卫星通信在大数据时代的应用

卫星通信在大数据时代的应用

曾金泉

云浮市人防（民防）指挥信息保障中心

摘要：文章主要从卫星通信技术的基本概念以及发展历程出发，分别简述了卫星通信在大视频时代的应用，以及卫星通信在大数据时代的应用，旨在与广大同行共同探讨学习。

关键词：卫星通信；大数据时代；应用

一、卫星通信技术的基本概念以及发展历程

卫星通信是指地面上的无线电通信站将人造卫星作为无线电波中继站来实现信息的传输，其实也可以说卫星通信其实就是一种在地面微波通信技术基础之上发展延伸而来的通信技术，该项技术是现如今通信行业中非常伟大的一项成果。卫星通信系统主要包括太空中的人造卫星和地面上的无线电通信站两大部分，在整个系统当中，应用频率最高的要数同步卫星，也可以将其叫作静止卫星，同步卫星的位置处于地球赤道上方3．6万千米的太空当中，该卫星的自转周期还有方向都和地球始终保持一致，这就实现了相对静止状态。按照理论研究结果，三颗静止卫星就可以满足全球范围内的通信（除两级）业务。现如今卫星通信技术已经被广泛应用到导航系统和定位系统当中。

二、卫星通信在大视频时代的应用

1.视频智能识别技术在卫星通信的应用

卫星通信实现了视频、语音、文字、图片及其他数据信息的多点采集和实时动态通信，近年来已发展成为应急通信的重要方式。但现阶段基于卫星传输的应急通信系统缺乏对视频的再利用，存在智能化程度低、需值守人员实时监控等缺点。因此，引入视频智能识别技术，建立一个全天候、可自主监测的应急指挥系统十分必要。采用视频智能化处理技术，将视频利用模式由人工监控变为计算机自动处理，辅助识别和处理视频中的关键信息，此外，可通过将监测采集的视频、数据、其他系统的视音频文件通过人脸识别、语音识别、字幕识别、声纹识别等进行特征提取、识别目标，以便相关单位对大量音视频资源的智能化检索和识别。通过智能视频识别技术，卫星通信系统可对高清视频实时化、智能化的利用，极大地提高了系统的整体处理能力。

（1）声像智能分析。基于深度神经网络，自主研发视频检索与分析核心算法，集视频爬取、智能检索识别、智能语音识别、事件智能拆条、声纹识别等视音频数据应用于一体，支持对声像数据库资源的检索、识别、事件拆条等智能分析，满足视音频业务的智能化处理需求，其应用组网如图2-1所示。

图2-1声像数据智能分析组网图

（2）智能视频识别。实时监控卫星通信传输的视音频资源，可以侦测跟踪可视目标，如人员、物体、车辆、行为、烟火烟雾等，支持视频摘要、视频压缩、视频检索识别等多种功能，其应用组网如图2-2所示。

图2-2智能视频识别组网图

2.抗误码技术在卫星通信的应用

鉴于卫星通信传输链路复杂、受外界干扰较大的特点，可采用帧内刷新、差错隐匿、自适应编码等算法，优化码流结构、GOP长度，针对无线链路进行优化，针对信号中断后瞬时恢复的视频效果进行处理，保证视频图像没有或较少马赛克出现，提供良好的使用感受。

（1）差错隐匿。首先在编码端，加入帧间预测的冗余信息，然后利用基本层的运动信息、残差信息等进行采样，得到增强层可以进行重建的编码信息，增强层利用采集到的运动信息在编码环路中进行相应的运动补偿操作，将采集到的残差信息作为增强层残差与运动补偿得到的预测块信息相加，得到错误隐藏信息，最后根据冗余信息，对错误隐藏信息进行重建修复，从而恢复出正常的视频流。

（2）帧内刷新。在P帧或者B帧内对宏块强制性地进行帧内预测模式编码，使用相对较少码流的同时能部分抑制错误的扩散，从而提高重建图像的信噪比，提高传输系统的鲁棒性，采用均衡码率控制算法，码率波动小，视频码流传输稳定，有效地避免码率波动过大对视频主观质量的影响。

三、卫星通信在大数据时代的应用

1.大数据技术在卫星通信的应用

随着互联网和大数据时代的到来，以往传统的卫星通信行业受到了很大的冲击，大数据将会给卫星通信行业创造更好的未来，对现如今的通信行业也会产生很大的影响。但是如何在实际应用过程中将卫星通信系统和大数据技术进行有效的融合，并将其作用发挥至最大成了一个有待研究的问题。卫星通信传输具有覆盖面积广且传输距离远等多种特点，所以我们可以充分利用这一点，有效结合地面终端组成一个非常庞大的数据采集系统，这样可以更好地保证对数据的及时快速传输。除此之外，充分利用大数据技术还可以对卫星通信过程中产生的各种数据信息进行有效地收集、整理与分析，大大提高了对资源的利用率。在对大数据进行实际应用过程中，其可以根据关键词或者是其他语义从海量信息当中进行快速筛查和识别，同时还可以通过对数据模型的建立对未来发展趋势作出准确的判断，这就为各项决策工作提供了有效的数据支持，从而使得决策更加科学合理。

比如，在应急通信过程中，利用卫星通信技术可以对应急现场的各种视频、实时数据进行快速采集、整理和分析，结合业务数据分析模型和大数据分析工具以及智能算法等手段，可以实现对应急现场资源的快速感知，这样就大大提高了信息传输和对应急现场指挥的效率，同时还为决策的制定提供了可靠的依据。

2.融合平台在卫星通信的应用

传统的卫星通信单独建网时代已经成为过去，现如今应该将多种业务和卫星通信系统进行有效地融合，目前大多数卫星通信网络上一般情况下都存在多个独立视频业务系统，每个系统都具有一定的独立性，但相互之间又存在紧密的联系，而且每个系统都具备一种功能，这样不但增加了管理成本，而且还降低了用户的体验满意度。所以最好可以将这些平台之间进行有效地融合，实现互联互通。

结语：

综上所述，未来卫星通信技术的发展前景十分广阔，在充分利用好现有优点的情况下，应当克服不足之处，向低延迟、高质量、小型化、智能化等方向发展，并充分发展利用新技术，只有这样我国的综合国力才能大大提升。

参考文献：

[1]陈张耀.卫星通信在大数据时代的应用微探[J].建筑工程技术与设计，2017（17）

[2]廖希.移动卫星通信中基于马尔可夫链的两状态信道模型研究[J].信息网络安全，2015（4）