[科普中国]-卫星数字业务

简介

卫星通信发展的早期，通信量不是很大，模拟信号传输及调频技术得到广泛的应用，随着对卫星通信容量要求的增长，卫星数字通信技术也迅速发展起来。

卫星数字通信主要技术典型的卫星数字通信系统基本包括：数字信号形成、调制与解调、同步系统、发射机、接收机和信道。而信号的处理和变换部分包括：信源编码与解码、加密与解密、信道编码与解码、多路分解与合成、扩频与解扩、多址技术等。

数字信号形成主要用来把源信息变换成适合数字系统处理和传输的数字符号；信源编码的目的在于把所形成的数字信号在一定比特率下增加其信噪比，或者在一定信噪比下减少比特率，即尽量减少信源的冗余度，提高传输的有效性；加密与解密是为了保障数字信号与所传信息的安全，防止无权用户干扰和窃密；信道编码的目的是提高传输的抗干扰性；多路复用和多址联接都是信道复用技术，目的是充分利用信道资源；扩频技术提高了抗干扰能力和信号传输的隐蔽性以及分离不同路径传来的信号，解决了数字通信中诸多难题。1

卫星数字通信的优点卫星数字通信具有众多优点：

1、多址联接能增大传输容量：卫星转发器的传输容量取决于发射机高功率放大器（HAP）的输出功率。在数字卫星通信方式中，一般采用时分多址（TDMA）方式，单载波工作不会产生互调干扰，HAP可工作在饱和区，所以传输容量就能加大。

2、可以更有效地利用空间段资源：卫星转发器的功率效率高，空间段费用也经济。

3、信道利用率和系统容量高：时分多址（TDMA）或中数据速率（IDR）载波系统可以与低速率编码（LRE）及数字化音内插（DSI）结合使用获得高增益电路倍增，从而大大提高了信道利用率和系统容量。

4、抗干扰能力强：当载波干扰比在20~30dB范围内时，数字系统即能提供优良的性能。

5、与等效的模拟系统相比可改善端到端的质量和性能。

6、可改善设备可靠性和易于维护。

8、具有高度的灵活性，便于提供新业务。

9、具有兼容性，能够把传输速率不同的信号进行复接和多址连接，两种国际复接体制可以兼容。

10、简化设备：IDR载波工作在二次群和三次群地面数字等级，在地球站可不用昂贵的多路复接设备。

11、便于进行纠错控制和加密。

12、便于利用大规模集成电路及其他先进技术。

13、能升级新业务和采用新技术：利用数字通信技术后。“空中交换台”——具有很强信号处理能力的再生式卫星成为可行，多波束星上交换工作也成为可能。

14、采用压缩技术：可以采用数字处理压缩频带，提高传输效率。

15、成本低：与地面微波、电缆和光纤系统可实现低成本直接互连。

16、传输质量几乎与距离及网络布局无关：在多跨距线路中，多段接续、信号再生和信号处理都不会降低数字信号的质量。

卫星数字业务卫星数字书屋“卫星数字书屋”利用卫星数字技术将电子图书、杂志、报纸、音像等内容，以数字方式传递到偏远地区的“农家书屋”中，农民群众可以通过电视、投影、电脑等卫星连接终端设备集中免费接收阅读和观看。老百姓可足不出户方便地获得最新的资讯，切实解决了传统书屋报纸图书投递难的问题。利用卫星数字农家书屋，当天的报纸最迟在第二天就能下载更新到数据库当中，每天上下午两次更新，以时迅的方式滚动播放新闻。对中西部的偏远地区，通过卫星数字农家书屋，真正确保了传播链条的完整性。

数字农家书屋能有效覆盖中国全境，不受地域影响和限制，服务范围超过传统介质和互联网，无论在城郊、农村、山区、沙漠、高原，包括中国近海地区，都可以轻松接收卫星资源内容，没有任何技术障碍，只需在终端用户端安装小口径接收天线（直径45公分），设备安装仅需20分钟，就可以开始观看卫星数字农家书屋相关内容。并且，卫星数字农家书屋硬件设备经过特殊设计，能适应农村各种复杂环境，保证设备能够长期使用。截至目前，我国已建成并投入使用的卫星数字农家书屋11020个，范围遍及河北、云南、青海、甘肃、西藏、江苏等14个省区市，覆盖近千万人口。依托航天科技力量，书屋在解决传统书屋存在报刊投递难的同时，还实现优质数字出版物的有效整合，为农村读者提供丰富内容的信息服务和数字化的阅读体验。2

卫星高清影院卫星影院是通过卫星网络传播数字内容产品的一种新型出版发行业态，即是利用卫星网络向具有接收和播放能力终端的用户直接投递音像、游戏、软件、实用传媒等数字化产品的发行服务。与传统出版模式相比，卫星数字发行具有覆盖范围广、发行速度快、版权保护好、发行效率高、发行成本低等特点。

如今卫星影院的发展迅速，只需在自家电视上安装“星高清”卫星影院数字终端，通过遥控器选择想看的电影，便可在家享受和影院相同的观赏效果。这种数字终端内含一个海量的硬盘，琳琅满目的电影、电视剧、纪录片等文化产品可供受众自由选择，其质量完全达到“超高清”的效果。卫星影院每年为用户提供国内外高清大片、电视剧、纪录片以及综艺节目等。下载一部超高清的电影，通过“星高清”几十分钟就下载完毕、流畅观看。3

卫星数字广播将卫星应用到广播节目的传输中，是为卫星应用技术的重大突破，并且卫星数字传输在广播节目中有着越来越重要的作用。节目信号到达播控系统后，数字矩阵被中控机房进行切换，然后将要输出主路和备路节目信号分别送到光端机和微波端机，通过光缆以及微波传输到云岗卫星地球站，卫星站接接收到来自主路和备路信号后，通过卫星上行系统来实现广播电台节目的全面上星。

发展趋势随着卫星固定通信、卫星移动通信、卫星直接广播三种通信方式融合，地面电信网、计算机网和有线电视网三网融合，各种卫星通信网与各种地面通信网互连互通，未来的通信网，必将是一个包括地下的光缆，地面的微波和蜂窝移动通信，低轨道、中轨道以及静止轨道的通信卫星系统组成的服务于全球的混合通信网。它们之间既可以单独组成通信系统，又可以在不同系统间互连互通，真正构成全球无缝隙覆盖的天地一体化的海、陆、空、共用的能够提供各种带宽和多种业务的综合通信网。