Может ли спутниковая группировка на НОО возродить эру аналогового радио или телевидения?

Многие аналоговые наземные радио- и телевизионные передатчики были заменены цифровыми, такими как технологии DTT и DRM. Аналоговые радиосигналы включают FM, MW и даже SW. Хотя качество приема цифровых технологий значительно превосходит аналоговые, аналоговые приемники намного дешевле и подходят для развивающихся стран.

Из-за соответствия стандарту DVB, включая реализацию прямой коррекции ошибок, цифровые радиоприемники и приемники DTT по-прежнему не являются чашкой чая для большинства людей. Для людей, живущих в развивающихся странах, OTT по-прежнему не является приемлемым вариантом для масс, как и потоковые данные о стоимости.

Наземные антенны имеют всенаправленные диаграммы направленности сигнала, но предлагаемая спутниковая базовая антенна может иметь направленную поляризацию, что снижает потребность в огромной мощности. Вещательная компания может передавать данные на спутниковый аналоговый передатчик через Starlink.

Может ли спутниковая группировка на НОО возродить эру аналогового радио или телевидения? Это вообще осуществимо?

Это звучит почти как потоковое видео через Starlink! Слишком большая мощность потребуется на частотах, используемых для аналоговых телевизионных каналов.
Интересный вопрос! Я не уверен, что демодуляция цифрового ТВ дороже, чем аналоговая. Например, цифровые радиоприемники занимают центральное место в сотовых телефонах и микросхемах GPS и могут иметь полосу пропускания от МГц до десятков МГц. Они производятся массово и поэтому дешевы. Вероятно, самым дешевым способом создания приемника для аналоговой передачи было бы реализовать его и в цифровом виде. С реализациями обработки сигналов DSP и FPG стоимость будет низкой. Что дорого, так это гигантские экраны , необходимые для полного использования потенциала DTV.
Таким образом, небольшая коробка, которая улавливает телепередачи с неба или земли и передает их на телефон (который есть у многих людей в сельской местности и странах третьего мира (часто даже до доступа к безопасной питьевой воде), станет способом , Я думаю, что это намного дешевле, чем покупать специальные телевизоры. Используйте любой экран, который у них уже есть.
Цифровой приемник использует методы цифровой модуляции и исправления ошибок, что усложняет аппаратное обеспечение приемника и делает его намного дороже. Таким образом, данные о стоимости потоковой передачи не подходят для широкой аудитории.
@fred_dot_u: Звучит логично, потребляемая мощность будет больше, но в первую очередь это осуществимо.
Если бы вы хотели возродить аналоговое радио и телевидение, на каких частотах транслировались бы такие передачи? В некоторых странах, когда от аналоговых радио- и телевизионных услуг отказались в пользу цифровых услуг, радиочастоты, используемые для аналоговых услуг, особенно те, которые использовались для аналогового телевизионного вещания, были проданы правительствами телекоммуникационным компаниям, чтобы их можно было использовать для мобильные/сотовые телефонные сети.
«Не то, чтобы вы хотели , но вы могли бы », цифровой гораздо более устойчив к помехам при гораздо более низких уровнях мощности.
Я не сосредотачиваюсь ни на спектре для радиовещания, ни на сравнении стоимости приемников. GEO sat является предпочтительным выбором для связи, но созвездие спутников LEO будет обеспечивать постоянство сигнала, а также расстояние от Tx до Rx в пределах досягаемости аналогового радио Tx. Телевизионный сигнал мощностью 10 кВт имеет радиальное покрытие около 60 км.
@seccpur, если вы не думаете о стоимости приемников, вам следует подумать об удалении «подходит для развивающихся стран» в постановке проблемы.

Ответы (3)

Может ли спутниковая группировка на НОО возродить эру аналогового радио или телевидения?

Да, потенциально.

Это вообще осуществимо?

Нет, ни в коей мере, по крайней мере, не для телевидения. Для FM-радио вы можете получить один канал, работающий со 100 спутниками на расстоянии 2000 км и мощностью 4 кВт каждый.

Согласно прогнозу «полезного» покрытия служб FM-радио, FM-радио со стержневой антенной будет принимать STEREO FM с уровнем мощности около -75 дБм, что составляет около 3E-11 Вт. Стержневая антенна короче длины волны, но будет частью резонансного контура LC , поэтому их поперечное сечение приема будет порядка одной квадратной длины волны. Скажем, треть от этого, или только 3 м^2.

Прогноз «полезного» покрытия служб FM-радио

примечание: стержневые антенны FM-радио на самом деле не являются направленными. Если вы направите их вертикально, они не будут получать с зенита, но будут с боков. Таким образом, наши спутники будут использовать широкие наклонные лучи вперед, назад и в стороны и пропускать надир, чтобы лучше возбуждать вертикальные стержневые антенны.

Таким образом, нам нужно 1E-11 Вт/м^2 на полосе земли, скажем, 10 000 x 40 000 км^2 или 4E+14 м^2, или в общей сложности всего 4000 Вт, если бы вы могли распределить ее равномерно!

Звучит потрясающе, но кажется, что это неправдоподобная, сферическая ковбойская правда.

Но давайте добавим коэффициент 100 для развлечения и скажем, что есть сто спутников в многоплоскостной группировке с малым наклоном на высоте, скажем, 2000 км. Этот старый график SpaceX Starlink (когда они думали о более высоких орбитах, из спутниковой группировки SpaceX из 4425 — что за метод безумия? ) говорит, что для высоты 1000 км у вас есть полезный радиус около 1000 км. Мы будем использовать тот же треугольник и скажем, что каждый спутник имеет след порядка) 𝜋 2000 ^ 2 или 1,3E + 07 км ^ 2, что составляет 3% нашего следа 10 000 x 40 000.

Таким образом, сто спутников FM-вещания мощностью 4 кВт, направленных в кольцевом или коническом луче, должны быть в состоянии обеспечить довольно хороший FM-прием в развивающемся мире. Это не будет превосходно, могут быть случайные пропадания (это может быть больше похоже на прослушивание Short Wave, чем Sirius XM), но это, безусловно, может работать.

Солнечная панель мощностью 8 кВт — это не то, ради чего стоит трясти палку (мощность 4 кВт, 50% времени затмения), она довольно большая, примерно 25 м^2. И антенна, хотя в основном это очень легкие диполи, будет иметь нетривиальные размеры. Но он будет намного меньше, чем тот, который обсуждался в ответах на вопрос « Почему у спутников AST SpaceMobile антенны намного больше, чем у Starlink, тогда как они оба нацелены на обеспечение покрытия сети в любой точке Земли?»

Таким образом, возрождение одной аналоговой FM-радиочастоты на самом деле выполнимо, но если вы хотите быстро разбогатеть, это не сработает.

метод безумия

Источник: старая заявка SpaceX FCC, из 4425 спутников SpaceX — каков метод безумия?

Это рассуждение, кажется, предполагает, что спутники не двигаются. Однако, поскольку они не являются геостационарными, они действительно движутся (действительно очень быстро, ~7 км/сек при высоте H=2000 км). Чтобы продолжить расчетный подход, описанный выше, если покрытие представляет собой (плоский) круг R = 2000 км, время полета над покрытием составляет около 9,5 минут в наилучшей конфигурации. Для службы вещания приемники должны иметь возможность часто переключать спутники (и частоту), чтобы обеспечить непрерывность программы.
«Полоса земли 10 000x40 000 км²...» (?) Общая суша Земли составляет ~ 150 миллионов км²!
@NgPh В области перекрытия есть проблема, но она не так плоха, как вы думаете. Это FM-радио, а FM-радио использует для приема петли фазовой автоподстройки частоты. Он будет фиксироваться на самой сильной несущей частоте в пределах своей полосы пропускания. Пока несущие смещены на небольшую величину, ~ несколько кГц, они не будут перепутаны. В то время как винтажное 9-транзисторное AM/FM-радио может не иметь PLL, все, что имеет микросхему, будет. FM удивительно хорошо подавляет все, кроме самого сильного сигнала. Есть длинная и грустная история о его изобретении и задержке принятия.
@NgPh ... FM-радио. ( Эдвин Говард Армстронг ) Я нарисовал сферическую корову на плоской обратной стороне конверта для расчета порядка величины. Все аргументы или придирки, меньше чем в 10 раз, настоящим отклоняются без промедления :-)
Таким образом, в вашей соломенной системе эффект скорости LEO на FM-радио будет подобен тому, который мы испытываем, путешествуя на большие расстояния, время от времени покидая одну зону покрытия и перемещаясь в другую. За исключением того, что частота дропов была бы выше (9,5 мин — идеальная конфигурация), более неравномерной и менее интуитивной. Я принимаю к сведению, что вы предполагаете, что у каждого спутника будет своя частота (хотя они транслируют один и тот же контент).
Я пенсионер и ленивый инженер, поэтому я фанат нестандартных подходов. То, что я сказал своим молодым инженерам, уверенный в себе инженер должен овладеть искусством приближенных вычислений.
@NgPh Я предложил сдвинуть несущую частоту всего на несколько кГц, но полоса пропускания стереофонического FM-сигнала составляет примерно 75 кГц! Так что это не совсем «разные частоты», вам не нужно будет трогать ручку или выполнять точную настройку, это просто простой трюк, помогающий FM-радио различать разные спутники. Если вы слушаете 101,5 FM, неважно, 101,505 или 101,495 МГц. Например, вы можете увидеть состав FM-сигнала здесь и здесь .
Я потерян. Во-первых, я предполагаю, что 75 кГц — это отклонение частоты, а не ширина полосы пропускания (см. правило Карлсона). Если 2 спутника (скажем, один из них установлен, а другой поднимается над горизонтом) могут передавать FM-радио на частотах, близких к кГц, почему у нас часто указывается разнос каналов в 200 кГц (для девиации +/-75 кГц)? Извините, планирование FM - это для меня такое обморочное воспоминание.
@NgPh Интервал 200 кГц позволяет слушателю услышать более слабую станцию, настроившись на другой канал. Если есть сильный сигнал и слабый сигнал (например, вышки находятся на расстоянии 0,5 км и 50 км), слушатель может легко услышать любой из них, перестраиваясь с одного на другой, и более сильный не мешает приему более слабого. Здесь как раз наоборот; мы хотим, чтобы более сильный сигнал БЛОКИРОВАЛ более слабый. Мы ХОТИМ вмешательства.
«ХОТИМ вмешательства» (?). FM-модуляция не может сделать этот трюк. Если вы косвенно имеете в виду «эффект захвата» FM, помните, что нет «блокировки» (= обнуления) более слабого сигнала. Это делает его вывод похожим на случайный шум, поэтому ваше ухо не может его слышать (как голос или музыку). Но ваше общее качество (S/N) будет ухудшаться. Вы можете воспользоваться эффектом FM-захвата в некоторых специальных приложениях (например, в беспроводном микрофоне), но не в высококачественном стереозвуке. В противном случае МСЭ-R ошибается в своих рекомендациях по защитным отношениям Рек. (см. МСЭ-R BS 412-9, 1998 г.).
Моя память возвращается. 200 кГц - это распределение каналов (а не интервал). FM-станции, передающие несколько несущих, размещают их на частоте nx200 кГц, n>=2. В районах с перегруженностью частот, скорее всего, n=2. Проверьте, так ли это, где вы живете (у вашего вещательного органа должен быть список разрешенных станций и частоты, выделенные для каждой).

При нынешнем состоянии технологий однозначно нет: аналоговая передача ТВ и радио не удешевит приемники.

Во-первых, это связано с тем, что антенна приемника не может быть всенаправленной. Он будет принимать слишком много сигналов со многих спутников. Направленная антенна, которая может отслеживать желаемый спутник LEO, а затем переключаться на другой, когда текущий исчезает за горизонтом, была бы дорогой (ее стоимость составляет большую часть стоимости терминала Starlink).

Во-вторых, вы не можете повторно использовать традиционные AM/FM-приемники из-за сильного и переменного эффекта Доплера. Должна быть разработана новая технология.

Не уверен, что все это правда (кроме стоимости). Например, современные гетеродинные FM-приемники отслеживают дрейф сигнала после фиксации. За достаточное количество долларов США вы можете построить его с гораздо более широкими возможностями отслеживания.
@CarlWithhoft, я думаю, что деньги являются ограничением в развивающихся странах, для которых ОП рассматривает возможность возрождения аналога ;-)
Если стоимость не является KPI (ключевой показатель эффективности), интересно, что еще можно привести в качестве аргумента в пользу аналоговых передач? На самом деле, фактор LEO кажется неуместным в дебатах о том, есть ли лучшее место для аналоговой или цифровой передачи информации.
Например, GPS-антенны являются всенаправленными и принимают сигналы от дюжины или более одновременно. Все спутники GPS передают данные в одной и той же полосе частот, и для выделения отдельных сигналов используются корреляторы . Поскольку телевизионные сигналы проходят через ионосферу, маловероятно, что в телевизионных диапазонах есть много спутников, ведущих передачу на землю.
Таким образом, «Он будет принимать слишком много сигналов со многих спутников» вряд ли вообще соответствует действительности. Это неподтвержденная и маловероятная гипотеза, можете ли вы добавить подтверждающие ссылки или источники?
@uhoh, я полагаю, вы знакомы с созвездием Starlink? Затем вы должны знать, что терминал Starlink должен выбрать лучший спутник из многих, которые он может видеть в небе на высоте> 40 °. Терминал без направленной антенны увидит намного больше спутников. Для службы вещания геометрия созвездия LEO представляет собой проблему. На самом деле, знаете ли вы о какой-либо службе вещания через LEO/MEO?
@NgPh вопрос о возможности, а не об экономической целесообразности. Starlink должен скоро заработать деньги, одновременно обеспечивая низкую задержку и высокую пропускную способность в высоких широтах. Вопрос не касается экономической жизнеспособности и касается экваториальных клиентов с более низкой полосой пропускания аналогового ТВ и без ограничений по задержке. Яблоки и апельсины, одно другого не доказывает/не опровергает. На этот вопрос нелегко ответить, поэтому широкие, широкие и необоснованные обобщения не годятся.
@uhoh, «Хотя качество приема цифровых технологий намного превосходит аналоговые, аналоговые приемники намного дешевле и подходят для развивающихся стран». Если убрать экономический аспект, вопрос теряет смысл (по крайней мере, для меня). Я ответил именно так: почему бы не воспользоваться более дешевым приемником, допускающим худшее качество передачи. Одно из моих соображений заключается в том, что технически антенная система не может быть всенаправленной, и это опровергает экономический аргумент. Вы бросаете вызов этому?
@NgPh, пока вопросы ясны и на них можно ответить, они не обязательно должны иметь смысл; это просто вопросы. Нам предлагается ответить на них или не ответить на них. Я добавил ответ сейчас. Конечно, никто не будет пробовать это, но это, по крайней мере, решает вопрос количественно.
@uhoh, вопрос ясен (мне). Только когда вы решите запутать экономический аспект, он больше не имеет смысла. В своем ответе вы заявили, что у LEO есть потенциал возродить аналоговую передачу. Аргументации ради отбросим экономику (то ли в стоимости приемников, то ли в стоимости космического сегмента), скажем, для госуслуг стране наплевать на стоимость, вы бы посоветовали этой стране "оживить" аналог?
@uhoh, хорошо, что мы интеллектуально стимулируем друг друга. Можем ли мы прийти к следующему выводу: это выполнимо, но люди/правительства не станут этого делать по экономическим причинам?
@NgPh Да, я думаю, мы можем! Это возможно, это не невозможно, но это кажется очень плохой, ужасной идеей, учитывая современные спутниковые технологии. :-)

FM-радио (на несущей около 100 МГц) в значительной степени локальное (видимый горизонт - почти предел). Местные власти должны разрешить аналоговое FM-вещание в диапазоне 88–108 МГц, а местные предприятия должны найти жизнеспособную бизнес-модель, не требующую космических технологий. Передатчик мощностью в несколько кВт чертовски дешев и работает безупречно.

Моя страна (Болгария), хотя и не совсем 3-й мир, откладывала переход на цифровое радио по разным причинам, вплоть до того, что это стало бессмысленным - в сети появились как устоявшиеся FM-радиостанции, так и стартапы, мобильное подключение к Интернету приемлемо дешево, и у всех есть это на их телефоне. Переход на цифровое радио стоит дорого, и никто не видит смысла его оплачивать.

Вот почему мы до сих пор слушаем аналоговое FM-радио, в том числе 2 государственные и довольно много частных станций.

Если кто-то хочет установить новую станцию, он может получить FM-частоту довольно дешево. И больше никто не мешает.

Короче говоря, FM-радио живет и работает без каких-либо ракетных технологий.

А аналоговое ТВ? Что ж, нам как-то удалось перейти с аналогового телевидения на цифровое. Телевизионный диапазон уже занят цифровым вещанием. Вам больше не разрешено транслировать аналоговое телевидение, независимо от того, делаете ли вы это со спутника.

И даже если мы говорим о стране, где нет цифрового ТВ, вашей потенциальной аудитории нужно будет найти приемники аналогового ТВ.

А обычный вид спутникового телевидения весьма популярен именно в развивающихся странах. Так что никакой бизнес-модели тоже.

MW и SW: они плохо взаимодействуют с пространством.

Во-первых, для них нужны довольно большие антенны (для спутника не подходят). Как насчет 50 м для простого диполя?

А во-вторых, та же самая ионосфера, которая делает возможным прием СВ/КВ за горизонтом, сделает спутниковый СВ/КВ довольно сложной задачей.

Быстрая прогулка по диапазону MW/SW показывает множество станций со всего мира, работающих и передающих. Они тоже живы, и пространство не предлагает никаких улучшений.

Особенности диапазонов MW/SW делают их безопасными от любых попыток цифровизации.

Я согласен, что FM TX все еще в моде, но пересеченная местность и высотные здания могут создавать теневые зоны, там диапазон наземных tx сигналов ограничен в таких областях.
@seccpur в этом нет ничего нового в мире FM, и пространство вряд ли решит большую часть этого.
@fraxinus, хорошее наблюдение (FM-радио не умерло). Одна из причин этого, по сравнению с телевещанием (не только в Болгарии), заключается в том, что оно занимает только 20-мегагерцовый спектр. Давайте не будем забывать, что реальным преимуществом цифровизации является эффективность использования спектра, которая для телевизионного вещания (УВЧ) послужила цели выделения большего количества спектра мощным компаниям мобильной телефонии. Возвращаясь к исходному вопросу о «возрождении» (чего-то мертвого или в терминальном состоянии), например, FMTV, я не вижу никакой потенциальной причины, будь то технической, экономической или институциональной, от инфраструктуры LEO (или чего-то еще).
Конечно, такие вещи, как изображения ( факсимильная связь по радио или «радиофакс», довольно старая и исторически была важным инструментом в передаче данных, и, по крайней мере, возможно, является схемой цифровой модуляции, передающей 1 и 0 в диапазоне HF. en.wikipedia.org/ wiki/… и в наши дни радиолюбители все еще используют азбуку Морзе и некоторые другие схемы цифровой модуляции в КВ-диапазонах, но любительское радио не коммерческое радио.
Теперь я понимаю несколько скрытое обоснование seccpur . Потенциальным преимуществом LEO является высотная геометрия. Как указывает fraxinus , ионосферное затухание будет играть против FM-радио и FMTV (если мы останемся в VHF/UHF). То, что вы выиграете, избегая затенения и блокировки, вы оплатите замираниями мерцаний. Переходите на более высокие диапазоны, чтобы избежать воздействия на ионосферу? Вы заплатите потерей места, межсистемными помехами (и рискуете оказаться в поле зрения мобильных операторов).
Может ли спутниковая группировка на НОО возродить эру аналогового радио или телевидения?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v