了上述方式进行卫星广播防插播外，还有空间隔离法、频率隔离法、信号压制法等方法进行卫星广播防插播。
如空间隔离法，也叫做上行固定赋形波束接收，其主要方式就是通过卫星转发器接受收天线固定赋形波束仅仅覆盖了各地合法的特定地区，不包含可能产生干扰的地区，达到抗干扰的目的。但是其缺点是只能覆盖合法地区，损失了广播节目覆盖面和收听率。
其次，频率隔离法，也叫做上行信号频率。其主要方式是转换器接收到干扰信号时转换器依据控制信号及时改变接收频率拒收干扰信号，同时改变给定地面上行站发生频率从而使得转发器能够继续接受合法的信号。其缺点就是设备较多，实现难度较大，费用较多。
最后，信号压制法，即正常广播节目信号上行功率，其工作原理是使自身的信号强度大于干扰信号，从而达到压制干扰信号的目的。信号压制法的具体工作过程就是在上行地球站装置大功率发射机和高增益发射天线，当卫星收到干扰时，自动或者人工加大上行站射频信号功率强度，减小或避免非法信号干扰，从而在一定程度上预防插播和干扰。其缺点主要是本质上属于采用物理能量层上的干扰，效率比较低。但是随着新的功率控制和信号处理技术的应用，通信大功率压制干扰手段应用遇到了瓶颈，具有局限性。
总结
卫星广播电视技术是高科技、高投入、先进设备的行业，科学技术发展的产物。随着社会经济和科学技术的发展，数字化、信息化时代的来临，广播电视的发展越来越离不开科技的发展。科学技术的进步为卫星广播电视事业的发展提供了动力。
安全播出的广播电视节目离不开广播电视的防插播技术。系统的、合理的、安全的卫星广播防插播方法能够为卫星广播电视提供良好的播出环境，能够有效防止非法信号传输，阻断恶意干扰卫星广播电视正常播出的干扰信号，为我国的社会稳定和经济发展提供了可靠保障，有利于创建和谐社会，同时也为我国的卫星广播电视技术发展提供了保障，是我国社会经济发展的的助力。
参考文献
[1] 卢琳，鄒南京，姜豪.卫星广播防插播技术探讨.《信息安全与技术》？.2013年3期.
[2] 卢琳，葛朝清.实用的广播节目卫星与本地一体化防插播技术.《电声技术》？.2013年7期.
[3] 夏利民，刘耀文，金玉.实用的地面卫星接收防插播技术方案.《电视技术》？.2010年11期.
[4] 李鹏达.新疆农村应急广播大喇叭工程技术方案及应用.《广播与电视技术》.2014年4期.
[关键词]防插播；非法插播；安全播出；系统；
中图分类号：TN938 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）39-0066-02
1 引言
卫星广播电视节目在人们日常生活中扮演着越来越重要的位置，不仅能够满足人们日益增长的精神文化需求，而且可以通过广播电视节目进行爱国主义教育，为党和国家进行宣传。然而，由于技术上的原因，覆盖范围广、影响大的卫星广播电视极易受到攻击，插播非法声音和内容。开放、无线远程、点对面的传输模式是广播电视卫星传输系统的特点，也是其极易受到干扰，造成政治播出事故，由于受众面较大，影响恶劣。
卫星广播电视的安全播出是广播电视事业的生命。卫星上行时，不法分子就会对卫星信号进行攻击，利用卫星对地面的调频覆盖网络发送非法信号，播出非法内容；其次，不法分子还可以通过架设临时卫星波段干扰源，在调频覆盖点利用较强的、和广播电视节目信号源卫星参数相匹配的非法信号对正常的卫星信号进行掩盖，轻松的通过卫星接收系统进入调频覆盖网络附近的发射系统，从而达到播出非法节目的目的；一般情况下，各覆盖点布局分散，且发射机房大多无人值守，不法分子还可以通过入侵发射机房，利用自带的非法信号源替换正常卫星接收机输出的信号源，也可轻松实现非法插播。因此，近年来越来越多的广播节目插播案例使得我国不可避免的要对广播卫星防插播技术进行研究或制定防范措施，研制出一套防范能力强、能够有效抵御恶意插播行为的设备，以此来为卫星广播电视节目安全播出提供可靠保障。
2 研究意义
近年来，广播电视安全播出的形式发生了巨大变化，在保证广播电视系统日常的正常运行的同时还要防范敌对势力对广播电视的干扰破坏以及利用广播电视进行非法插播。在我国的一些地区，时有发生“法轮功”等顽固分子干扰、插播广播电视节目的事件，导致正常的广播电视节目无法播出，甚至出现非法的图像或声音，造成了恶劣的社会影响和一定的经济损失。因此，加大对卫星广播电视防插播技术的研究势在必行，是我国卫星广播电视正常、安全播出的需要，也是我国社会稳定和经济发展的需要。
加强对卫星广播电视防插播技术的研究，得到切实可行的防插播技术成果，对我国基于卫星传输的广播电视节目防插播安全系统具有重要意义，同时有效抵制了恶意插播行为，杜绝了广播电视节目出现非法信号，避免出现整治播出事件的发生，对维护社会稳定和确保广播电视节目的安全播出具有重要意义，有利于减轻管理人员的工作压力，减少监控人力物力的投入，推广后产生较为显著的经济效益。
3 卫星广播电视节目防插播的可行性分析
卫星广播信号的监测识别是一个涵盖知识广泛的交叉学科，根据播出任务的需求不同，采用不同的技术。每声道128kbit/s或者256kbit/s，每帧1152个样本，32个子带的MPEG-1-LAYER2音频压缩编码是目前我国绝大多数电台采用的编码标准，它采用了共同频域和时域掩蔽效应心里声学模型，传输信号范围为20Hz～20kHz，并对高低中三个频段的比特进行非配限制。
由于人体的声学特征，人耳对16～20kHz频段的声音很难分辨，同时人耳具有频率掩蔽性，两个频率相近但能量相差较大的信号同时发生时，可以看做一个较弱的声音落在一个较强声音的临界频带中，较弱信号就会被较强信号掩蔽掉。所以，利用卫星广播电视地球站上行段的广播信号源中部分插入波形连续的特征信号，并进行幅度自适应控制，对主观收看效果不会产生听觉或视觉上的影响，并且可以抵抗MPEG-2的有损压缩，使得调频覆盖点接收到具有明显识别特征的广播电视信号，从而根据是否接受到带有明显识别特征的广播电视信号来检测卫星广播电视节目是否收到本地干扰或插播，在受到严重插播和干扰时，自动及时切断调频激励器信号输出，发出警告信息，从而达到防插播效果的实现，这也是卫星广播电视防插播的可行性理论依据。
4 卫星广播防插播实现的具体措施
为了能够提供更好、更安全的卫星广播电视节目播出，我国进行了对卫星广播防插播技术的研究，并且取得了一定成果，在卫星广播防插播上总结出了许多可行的防插播方法。
4.1 整体系统方案设计
对卫星传输链路进行分析，复用器和MPEG2信源编码置于信号处理设备的末端，在AES节目源信通过信号处理设备接收解码后，插入可识别的信号后重新对信号进行编码，然后输出到MPEG2复用器，送往卫星发射机发射输出。在卫星下行链路，通过对加入了可识别信号的重新编码信号进行特征分析，将经过识别、具有特征信号的信号输出给下游设备，对未具有特殊识别特征的非法信号，自动切断其输出并发出报警提示信息。
4.2 AES解編码
广播级数字音频传输标准AES是地球站进行模拟音频数字化编码、传输的理论依据，AES的编码和解码成功与否对卫星广播电视防插播系统能否构建成功的重要保障。具备通信控制，状态信息和较好检错能力的AES通过一条传输线进行数字音频数据串行传输，提供两个通道的音频数据，在发送和接收阶段需要对其进行耦合变换，从而能够获得较好的共模抑制，还能避免信号回路现象。 芯片CS8420结合可编程逻辑器件EP2C50F484是实现AES编解码的基础。AES信号经过CS8429接受后，EP2C50F484对解码为采样频率与下游设备相同的串行码流进行缓冲，确定帧同步，判断音频数据、辅助数据和信息位，并将有效数据检出，同时与调制后的标识认证信号合并重新打包送入CS8420编码为AES信号送入MPEG2复用器。
4.3 对源信号的标识认证
选取频率为16kHz以上的至少一个频率值作特征频率，将标识认证信号调制特征频段，是对卫星地球站上行端的广播电视节目源信号实时加入标识认证信号的方式。来自卫星地球站上行端的广播电视节目源信号和调制后的特征信号经过处理后叠加，由发射站上传广播。
在MPEG2复用器中输入码流必须得进行有损压缩、复用调制、发射、接收等一系列过程，这是由于信号处理设备位于MPEG2复用器前段，所以想要使得处理后的音频码流被正常识别和解析，加入的特征认证信号必须符合音频信号特征。
在最佳抽样时刻判决得到原始数据是为了从连续的基带信号中取出离散数字信息。并且与此同时采用锁相环技术提取源信号的采样时钟和码流BIT时钟，保证经处理的源信号采样率和传输码流同步，保证确保节目源信号传输的质量。
4.4 认证识别接收信号
在卫星下行链路，对经过输出的AES数字信号进行解码后的信号进行实施解析，捕获、分析节目码流中的认证信号，确定其合法性。解析算法因其要考虑到出现日凌、太阳黑子爆发等非恶意干扰引起的卫星信号瞬时不稳定等情况出现，算法需要具有一定的抗干扰特性，通过设计合理的判决机制，保证卫星广播电视节目的正常播出。恶意干扰和非法插播发生时工作人员或者自动系统及时切断节目流的传输，并发出提示和警告，防止非法信号传输，导致严重的后果。
4.5 其他方式进行卫星广播防插播
除了上述方式进行卫星广播防插播外，还有空间隔离法、频率隔离法、信号压制法等方法进行卫星广播防插播。
如空间隔离法，也叫做上行固定赋形波束接收，其主要方式就是通过卫星转发器接受收天线固定赋形波束仅仅覆盖了各地合法的特定地区，不包含可能产生干扰的地区，达到抗干扰的目的。但是其缺点是只能覆盖合法地区，损失了广播节目覆盖面和收听率。
其次，频率隔离法，也叫做上行信号频率。其主要方式是转换器接收到干扰信号时转换器依据控制信号及时改变接收频率拒收干扰信号，同时改变给定地面上行站发生频率从而使得转发器能够继续接受合法的信号。其缺点就是设备较多，实现难度较大，费用较多。
最后，信号压制法，即正常广播节目信号上行功率，其工作原理是使自身的信号强度大于干扰信号，从而达到压制干扰信号的目的。信号压制法的具体工作过程就是在上行地球站装置大功率发射机和高增益发射天线，当卫星收到干扰时，自动或者人工加大上行站射频信号功率强度，减小或避免非法信号干扰，从而在一定程度上预防插播和干扰。其缺点主要是本质上属于采用物理能量层上的干扰，效率比较低。但是随着新的功率控制和信号处理技术的应用，通信大功率压制干扰手段应用遇到了瓶颈，具有局限性。
总结
卫星广播电视技术是高科技、高投入、先进设备的行业，科学技术发展的产物。随着社会经济和科学技术的发展，数字化、信息化时代的来临，广播电视的发展越来越离不开科技的发展。科学技术的进步为卫星广播电视事业的发展提供了动力。
安全播出的广播电视节目离不开广播电视的防插播技术。系统的、合理的、安全的卫星广播防插播方法能够为卫星广播电视提供良好的播出环境，能够有效防止非法信号传输，阻断恶意干扰卫星广播电视正常播出的干扰信号，为我国的社会稳定和经济发展提供了可靠保障，有利于创建和谐社会，同时也为我国的卫星广播电视技术发展提供了保障，是我国社会经济发展的的助力。
参考文献
[1] 卢琳，鄒南京，姜豪.卫星广播防插播技术探讨.《信息安全与技术》？.2013年3期.
[2] 卢琳，葛朝清.实用的广播节目卫星与本地一体化防插播技术.《电声技术》？.2013年7期.
[3] 夏利民，刘耀文，金玉.实用的地面卫星接收防插播技术方案.《电视技术》？.2010年11期.
[4] 李鹏达.新疆农村应急广播大喇叭工程技术方案及应用.《广播与电视技术》.2014年4期.