最具产业价值的音频直播通信卫星

最具产业价值的音频直播通信卫星 ……………………………系硫菥,|'0'.} 概述 最具产业价值的 音频直播通信卫星 中国空间技术研究院闺忠文佟金成 国际上的商用通信卫星由小到 大,由单一的透明转发到复杂的处理 分发.已经形成了较有系统的常规通 信移动通信,电视直播,音频直播 及宽带多媒体等商用通信卫星系列. 自1998年世广国际有限公司 (World—Space)发射第一颗音频广播 卫星(非洲星)起.推出了具有很强 市场竞争力的卫星数字音频与多媒体 广播系统.开创了卫星数字广播新纪 元,为21世纪的广播事业带来了革命 性的变化. 世广卫星数字音频与多媒体广播系统使用三颗同步轨 道卫星.即非洲星(21.E),亚洲星(105.E)和美洲星 (95.w).该系统可直接向轻巧,便携的个体接收机传送 高质量的声音,数据图像等多媒体信息.我国的国际广 播电台就在该系统内有一套试播节目. 由于世广卫星广播系统在地面上有较强的覆盖 (53dBw).加之其下行带宽较窄.故其终端接收设备不要 求接收天线精确对准卫星这就为移动和便携接收该卫星 的信号创造了充分条件.从而实现真正意义上的音频广播 或直播. 由于国际电联对卫星音频广播的频段和频带都是有严 格规定的(在L波段最多不超过25MHz).为了充分利用 这有限的带宽传送尽可能多的节目.WorldSpace专门开发 的MPEG2,5/LAYER3标准用这个标准对音频节目进行 压缩编码,最高的压缩比可达到1:12.通常1分钟未经压 缩的数字节目需要占用10Mbit空间.而经上述标准压缩 后只有1Mbit左右.并且保持了CD 级的音质水平这种编码算法.具有 良好的编码效率.每一广播信道可 选择8,128kb/s范围的不同速率.为 信道速率的动态分配,数据量的灵 活管理都提供了极大的方便. 我国即将于明年出厂的鑫诺二 虽然只携带22路 号直播通信卫星. 转发器.800MHz物理带宽.但承载 鑫诺二号有效载荷的东方红四号大 型通信卫星平台的承载能力可达5O 多路转发器,2GHz以上的物理带 宽.鑫诺二号作为国产的商用通信 卫星.第一次使用了Ku频段.该星 对地面的覆盖强度将超过50dBw.明年我国的第一颗国产 商用电视直播卫星将投入运营.它将对我国的电视传播业 起到里程碑式的作用.未来的"十一五"期间我国还需要 规划和发展哪种类型的通信卫星.是必须考虑的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 .音 频直播通信卫星作为最具公益价值和产业价值的通信卫 星.将是一个重点发展方向. 音频直播卫星的设计方式与常规的通信卫星有较大的 不同我国在这方面还是空白.目前可服务于我国的音频 广播卫星只有世广系统的"亚洲星"但我国媒体传播业 对境外还没有完全放开这颗卫星的信号在政策上还不能 落地.今年已是我国进入WTO的第四年保护期限已结 束.境外传媒正虎视眈眈地盯着这块诱人的市场如果我 国在近期内还不进行这方面的工作未来势必要将数以千 亿计的市场拱手让人. 依我国现有的技术水平和技术储备,设计制造这种类 型的通信卫星与国外一流宇航公司在周期上的差距不会超 005.数字逄信世界65 过五个月,而成本要低得多.我国的大型通信卫星已经正 式打入竞争激烈的国际市场我们的技术水平也在稳步提 高,如果一味盲目崇洋.对我国航天事业的发展是极其不 利的.我国应将该项目列入民用航天"十一五"规划,自 主创新发展. 卫星音频直播的特点 从工作频带上看,电视广播多在C,Ku或Ka频段而 音频广播业务则分配在L或s频段上;电视广播需要很宽 的频带或较高的码速率,而音频广播只需要相对低得多的 码速率;电视广播一般不支持移动接收,而音频广播的移 动接收是其最大的特点;电视广播卫星的通信天线必须使 用区域覆盖波束,而音频广播卫星可用区域波束或多点波 束合成覆盖;卫星电视接收终端体积大价格贵而卫星 音频接收终端体积小,重量轻,价格廉.具体地讲,这些 特点是: 亵1音频直播卫星的上下行频率 系统名称上行频率下行频率 WorldSpa~e7O25—7075MHz1467,1492MHz )M7055——7075MHz2332.5O5—2345.0(15MHz SiriusXS(12.5Mltz) MBSatKu2630—2655MHz (1)下行频率低,可用带宽窄 国际电联分配给音频广播卫星的下行频带在L波段和 s波段,每段可使用的带宽不超过25MHz 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf l给出了目 前业已运营的四个着名卫星音频直播系统的 频率使用 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 其中上下行带宽不一致主要 是上行频率的使用可选择的范围要大一些 由表中可看到音频卫星的下行频带的宽度是 极其有限的与电视直播可用的500MFIz (或800MHz)带宽相比要小得多. (2)数字传输,压缩格式特殊 一 般的通信卫星设计约束条件是功率受 而在音频直播卫 限,频率受限和重量受限. 星的设计中,除其他限制条件外.频带也是 极其受限的约束条件.常规的数字化CD级 音乐需要占用1MHz以上的带宽因此音频 信号必须采用压缩技术进行处理.~IMP3格 式的标准这些压缩标准已经有了很好的商 业应用但适合卫星直播使用的标准研究得 还不是很深入.如何针对音频信号的特点开 66D.G.Tcw2005m 发出特有的,高保真的压缩格式,对开发具有自主知识产 权的卫星音频通信系列产品极具意义. (3)地面信号覆盖较强,支持移动接收 前边引述的音频直播卫星在地面上都有较强的覆 盖.WorldSpace系统在中国的覆盖强度高于53dBw.在 我国的音频广播/直播通信卫星设计上,提出了采用多点 波束合成覆盖中国,合理地选择点波束数量可使天线的增 益达N40OB或以上在卫星平台所能提供的能源框架内, L/S波段的功放可以选用百瓦或以上量级,使得卫星的 EIRPs值达到或接近60dBw左右,这样的覆盖强度足以支 持对每秒几十个千比特码速率(单套数字音频节目码速 率)信号的移动接收. (4)多媒体 现在乃至未来的各种卫星数字音频广播系统的共同特 点都是多媒体广播系统即除了音频广播这种主要业务 外还可用于数据广播甚至可用来传送静止图像或活动 图像.对终端用户而言,卫星音频接收机则成为集数字音 频文字,图像,数据于,身的新的媒体工具对运营商 来讲.增值业务会带来显着的经济效益:对企业界也将会 带来开发新产品的机遇和商机. 音频直播卫星的意义 发展音频直播卫星,可以使我国在电视"村村通"工 程的基础上进一步增加信息传播的手段提高广播覆盖 率提高广大人民群众对信息的占有率. 目前我国采用的无线广播手段主要是中短波和调频 图1音频直播卫星系统的组成 ? ? 析.统分一系洲 _-???? _ 图27.0m直径的上行夭线图3上行递送系统机柜 广播.广播在城市地区的覆盖率比较高在农村则较低 在边远地区和地理复杂地区的覆盖率几乎是零.在我国有 关部门的统计数字中经常可以看到我国的电视覆盖率达到 94%.广播覆盖率达到96%这样的数字.在一定意义上 讲这个数字是很不科学的尤其是广播(音频)覆盖率. 采用现有通信卫星残留载波传输的音频节目实际上对个人 用户是没有意义的很难想象用户会化数千元乃至上万元 人民币去买个搬不动的地面站去收听广播.音频广播的接 收如果失去了便携特性基本上没有实用价值.照此观点 我国的音频广播覆盖率还远低于电视覆盖率.广播的覆盖 人口基本上是城镇的3亿人左右覆盖率基本上在30%, 40%左右. 发展音频直播卫星不仅是对卫星通信业务种类上的一 种补充也是国家广播基础设施的一个重要组成部分,是 对国家"村村通"工程的补充和完善. 音频广播信息直接通过卫星可以实现广大地区内的同 而且数字广播 步覆盖是各种技术手段中成本最少的. 信号保真度高音质纯良.因此发展卫星音频广播是很必 要的. 音频直播卫星的研发可以促进技术进步促进卫星 应用产业发展带动相关产业发展为国民经济建设提供 新的增长点具有广阔的商业应用前景可以实现百亿甚 至千亿元的产业价值.除此之外在一定程度上还能满 足军方对战场信息直播的需求. 音频直播卫星网络的投资和运营费用相对较低主要 是用于地面上行站的建设若与全国调频广播网的建设投 资相比仅相当于其投资的1/200与全国调频广播网的 运营费相比则仅相当于其投资的1/100. 音频直播卫星接收机价格相对较低.世广首批投放中 国市场的进口机型最初价位定在1500元人民币左右.普 及型则在500元如果我们自己研发相应的接收设备的 成本将会变得更低.掀起新一轮消费高潮与之相适应的 ......... 系统 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 表2音频直播卫星参数 项目参数 下行频率1467,1492MHz(25MHz带宽) 上行频率7000--7100MHz(带内选用) 波束数量8 天线增益>37.3dBw 转发器功率300W(24.7dBw) EIRPs?58dBw 位置保持精度?0.1. 设计寿命>12 太阳能电池阵功率5kW(寿命终止时) 有效载荷质量<600kg 发射质量5100kg 微电子芯片的研究开发进程将大大加快. 已经开始运营的几个音频广播系统在费用收取上的模 式基本上是相似的在不付费的情况下只能接收到几个 公众广播节目且广告较多收不到音乐,娱乐等节目;若 每月付费l0,30美元就可以收到数十套甚至上百套的各 类广播节目. 开展卫星音频广播业务技术是支撑节目是关键.随 着卫星音频广播业务的开展与之配套的节目制作,节目 发送,节目服务以及广告业务将形成一个非常大的市场. 我们应该看到音频直播卫星的无限潜力充分认识其产业 价值抓住我国商业卫星产业发展的重要机遇. 四,发展我国音频直播卫星的设想 在目前阶段从技术研究角度出发提出了一个不太 成熟的总体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设想供大家研究. (一)系统组成 音频直播卫星系统由三大部分组成一是地面上行注 入站二是音频直播卫星三是地面运控中心(见图1). 1.地面段一上行注入站 上行注入站主要功能是将地面节目制作中心(广播电 台)的信号送达卫星.国外的音频直播卫星系统上行选用 X频段(7000MHz附近)我们也准备采用这个频段其 优点是国外已有先例传播特性不用专门研究.另外这个 频段的设备制造也比较成熟.图2给出了天狼星的上行注 入站示意图.上行注入系统有一个RF端口,一个基带或 数字端口.RF上行采用7.Om直径的碟形天线每个天线 用一只3kW的速调管作为馈源在每个载波上产生70dBw 0o5数字通信世界67 系统 lG圻............................................................. ? 的上行EIRP. 上行注入站的规模可以是多样的.对我国来讲,北京 地区的上行注入站需要较大口径的天线.较高的发射功率 和较复杂的配套设备.投资相对也较大.但对省市一级的 上行站.由于注入的节目数量较少.从设备上就可以大为 简化.减少投资额度.另外上行注入站的 不论接收机外形如何变.原理框图见图9. 卫星音频广播的终端接收机不存在技术难度.要解 决的仅是ASIC的设计制造和专利权的问题.谁掌握了 ASIC.谁就是产业化的赢家. 还有一点要说的是.目前国外的音频接收终端都是 以车载形式为主.使用对象也是以驾车者为主.用户的 范围有一定的局限性.这主要是因为卫星对地面的覆盖 强度还不是很高.接收天线还需要一定的增益(3, 5dB).在未来我国的音频直播卫星的设计中.将EIRP值 设定为58,60dBw.高于WorldSpace系统5,7dB,这 样设计的一个出发点就是扩大用户面,用户终端使用近 乎无方向性的天线就能接收来自卫星的信号.使农民朋 友在田野里劳作的时候很方便地使用类似随身听的设备?. 就能收听来自卫星的音频广播. (二)系统容量 卫星使用8个波束采用四色频率复用方式覆盖中国 版图.参见图6.每波束有两个相互正交的极化分量.在 这种情况下频率复用的倍数达到了8倍.总的可用带宽 达到200MHz. 对数字音频广播来讲.不同的主观感觉质量,其编 图7国外音频卫星接收机式样 建囊:一2瑚一一_....一平台?庙!帆'一 主要参数见表2. 卫星的基本构形参见图7或图8. 星波束的覆盖图见图6. 3.用户终端 音频直播星的终端有多种形式图7给出了几种国外 卫星接收机的式样. 笔者在自己的座驾上也安装了一套国产的世广接收 机如图8所示. 68D'G'TCW2oo5" 图8国产世广接收机式样 表3各类型音频占用带宽 类型质最编码方式传输速率(kb/s) 立体声CDMPEG一1.Layer3l28 立体声准CDMPEG一1,Layer396 立体声FMMPEG一2,Layer364 单声FMMPEG一2,Layer332 单声AMMPEG2/2.5,Layer3l6 单声声讯服务MPEG一2.5.Layer38 ………………………………………………………. ?, 系统分析} - 囤9卫星音频接收终端原理框图 码速率是不一样在现行卫星 音频编码格式标准下,不同音 质的数字音频广播占用带宽见 表3. 按照拟定的用8个波束覆 盖中国设计,采用四色频率复 用时总的可用带宽为:考虑 到调制,信道纠错和其他开销 故整个系统的容量估算见表4. 表4系统容量分析表 序号声音模式节目数量 l立体声CD广播586 2立体声准CD广播781 2立体声FM广播1172 3单声道FM广播2344 5单声道AM广播4688 规通信卫星的载荷很多是新技术.如大功率转发 器技术,热控技术,天线技术和处理技术等. (4)音频压缩格式的标准问题:这是音频直播星 的核心价值所在必须研究并提出具有自主知识产 权的我国卫星音频广播压缩标准.为产业化服务. (5)音频直播卫星的市场需求研究作为系统或 卫星设计的基础.必须给予足够的重视.要从广播 管理部门,专业咨询机构用户等方面进行全方位 的调研目的是使未来的卫星系统更贴近需求.实 现利润最大化. (6)终端产品技术研究.终端产品是实现产业 价值的最重要部分要牢固树立自主知识产权的观 点.核心器部件的技术要由我国掌握基于此.方 能实现航天产品的产业价值. (7)网络管理技术研究:音频直播卫星系统为 使其运转正常.发挥作用创造价值,需要一个功 能完善的网络管理系统要研究上行信号的管理, 总传输速率约为75Mb/s下行信号的分发波束的管理等. 表中的容量是一种理论容量它表示的是大系统所有 波束所支持的容量总和.作为接收个体所能感知的容量是 所在区域波束的容量,由于是四色频率复用.可用的 25MHz频带被等分成4份在实际系统中每个天线波束的 带宽不超过6.25MHz,若每个波束采用正交的两个极化 波束实际单一波束的可用带宽为12.5MHz这样每个波 束的容量将根据音频质量的高低在73,586套左右准确 的数字还需要根据系统的总体设计而定实际上音频直播 星除音频广播外还可以承担低速率数据传输业务,也要 占用部分带宽一般会用2/_3左右的带宽传输音频广播,其 余供数字信息传输使用,这在总体设计中会综合考虑. (三)主要关键技术和重点 卫星音频直播通信卫星系统是一个应用价值和技术含 量都很高的系统,为了使之能够尽早转入工程实施应及 早开展相关研究工作: (1)音频直播卫星系统的顶层设计研究:从系统的角 度研究顶层设计,国家的产业政策,行业的融合以及运营 机制等问题. (2)音频直播卫星的总体技术研究:作为系统中的重 要组成部分.卫星的总体技术直接关系到顶层设计思想的 实现问题,要研究卫星的姿轨控技术和能源技术等. (3)有效载荷技术:音频直播星的有效载荷不同于常 五,结束语 未来的声音广播技术将进入全面数字化的时代,卫星 音频直播将得到极大的发展.地面广播和卫星音频直播的 完美结合,可以使广播听众通过不同的手段和途径极大满 足自己对声音业务,数据业务的不同要求. 发展我国的音频直播通信卫星不但会带来不可估量的 社会效益.还会由此产业链带来巨大的经济效益,应用前 景十分可观是最具潜在产业价值的商用通信卫星.? 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