卫星数字音频广播应用研究

航天 · 2016-11-22 23:45:55

国际电联在S 频段和L频段划分了频谱，用于卫星音频广播业务。此前，世广公司采用L频段发射了音频广播卫星－亚洲之星和非洲之星，两颗卫星基本已到寿命末期；日本韩国曾合作发射了S频段移动多媒体广播卫星系统——日本称为MBSAT/韩国称为SDMB，因运行不佳，日韩也先后宣布停止业务运营；美国采用S频段开展卫星音频广播多年，运营中也是起起伏伏，总的印象是卫星音频广播的前景暗淡。2013年10月，美国卫星音频广播公司SIRIUS XM Radio成功发射Sirius FM-6卫星，消息传来，令人诧异，似乎颠覆了之前对卫星音频广播的成见。　　我国《国家民用空间基础设施中长期发展规划》提出研制多媒体广播卫星，结合规划和国内卫星运营商对音频广播卫星的建设计划，有必要对卫星音频广播业务应用开展研究，探讨国际卫星音频广播成功与失败案例，特别是美国卫星音频广播应用的最新进展和成功经验。借此机会，抛砖引入，为我国后续卫星音频广播的成功应用出谋划策。　　一、卫星音频广播的频谱　　根据国际电联的频率划分，在L频段的1452- 1492 MHz频率范围，在全球划分了卫星音频广播业务，但要求卫星音频广播应用限于数字音频广播，并遵守1992年世界无线电行政大会（WARC-92）制定的528决议。该决议指出在卫星音频广播目前仅能使用1467—1492 MHz共25 MHz 频谱。　　在S频段的2310-2360 MHz频段内，美国、加拿大、印度和墨西哥可用于卫星音频广播，但也需要遵守528决议，也只能用2335-2360 MHz 共25 MHz的频谱。　　在S频段的2605-2630 MHz和2630-2655 MHz频段也为日本、韩国划分了卫星音频广播业务，日韩卫星采用的是2630-2655 MHz频段建设了卫星数字移动多媒体广播系统。　　　　二、卫星音频广播系统特点分析　　　　1．世广卫星广播系统　　世广公司是最早实施卫星音频广播系统的，世广公司原计划采用3颗同步卫星，即：亚洲之星、非洲之星和美洲之星，实现卫星音频广播的全球无缝覆盖。世广公司分别于1998年和2000年发射了亚洲之星和非洲之星。后因美国2000年之后先后发射了音频广播卫星，占领了美洲市场，因此，世广公司计划的美洲之星一直未实施。　　世广公司是卫星数字音频广播系统的先行者，采用亚洲之星部署的卫星数字音频广播系统最初呈现给用户的是全新的视野和崭新的理念。与调频广播相比，世广卫星的覆盖范围可拓展到地球的1/3面积，这是调频广播无法比拟的；与短波广播相比，世广卫星的音质与CD相当，信号稳定，音质优良，远胜于短波广播因电离层随季节、时间、太阳黑子等因素变化带来的信号不稳定、背景噪声大等不足。　　世广卫星采用了数字压缩技术，25 MHz频谱可提供的频道数量显著增加。但这么美好的技术却未取得市场成功，其主要原因之一是其接收机价格昂贵，从最初的几百美元到后来的一百美元左右，对于收音机来讲都不便宜，另外世广卫星在家庭固定接收中，因L频段穿墙损耗引起的信号衰减，需用户将接收天线置放在临窗附近，因此，从技术上讲，世广卫星广播也有不足。　　2．日韩数字移动多媒体广播系统　　日韩2004年联合发射S频段卫星数字移动多媒体广播系统，采用美国劳拉公司研制的先进的大功率卫星和星上可展开17m大口径天线，可提供大功率覆盖场强，星上2个波束分别覆盖日本和韩国，最大EIRP可达72 dBW/25MHz,业务区边缘也可达63 dBW/25MHz。作为新一代的卫星音频广播系统，韩国SK移动通信公司，借助于其在韩国庞大的手机用户群，将业务定位于手机接收。事实表明，韩国的卫星用户初期确实发展很快，但由于在建筑物下面、地下车库、隧道等信号被遮挡的地方，需要架设收转台站，以弥补信号的中断和劣化，以实现韩国的“任何时间、任何地点、任何人”都可良好接收卫星移动多媒体广播节目的理念，甚至在行车或乘车途中。但恰恰是为了实现这个目标，需要搭建大量的信号收转站（GapFiller、Repeater）增加了SK公司的运营成本，降低了公司收益，这是最终导致卫星业务运行不良的导火索。日本将卫星数字移动多媒体广播定位于车载设备，在车上安装了卫星广播接收设备，但也因最终抵不过日本VHF频段地面无线开路免费音频广播的竞争，宣告破产。　　3．美国卫星音频广播系统　　2001年XM 卫星音频广播公司先后发射了2颗同步卫星XM-1和XM-2，在美国推出了卫星广播服务。当时作为XM卫星广播公司竞争方的SIRIUS卫星广播公司在2000年发射了劳拉卫星公司设计制造的3颗高椭圆轨道广播卫星，用户同时可收到2颗卫星的信号，由于是高椭圆轨道，用户接收信号的仰角较高，较好地处理了用户信号遮挡问题。但由于上述两个公司一度运营处于低迷，2008年XM 卫星音频广播公司和SIRIUS卫星音频广播公司合并成立SIRIUS XM音频广播公司，合并后公司拥有1400万付费订户。2009年，公司的股价跌至5美分，几乎要破产，在接受了美国有线电视巨头自有媒体集团4亿美元贷款后，才得以继续存活。随着经济好转，SIRIUSXM 音频广播公司又迎来了飞速发展的时机。　　SIRIUSXM 音频广播公司公布的2014年第四季度和全年的收入显示，2014年第四季度，公司净增1440821个付费用户，截止到2014年底，用户总数达2730万户（其中2252万为付费用户），创历史新高。2014年一年内增加了约175万用户，相比2013年底增长了7%。随着用户数量的逐年增加，特别是付费用户的增长，SIRIUS XM 音频广播公司2014年盈利达到4.93亿美元。预计在2015年实现约120万注册用户净增长。　　　　三、卫星音频广播应用成功因素分析　　美国的卫星音频广播应用在全球是最成功的，那么，美国成功的外在因素和内在动力有那些呢？让我们一探究竟。　　1.外在因素　　　　（1）美国地域与人口分布　　美国地广人稀，国土面积938万平方千米，人口有3亿多。从地区分布来看，有一半以上的人口分布在沿海平原和五大湖区域，东部稠密，西部稀疏；从城乡分布来看，有70%以上的人口分布在城市。如使用地面无线广播方式解决全国覆盖，由于不可能采用一个频率在全国范围内建立单频网广播，因此无法实现汽车在行使中连续收听一个节目；并且地面广播覆盖网建设施工范围大、费用高。对于幅员辽阔、地形复杂、人口分布不均匀的国家，卫星广播覆盖范围大的优点尤为突出，是解决广播覆盖最经济、最有效的手段。　　（2）美国的汽车文化　　美国是一个车轮上的国家，汽车问世一百多年来，美国汽车工业的总产值、全美汽车的销售量和使用量都雄踞世界第一，美国以占世界约5%的人口占有了世界约30% 的汽车。汽车是美国人外出旅行的首选，美国人驾车在城市间穿行有连续收听一个节目的需求。　　卫星数字音频广播覆盖面大、信号稳定，尤其在汽车高速行驶中也能够提供高品质广播，保证了节目跨区域连续播放，为用户提供无间断的连续收听。　　（3）美国经济和消费水平　　美国人均年收入超过4.5万美元，消费占其GDP的70% 左右。SIRIUSXM 音频广播公司的月服务费从9.99美元起，订阅卫星音频广播节目价格低廉。由于公司和主要汽车商达成了长期协议，70%的新车都装有公司的卫星广播接收机，大部分用户已不用在购买设备上额外投入成本，即使需购买车载或固定卫星广播接收机，用户只需花50-100美元。　　2．内在因素　　　　（1）内容为王　　SIRIUSXM 音频广播公司投入巨资，提供了近160套数字音频广播节目，包括72套不插播广告的音乐、11套体育评论及赛事直播、24套新闻和喜剧、22套访谈和娱乐类节目、9套交通和气象和18套拉丁语等节目内容。同时，还为横跨北美市场的汽车导航系统提供交通、数据和其它信息服务。　　内容为王。公司斥巨资购买转播权，签约著名节目制作人、主持人，提供高质量的原创节目。其买下美国足球联盟(NFL)、美国全国赛车协会(NASCAR)等最热门体育赛事的转播权；以500万美元与美国最当红的广播谈访节目主持人HowardStem签订为期5年的节目合同，与热门传媒界人物MarthAstewart签约，推出针对女性的频道。　　（2）运行模式　　在节目选择和设置上采取两个策略。一是提供传统广播有的各种节目，无广告或加少量广告，用户不必被没完没了的广告所打扰。二是自办原创节目或购买重要体育赛事转播权，实行收费节目显著区别于免费节目的商业模式，增加对用户订阅节目的吸引力。　　同时，还利用卫星覆盖面广、受众人数多、影响面大的优势，通过卫星节目播放广告，搭建产业链，获取丰厚收益。　　（3）市场开发最大化　　SIRIUS XM 音频广播公司最初定位在汽车用户。公司与通用、本田、戴姆勒·克莱斯勒、大众、福特、宝马、梅塞德斯、丰田等市场占有率高的汽车制造商长期合作，卫星接收机成为上述汽车新车的标配或选配。2014年，有70%的新车装配了SIRIUSXM接收机，达到约7000万辆。卫星音频广播节目的市场普及率逐年递增，预计汽车装机量将在2020年将达到1.4亿。同时，公司正准备充分开发二手车市场，预计到2017年年增长额将达260万辆。SIRIUS XM也将目光瞄准了汽车租赁公司，在2014年4月初，AvisBudget Group声称该公司旗下超过60%的车都装配了SIRIUS XM接收机。　　此外，公司还开发了卡车、船只、飞机、住宅用户，以及ipad、iphone、ipod touch、安卓智能手机等各类用户，这些用户都可收听到公司提供的音频广播节目、数据信息、导航等多种服务。　　四、对我国多媒体卫星广播发展的启迪　　美国SIRIUS XM 音频广播公司采用数字音频广播卫星以卫星音频广播为主要业务，同时还提供数据信息、导航数据等多种服务，是卫星综合业务的成功范例。　　我国已规划并启动了L频段多媒体广播卫星的研制，我国卫星应用将本着一星多用，综合利用，最大程度发挥卫星应用效能的原则，因此，我国L频段多媒体卫星广播的应用也将本着音频广播业务、应急广播业务、紧急数据业务和数据广播业务等综合应用的原则，应用部门将会涉及到国家电信、广播、交通等多个行业和多个领域。　　我国已进入家庭汽车时代，全国高速公路网己初步建成，全家开车出行越来越多。为了满足开车连续收听广播节目的需求，十几年前，就有企业研发了同步调频广播技术，并在省际高速公路发达的浙江、江苏和山东等省内使用，但多数建设的只是省内同步调频广播网。我国目前地面无线广播仍是模拟广播为主，调频广播频率十分拥挤。随着我国数字电视广播实施，有些省份也在启动省内单频网广播的建设，但要在全国范围内建立地面无线广播单频网，由于频率的制约，技术上是很难实现的；另外，我国国土大，要建设全国地面广播单频网的实施成本也将是巨大的。仅就卫星音频广播业务而然，卫星发射后空间段一次建成，卫星广播信号可实现全国覆盖、抗地面灾害强等特点是地面无线广播无法比拟的。　　我国在国土规模、人口分布、家庭汽车数量和占有率等方面与美国十分类似，因此，我国具备了卫星音频广播成功应用的外在因素。此外，我国人口多，相对而然，还可摊薄卫星广播业务的用户收费成本，减少用户接收广播的基本费用，有利于我国运营企业能尽快收回卫星系统投资建设成本，并快速盈利。　　近年来，我国的交通广播运行很好，与国人开车出行密不可分。随着经济的增长，家庭轿车已在改变国人的生活方式，节假日驾车远行的人越来越多，车上收听广播是驾车出行的必要需求。国人购买的汽车绝大多数是国产车或国内组装车，因此，与汽车生产商合作，使卫星广播车载接收机成为汽车标配将是十分可行的，这必将迅速扩大卫星广播的用户。　　卫星广播采用一颗卫星全国无缝覆盖，不仅在覆盖性价比和提高广播覆盖率方面显著优于地面广播，并且在传播力和影响力上，都将大大超过省市地方广播节目的区域局限，扩大了星上节目或数据广播以及广告的受众者。　　……　　　　上文选自《卫星应用》，如需详情请查阅该期刊。

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