卫星广播电视传输系统及常用概念.pptx

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《卫星通信基本概念及其系统组成》PPT模板课件

•双跳工作方式及示意图(经卫星两次转发) 双星双跳单星双跳
卫星通信系统工作方式
A: 用于国际通信，两个地球站看不到同一颗卫星，传输时延大；
B: 用于星形网，平时不通信，需要时进行通信，不允许国内话音通信，用于数据通信。
2.卫星通信系统的分类
归纳起来可以从不同角度进行分类： (1)按照卫星制式，分为随机、相位和静止3类卫星通信系统； (2)按通信覆盖区的范围，分为国际、国内和区域3类卫星通信系统； (3)按用户性质，分为公用(商用)、专用和军用 3类卫星通信系统； (4)按业务分为固定业务(FSS)、移动业务 (MSS)、广播业务(BSS)、科学实验及其它业务(如教学、气象、军事等)卫星通信系统；
卫星通信系统指利用人造地球卫星在地球站之间进行通信的通信系统。
通信卫星指用于实现通信目的的人造卫星。卫星通信是地面微波中继通信的继承和发展，是微波接力向太空的延伸。
• 图1-1 卫星通信过程示意图
通常以空间飞行器或通信转发体为对象的无线电通信称为空间通信(宇宙通信)，它包括三种形式：
(1)地球站与空间站之间的通信； (2)各空间站之间的通信； (3)通过空间站的转发或反射进行的各地球站之间的通信。把第三种形式的空间通信称为卫星通信，这里说的地球站是指设在地球表面(包括地面、海洋或大气层)的通信站。
几个概念
1、对地非静止卫星：相对于地球表面上的任一点，卫星的位置不
断地变化。又称运动卫星。
统四部分组成。
其作用是对在轨道上的卫星的通信性能其控上道正及通器频运作制的、参后功频行用卫指位数的率率和是星定置进例、和工对准位、行行天带作卫确置姿业监线宽。星地，态务测增等进进并进开与益，行入对行通控、以跟静卫监前制地保踪止星视的，球证测轨的和监其发通量道轨校测中射信，和包功卫业括率星务转、正开发射常

卫星通信基础知识ppt课件

静止卫星发生星蚀和日凌中断的原理
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
影响静止卫星通信的因素
圆形倾斜轨道同步卫星视在位置的日漂移
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
地球卫星的轨道
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
卫星通信的特点
1、通信范围大，三颗同步卫星即可覆盖全球（除两极外）。只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通信。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用
卫星通信的基本原理
什么是卫星通信? 卫星通信，简单地说，就是地球上（包括地面、水面和低层大气中）无线电通信站之间利用人造卫星作中继站而进行的通信，它覆盖面积大、不受地理条件的限制、通信频带宽、容量大、机动灵活，因而在国际和国内通信领域中，成为不可缺少的通信手段。
卫星通信系统的分类
按业务分
固定业务卫星通信系统移动业务卫星通信系统广播业务卫星通信系统科学实验卫星通信系统
按多址方式分
频分多址卫星通信系统时分多址卫星通信系统空分多址卫星通信系统码分多址卫星通信系统
混合多址卫星通信系统
经营者提供商品或者服务有欺诈行为的，应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失，增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用

卫星通信系统概述ppt课件

► 通过如下方程计算瞬时卫2星a到rct地an心( 的1距e离tranE)
1e 2
ra(1ecosE)
；.
20
卫星运动规律与轨道参数续16
卫星星下点轨迹 ► 卫星的星下点指卫星－地心连线与地球表面的交点 ► 星下点随时间在地球表面上的变化路径称为星下点轨迹 ► 星下点轨迹是最直接地描述卫星运动规律的方法 ► 由于卫星在空间沿轨道绕地球运行，而地球又在自转，因此卫星运行一圈后，其星下点一般不会再重复前一圈的运行轨迹
►星地距离随轨道高度的增加而增大，静 3
；.
22
卫星运动规律与轨道参数续18
卫星星下点轨迹 ► 一颗轨道高度为13892km，轨道倾角60º，初始位置（0ºE，0ºN）的卫星24小时的星下点轨迹如下图所示
纬度
；.
23
经度
卫星运动规律与轨道参数续19
单颗卫星覆盖特性计算 ► 单颗卫星对地覆盖的几何关系如下图所示
观察点
Re
d星地
；.
27
卫星运动规律与轨道参数续23 单颗卫星覆盖特性计算
► 星地距离
d Re2(hRe)22Re(hRe)cos
► 覆盖区半径=Re2sin2E2hReh2ResinE
XResin
；.
28
卫星运动规律与轨道参数续24
单颗卫星覆盖特性计算 ► 观察点的最小仰角Emin：系统的一个给定指标。根据Emin和卫星轨道高度 h 便可以计算卫星的最大覆盖地心角、最小星下点视角和最大星地传输距离，从而确定卫星的瞬时覆盖区的直径和面积、覆盖区内不同地点的卫星天线辐射增益和边沿覆盖区的最大传输损耗等
Z
地心坐标系
► 地心O为原点 ► X轴指向春分点方向

卫星电视与视频会议系统概述(PPT51页)

自由空间 600 500 400 300
电离层 200 100 90
对流层地球表面
冰晶层降雨
卫星通信系统中的传输损耗
传输损耗衰减和太空噪声的增加
物理原因大气层中的大气、云、雨
主要影响对象大约10GHz以上的频率
信号去极化折射、大气层的多径信号闪烁
反射多径、阻挡
降雨、冰晶
C和Ku频段的双极化系统（与系统配置有关）
卫星轨道要素
➢ 长半轴 ➢ 偏心率 ➢ 平均近点角 ➢ 近地点幅角 ➢ 倾角 ➢ 升交点的右旋升交点赤经
卫星按轨道分类（高度）
➢ 低高度卫星：H<5000km，T<4h； ➢ 中高度卫星：5000km<H<20000km，
4h<T<12h； ➢ 高高度卫星：H>20000km，T>12h。
卫星按轨道分类（倾角）
降雨散射可能会影响更高频率
参数：三种参数确定地球站到对地静止轨道的视角。
中星9号信号模式：ABS.
降交点
轨道从北向南穿过赤道面的点。
极化通常是指与电波传播方向垂直的平面内，瞬时电场矢量的方向。
准同步卫星：T＝24/N or 24N h；
第1章卫星通信原理
本章主要内容
无线电波；开普勒定律；对地静止轨道；卫星通信系统；卫星电视接收；
开普勒第一定律
➢ 卫星运行路线——椭圆 ➢ 质心始终在其中一个焦点上
开普勒第二定律
➢ 相同时间扫过相同面积
➢ 离地球越远，穿越给定距离所需时间越长
开普勒第三定律
➢ 轨道周期的平方正比于两个球体之间平均距离的立方
a³ = μ/ n²
嫦娥一号飞行示意图

卫星通信系统分解课件

THANK YOU
卫星通信系统分解课件
目录
• 卫星通信系统概述 • 卫星通信系统的工作原理 • 卫星通信系统的关键技术 • 卫星通信系统的性能指标 • 卫星通信系统的优势与挑战 • 卫星通信系统应用案例
01
卫星通信系统概述
定义与特点
定义
卫星通信系统是一种利用人造地球卫星作为中继站，实现地球站之间或地球站与航天器之间进行无线通信的通信系统。
通信容量
通信容量
指卫星通信系统的信息传输速率，通常以每秒传输的比特数（bps）或兆比特（Mbps）来表示。通信容量的提高可以增加系统的吞吐量，满足更多的通信需求。
频谱效率
频谱效率是指单位频谱资源上所能传输的信息量，是衡量通信容量和频谱资源利用效率的重要指标。提高频谱效率是卫星通信系统的重要研究方向。
设备成本高
卫星通信系统的设备和运营成本相对较高，不易普及。
信号衰减
卫星信号在传输过程中会受到大气层和距离的影响，导致信号衰减。
对地球静止轨道的依赖
卫星通信系统需要依赖地球静止轨道资源，面临轨道资源紧缺的挑战。
技术发展趋势
高速数据传输技术
随着技术的发展，卫星通信系统的数据传输速率将进一步提高。
调制方式
用于将数字信号转换为适合无线传输的信号形式，包括QPSK、QAM和 OFDM等。
多址接入技术
FDMA
频分多址接入，每个用户使用一个特定的频段进行通信。
TDMA
时分多址接入，每个用户使用一个特定的时间片进行通信。
CDMA
码分多址接入，每个用户使用一个特定的码序列进行扩频通信。
04
卫星通信系统的性能指标
信号传输频段
卫星通信系统使用的频段包括微波频段、C波段、Ku波段和Ka波段等。

广播电视卫星数字传输技术课程课件

12．FDMA、TDMA和CDMA
(2) 时分多址（TDMA）若干个地面站在不同的时隙内，接收同一颗卫星
信号，称为时分多址通信。就是说分配给各地面站不是不同的载频，而是不同的时隙，在时间上互不重叠，而载频可以相同。为了实现各地面站按规定的时隙接收信号，必须要有一个时间基准，保证发射与接收严格同步。
信源编码的功能:实现模数变换、压缩编码、缩小信源码所占用的信道带宽。
信道编码的功能：为在接收端对误码进行自动检错和纠错，在信源编码后的信息码元中添加冗余（监督码元）。
调制:在模拟信号中,高频信号的幅度、频率、
、相位随着音频信号电压的变化而变化，称为调幅、调频、调相。在数字信号中，分别称为幅度键控、频率键孔、相位键控。
12．FDMA、TDMA和CDMA
(3) 码分多址（CDMA）若干个地面站依靠分配给本站的地址码，
接收同一卫星信号，成为码分多址通信。上行站所发射的载波要经过基带信号调制和地址码调制。接收时，只有能解调出欲接收的地址码，才能解调出响应的基带信号。
第九节几个主要技术性能指标的物理概念
13．模拟信号与数字信号模拟信号波形模拟着信息的变化而变化，
、极化面所谓极化是指电场的矢量方向和幅度随着时间t变化
的特性，用电场矢量端点随着时间变化在空间所描绘的轨迹来表示电磁波的极化。
与地平面相垂直的直线称为法线，通过法线作出的平面称为法面，包括传播方向的法面称为极化面。
8.极化、极化面
第九节几个主要技术性能指标的物理概念
的广播电视节目全部上星。 1999年1月1日 “村村通”工程启动。 2003年6月全国各省市自治区、中央三台的广播电视节
目全部采用数字压缩技术上星。 2006、2007年我国将发射DBS。

卫星广播电视的传输方式

图5-8是数字卫星电视上行站方框图，包括信源编码、多路复用、信道编码、四相相移键控(QPSK)，调制、上变频器和功率放大等部分。
信源编码视频 A/D 视频压缩音频压缩多路复用能量扩散 RS 编码卷积交织信道编码卷积编码 QPSK 调制上变频器功率放大 12 m 天线
950～1450MHz)。
高频头要接收卫星电视信号的全部频道，例如，
C波段的频率范围为3.7～4.2 GHz，有500 MHz带宽，有 24 个频道，高频头就要对 24 个频道都能进行放大和进行频率变换。高频头对C波段采用高本振，本振频率为5.17 GHz 或者5.15 GHz，变频后的频道与下行频道高低顺序是倒置的。 Ku 波段的频率范围为 11.7 ～ 12.75 GHz, 有 1.05 GHz带宽, 高频头就要对整个带宽都能进行放大和
第5章卫星电视信号的传送
5.1 概述 5.2 卫星广播电视的传输方式 5.3 卫星广播系统的组成 5.4 卫星数字电视
5.1 概述
卫星电视是利用位于赤道上空 36000 km的同步卫星作为电视广播站，对地面居高临下，不受地理条件限制，其传送的图像质量高，没有重影。卫星电视的传送有卫星通信和卫星广播两种工作方式。卫星通信是通过普通通信卫星将电视节目传到小
（2）调频制比调幅制的抗干扰能力强。根据香农定理，信噪比和带宽可以互换，因此，为得到一定的信噪比，在不增加信号发射功率的条件下，只有牺牲带宽，图像信号采用调频方式。但在调频之前，复合基带信号（包括图像信号和伴音信号）的构成有以下几种常用的调制方式：
1. FM―FM方式：伴音信号对伴音副载波调频，然后与图像信号叠加构成复合基带信号，再对主载波调频。 2. PCM―FDM―FM方式：先对模拟伴音进行采样、量化和编码（PCM），变成数字伴音；然后把此数字伴音对副载波进行PSK；利用FDM技术，采用多个副载波，可

《广播卫星与上行站》课件

上行站的功能与作用
总结词
上行站的主要功能是传输节目信号，并提供对信号的处理和管理。
详细描述
上行站的主要功能包括信号调制、编码、复用和上变频等，以确保信号能够被正确地发送到卫星。上行站还负责对信号的监控和管理，确保信号的质量和稳定性。
上行站的技术指标
总结词
上行站的技术指标包括信号的覆盖范围、传输容量和传输质量等。
卫星平台的成本占整个卫星系统成本的很大一部分，因此，优化卫星平台的设计和制造过程对于降低整个卫星系统的成本至关重要。
有效载荷
有效载荷是广播卫星系统的重要组成部分，负责实现卫星的
观测、通信等应用功能。
有效载荷的种类繁多，根据不同的应用需求，可以选择不同的有效载荷，如通信天线、遥
感相机、科学实验设备等。
通信终端
01
通信终端是广播卫星系统的重要组成部分，负责实现地面用户与卫星之间的通信。
02
通信终端的种类繁多，包括固定终端、移动终端和便携式终端等，这些终端可以支持不同的通信协议和应用需求。
03
通信终端的设计和制造需要考虑终端设备的尺寸、重量、功耗等多个因素，以确保终端设备能够在各种环境下稳定运行。
CHAPTER 05
上行站建设与运行
上行站选址与布局
选址原则
根据广播卫星覆盖需求、地质条件、环境因素等综合考虑，选择合适的地点建设上行站。
布局规划
根据上行站的功能和规模，合理规划站点布局，确保设备安装、线路布局等符合规范要求。
上行站建设流程
01
02
03
04
项目立项
进行上行站建设的可行性研究，完成项目立项和初步设计。
随着技术的进步，广播卫星将向更高频段发展，以实现更高效的数据传输和更广泛的覆盖范围。

卫星通信系统概述PPT

1.4 卫星通信的特点
卫星通信在中国的特殊地位： • 幅员辽阔； • 人口众多； • 地区发展不平衡； • 中国有60％左右的地区是地面网盲区，如海洋、高山、沙漠和草原等，通信的困难甚至成为人们生存的障碍。
1.5 卫星通信系统的业务类型
ITU定义的卫星通信系统的业务类型有三种：

固定卫星业务FSS (Fixed satellite service) 移动卫星业务MSS (Mobile satellite service) 广播卫星业务BSS (Broadcasting satellite service)
1.3 卫星通信的工作频段
选择工作频段时，应考虑的重要因素：
（1）电波传播衰减及其它衰减要小；（图 1-14）在0.3-10GHz频段，大气吸收衰减最小，称为“无线电窗口”。另外，在30GHz附近也有一个衰减的低谷，称为“半透明无线电窗口”。
（2）天线接收的外界噪声要小；（图 1-15）从降低接收系统噪声的角度来考虑，工作频段最好选在1-10GHz之间工作。（3）大气层中雨、雾、云的影响；（图 1-16）
1.6 卫星通信的发展趋势
（4）随着1997年9月26日美国FCC频率申请计划新周期的开始， Q、V段新系统纷纷推出，各公司开始申请Q和V频段新系统。（5）不断发展新业务，如无线Internet、组播和交互式TV、移动语音、数据通信、数字视频广播(DVB)和数字音频广播 (DAB)步入家庭和个人用户、多媒体通信和Internet接入等。（6）地面终端的发展呈现小型化、综合化和智能化。终端可工作在多个频段，支持综合业务，适应多种多址接入方式、调制方式、编码方式，传输速率可改变。
换言之，卫星通信是在地球站上，包括地面、水面和大气层中的无线电通信站之间，利用人造卫星作为中继站进行的通信。卫星通信是个人通信网的组成部分，是地面通信网的补充。

《广播电视信号传输》PPT课件

同时接收卫星发回的电视广播节目，以便监视节目播出的情况和质量。上行发射站可以有多个，其中主发射站是固定的发射中心。
(2) 卫星星体。 (3) 地面接收网。
卫星广播电视的特点卫星广播电视系统都使用微波频段。
·微波频段带宽很宽，具有丰富的频率资源，可容纳更多的频道，且允许每个频道占用较宽的带宽；
50μs。图像发射机与伴音发射机的功率比:10∶1～15∶1,
这是为图像发射机与伴音发射机有相同的覆盖范围设置的
扩大电视覆盖范围的方法
1.微波中继微波中继又称微波接力,它是在电视广
播传送途中,建立许多微波中继(接力)站,利用微波,把电视信号一站一站地传送。
2. 电视差转电视差转是电视差频转播的简称,它
三、卫星电视广播
利用地球同步卫星作为传递电视信号的中继站而实现的电视广播称为卫星电视广播。它是一种扩大电视覆盖范围、实现远距离电视传送的电视中继或转播方法。（包括电视直播卫星）
卫星电视广播系统主要由地面发射站和测控站、卫星星体及地面接收网等三部分组成。
(1) 卫星地面站卫星地面站主要指上行发射站与测控站。上行发射站有主发射站和移动站两种，其主要任务就是把电视中心的节目或某地区的实况节目送给广播卫星，
也是一种电视中继或转播措施。电视差转的主要功能是将接收到的主台(或称骨干台)某频道的电视节目,经过差转机的频率变换、放大后,再用另一频道发射出去,从而扩大主台的覆盖范围或服务面积。
微波接力信道的构成
微波接力站结构 (a)端站 (b)中继站
微波中继有以下优点:
直射性好。微波的波长非常短,在cm或mm数Байду номын сангаас级, 因此,其直射性能很好。
伴音信号的调制： 1、调频：把低频信号装载到高频信号中，让高频信号的

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70MHz
SDH传输设备
DS3 适配器
中频调制器
此方式是将广播电视压缩数据包的TS流适配到SDH的DS3（45Mbit/s）
接口进行传送，技术较为成熟可靠、系统结构简单。缺点是码率的适配范围较小，传送低码率信号时对信道的利用率不高，传送超高码率信号时通道的传输容量不足。
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卫星广播电视传输系统及常用概念
微波机
TS流
编码复用设备
调制器 70MHz 中频光端机
广播电视中心
微波机
微波
中频光端机 70MHz 卫星上行系统
光缆
地球站
此方式的特点是传输系统简单、易于监测，但占用传
输资源大，由于模拟信号在传输中会导致噪声积累和性能
劣化，故不适于长距传输。
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卫星广播电视传输系统及常用概念
数字传输方式目前通过PDH或SDH数字传输网传送数字压缩广播电
进行大量改造，成本较低，缺点是系统连接复杂，特别是传输高数据率视频压缩数据时收发端设备和信号线连接复杂。我局主要用来传输局内网、指挥平台等业务。
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卫星广播电视传输系统及常用概念
2）利用DS3数字通道传送
TS流
DS3
编码复用设备
DS3 适配器
SDH传输设备
SDH 网
DS3
TS流
目前广播电视中心的内涵有所扩大，除了传统的电台、电视台之外，还包括广播节目集成平台、付费节目集成平台等。例如中央三台、中国教育电视台、北京电视台、电影频道、100路中央广播平台、中数传媒、直播卫星村村通平台等等。
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卫星广播电视传输系统及常用概念
2、地面引接电路
地面引接电路：通过光缆、微波等传输手段，利用模拟或数字传送方式，将广播电视节目源由广播电视中心传输到地球站。
RF 双工器
低噪声
跟
放大器
踪
系
统
C(Ku) BAND
电源系统
监控系统
天线驱动装置
跟踪设备
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卫星广播电视传输系统及常用概念
SDH 传输设备 4 DVB-ASI
解复用适配
ASI 3
中频调制器3
IF3
编码复用设备4 ASI 4
中频 ASI 4 调制器4 IF4
此方式可同时将四组不同速率的TS流信号以DVB-ASI（数字视频广播之异步串行接
口）接口方式接入复用适配设备，复接到1个标准155 Mbit/s（STS-1 电接口或STM1/OC3光接口） SDH信道传输，使用灵活，信道利用率高，特别适用于高低速率的组合传输，同时也为今后传输高码率的高清电视准备了充裕的传输容量。
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卫星广播电视传输系统及常用概念
主备
切换
TS
中频调制
IF
节目源
选择
70MHz/140MHz
信号处理系统
中频切换
系统
上行功率控制
（FOR KU BAND）
IF
Video Audio
上变频器上变频切换
接收机
RF 上行系统
L BAND
高功放高功放切换
下变频器
下行系统
天馈线系统
视信号主要有以下几种方式： 1）利用E1数字通道，采用信道分割、复用技术传送
TS流
2Mbit/s x n
编码复用设备

2Mbit/s 传输适配器
数字传输设备
数字传输网
2Mbit/s x n
TS流
数字传输设备
2Mbit/s 传输适配器
此方式主要使用成熟的E1（2Mbit/s）数字通道，不需对数字接口
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2
卫星广播电视传输系统及常用概念
基于上述优点，目前广播电视传送全面向数字信号传输转变。
卫星广播电视传输系统主要由广播电视中心、地面引接电路、地球站、卫星、卫星接收站（有线前端或个体用户）、测控站组成。
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卫星广播电视传输系统及常用概念
2020/9/18
4
卫星广播电视传输系统及常用概念
宽度，大大降低了传输（上行、转发器、接收）成本。通常一个卫星转发器仅能传输1 - 2套模拟电视节目，而传输压缩数字电视节目时，C波段一个转发器（36MHz）可传输10套左右，Ku波段一个转发器（54MHz）可传10 - 12套左右。可以提供广播电视数据等多种服务。便于对节目加密，实现有条件接收。
传输方式：中频直接光纤（或微波）传输（A）；数字信号直接光纤传输（D）；数字光传输网络传输（D）；微波数字传输网络传输（D）等等。
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卫星广播电视传输系统及常用概念
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卫星广播电视传输系统及常用概念
中频传输方式
数字广播电视节目可以利用光缆或微波，以中频调制信号的模拟传输方式，由广播电视中心传送到地球站，如下图所示：
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卫星广播电视传输系统及常用概念
3、地球站
地球站主要作用是对广播电视中心通过地面引接电路传来的广播电视信号进行处理和中频调制，产生70MHz或140MHz中频信号，经上变频器、高功放等上行设备将中频信号变频放大至足够强度的微波信号，通过天线发往同步卫星。
数字广播电视卫星地球站主要由信号处理系统、上行系统、天线与馈线系统、天线跟踪系统、接收系统、下行系统、电源系统及监控系统组成。系统组成如下图所示。
一、卫星通信基础知识二、DVB-S标准和MPEG-2视频编码简介三、卫星广播电视传输系统及常用概念四、高清电视的卫星应用介绍
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1
卫星广播电视传输系统及常用概念
数字广播电视传送的主要优点
传送质量高，所需上行发射功率小，抗干扰能力强。传输容量大。通过数字压缩技术可以大大缩小频带
模拟和数字卫星广播电视传输系统组成基本相同，只是传输内容和制式等方面有所不同。
下面简要对广播电视中心、地面引接电路、地球站、卫星、卫星接收站（有线前端或个体用户）、测控站做一介绍。
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5
卫星广播电视传输系统及常用概念
1、广播电视中心
广播电视中心的主要任务是节目制作、上载播出、音视频处理、数字化处理、节目分配。
3）利用155 Mbit/s数字通道传送
TS流
编码复用设备1 ASI 1
TS流
70 MHz
中频
ASI 1 调制器1 IF1
编码复用设备2 ASI 2
编码复用设备3 ASI 3
4 DVB-ASI
至
STS-1
复用适配
STS-1
SDH 传输设备
SDH 网
STS-1
中频
STS-1
至
ASI 2 调制器2 IF2