CN1178412C - 使用卫星直播和地面中继器的数字广播系统、接收机及其方法 - Google Patents

使用卫星直播和地面中继器的数字广播系统、接收机及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1178412C
CN1178412C CNB988139340A CN98813934A CN1178412C CN 1178412 C CN1178412 C CN 1178412C CN B988139340 A CNB988139340 A CN B988139340A CN 98813934 A CN98813934 A CN 98813934A CN 1178412 C CN1178412 C CN 1178412C
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
satellite
broadcast singal
division multiplex
ground
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB988139340A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1291385A (zh
Inventor
S��Լɪ������������
S·约瑟福·坎帕尼拉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WorldSpace Inc
Original Assignee
WorldSpace Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WorldSpace Inc filed Critical WorldSpace Inc
Publication of CN1291385A publication Critical patent/CN1291385A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1178412C publication Critical patent/CN1178412C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18523—Satellite systems for providing broadcast service to terrestrial stations, i.e. broadcast satellite service
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/02—Arrangements for relaying broadcast information
    • H04H20/06—Arrangements for relaying broadcast information among broadcast stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/65—Arrangements characterised by transmission systems for broadcast
    • H04H20/71—Wireless systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H2201/00—Aspects of broadcast communication
    • H04H2201/10—Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system
    • H04H2201/19—Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system digital satellite radio [DSR]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

提供一种数字广播系统，它使用具有不同下行线路调制选择的卫星直接无线电广播系统与采用不同重播调制选择的地面中继器网络相结合，以在市区、都市郊区、和乡区，包括地理空旷地和其特征在于高地形隆起的地理区域，实现通过移动式无线电装置(14)、静止式无线电装置及手提式无线电装置(14)的高利用率接收。提供双臂和三臂接收机，其每一种包括用来接收卫星和地面信号、和用于为了分集目的最大似然合并接收信号的合并构造。提供一种地面中继器，用来把TDM卫星信号重新格式化成多载波调制地面信号。也提供用于室内和室外地面中继器的配置。

Description

使用卫星直播和地面中继器的 数字广播系统、接收机及其方法
提供一种数字广播系统，它使用具有不同下行线路选择的卫星直接无线电广播系统与采用不同重播选择的地面中继器网络相结合，以在市区、都市郊区、乡区，包括地理空旷地和其特征在于具有隆起的地形的地理区域，实现通过移动式无线电装置、静止式无线电装置及手提式无线电装置的高利用率接收。
在提供数字声频无线电服务(DARS)的现有系统中的接收机，一直主要受多径效应的影响，该多径效应产生信号质量的严重下降，如信号减弱和码间干扰(ISI)。在至接收机的广播频道上的减弱效应可能对于频率是敏感的，特别是在其中来自卫星的视距(LOS)信号的阻塞最普遍的市区环境或具有隆起的地理区域中。直接在卫星下方的位置(下文称作星下点)本来就具有最高的仰角，而远离星下点的位置本来具有减小的仰角，并因而，地心角的增大在星下点与接收位置之间对着。靠近星下点的位置一般享有实际未阻塞的LOS接收。因而，对于潜在阻塞LOS信号的地面增强的需要是最小的。然而，当对卫星的LOS仰角变得小于85度时，由高建筑物或地理隆起(即在30米的量级上)的阻塞变得显著。需要用于填空的地面转播，以实现对于移动式无线电装置、静止式无线电装置、以及手提式无线电装置的满意覆盖。在其中建筑物或地理地点的高度较低(即在小于10米的量级上)的区域中，阻塞不显著，直到LOS仰角小于75度。因而，在一个或多个广播卫星覆盖区内的中纬度和高纬度位置处，需要地面转播以实现适当的无线电接收。存在一种对把卫星LOS发射和卫星下行线路信号波形的地面转播相结合的完全满意无线电接收的需要。
按照本发明的一个方面，提供一种数字广播系统(DBS)，该系统克服了与现有广播系统有关的多个缺点，并且实现多个优点。本发明的DBS包括一个用于数字声频广播(DAB)和与用于向无线电接收机转播卫星下行线路信号的地面中继器网络相结合的其他数字信息的TDM载波卫星传送系统。地面中继器配置成采用多径容许调制技术。
按照本发明的另一个方面，一个卫星传送系统和一个地面中继器使用不同的载波频率操作。地面中继器采用多径容许调制技术。
按照本发明的又一个方面，卫星传送系统和地面中继器都采用多径容许调制技术，并且能配置成使用相同或不同的载波频率，这取决于使用的波形类型。卫星传送系统最好采用TDM或码分多址(CDMA)型波形。地面中继器最好采用多径容许波形，如CDMA、自适应均衡TDM(AETDM)、相干跳频自适应均衡TDM(CFHATDM)或多载波调制(MCM)。
按照本发明的再一个方面，单个地球同步卫星传送能由无线电接收机以卫星信号的LOS、以及由地面中继器接收的下行线路信号。每个地面中继器配置成从卫星信号恢复数字基带信号，并且使用用于向无线电接收机传送的多载波调制(MCM)调制信号。无线电接收机配置成接收正交相移键控(QPSK)调制TDM位流、以及MCM位流。无线电接收机编程成，选择由TDM位流和MCM位流解调的广播频道及选择使用分集混合器以最小误差恢复的广播频道。
按照本发明的另外一个方面，提供一种把与地面中继器网络相结合的两个地球同步卫星的DBS。地面中继器配置成，处理卫星下行路线信号以实现基带卫星信号和使用MCM调制信号。无线电接收机配置成实现分集决定逻辑，以从包括两个卫星信号和MCM信号的三个分集信号中选择。每个无线电接收机采用两个LOS卫星信号借助于在地面转播信号或MCM信号与最大似然混合器的输出之间的开关结合的最大似然结合。
按照本发明的另一个方面，通过使用所有三个信号，即早期和后期LOS卫星信号和来自地面中继器的MCM信号，的最大似然结合，可以从三个分集信号选择一个广播频道。
当结合形成该原始公开的一部分的附图阅读时，由如下详细描述将更容易理解本发明的这些和其他特征和优点，并且其中：
图1描绘按照本发明一个实施例用来传送卫星信号和地面信号的数字广播系统；
图2是按照本发明一个实施例包括一个卫星和一个地面中继器的数字广播系统；
图3是示意方块图，表明按照本发明一个实施例的多载波调制(MCM)信号的产生；
图4是示意方块图，描绘一种按照本发明一个实施例配置成解调MCM信号的无线电接收机臂；
图5是方块图，表明按照本发明一个实施例的MCM信号解调；
图6是示意方块图，描绘一种按照本发明一个实施例配置成解调时分多路传输(TDM)信号的无线电接收机臂；
图7是方块图，表明按照本发明一个实施例的QPSK TDM信号解调；
图8和9是示意方块图，表明用于在无线电接收机中分集结合的本发明相应实施例；
图10表明按照本发明一个实施例使用最大似然决定单元把三个分集信号相结合的系统；
图11是示意方块图，表明按照本发明一个实施例的TDM信号多路分解；
图12表明按照本发明一个实施例一种把在无线电接收机处对于第一卫星信号和一个延迟第二卫星信号使用一个最大似然决定单元及然后对于地面中继器信号使用一个分集混合器恢复的位流、和最大似然决定单元的输出相结合的系统。
图13表明按照本发明一个实施例用于广播信号的室内接收的布置；及
图14表明按照本发明一个实施例用于地面中继器的布置。
图1描绘一种数字广播系统(DBS)10，该系统包括用于在一般指示为14的无线电接收机处视距(LOS)卫星信号接收的至少一个地球同步卫星12。为了如下联系图6和7讨论的时间和/或空间分集目的，能提供在不同轨道位置处的另一个地球同步卫星16。系统10进一步包括用于在其中LOS接收由高建筑物、山和其他障碍物挡住的地理区域20中的卫星信号传送的至少一个地面中继器18。无线电接收机14最好配置成双模式工作，以接收卫星信号和地面信号并且选择信号之一作为接收机输出。
如上所述，本发明涉及一种用于优化静止、手提和移动无线电接收的DBS 10。按照本发明，DBS 10把对于卫星传送优化的卫星波形的视距(LOS)接收与经一个或多个地面中继器18来自卫星12或16的LOS信号的转播相结合。地面中继器18使用对于其中卫星LOS信号阻塞发生的地面传送优化的其他波形。由建筑物、桥梁、树及其他障碍物引起的LOS信号阻塞一般发生在市中心和郊区。特别适于LOS卫星传送的波形是时分多路传输(TDM)和码分多址(CDMA)。特别适于克服在堵塞市区遇到的地面多径干扰的多径容许波形是CDMA、自适应均衡TDM(AETDM)、相干跳频自适应均衡TDM(CFHATDM)及多载波调制(MCM)。
跳频在授予Schuchman等的美国专利No.5,283,780中描述，该专利通过参考包括在这里。当地面中继器18采用AETDM时，无线电接收机14提供有一个均衡器(未表示)。对于AETDM，从卫星12或16接收一个TDM位流。位流转换成一种其中通过叫做击穿的过程插入训练序列的新TDM位流。击穿代替带有训练序列的TDM数据位的一小部分。击穿的位数量是如此小，从而由此产生的误差在接收机处可由前向纠错纠正。新TDM位流由中继器QPSK调制成无线电频率(RF)载波，该无线电频率载波以大功率传送到例如中心城市商业区。该地面信号由装有一个自适应时域均衡器的接收机14接收。通过使用训练序列，它能调节反向多通路处理器的分接头以使各种多径到达分量构造性地添加。如此重新构造的信号其次处理以便以高精度恢复TDM流的位。在接收机14中可用的前向纠错纠正由击穿引入的错误和由热噪声和接收机损伤引起的错误。
按照本发明的另一个方面，在DBS系统中的卫星有效LOS波形和地面多径干扰容许波形的结合，是用来在市区、郊区及乡区中通过移动式无线电装置、静止式无线电装置及手提式无线电装置实现高利用率接收的最佳方法。例如，按照图2-9中表明的本发明的一个实施例，从采用的地面中继器18的网络发送一个MCM信号，以便以高接收利用率覆盖阻塞区域。联系本发明描述的发生信号技术可应用于从200至3000MHz的电磁波频率范围，以利于LOS卫星发送与从卫星12或16接收的地面转播的结合。
最佳卫星波形允许太阳能非常高效的转换，太阳能由卫星12和16的太阳电池收集成辐射射频功率。这些波形的特征在于较低的波峰与平均功率比(即波顶因素)，由此允许以或接近最大功率输出供给指向地球的天线的操作，并因此允许最高效率的功率输出。TDM波形对于允许在最大功率输出的几十分之一dB内的操作特别有用。使用适当选择码的CDMA波形允许在低于最大功率输出下约2至4dB处操作。因为MCM波形由数百个调相正弦之和组成，如下面参照图3描述的那样，所以MCM波形本来就具有高波峰与平均比值。因此，MCM波形在卫星的大功率放大器中遇到显著较大的振幅和相位互调失真。为了实现可由LOS卫星接收机的接收，MCM波形在大功率放大器中反向，并且与正交相移键控(QPSK)TDM波形相比，把至少6dB的接收机实施损伤分配在下行线路预算上。这在卫星功率转换中转化到4对1减小，使MCM波形对于DBS 10上的卫星LOS传送成为不适当的选择。关于AETDM和CFHATDM波形，这些波形专门设计成反对地面多径，并且不打算用于卫星LOS传送，对此他们也是无效的。
关于利用来自地面中继器的卫星LOS信号转播的地面加强，例如，TDM波形是不适当的，因为其接收由多径效应严重损害。而且，为了加强使用CDMA波形的一些提出系统，在占据相同频率带宽的载波上使用用于LOS卫星传送的一个CDMA频道代码和用于地面转播传送的另一个CDMA频道代码，重复相同的节目信号。接收借助于自适应梳状接收机实现。这些提出的CDMA系统是有缺点的，因为在其中能接收加强信号的区域与其中能接收卫星LOS信号的区域之间，出现一个接收是不可能的环形区。在环形中的接收机14不可能接收地面转播信号，因为信号功率级落在用于该信号的一个接收机阈值的下面。这些接收机14也不可能接收卫星LOS信号，因为剩下足够堵塞LOS卫星接收的转播信号。因而，在环形中的这些接收机14必须运动得离转播区足够远，以把转播信号功率减小到堵塞阈值下面；否则，LOS卫星接收是不可能的。
按照本发明的一个实施例，CDMA波形适于使得它有可能用于经卫星LOS和经地面转播的同时传送。CDMA频道代码对于每种传送分配给不同的RF载波。由此产生的正交性允许两个信号(即卫星LOS信号和地面中继器信号)在无线电接收机中通过RF/IF滤波分离。
按照本发明用来完成卫星LOS接收地面加强的可使用和不可使用波形合并的辨别列在表1中。对于卫星信号、以及对于地面中继器信号，能使用多于一种类型的调制或信号格式化方法。
表1
  卫星波形   加强波形     推荐     不推荐     RF载频谱是
  TDM   TDM     ×     相同或不同
  TDM   AETDM     ×     相同或不同
  TDM   MCM     ×     不同
  TDM   CFHATDM     ×     不同
  TDM   CDMA     ×     不同
  CDMA   CDMA     ×     不同
  CDMA   AETDM     ×     不同
  CDMA   CHFATDM     ×     不同
  CDMA   MCM     ×     不同
 CDMA   任何     ×   相同
 AETDM   任何     ×   相同或不同
 CFHATDM   任何     ×   相同或不同
 MCM   任何     ×   相同或不同
AETDM波形能在其特征在于长达20微秒(μs)信号传播延迟的多径环境中满意地实施和操作。注意必须小心地保证来自远距离中继器18的信号到达不超过该界限。自适应均衡转播波形能由设计成使用母非均衡TDM波形的无线电接收机14接收，此时前者不会呈现严重的多径。当接通AETDM转播时，这种相容性防止直接LOS非均衡TDM无线电的作废。
CFHATDM波形能在其特征在于长达65μs的多径环境中满意地实施和操作。注意必须小心地保证来自远距离中继器18的信号到达不超过该界限。该波形不能由设计成使用母非均衡TDM波形的无线电接收机14接收。
MCM波形能在其特征在于长达65μs的多径环境中满意地实施和操作。最大延迟受给于波形的周期性符号分配的保护时间分配的影响。注意必须小心地保证来自远距离中继器18的信号到达不超过该界限。该波形不能由设计成使用母非均衡TDM波形的无线电接收机14接收。
CDMA波形能在其特征在于延迟由在接收机14处的梳状路径中实施的时间延迟跨度确定的多径环境中满意地实施和操作。注意必须小心地保证来自远距离中继器18、多径反射和不同卫星的所有信号到达不超过该界限。该波形不能由设计成使用母非均衡TDM波形的无线电接收机14接收。
卫星信号能从一个卫星12或16或从两个卫星12和16发射。在其轨道中足够分离的两个地球同步卫星12和16的使用产生LOS仰角和方位角的多样性，以提高信号接收利用率。而且，通过重复来自单个卫星12或16的卫星信号、或通过以适当选择的时间差发射来自两个卫星12和16信号实现的时间多样性，进一步提高接收利用率。
按照本发明的最佳实施例，一种包括带有QPSK、偏移QPSK、微分QPSK、差分编码QPSK、或最小位移键控(MSK)调制的多通道TDM的波形，对于利用无线电接收机14的LOS接收，用于来自卫星的信号传送。使用设计成传输高达3.68兆位/秒容量TDM位流的MCM波形，最好实施地面转播。最好实施在400与1200多载波之间借助于下面联系图3描述的逆快速傅里叶变换产生的MCM，导致在200与300μs之间的符号周期。在每个符号周期内包含一个在55至65毫秒之间的保护间隔。MCM波形设计成在同时发生的多径元件中容纳多谱勒载波频率偏移。击穿最好用来从TDM位流消除诸位或位对，以把速率减小到在3.68兆位/秒的70％至80％之间的值。一个专用符号插入在选择数量的FFT产生符号周期的每一个之间，以提供一种恢复符号周期计时和载波频率同步的方法。在接收机14中，最好实施一个Viterbi软决策格栅译码器，以通过利用擦除技术重新建立在中继器18处击穿的位或位对、以及传送的所有其他位。在该技术中，译码器简单地忽略在中继器18处已经击穿的在已知位置中的位。
DBS 10的TDM载波卫星传送在提出于1997年11月14日的美国专利申请No.08/971,049中讨论，其整个要点为了所有目的通过参考由此包括在这里。简短地说，参照图2，广播段22最好包括把广播频道编码成每秒3.68兆位(Mbps)时分多路传输(TDM)位流，如在块26中指示的那样。TDM位流包括每秒96个16千位(kbps)主速率频道和用于同步、信号多路分解、广播频道控制和服务的辅助信息。广播频道编码最好包括MPEG声频编码、前向纠错(FEC)及多路传输。生成的TDM位流在经卫星下行线路30传送之前，使用正交相移键控(QPSK)调制被调制，如块28中所示。
TDM卫星传送在把太阳能转换成电磁波能方面有可能实现最大的星载有效负载效率。这是因为每次管操作的单个TDM载波允许每个卫星传播波管以其饱和功率输出操作，这是其最有效的操作点。在典型用途中的TDM载波设计成把每个载有16千位/秒的96主位速率增量，传送到位于卫星12或16的波束中的小型、经济无线电接收机14。从一至八主速率增量分组，以构成一个广播通道。广播通道能划分成用于声频、视频、数据及多媒体传送的多个服务频道。
能使通过TDM载波从卫星12和16传送到地球的功率密度非常高，并因此提供通过行驶在农村侧或郊区空旷公路上的汽车和卡车中的无线电接收机14的优良LOS接收。然而，在其中高建筑物繁多的市区中，或者在高耸潮湿阔叶树繁多的树林中，阻塞LOS接收，因而禁止用于LOS接收的接收机14的适当操作。通过增大卫星功率克服这些条件的企图既过分昂贵，又在技术方面不实用。因而，更实际的选择是通过添加地面中继器18的网络而增强直接LOS卫星接收。
关于LOS接收的阻塞本质考虑如下事实。直接在卫星12或16下面的位置(即星下点)本来就具有最高的仰角，而远离星下点的位置本来具有减小的仰角和在星下位置与接收位置之间的对着的地心角的增大。在靠近星下点位置的接收机14实际上允许不阻塞LOS接收，并且对于地面加强的需要最小。然而，当对卫星的LOS仰角变得小于85度时，由高建筑物(即＞30米)的阻塞变得显著。因而，需要用于填空的地面转播，以实现对于移动式无线电接收机的满意覆盖。在其中建筑物高度较低(例如＜10米)的区域中，阻塞不显著，直到LOS仰角小于75度。因而，在卫星12和16的6度束宽覆盖区内的中纬度和高纬度位置处，需要TDM波形的地面转播以实现适当的移动接收。因而，完全满意的移动接收需要一种把卫星LOS和卫星波形的地面转播相结合的系统。
本发明的DBS 10转播来自在城市中心部分以及在大都市区域和郊区内合适地隔开和配置的多种地面中继器18的LOS信号，以实现最大覆盖。这种类型的配置是用于地面数字声频广播(DAB)和蜂窝电话系统的认可技术，并且按照本发明能扩展到TDM卫星LOS信号的地面转播。配置利用从小至用于短范围填空中继器18(至1公里半径)的1至10瓦特至大到用于具有宽覆盖区域(从1公里至10公里的半径)的转播器或中继器的100至10,000瓦特的辐射功率级(EIRP)的混合。
下面描述用于具有卫星LOS/地面转播配置的DBS 10的两个最佳实施例。第一实施例包括一个沿GSO弧具有合适选择经度的地球同步轨道(GSO)卫星12或16，该卫星与地面中继器18的网络相配合地操作。第二实施例包括具有不同合适间隔的GSO经度的两个卫星12和16，以实现空间和时间多样性。
用于使用一个GSO卫星12带有至少一个地面中继器18的DBS10的实施例，为了说明目的表示在图2中。对于每个地面中继器18，LOS卫星信号由结合一个无线电接收机34操作的天线32接收，以解调和恢复来自从卫星12辐射的信号的数字基带信号。一个延迟块35把整个数字基带信号延迟在来自卫星12和16的传送之间的时间分集延迟量(如有的话)。该数字基带信号供给到一个产生波形的地面波形调制36，该波形合适地设计成，有可能在波形已经从地面中继器18传送且由无线电接收机14接收之后恢复数字基带信号。调制波形然后频率转换成载波频率和振幅，如由块38指示的那样。地面转播波形特别选择成承受在发射机天线40与接收机14之间的地面路径上遇到的动态多径。该多径由来自和围绕诸如建筑物44和地形之类的障碍物及来自对流层波弯曲和反射的反射和折射引起。
天线32设计成具有向卫星12的高增益(＞10dBi)，而在其他方向实现低增益，从而LOS信号以低干扰接收，并因此具有非常高的质量(即错误率＜10-9)。在接收机34中的解调器和其他接收元件是为在DBS10中使用的和在上述提出于1997年11月14日的美国专利申请No.08/971,049中描述的LOS无线电接收机14设计的那些。无线电接收机18设计成接收3.68兆位/秒QPSK调制TDM位流。如上叙述的那样，数字基带最好是3.68兆位/秒的波形TDM位流，该位流携带组织成广播频道的96个16千位/秒主位速率数字频道，和同步、信号多路分解、及控制广播频道和他们载有的服务所需的辅助信息。地面波形调制器36和其产生的波形设计成允许由上述地面路径的以42指示的多径奇异变化不妨碍接收。可能的多径容许波形是自适应均衡TDM、带有自适应均衡的自适应均衡多载波跳频、快速傅里叶变换多载波调制及带有梳状接收机的CDMA。中继器18装备成，组装多径容许波形、经RF转换器38把波形频率转换成在选择功率级下的希望转播发射机RF频率、及从天线40辐射波形。天线40最好配置成在水平面内和高方向性的向水平提供全向或扇形方向传播。净天线增益期望从10至16dBi。天线40能位于建筑物的顶部和/或希望高度的塔上。如上所述，辐射功率级范围依据用途能从EIRP的1至10,000瓦特。
一种特别希望的多径容许波形使用多载波调制(MCM)。产生波形的方式表示在图3中。诸如3.68兆位/秒TDM流的数字流被时域划分成多个平行路径(块102)，例如460个平行路径，每个平行路径传输每秒8000位。这些路径每一条上的位配对成2位符号，一位标识为复数的I(虚数)分量，而另一位标识为Q(实数)分量。这产生每秒4000的复合符号速率。这些位作为460个平行复数频率系数输入供给到使用512系数逆快速傅里叶变换(IFFT)的离散逆傅里叶变换转换器104。在当前技术状态下众所周知，快速傅里叶变换算法必须用2n个输入和输出系数运算，其中n是任意整数。因而，对于n＝9，29＝512。由于系数的数量是460，所以把剩余的丢失输入系数设置成等于零。这通过把在每个最高和最低IFFT输入处分配23个零值系数实现，因而留下460个中心系数分配给非零值。IFFT的输出104是一组460QPSK调制的、正交正弦系数，这些系数构成460个窄带正交载波，每个支持4000每秒的符号速率，并因此具有250μs的符号周期。对于设置成等于零的系数在IFFT 104的输出处没有载波出现。
IFFT多载波输出104进一步处理，以产生用于460复合符号窄带正交载波组的保护间隔105(块106)。假定符号周期Ts的一部分f分配到保护时间。为了实现这点，必须把符号持续时间减小到值Ts＝(1-f)Ts。例如，考虑以上Ts＝250μs。如果把符号时间的25％是要分配的保护时间，那么f＝0.25和Ts＝187.5μs。为了这实现这点，把IFFT的符号周期输出每250μs存储在一个存储器中，并且然后以187.5μs播放。为了填充250μs符号间隔，在62.5μs保护间隔期间再次播放IFFT输出的最初样本。该过程引起多载波输出带宽增大(1-f)-1倍。因而，对于多载波调制器输出需要的带宽乘以1.33成为值4000×460×1.33＝2.453MHz。
最后，为了完成多载波调制器处理，周期性地引入包含一个同步符号的符号106，如由块108指示的那样。这样做以提供用来把在接收机14处的187.5μs持续时间的取样窗口同步到每250μs多径到达组的中心的方法。而且，也周期性地添加用于符号信息的微分基准编码的相位基准符号。最好每20至100个符号周期引入同步和相位基准符号，这取决于设计要求。
调制设计的另外一个特征在于，在至调制器36的输入处击穿TDM数字位流，如由虚线块110指示的那样，以减小多载波波形的最终带宽。击穿意味着从在至IFFT 104的输入处施加的数据流选择性地、稀疏地消除实数据位。对于位流的一部分能这样做，预期在接收机14处施加的前向纠错方案将简单地把击穿位作为错误处理，并且纠正他们。这具有对于希望接收BER目标把信噪比(Eb/No)增大1至3dB的结果，这取决于通过击穿除去的位部分。用于击穿波形的设计比例地减小多载波调制的带宽。例如，如果TDM流的位速率减小75％，别带宽也将减小75％。对于以前给出的例子，把位速率减小到2.76兆位/秒，而把多载波带宽减小到1.84MHz。这种带宽压缩在其中可用频谱否则不足以传输希望容量的用途中可能是必要的。
关于这里使用的最佳多载波调制技术的进一步细节能在国际申请No.PCT/EP98/02167、PCT/EP98/02168、PCT/EP98/02169、PCT/EP98/02170和PCT/EP98/02184中找到，所有都由Fraunhofer-Gesellschaft zur Frderung于1998年4月14日提出。
要理解，参照图2和3描述的地面中继器用来恢复TDM卫星下行线路信号、和经基带处理把TDM信号解调与重新格式化成使用例如CDMA、AETDM、MCM或CHFATDM的不同波形。然而，要理解，DBS 10能包括是同频道或非同频道中继器的地面中继器18。例如，能提供是同频道填空发射机的地面中继器18，这些填空发射机仅放大和重复与卫星信号相同的载波上的接收卫星信号。另一方面，能提供是非同频道填空发射机的地面中继器，这些填空发射机经频率转换放大和重复在不同载波频率上的卫星信号。在任一种情况下，在中继器处都不进行卫星信号的基带处理。这些类型的填空发射机能例如用在室内(图10)，或者沿道路(图11)使用。
在图4中所示的无线电接收机14处，多载波调制RF波形，由结合低噪声RF前端202、混合器203、局部振荡器204、第一中频(IF)205、第二混合器206、第二局部振荡器207、第二IF 208操作的天线201接收，以恢复多载波调制载波。多载波解调器209恢复TDM数字基带信号。为了解调多载波波形，接收调制信号由取样器211以等于调制四倍带宽的两个的速率数字取样，如图5中所示。在187.5μs持续时间的窗口期间取出这些样本，该持续时间在每250μs一个的每个符号周期期间最佳地集中在时间分散的多径到达串上。这些样本由一个缓冲存储器212速率降低转换，以把他们扩展到原始250μs持续时间窗口的460个复合时域样本。这些样本然后由一个512系数FFT 213处理，以恢复TDM位流的位。接收机14其次经单元214同步到TDM主帧帧前同步信号，经单元215信号多路分解和对准主速率位，及然后经单元216恢复选择广播频道的位。这些位然后使用一个软决策Viterbi译码器217、一个去交织器(de-interleaver)218、接着一个Reed Solomon译码器219的结合前向纠错，以恢复广播频道(BC)。该恢复BC作为一个输入供给到一个决定/合并器单元240，如下面结合图6描述的那样。
对于双臂接收机14，如图6中描述的那样，如参照图4描述的那样接收MCM信号。QPSK调制卫星TDM RF波形也由结合低噪声RF前端202、一个混合器220、一个局部振荡器221、一个第一IF222、一个第二混合器223、一个第二局部振荡器224、及一个第二IF 225操作的天线201接收，以恢复QPSK调制TDM载波。如图7中所示，一个QPSK TDM载波解调器226包括一个恢复TDM数字基带的QPSK解调器227。其次接收机14与TDM主帧帧前同步信号228同步，信号多路分解和对准主速率位229，及然后恢复选择广播频道的位。这些位然后使用一个软决策Viterbi译码器231、一个去交织器232、及一个Reed Solomon译码器232的结合前向纠错230，以恢复广播频道。该恢复BC作为一个第二输入供给到一个决定/合并器单元240。
分集合并器240选择两个输入BC的哪一个交付进一步处理。根据选择以最小误差恢复的该BC实现这点。从由Viterbi译码器217和231或Reed Solomon译码器219和233供给的软决策数据可得到差错计数的估计。决定最好借助于要求在颠倒决定之前几个差别误差存在的磁滞逻辑做出。当决定几乎一样相象时，需要该过程来防止在两个BC之间振动。由分集合并器240选择的广播频道其次供给到适当的源译码器244以恢复服务。
使用两个GSO卫星12和16带有地面中继器18的DBS 10的实施例表示在图8中。在该配置中，两个卫星12和16分离成在沿GSO圆在30度至40度经度之间。一个卫星转播从地面站发送的信号，而另一个卫星也转播从相同地面站发送的相同信号，但把该信号延迟长达5至10秒。在空间分离的两个卫星12和16的使用导致在地球上一个无线电接收机14与每个卫星12和16之间的LOS路径的仰角分集。在两个卫星信号到达之间的时间延迟导致时间分集。单独得到的这些类型的分集的每一种能显著改进用于运动移动式接收机14的LOS信号的利用率，并且通过空间和时间分集进一步显著提高利用率的改进。当移动式接收机14行驶在其中LOS信号阻塞归因于桥梁、树木和低建筑物的郊区或乡区中时，空间和时间分集特别重要。然而，对于其中高建筑物繁多的中心城市和大都市区域，按照本发明也供给信号的地面转播，以达到用于移动接收的可接收总覆盖面积。因而，就在直接LOS卫星接收与地面转播接收之间的分集而论，这种双卫星分集配置基本上以与单卫星配置相同的方式操作，但添加了由两个卫星提供的时间和空间分集。来自早期卫星的信号是由地面中继器18转播的信号。早期信号的选择允许在中继器18或接收机14处的信号处理中遇到的任何延迟被吸收。另外以与以上对于单卫星配置描述的相同方式实施地面转播网络。
在双卫星系统与单卫星系统之间的另一种差别在于三臂无线电接收机14。接收机14经延迟单元309和310引入适当的补偿延迟，以在三个接收信号中实现同时信号接收，并且实施在三个分集信号中选择的分集决策逻辑。延迟单元309提供对于早期信号的时间分集延迟，以补偿在早期和晚期卫星12和16之间的信号传播差。延迟单元310最好是一个微调延迟，以允许对于信号对准的精细补偿。无线电接收机分集逻辑设计表示在图8中。它包括一个用于早期和晚期LOS卫星信号的最大似然合并器240，使一个开关合并器307在地面转播信号与最大似然合并器240的输出之间。当两个信号都衰减时，最大似然合并能改进接收质量。当两个信号都同样衰减时，改进按照阈值Eb/No能高达3dB。
无线电接收机14装有分别从早期和晚期卫星分别接收和恢复TDM信号的两个接收机链301和302，并且从每一个选择一个希望的广播频道。对于每个接收信号以与以上对于图6中LOS卫星接收描述的相同方式这样做。其次，从早期卫星导出的广播频道信号由一个延迟单元309延迟，延迟单元309包括一个把它与从晚期卫星信号导出的广播频道的符号精确地，即一个符号一个符号地，对准的存储装置。这能通过把两个广播频道相对于彼此对准以引起其服务控制首部前同步信号相关脉冲的重合。这种重合在延迟单元309中的相关比较器单元检测。下一步是使用最大似然合并器240，以把两个广播频道的位一位一位地合并，每位以软决策形式表示。最大似然合并系数在位的1ms块上确定。其次，最大似然合并器240的输出作为一个输入施加到开关合并器307上，另一个输入来自地面转播信号接收机臂308。哪个输入通到输出的选择是基于选择以最小误差恢复的该BC。按照本发明的另一个实施例，TDM信号接收机链之一(例如用于晚期卫星TDM信号的接收机链302)能与来自地面转播信号接收机臂308的信号最大似然结合，如图9中所示。因而，开关合并器307从最大似然合并器240的输出与其他卫星信号接收机臂(例如臂301)之间选择，如图9中所示。延迟单元309和310能配置成为延迟目的存储整个恢复位流，这需要较多缓冲但简化了合并。另一方面，延迟单元309和310能配置成仅存储恢复TDM位流的一部分；然而，对于合并的同步要求变得较复杂。
就开关合并器307而论，从由Viterbi译码器217和231或ReedSolomon译码器219和233供给的软决策数据可得到差错计数的估计。决定最好借助于要求在颠倒决定之前几个差别误差存在的磁滞逻辑做出。当决定几乎一样相象时，该过程防止在两个BC之间振动。另一方面，可以使用一种简单开关逻辑，其中开关总是偏爱选择具有最小误差的BC。磁滞用来防止振动。后一种实施避免较复杂的最大似然合并。然而另一种选择是三个输入BC(例如来自接收机臂301、302和308)的最大似然合并，如图10中所示。
在图10中所示的分集合并器合并三个信号。两个从两个空间分离的卫星12和16接收，一个卫星广播早期信号而另一个广播晚期信号。第三信号从一个重播早期卫星信号的地面中继器18接收。这些信号由用于早期卫星12的接收机臂301、用于晚期卫星16的接收机臂302及用于由中继器18传送的早期信号的接收机臂308接收。分集合并器312通过最大似然比率合并把三个信号中的符号合并。通过该方法，出现在输出处的符号样本具有代表原始传送符号的最大概率。为了做到这点，早期卫星12和中继器18信号相对于晚期卫星信号由延迟单元309和310延迟，以把三个信号的各个符号重新对准，使他们时间重合。延迟单元309和310的简单事前调节足以粗略把延迟单元309和310的输出对准到138μs的TDM帧内。因而，符号与TDM帧的主帧前同步(MFP)的精细对准是清晰的。为了精确地对准三个信号的符号，通过把延迟单元309和310精细调节到符号的一小部分的范围内对准用于每个信号流的MFP。
继续参照单元312中的符号合并，对于信号符号的标准方差σx2，如包含在噪声背景和非相关多径干扰中的那样，由观察样本计算。对于早期(E)、晚期(L)及中继器18或填空发射机(G)信号符号，计算这些方差。用于早期、晚期及填空发射机信号的符号的各信号样本然后乘以其方差比(qE)-1、(qL)-1及(qG)-1，这些方差比按如下定义：
(qE)-1是与早期符号SE有关的加权因数
(qL)-1是与早期符号SL有关的加权因数
(qG)-1是与早期符号SG有关的加权因数
加权因数与估计方差成反比，并且标准化成
qE+qL+qG＝1
qE＝σE 2/(σF 2+σL 2+σG 2)
qL＝σL 2/σE 2+σL 2+σG 2)
qG＝σG 2/(σE 2+σL 2+σG 2)
其和构成最大似然比率合并符号。这些然后传给时间信号多路分解器/FEC译码器/BC重新多路传输器单元250(图11)，其分量以上联系图5以前已经描述，以便通过决策处理恢复最大似然比率合并符号。
表示在图12中的分集合并器首先合并从两个卫星12和16接收的信号，一个卫星广播早期信号而另一个广播晚期信号。该结果其次通过最小位误差决定与上位于地面上的填空发射机18已经传送的早期信号的接收相合并。各信号由用于早期卫星12的接收机臂301、用于晚期卫星16的接收机臂302及用于由中继器18传送的早期信号的接收机臂308接收。最大似然比率分集合并器412把早期和晚期卫星信号以与以上对于三个信号联系图10中的合并器312描述的相同方式合并。通过该方法，在单元412的输出处出现的最终符号具有代表原始传送符号的最大概率。
来自单元412的结果其次与来自地面中继器18的结果由最小BER选择单元417合并。在单元417内，最好有两个对于在其输入处施加的信号的整个广播频道帧做出FEC译码符号决定的单元250。一个单元250做出其关于来自最大似然决定单元412的输出的决定，而另一个单元250做出其从地面中继器18接收的信号的决定。这些决定也借助于在一个广播帧的持续时间上观察每个决定提供犯下的错误数量。一个BER比较单元414结合一个最小BER选择单元417操作，以便以最小误差选择该广播帧的符号，如由来自Viterbi FEC单元217和231的输入确定的那样。为了实现必要的延迟操作，早期和填空发射机信号由延迟单元309和310延迟，以把其各符号重新排列在与从晚期卫星接收的符号重合的符号时间内。这里使用的延迟对准方法与对于图10的实施描述的相同。
按照本发明的另一个方面，提供一种图13中表明的室内转播系统450。由于在位于建筑物或其他结构内的无线电接收机处卫星信号的LOS接收是不可能的，除非无线电接收机14位于卫星12或16的LOS中的窗口处，为了更完全覆盖室内加强卫星信号。
如图13中所示，能相对建筑物外部定位天线452，以便实现卫星信号的LOS接收。调谐RF前端单元454连接到天线452上，并且最好配置成选择包含卫星信号的基本频率内容的RF频谱的部分，而通过这样做具有非常低的添加噪声。提供一根互连电缆456，以把在调谐RF前端单元454的输出处的信号供给到一个放大器458。放大器458连接到位于建筑物内的转播天线460上。
放大器458配置成把卫星信号的功率增大到这样的级，从而当通过天线460转播时，足以允许对于无线电接收机的满意室内接收。从天线460辐射的功率级高得足以实现在不处于卫星的LOS中的位置处的满意室内接收，但不会高得由通过在室内天线460与接收天线452的一个或多个之间的路径返回的信号引起不稳定。因而，在室内天线460与室外天线452之间高隔离(即在70-80dB量级上)是希望的。
其中室内转播信号与从卫星直接传送的室外信号相合并的接收区域是存在的(例如穿过对于建筑物或结构的窗口或其他开口)。为了保证这些信号的合并不以破坏信号内容的方式出现，在结合区域中在室外信号与室内信号之间的时间延迟最好小于传送信号的符号宽度的一部分。例如，对于约540毫微秒的符号宽度，在50与100毫微秒之间的时间延迟是容许的。时间延迟一般归因于信号传播包括室外天线452、电缆(其中信号一般以光速的三分之二传播)、及向前到室内天线460的路径所需的时间。另一种延迟当信号从室内天线460传播到由室内天线覆盖的区域中的无线电接收机14时出现。这种时间延迟最好仅是符号宽度的20％，就是说，对于符号宽度是540毫微秒的系统不大于100毫微秒。
地面中继器的目的是把从卫星接收的信号转播到其中否则会堵塞信号的区域。多种这些地面中继器18可以沿公路或其他路径在高度h下放置，并且隔开距离d，如图14中所示。在地面中继器之间的高度和距离不必相等。地面中继器18包括：一根接收天线462，指向卫星12或16；一个接收机(未表示)，恢复信号，并且以足以驱动发射天线464的增益把它放大到下面路径中的这样一种功率通量密度，这相当于通常从卫星期望的。屏蔽发射天线464，以防止传送信号以足以产生不稳定的级到达地面中继器接收天线462。发射天线464在长度L的孔径上发射其功率，足以在载波频率下在发射天线464与车辆接收天线之间的几个波长上引起路径长度分集。
当车辆沿路径行驶时，其中的无线电接收机14接收来自多于一个地面中继器18的信号。例如，在位置A，车辆最靠近地面中继器18b，并且该地面中继器的信号占优势且担负接收。来自地面中继器18a和18b的信号因为距离和天线图案较低，并且不引起什么干扰。如果车辆在位置B处，则其中的无线电接收机14接收来自两个地面中继器18c和18d的信号。由于距离几乎相等，并且假定把从地面中继器3和4辐射的信号之间的时间差调节到零，所以在车辆处接收的信号之间的到达时间差足够小，从而引起建设性加强。通过适当选择与数字信号的符号周期有关的距离h和d，能实现该条件。
重要的是，在从不同地面中继器到达车辆的信号中引起分集。如果这不能实现，那么来自两个地面中继器的信号，象在位置B中接收的那样，会交替地同相和反相及在其之间。当他们同相时，信号加强，而当反相时信号抵消。当信号抵消出现时，信号完全消失。另外，通过添加地面中继器载波产生的信号的生成载波相位以几乎等于单色Doppler差的速率转动，使得难以恢复QPSK调制。通过由在孔径L上或在等效时间差L/C(其中C＝光速)上的分布产生的分集传送引起的到达时间的扩散，消除振幅抵消，并且通过应用自适应标准化技术提供纠正相位转动影响的可能性。这适用于在位置A与B之间的所有车辆位置。
通过考虑符号周期在540至550毫微秒量级上的信号，明白与符号周期有关的距离的适当选择的一个例子。选择间距d和高度h，从而在通过倾斜距离(d2+h2)1/2时引起时间延迟，以使延迟不大于符号周期的四分之一。在该例子中，倾斜距离是550/d＝137.5英尺。一毫微秒相当于光速下的一英尺。因而，如果高度是20英尺，则距离d是180英尺。当与距离d相比时高度h最好相当小，从而使在车辆与每个地面中继器18之间的距离差变化一个量，该量足以保证来自任何一个地面中继器的信号级与来自刚好在头项的地面中继器的相比，减弱10dB或更多。长度L最好在5至10英尺之间以在L带频率下提供足够路径长度的分集。如果均衡器单元包括在车辆的移动式接收机14中，则到达时间差能扩展到几个符号，因而把地面中继器之间的距离增大到1000英尺。等效时间差是从相同源在不超过5-10毫微秒的扩散上传送信号数次。
尽管已经选择了各种实施例来说明本发明，但熟悉本专业的技术人员将会理解，其中能进行各种变更和改进，而不脱离在附属权利要求书中定义的本发明的范围。

Claims (41)

1.一种用来传送广播信号的数字广播系统，所述广播信号从地面站传送，该系统包括：
一个卫星，用来从所述地面站接收所述广播信号，并且用来把包括所述广播信号的卫星信号在一个第一载波频率上传送；及
一个地面中继器，用来接收所述卫星信号，并且在一个不同于所述第一载波频率的第二载波频率上由包括所述广播信号的所述卫星信号产生和传送一个地面信号，所述地面信号按照多径容许调制技术由所述地面中继器调制。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述地面中继器使用自适应均衡时分多路传输、相干跳频自适应均衡时分多路传输、多载波调制及码分多路传输的至少一种调制所述地面信号。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述卫星信号按照时分多路传输和码分多路传输的至少一种调制。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述地面中继器使用多载波调制来调制所述地面信号。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述地面中继器在使用多载波调制来调制基带信号之前，接收所述卫星信号及把所述卫星信号解调成所述基带信号。
6.根据权利要求1所述的系统，其中给所述卫星信号分配一个第一码分多址频道代码，而给所述地面信号分配一个第二码分多址频道代码。
7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括一个第二卫星，所述第二卫星从所述地面站接收所述广播信号，并且把包括所述广播信号的一个第二卫星信号在所述第一载波频率上传送，及相对于第一卫星信号的传送延迟一个预定时间周期。
8.一种用来把卫星信号转播到无线电接收机的地面中继器，包括：
一个地面接收机，用来接收所述卫星信号；及
一个地面波形调制器，用来由所述卫星信号产生地面信号，所述地面信号按照多载波调制由所述地面波形调制器调制；
其中使用一个第一载波频率把所述卫星信号从卫星传送，并且所述地面波形调制器使用一个与所述第一载波频率不同的第二载波频率把所述地面信号传送到所述无线电接收机。
9.根据权利要8所述的地面中继器，其中所述地面波形调制器包括：
一个时分信号多路分解器，用来把来自一个串行时分多路传输位流的所述卫星信号信号多路分解成多个平行位流；和
一个逆快速傅里叶变换装置，用来产生一个包括多个离散傅里叶变换系数的数字模拟信号。
10.根据权利要求1所述的数字广播系统，还包括一个位于室外的无线电接收机来接收由数字广播系统传送的卫星信号的加强系统，其中所述卫星信号的特征在于一个选择的符号周期，所述加强系统包括至少两个地面中继器，所述地面中继器的特征在于高度h且离开一个距离d，选择从所述地面中继器之一到所述无线电接收机的倾斜距离(d2+h2)1/2，以把在所述无线电接收机处从所述地面中继器之一的所述卫星信号接收延迟限制到所述符号周期的百分之20与百分之25之间。
11.一种用来传送广播信号的数字广播系统，所述广播信号从地面站传送，该系统包括：
一个第一卫星，配置成从所述地面站接收所述广播信号，并且传送包括所述广播信号的一个时分多路传输卫星信号；及
一个地面中继器，配置成接收所述卫星信号，并且由包括所述广播信号的所述卫星信号产生和传送一个地面信号，所述地面信号按照自适应均衡时分多路传输、相干跳频自适应均衡时分多路传输、码分多路传输、及多载波调制的至少一种由所述地面中继器调制。
12.根据权利要求11所述的数字广播系统，其中使用一个第一载波频率传送所述卫星信号，而使用一个与所述第一载波频率不同的第二载波频率传送所述地面信号。
13.根据权利要求11所述的数字广播系统，进一步包括至少一个配置成接收所述卫星信号和所述地面信号的无线电接收机，所述无线电接收机包括一个用来从所述卫星信号和所述地面信号的至少一个产生一个输出信号的分集合并器。
14.根据权利要求11所述的数字广播系统，进一步包括一个第二卫星，该卫星配置成从所述地面站接收所述广播信号和传送包括所述广播信号的一个第二时分多路传输卫星信号，所述第二卫星信号相对于所述第一卫星信号延迟一个选择的时间延迟。
15.根据权利要求14所述的数字广播系统，进一步包括至少一个无线电接收机，该无线电接收机配置成接收所述第一卫星信号、所述第二卫星信号和所述地面信号，按照所述选择时间延迟延迟所述第一卫星信号和所述地面信号的至少一个，及从所述第一卫星信号、所述第二卫星信号和所述地面信号产生一个输出信号。
16.根据权利要求15所述的数字广播系统，其中所述无线电接收机包括一个分集合并器和一个开关合并器，所述无线电接收机使用所述分集合并器进行所述第一卫星信号和所述第二卫星信号的最大似然决定合并，及使用所述开关合并器在所述分集合并器的输出与所述地面信号之间选择，这取决于所述分集合并器的所述输出和所述地面信号的哪一个具有最小数量的位误差。
17.根据权利要求15所述的数字广播系统，其中所述无线电接收机包括一个分集合并器，以进行所述第一卫星信号、所述第二卫星信号和所述地面信号的最大似然决定合并。
18.一种用来在合并的卫星与地面数字广播系统中接收广播信号的接收机，包括：
一个第一接收机臂，用来接收在一个第一载波频率上从一个第一卫星传送的第一卫星信号，所述第一卫星信号包括所述广播信号，并且按照时分多路传输和码分多路传输的至少一种调制，所述第一接收机臂包括一个用来恢复所述广播信号的解调器；
一个第二接收机臂，用来接收在一个第二载波频率上从地面站传送的地面信号，所述地面信号包括所述广播信号，并且按照自适应均衡时分多路传输、相干跳频自适应均衡时分多路传输、码分多路传输及多载波调制的至少一种格式化，所述第二接收机臂包括一个用来恢复所述广播信号的解调器；
一个合并器，用来从所述第一卫星信号和所述地面信号产生一个输出信号。
19.根据权利要求18所述的接收机，进一步包括：
一个第三接收机臂，用来从第二卫星接收一个第二卫星信号，该第二卫星信号按照一个选择的时间延迟相对于所述第一卫星信号延迟，所述第二卫星信号包括所述广播信号，并且按照由所述第一卫星信号采用的时分多路传输和码分多路传输的相应至少一种调制，所述第三接收机臂包括一个用来恢复所述广播信号的解调器；及
一个延迟装置，用来按照所述选择的时间延迟来延迟所述第一卫星信号，所述合并器从所述第一卫星信号、所述第二卫星信号和所述地面信号的至少一个产生一个输出信号。
20.根据权利要求18所述的接收机，当该接收机位于室内时还包括一个位于室内的接收由数字广播系统传送的卫星信号的室内加强系统，该室内加强系统包括：
一根视距天线，用来接收视距卫星信号；
一个射频频率前端单元，连接到所述视距天线上用来以低噪声通过包括所述卫星信号的频谱；
一个室内放大器；
一根电缆，用来把所述射频频率前端单元连接到所述室内放大器上；及
一根室内转播天线，连接到所述室内放大器上，所述室内转播天线使功率级选择到足够高，以在其中所述卫星信号的视距接收是不可能的室内位置处的无线电接收机处实现所述卫星信号的满意室内接收，但足够低，以防止由在所述室内转播天线与所述视距天线之间传送的所述卫星信号干扰。
21.根据权利要求20所述的室内加强系统，其中所述卫星信号的特征在于一个选择的符号周期，并且通过限制所述电缆的长度，把在所述视距天线与所述室内转播天线之间的所述卫星信号传送持续时间保持成小于所述符号持续时间的选择量。
22.根据权利要求21所述的室内加强系统，其中在所述视距天线与所述室内转播天线之间的所述卫星信号传送的所述持续时间不大于在所述选择的符号周期的百分之20与百分之25之间。
23.一种把广播信号传送到无线电接收机的方法，包括步骤：
按照时分多路传输和码分多路传输的至少一种把用来传送到所述无线电接收机的所述广播信号调制成一个第一信号；
在一个第一载波频率上把所述第一信号从一个第一卫星传送到所述无线电接收机；
按照自适应均衡时分多路传输、相干跳频自适应均衡时分多路传输、码分多路传输、及多载波调制的至少一种，把用来传送到所述无线电接收机的所述广播信号在所述地面站处调制成第二信号；及
在一个与所述第一载波频率不同的第二载波频率上把所述第二信号从所述地面站传送到所述无线电接收机。
24.根据权利要求23所述的方法，其中用来把所述广播信号调制成所述第二信号的步骤包括步骤：
在所述地面站处接收所述第一信号；和
在按照自适应均衡时分多路传输、相干跳频自适应均衡时分多路传输、码分多路传输、及多载波调制的至少一种调制之前，进行所述第一信号的基带处理。
25.根据权利要求24所述的方法，进一步包括在所述无线电接收机处接收所述第一信号和所述第二信号的步骤。
26.根据权利要求25所述的方法，进一步包括解调所述接收的第一信号和所述接收的第二信号的每一个以除去所述相应调制和分别恢复一个第一恢复广播信号和一个第二恢复广播信号的步骤。
27.根据权利要求26所述的方法，进一步包括由所述第一恢复广播信号和所述第二恢复广播信号产生一个输出广播信号的步骤。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述产生步骤包括进行所述第一恢复广播信号和所述第二恢复广播信号的最大似然合并的步骤。
29.根据权利要求23所述的方法，进一步包括步骤：
按照时分多路传输和码分多路传输的至少一种把用来传送到所述无线电接收机的广播信号调制成一个第三信号；
把所述第三信号从一个第二卫星传送到所述无线电接收机，所述传送相对于所述第一信号的传送延迟一个预定时间周期。
30.根据权利要求29所述的方法，进一步包括步骤：
在所述无线电接收机处接收所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号；
解调所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号的每一个，以除去所述相应调制和分别恢复一个第一恢复广播信号、一个第二恢复广播信号和一个第三恢复广播信号；及
由所述第一恢复广播信号、所述第二恢复广播信号和所述第三恢复广播信号的至少一个产生一个输出广播信号。
31.根据权利要求23所述的方法，其中在一个地面中继器处把时分多路传输位流转换成多种多载波调制信号，该方法还包括步骤：
从所述第一卫星接收所述时分多路传输位流；
把所述时分多路传输位流划分成多种平行位路径；
把在所述多个位路径每一条中的预定数量的位的每一个表示成包括一个虚数分量和一个实数分量的符号；
把所述符号提供给一个逆傅里叶变换转换器的平行输入作为复数频率系数输入，以产生包括调制的、窄带、正交载波的输出；及
从所述地面中继器传送所述调制的、窄带、正交载波。
32.根据权利要求31所述的方法，进一步包括对于所述载波产生一个保护间隔的步骤。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述产生步骤包括步骤：
把与所述符号每一个的持续时间相对应的符号周期的一部分分配到保护时间；和
减小所述符号每一个的持续时间。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述减小步骤包括步骤：
每个所述符号周期把所述逆傅里叶变换转换器的所述输出存储在一个存储器装置中；和
在所述符号周期的每个所述部分已经过去之后从所述存储器装置读出。
35.根据权利要求32所述的方法，其中所述产生步骤进一步包括用所述逆傅里叶变换的所述输出的子组填充所述保护间隔的步骤。
36.根据权利要求31所述的方法，进一步包括每预定数量的所述符号周期插入一个同步符号的步骤，以对于所述多个多载波调制信号在接收机处每所述符号周期相对于所述载波，同步与所述符号周期的所述部分相对应的取样窗口。
37.根据权利要求31所述的方法，进一步包括击穿所述时分多路传输位流以减小与所述载波有关的总带宽的步骤。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述击穿步骤包括在把所述符号提供给逆傅里叶变换转换器的平行输入之前从所述时分多路传输位流选择性地消除位的步骤。
39.一种用来把广播信号传送到无线电接收机的数字广播系统，所述广播信号从地面站传送，该系统包括：
一个卫星，配置成从所述地面站接收所述广播信号，并且在一个第一载波频率上把包括所述广播信号的卫星信号传送到所述无线电接收机；及
至少一个地面中继器，配置成接收所述第一卫星信号，并且在一个与所述第一载波频率不同的第二载波频率上产生和传送来自包括所述广播信号的所述卫星信号的一个地面信号，其中所述卫星信号和所述地面信号每个使用一种多径容许调制技术调制。
40.根据权利要求39所述的系统，其中所述卫星信号按照码分多路传输调制。
41.根据权利要求39所述的系统，其中所述地面信号按照自适应均衡时分多路传输、相干跳频自适应均衡时分多路传输、码分多路传输、及多载波调制的至少一种调制。
CNB988139340A 1998-03-27 1998-07-10 使用卫星直播和地面中继器的数字广播系统、接收机及其方法 Expired - Fee Related CN1178412C (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US7959198P 1998-03-27 1998-03-27
US60/079,591 1998-03-27
US5866398A 1998-04-10 1998-04-10
US09/058,663 1998-04-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1291385A CN1291385A (zh) 2001-04-11
CN1178412C true CN1178412C (zh) 2004-12-01

Family

ID=26737885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB988139340A Expired - Fee Related CN1178412C (zh) 1998-03-27 1998-07-10 使用卫星直播和地面中继器的数字广播系统、接收机及其方法

Country Status (15)

Country Link
EP (1) EP1072111A4 (zh)
JP (1) JP2002508623A (zh)
KR (1) KR20010042231A (zh)
CN (1) CN1178412C (zh)
AP (1) AP2000001925A0 (zh)
AU (1) AU8297998A (zh)
BR (1) BR9815768A (zh)
CA (1) CA2325026A1 (zh)
EA (1) EA002604B1 (zh)
ID (1) ID27313A (zh)
IL (1) IL138309A0 (zh)
OA (1) OA11532A (zh)
PL (1) PL343075A1 (zh)
TR (1) TR200002768T2 (zh)
TW (1) TW390066B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100396651B1 (ko) * 1999-12-20 2003-09-02 엘지전자 주식회사 디지털 티브이 중계기를 이용한 지역 방송 서비스 방법
CN100399723C (zh) * 2002-02-01 2008-07-02 阿尔卡特公司 混合多点卫星广播系统中有效利用频率的系统和方法
KR100608538B1 (ko) * 2004-06-29 2006-08-03 주식회사 케이티프리텔 위성 디엠비 서비스를 위한 분산 시스템, 마스터 장치, 광중계 장치 및 슬레이브 장치
KR101011537B1 (ko) * 2004-09-24 2011-01-27 주식회사 케이티 Ｏｆｄｍ-ｔｄｍ/ｔｄｍ-ｏｆｄｍ 변환 장치/방법과 그를이용한 지상국/갭필러의 신호 전송 장치/방법 및 위성디지털 멀티미디어 방송 서비스 방법
KR100718010B1 (ko) * 2005-07-14 2007-05-14 에스케이 텔레콤주식회사 디지털 멀티미디어 방송 시스템을 위한 갭필러
KR101623046B1 (ko) 2009-12-28 2016-05-20 삼성전자주식회사 방송 재전송 방법과 이를 이용한 방송 재전송 장치, 방송 출력 장치 및 방송 재전송 시스템
CN102122987B (zh) * 2011-03-15 2014-05-07 南京迈鼎信息技术有限公司 便携式卫星通信系统
DE102013004673A1 (de) * 2013-03-19 2014-09-25 Tesat-Spacecom Gmbh & Co.Kg Verfahren zum Betreiben eines Verstärkermoduls eines Satelliten
CN106559103B (zh) * 2016-12-08 2019-03-29 西安烽火电子科技有限责任公司 一种基于北斗授时的大规模跳频组网系统
CN106680840A (zh) * 2017-03-13 2017-05-17 北京中科众为技术有限公司 一种北斗定位模块抗电磁干扰方法及装置
US10700797B2 (en) 2017-07-07 2020-06-30 Nxp B.V. Signal processing using multiple sources
JP6632769B2 (ja) 2017-07-13 2020-01-22 三菱電機株式会社 送信局
CN111327353B (zh) * 2020-03-10 2022-04-08 航天恒星科技有限公司 支持超长距离传输的射频链路、设计方法及装置、存储介质

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4506383A (en) * 1980-01-04 1985-03-19 Harris Corporation Method and apparatus for relaying signals between a ground station and a satellite using a ground relay station
US5483663A (en) * 1994-04-05 1996-01-09 Diversified Communication Engineering, Inc. System for providing local originating signals with direct broadcast satellite television signals
US5835487A (en) * 1995-12-08 1998-11-10 Worldspace International Network, Inc. Satellite direct radio broadcast system
US5864579A (en) * 1996-07-25 1999-01-26 Cd Radio Inc. Digital radio satellite and terrestrial ubiquitous broadcasting system using spread spectrum modulation

Also Published As

Publication number Publication date
EP1072111A4 (en) 2006-09-27
AP2000001925A0 (en) 2000-09-30
AU8297998A (en) 1999-10-18
JP2002508623A (ja) 2002-03-19
PL343075A1 (en) 2001-07-30
EA002604B1 (ru) 2002-06-27
CN1291385A (zh) 2001-04-11
ID27313A (id) 2001-03-22
KR20010042231A (ko) 2001-05-25
BR9815768A (pt) 2001-11-20
TW390066B (en) 2000-05-11
EA200001005A1 (ru) 2001-04-23
CA2325026A1 (en) 1999-09-30
IL138309A0 (en) 2001-10-31
OA11532A (en) 2004-05-07
TR200002768T2 (tr) 2000-12-21
EP1072111A1 (en) 2001-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6944139B1 (en) Digital broadcast system using satellite direct broadcast and terrestrial repeater
RU2276464C2 (ru) Устройство и способ приема и синхронизации на мобильной платформе в системе прямого цифрового спутникового вещания
US7305211B2 (en) Satellite communications system using multiple earth stations
US10110298B2 (en) Techniques for providing broadcast services on spot beam satellites
US6314289B1 (en) Apparatus and method for transmitting information and apparatus and method for receiving information
EP1730867B1 (en) System and method for enhancing near vertical incidence skywave (nvis) communication using space-time coding
CN100571245C (zh) 时域同步正交频分复用空频编码时频联合信道估计方法
CA2164593C (en) Digital broadcast system with range extension broadcast stations
CN1178412C (zh) 使用卫星直播和地面中继器的数字广播系统、接收机及其方法
JPH11163841A (ja) デジタルオーディオ放送（ｄａｂ）システム、ｄａｂシステムで通信する方法、ｄａｂ伝送システム、ターボエンコーダ回路、ｄａｂシステム用受信機、デジタル通信システム、デジタル受信機、およびデジタルコードシーケンスを有する機械読取可能媒体を含む製品
DiPierro et al. Sirius XM Satellite Radio system overview and services
EP1705853B1 (en) Demodulation of amplitude information in differentially modulated OFDM signals
WO1999049602A1 (en) Digital broadcast system using satellite direct broadcast and terrestrial repeater
EP1729473B1 (en) Single frequency network optimization by phase and amplitude offset
RU2272365C2 (ru) Оптимальная маршрутизация, когда два или более сетевых элемента объединены в один элемент
De Gaudenzi et al. Analysis of an advanced satellite digital audio broadcasting system and complementary terrestrial gap-filler single frequency network
CZ20003260A3 (cs) Digitální vysílací systém s přímým satelitním vysíláním a pozemním převaděčem
ZA200206847B (en) Method and apparatus for mobile platform reception and synchronization in direct digital satellite broadcast system.
MXPA00009276A (en) Digital broadcast system using satellite direct broadcast and terrestrial repeater
Ames et al. Advanced communications payload for mobile applications
Adve ECE1515S: Smart Antennas

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee