CN1176559A - 交互式卫星电视系统 - Google Patents

Abstract

交互式卫星电视系统。本发明涉及一种在分布中心和用户之间传输数据的系统,这个系统传输一个有用信号给用户并拥有返回通路,其特征在于除了传输一个有用信号外还传输一个载波信号,并且在返还通路上传输的有用信号的频率与载波信号的频率同步。本发明应用于卫星电视。

Description

交互式卫星电视系统

本发明涉及一种发送卫星电视图像的系统，特别是关于用户级返回链路的构成。

已知卫星电视节目接收系统，例如DSS数字系统，是注册商标“数字卫星系统”的大写字母的字头。

现有办法之一是使用电话链路，构成了从用户到监控中心的返回链路。用户的标准电视硬件由室外单元和室内单元组成，室外单元由卫星天线和低噪声接收部件或表示低噪声下行块(blockdown)变换器的LNB构成；室内单元包括解调器和其它解码器。该室内单元需通过一个调制解调器，连接到电话链路上，从而构成连接每个用户的专用返回通道。

由以下原因可以发现这个办法并不是最佳的：

用户必须根据通话时间和通话距离而为使用线路付费，特别是需要长途或国际链路时，会增加费用。

电话线必须连接到每个用户住宅里，这在隔离区或发展中国家不是不总可以实现的。

链路通到内部单元就要求电话基座在解码器附近。

这样就不适用于移动使用。

另一个解决方案是用卫星链路构成返回通路，通过用户的抛物面天线作为接收。此方法使用在点对多点双向卫星通讯网中，例如Gilat卫星网络有限公司的天线终端，就是已知注册商标双向VSAT(表示甚小口径终端)。

这种网络的应用是一种半专业型的，例如银行卡的借款授权，销售点的彩票号码登记，电子转账等，这类系统的花费很高。特别是在卫星通路的授权方面的交换协议，实行起来非常复杂。这类系统总的来说不适合大数量的上行线路，就是说几百万的用户，发送频率的冲突会影响用户的数量。

返回信号必须频率非常稳定，由于使用高频合成器，因而需要高的制作成本，这种要求不适应大批量硬件市场。

本发明的目的就是要解决上述的缺点。

为此目的，本发明的主题是一种可以在分配中心和用户之间传输数据的系统，这个具有返回通路的系统，其特征在于：传输的载波信号的频率是由分配中心选定的，而且在返回通路上传输的信号的频率与载波信号的频率同步。

本发明还提供一种数据传输系统的接收机，其特征在于它包括至少一个混频器，用于接收载波信号，并且发送一个其频率依赖于返回信号频率的信号。

借助于本发明，卫星返回通路的配备是很容易达到的，对用户和供应商都不用很高费用，而且与卫星转发器的特性兼容。

因为所有的接收机都同步在一个单一的频率上，由监控中心控制，因而可以调节这个返回频率并可以使用窄通带转发器。由操作者来调节返回信号的频率漂移并且极大地降低了返回信号的相位噪声，能更好地利用卫星频段且允许有更高的调制率。

因为在用户的“接收”系统中，不再需要使用高频率稳定度的高频振荡器或合成器，所以制做费用降低。能够使用大规模销售的电路来完成本发明。

由于使用基于用户代码的用户接收机的轮询式询问方式而抑制了传输冲突，交换协议被简化。这种用户代码甚至可以远程设置和修改。

另外，借助于这个传输系统，观众不再必须预约电话网络，也不再需要建立一种从电视系统的室内单元到电话网络的联接。使用费用可以单独由节目提供者调整，不再与电信操作者有关。

现参考附图和对非限制性例子的描述来清楚地表明本发明的其它特征和优点。

图1，带有返回路径的卫星传输系统的简图。

图2，用户接收系统的室外单元的简图。

图3，用户接收系统的室内单元的简图。

图1示出了依据本发明来实现的卫星传输系统的返回通路的基本构成。

一个由大直径，如4-6米的天线所装备的地球站1，通过卫星2，传输信息和节目给用户。通过与接收和处理电路相联的抛物面天线，每个用户就可以接收到这些信息和节目，总的接收系统3i的全部组成部分都安装在用户i的室内。

在本发明中，还在返回通路中使用直径为45到90cm数量级的小直径天线。这样，一个“客户”的上行路径通过卫星2传送返回数据给基站1，基站1还具有收集和集中由用户传送来的借助它的大直径天线接收的数据的作用。

这个上行路径工作在，例如14-14.5GHz，14.5-14.8GHz或17.3-18.1GHz频段内。

通过这个路径传输的数据是关于收费电视，按次计费电视，或者大部分的交互式电视的数据，交互式电视允许用户立即访问电影、交互游戏、电话购物、下载软件，并且也有服务项目如数据库查询、预订等。

由于用户的数量非常大，客户进入返回路径必须受到监控。由此，每个用户单元都分配给一个识别码，只有收到由监控中心通过卫星发来的这个代码时，用户单元才被授权传送信息。

这个识别码可以在硬件生产的过程中永久地安装上，或通过在用户室内安装和初始化这个系统时运行的程序，从监控中心输入。

因此，为了避免当用户同时发送数据的情况下，易产生干扰和卫星饱和的现象发生，按照监控中心的轮询式的询问的方法来触发这些传输。

图2，表述了用户卫星接收系统或“接收机”的具体情况。

这个系统包括卫星天线5，室外单元4和室内单元6。

因此，这里的术语“用户接收系统”或“接收机”也包括室内单元和室外单元的发送部分。

室外单元4通过其上变换微波信号的第一链路与抛物面天线5相联，室外单元4还通过第二链路，例如同轴型，与室内单元6相联。后面将会对室内单元6进行介绍。

室外单元由接收通路和发射通路组成。接收通路接收天线来的卫星始发信号并传输给室内单元，发射通道将由室内单元来的信号传输到天线。

一个微波链路将天线与室外单元的输入/输出端相连，它与天线分离滤波器7的输入/输出端相联，由天线5接收到的信号传送到天线分离滤波器7，天线分离滤波器7通过它的接收机侧的输出端(接收输出端)发送信号给一个低噪声块LNB，LNB表示低噪声下行块变换器。按已知的方式，这个块包括低噪声放大器LNA9，随后是一个用来对图像信号频率滤波的带通滤波器10。这个滤波器连接到混频器11的第一输入端，混频器11的输出送至中频放大器13的输入端。一个本机振荡器12连接混频器11的第二输入端。中频放大器13的输出端也就是LNB块的输出端连接着室外单元4的第二输入/输出端。

按实施例所述，天线5接收到的信号是在10.95-11.7GHz的频段内的。这些信号做为输入信号传输给低噪声放大器，然后再经过带通滤波器10，它的通带与信号的频段相一致。然后这些信号在混频器11和设置成10GHz频率的本机振荡器12的作用下变频成950-1700MHz频段的中频信号，该频段正好是放大器13的通频带。

天线分离滤波器的接收输出端还与混频电路14的第一输入端连接，下面将介绍混频电路14的作用。

室外单元4输出的信号通过一个同轴电缆传输给室内单元6的输入/输出端。图3介绍了室内单元6。室内单元6的输入/输出端连接到接收电路20，接收电路20以与常规的室内单元相同的方法对由室外单元4通过同轴电缆传输来的加密视频信号进行解码。这个接收电路还对通过同轴电缆传输来的信号进行滤波。电路20输出端输出的解码信号被送到与室内单元输出端相通的终端，例如，电视接收机。

CDMA型调制器21，CDMA代表码分多址存取，并用一个二进制序列对基站信号进行调制，在第一输入端接收发送来的有用基带数字信号。这个第一输入端连到室内单元的一个输入端，室内单元的输入端与例如一个智能卡相联，和/或与本图中未标出的室内单元的存储器的输出端相联。与调制器的第二输入端相联的是二进制编码电路22，按照常规的CDMA调制方法，二进制编码电路22输出一个用伪随机码编码的二进制字码流，称为扩频码。调制器21，例如是一个“异或”门。调制器21的输出端连接到变换器23的第一输入端和它的滤波电路上，振荡器24传输例如频率为2.3GHz的正弦信号到变换器的第二输入端，以便变换器对第一输入端接收到的信号进行变换。经该变换器变换和滤波后的信号馈给加法器25的第一输入端，它的第二输入端接收由振荡器26发出的频率为2.4GHz的正弦信号。加法器的输出端连接到室内单元的输入/输出端，然后经同轴电缆与室外单元相联。

这样，被传输的信号，其中包括在智能卡中的信息，用CDMA型调制器调制。当然，一个室内单元6的内部存储器也可以相信能够连接到输入端来接收这些基带信号，各种各样的信息被传输，例如拍摄的电影等，然后存储在存储器中。调制后的信号然后变换成频率为2.3GHz的信号。一个频率为2.4GHz的基准信号附加到这个有效信号中，然后所有的信号，如图2所示经同轴电缆传送到室外单元4的输入/输出端。

室外单元的输入/输出与低通滤波器15的输入端相联。这个第一滤波器的输出端与混频器加滤波器17的第一输入端相联。室外单元的输入/输出端也与高通滤波器16的输入端相连。这个滤波器的输出端与混频器14的第一输入端相联。混频器的第二输入端接收由天线分离滤波器7的接收输出端送来的频率为12.7GHz的信号。混频器14的输出端连接到混频器17的第二输入端。这个混频器的输出端与高通滤波器18的输入端相联。这个滤波器的输出端与功率放大器19相联，作为功率放大器的一部分的输出端与天线分离滤波器7的发送输入端相联。如上所述，天线分离滤波器的天线一侧的输入/输出端连接到与天线相联的室外单元的输入/输出端。

频率为2.4GHz的基准信号由高通滤波器16滤波掉稍低频率的有用信号之后，馈给混频器14的第一输入端。它的第二输入端接收频率为12.7GHz的信号，混频器输出端提供频率为115.1GHz的基准信号。这个信号被用来变换在由低通滤波器15滤除掉频率为2.4GHz的基准信号后在混频器17的第一输入端复原了的CDMA有用信号。这个电路17还负责对从接收通道送来的中频带信号进行滤波，以将其去除。以频率17.4GHz调制的信号在混频器输出端被滤波，然后经放大后通过天线分离滤波器作为室外单元的输出馈给天线5。

室内单元出来的信号是由被基准频率进行频率变换过的有用信号构成。这个基准信号的频率位于接收的中频段之外，因而可以对它进行滤波，把它从由低噪声块8传送的中频信号中提取出来。这些信号通过同一同轴电缆在室内单元和室外单元间交换。

提供2.3GHz和2.4GHz频率的振荡器24和26通常为合成器，因为所产生的低波段信号，合成器一般提供非常稳定的信号所以制造费用低。所以，这个频率和以17.4GHz频率传输的信号稳定度直接依赖于由卫星传输的12.7GHz的基准信号。

因此可以不用在返回信号频率的合成器来转播一个频率非常稳定的信号。这个合成器非常贵，可以产生大约十GHz的频率。

为了方便地表述，我们以提示的方式给出了2.3GHz和2.4GHz的频率。事实上，只要这两个频率的总和对应于接收到的频率同步信号的频率与返还信号频率的差值就足够了。这些频率可以是从同一个合成器产生的。

如前所述，通过这个返回通路传送的信息，是例如，与点播电视或PPV(计次收费)电视节目有关的数据，与用户消费、筛选的电影和节目有关的数据，与在交互电视情况下，电视观众的选择有关的数据等等，和存储在智能卡和/或室内单元的存储器中的数据。

本发明的一个变型，在于利用接收机的基准信号除了返回信号的频率外，使室内单元的振荡器同步。此时，LNB块有一个较宽的通频带，混频器11还接收频率为12.7GHz的信号，这个信号经变换后以2.7GHz的频率传送给室内单元。这个信号在另一个输入端被复原，以使每一个振荡器24和26频率同步，这样，这个装置被从天线接收到的刚好为12.7GHz的信号全面频率监控。

本发明的另一个变形，在于利用由接收机接收到的基准信号去变换用户码，这样就可以连续地询问每个用户的接收机。在这种情况下，LNB块有一个较宽的通频带，混频器11接收一个频率为12.7GHz的信号，这个信号经变换后以2.7GHz的频率传送给室内单元。在发射通路上，例如用带通滤波器16替代低通滤波器，对这个信号进行滤波。接收电路20对这个信号进行解调，它包括一个解调器，以便提取代码。这个电路发送一个发送命令给发射电路或“接收机”的振荡器，当这个代码与用户的代码对应时，这个电路就被激活。如前所述，在用户房屋处，当安装和调试这个“接收机”时，这个接收到的基准信号也可以用来对这个代码进行编程。

前述两个变形当然可以结合使用。

这个传输系统也就是本发明的主题，可以应用于使用卫星，无线电中断传输，或者用电缆或无线电波直接传输的数据交换的任何传输方式。

Claims (8)

1.一种在分布中心(1)和一个用户(3i)之间传输数据的系统，这个系统传输有用信号给用户并拥有返回通路，其特征在于：除了传输有用信号外还传输一个载波信号，并且在返回通路上传输的信号的频率与载波信号频率同步。

2.按照权利要求1所述的传输系统，其特征在于：用一个包含一个用户识别代码的信号对载波信号进行调制，并且，当这个码被识别后，这个接收机才在返还通路上发射数据。

3.按照权利要求1所述的传输数据的系统的接收机，其特征在于：它至少包含一个混频器(14)，用于接收载波信号并提供一个频率依赖于返回信号频率的信号。

4.按照权利要求3所述的接收机，其特征在于：它包含一个第二混频器(17)，它对返还信号的频率起作用，这个混频器的一个输入端接收在返还通路上传输的一个经调制的有用信号，和来自第一混频器(14)的第二个输入信号。

5.按照权利要求3所述的接收机，其特征在于：载波信号还使第一个振荡器(24)与第二个振荡器(26)的频率同步，振荡器(24)实现在返回通路上被传送的有用调制信号的频率变换，振荡器(26)实现这个载波信号的频率变换。

6.按照权利要求3所述的接收机，其特征在于：它包含一个解码电路，对由载波信号传输的用户识别码进行解码。

7.按照权利要求1或2所述的系统，其特征在于：返回通路上的一个信号是一种CDMA型调制信号。

8.按照上述权利要求之一所述的系统，其特征在于：数据是电视图像而且由卫星进行传输。

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