CZ154199A3 - Digitální satelitní systém pro přímé vysílání - Google Patents

Abstract

Digitální satelitnísystém/1(V pro přímé vysílánísestavuje bity vysílacíchprogramů do primárních přírůstků sestavených do rámce /100/. Rámce /100/jsou rozdělenyna symboly, které se demdtiplexují do rmožství primárních kanálů /110/. Primární kanály/11(Vde derrultipíexují do odpovídajících vysílacích frekvencí /21/ pro vysílání k satelitu/2/. Palubní denultiplexer /144/ rozdělí příchozísignálydo časově nultiplecovanéhoproudu synholů/154/. Demodulátor /146/ klíčování fázovýmposunem demoduluje symboly do digitálních dat v základnímpásnu Užitečné zatížení satelitu přepíná symboly do časově nultíplexovaného datového proudu pomocí dvou vyrovnávacích pamětí /156/ a směrovacího přepínače /172/ Přijímače./29./ zpracujíTDMproudy s pomocí preambulí rámců a řídícíchkanálů poskytnutých satelitem/25/ ařídících záhlavíslužby poskytnutých vysílacínistanicemi /23,24/. Správní systémsatelit /25/ a vysílací stanice/23,24/ řídí a spravuje

Description

1 ·*· 5 10 15 20 25 « · * *·* • ·· « · • · · • I · • · * • t« «· * ·· ··· ·«· ·«

1Ύ*5 H1-W US^289

Digitální satelitní systém pro přímé vysílání Oblast techniky Vynález se týká satelitního vysílacího systému, formátování vysílaných dat a jejich zpracování zařízením satelitu a vzdálenými rádiovými přijímači.

Dosavadní stav techniky V současné době se na Zemí nachází přes čtyři miliardy lidí, kteří mají důvod být nespokojeni s nedostatečnou kvalitou zvuku krátkovlnných rádií, či s omezeným pokrytím pozemními rádiovými vysílacími systémy s amplitudovou modulací (AM - Amplitudě Modulation) nebo s frekvenční modulací {FM - Frequency Modulation). Tito lidé žijí převážně v Africe, Střední a Jižní Americe a v Asii. Existuje tedy potřeba přinést satelitní systém přímého rádiového vysílání, který bude schopen vysílat zvukové, obrazové a datové signály k levným spotřebním přijímačům. Pro komerční a vojenské využití byla v uplynulých letech vyvinuta řada satelitů. Tyto satelitní komunikační systémy však nejsou určeny ani k tomu, aby je provozovatelé vysílání využívali k flexibilnímu a ekonomickému přístupu do kosmického segmentu, ani k zajišťování vysoce kvalitního rádiového signálu, který bylo možné přijímat na levných spotřebních rádiových přijímačích. Existuje tedy reálná potřeba přinést takový satelitní systém, který by umožnil provozovatelům vysílání přímý přístup k satelitu s možností volby pronajmout si a používat část kosmického segmentu. Navíc je třeba přinést také levný rádiový přijímač, který bude schopen přijímat časově multiplexované bitové proudy ze satelitů. 30 2

Φ * Φ ♦ · • · Φ · #Φ· * Φ I I · · ··* Μ· • ♦ ·· ·· US-289

Podstata vynálezu V prvním aspektu je vynálezem přijímačová jednotka pro přijímání časově multiplexovaného odchozího datového proudu z satelitu, která zahrnuje demodulátor klíčování fázovým posunem pro demodulování odchozího datového proudu do proudu symbolů. Odchozí datový proud se skládá z úseků a tvoří jej předem určený počet primárních kanálů, které se přenáší v příslušných z úseků. Na demodulátor navazuje korelátor pro lokalizaci a synchronizaci k hlavní preambuli rámce vložené do proudu symbolů satelitem. Na korelátor navazuje demultiplexer pro lokalizaci řídicího kanálu časových úseků v proudu symbolů. Řídicí kanál časových úseků vloží do proudu symbolů satelit kvůli identifikaci toho, ve kterých časových úsecích se přenáší primární kanály příslušné každému z množství provozovatelů vysílání. Vstupní zařízení umožňuje provozovateli vybrat jednoho z provozovatelů vysílání a poskytuje výstupní signál demultiplexeru. Demultiplexer na základě řídicího kanálu časových úseků a výstupního signálu vydělí vybrané z primárních kanálů z proudu dat.

Podle druhého aspektu vynálezu může korelátor pracovat ve vyhledávacím režimu, režimu synchronizovaného provozu a prediktivním režimu.

Podle dalšího aspektu vynálezu způsob přijímání jednoho z množství primárních kanálů vysílaných přes odchozí signály ze satelitu zahrnuje krok demodulování odchozích signálů do časově multiplexovaného bitového proudu v základním pásmu, který se skládá z rámců generovaných satelitem. Každý z rámců se skládá z množství časových úseků, každý z časových úseků má množinu symbolů. Každý symbol v množině symbolů odpovídající příslušnému z primárních kanálů zabírá stejné místo v každém z časových úseků. Způsob dále zahrnuje kroky lokalizace rámců v bitovém proudu pomocí hlavní preambule rámce, kterou do bitového proudu vložil satelit, a vybrání 3 ·»·· ·· # ft » ·

0 »·· IM • t • · . symbolů, které odpovídají jednomu z primárních kanálů, z množiny symbolů v každém časovém úseku nejméně jednoho z rámců. 5 V dalším aspektu je vynálezem způsob formátování vysílacích dat pro vysílání po příchozí nosné k satelitu. Ve způsobu se kombinují datové proudy od více provozovatelů vysílání do paralelních proudů na příchozích nosných tak, aby se dosáhlo účinného a ekonomického využití kosmického 10 segmentu. Bity programů se sestavují do prvního počtu primárních přírůstků (PRI - Prime Rate Increments) s jednotnou a předem určenou přenosovou rychlostí. Vygeneruje se rámec o předem dané době trvání, který se skládá z primárních přírůstků a záhlaví rámce. Rámec se rozdělí do 15 symbolů, každý ze symbolů se skládá z předem určeného počtu za sebou následujících bitů programů. Tyto symboly se demultiplexují do druhého počtu paralelních primárních kanálů, kde se symboly do střídajících se primárních kanálů rozdělují tak, aby se oddělily za sebou jdoucí symboly. Každý 20 primární kanál zahrnuje synchronizační záhlaví primárního kanálu pro obnovu primárních kanálů ve vzdálených přijímačových jednotkách. Poté se primární kanály demultiplexují na odpovídající počet příchozích nosných frekvencí pro vysílání. 25

Podle dalšího aspektu vynálezu se primární přírůstky rozdělí do dvou segmentů pro přenos dvou různých typů dat konkrétní služby. 30 Podle dalšího aspektu vynálezu se rámce zakódují pro ochranu dopřednou korekcí chyb pomocí dvou zřetězených kódovacích metod a prokládání. V dalším aspektu je vynálezem systém pro řízení satelitu 35 a množství vysílacích stanic, které generují programy pro

• · · • * · • * · »*« ·· * « US-289 4 • «« Φ ΦΦ· • Φ • * · Φ·Φ· ·Φ Φ * » · * • Φ · • Φ · Φ · · ΦΦ* Φ • Φ* Φ ΦΦ ΦΦ US-289 vysílání ke vzdáleným rádiovým přijímačům po vysílacích kanálech přes satelit. Systém zahrnuje řídicí systém satelitu nakonfigurovaný pro generování řídicích signálů pro řízení polohy a oběžné dráhy satelitu a příkazů pro řízení palubního 5 zpracování programů přicházejících k satelitu. S řídicím centrem satelitu je spojen nejméně jeden systém telemetrie, dosahu a řízení pro komunikaci se satelitem, kterému předává řídicí signály a zpracovací signály od řídicího systému satelitu. Systém dále zahrnuje řídicí systém vysílání, který 10 je spojen s řídicím centrem satelitu a vysílacími stanicemi. Řídicí systém vysílání přiřazuje vybrané z vysílacích kanálů provozovatelům vysílání, kteří chtějí vysílat alespoň jeden program k satelitu, uchovává data o kanálech, která se týkají přiřazení vysílacích kanálů, a poskytuje data o kanálech 15 řídicímu systému satelitu, a vystavuje účty provozovatelům vysílání na základě počtu jim přiřazených vysílacích kanálů. Řídicí systém vysílání dává provozovatelům vysílání možnost zvolit si například počet vysílacích kanálů rezervovaných pro příchozí vysílání, data a denní časy použití rezervovaných 20 vysílacích kanálů a ty z počtu paprsků příslušných satelitu, které se mají použít pro odchozí vysílání. Řídicí systém vysílání informuje řídicí systém satelitu o tom, které z paprsků se mají použít, a řídicí systém satelitu generuje odpovídající zpracovací signály pro směrování programu do 25 vybraných z paprsků. Řídicí systém vysílání také instruuje vysílací stanice o tom, kdy mají zahájit a ukončit vysílání na jim přiřazených vysílacích kanálech. Podle dalšího aspektu vynálezu lze řídicí stanici 30 vysílání naprogramovat tak, aby prováděla defragmentaci přiřazení vysílacích kanálů a tak zajistila efektivnější využiti kosmického segmentu. Podle dalšího aspektu vynálezu jsou vysílané signály 35 digitální a tudíž odolnější proti chybám v průběhu přenosu.

5 * · • * ·· ♦ · • · · I · · · • · · ·♦» ·· • · · ·*· ·♦* US-289

Digitální signály rovněž umožňují budoucí rozšíření systému o další služby.

Podle dalšího aspektu vynálezu se zařízení pro přepínání 5 symbolů v paralelních vysílacích kanálech do časově multiplexovaných datových proudů skládá z první a druhé přepínací vyrovnávací paměti. První přepínací vyrovnávací paměť je nakonfigurována tak, aby v sobě uchovávala první množství paralelních vysílacích kanálů. Druhá přepínací 10 vyrovnávací paměť je nakonfigurována tak, aby v sobě uchovávala druhé množství paralelních vysílacích kanálů. Druhé množství paralelních vysílacích kanálů přijde ke druhé přepínací vyrovnávací paměti před příchodem prvního množství paralelních vysílacích kanálů k první přepínací vyrovnávací 15 paměti. Zařízení dále zahrnuje směrovací přepínač spojený s výstupy první a druhé přepínací vyrovnávací paměti a první prvek sestavení rámce spojený se směrovacím přepínačem. Směrovací přepínač řídí zápis obsahu druhé přepínací vyrovnávací paměti do prvního prvku sestavení rámce. 20

Podle dalšího aspektu vynálezu se obsah přepínací vyrovnávací paměti může směrovat do odpovídajících úseků ve dvou nebo více prvcích sestavení rámce. 25 V dalším aspektu je vynálezem zpracovací systém satelitního užitečného zatížení pro zpracování příchozího signálu, který sestává z množství nosných vícenásobného přístupu po rozdílných frekvencích, kde na jeden kanál připadá jedna nosná, který zahrnuje vícefázový demultiplexní 30 procesor pro rozdělení příchozích signálů do časově multiplexovaného datového proudu symbolů. Vícefázový demultiplexní procesor postupně posílá symboly odpovídající každé z množství nosných na příslušné z frekvencí v příchozím signálu ke svému výstupu, ke kterému je připojen demodulátor 35 klíčování fázovým posunem pro demodulování proudu symbolů do 6 I »M » t · * • # · »··· ♦♦ « * · • • · • • * ··· • * · · M4 ··· » * • f ♦♦ US-289 odpovídajícího časově multiplexovaného proudu bitů v základním pásmu. V dalším aspektu je vynálezem vyrovnávací zařízení pro satelit, které se skládá z palubních hodin, vstupního přepínače, výstupního přepínače, páru přepínací vyrovnávací paměti, který se skládá z první a druhé vyrovnávací paměti a je spojen se vstupním přepínačem a výstupním přepínačem. První a druhá vyrovnávací paměť přijímá v závislostí na činnosti vstupního přepínače a výstupního přepínače proud digitálních symbolů v základním pásmu obnovený z příchozího signálu. První vyrovnávací paměť z páru vyrovnávacích pamětí přijímá bity podle příchozího časování získaného z příchozího signálu. Druhá vyrovnávací paměť z páru vyrovnávacích pamětí v podstatě zároveň načítá uložený obsah do třetí vyrovnávací paměti podle časování palubních hodin. Funkce první a druhé vyrovnávací paměti se pravidelně přepínají v závislosti na činnosti vstupního přepínače a výstupního přepínače. K první a druhé vyrovnávací paměti je připojen první a druhý korelátor, který v okamžiku, kdy zjistí v proudu symbolů v základním pásmu záhlaví, které označuje rámec, vygeneruje korelační impulz. Proud symbolů v základním pásmu se zapisuje do jedné z páru vyrovnávacích pamětí až do okamžiku, kdy dojde k impulzu. Poté se vstupní přepínač a výstupní přepínač přepnou do opačných stavů a z té z první a druhé vyrovnávací paměti, která přijala příchozí signál, se do jejího výstupu načítá podle časování palubních hodin. Synchronizovaný pulzní oscilátor spojený s prvním a druhým korelátorem generuje vyhlazené pulzy pro každý dc výstupu načtený symbol. Čítač spojený s oscilátorem vyhlazené pulzy počítá. Podle hodnoty čítače se k záhlaví proudu buď přičítá určitý počet bitů, nebo se ze záhlaví proudu odečítá určitý počet bitů.

7

9 9 w • 999 • V 9 9 #··* H 9 « * 9 9 ··· • 9 9 · • 9 9» US-289 Přehled obrázku Tyto a další rysy a výhody vynálezu se stanou zřejmější z následujícího podrobného popisu, který by měl být studován v souvislosti s doprovodnými výkresy, které tvoří část přihlášky a na nichž: Na obr. 1 je schéma satelitního systému přímého vysílání navrženého podle provedení vynálezu; Na obr. 2 je vývojový diagram posloupnosti činností pro úplné zpracování signálu v systému dle obr. 1 podle provedení vynálezu; Na obr. 3 je blokový diagram pozemní vysílací stanice navržené podle provedení vynálezu; Na obr. 4 je schéma multiplexování ve vysílacím segmentu podle provedení vynálezu; Na obr. 5 je blokový diagram palubního zpracovacího zařízení satelitu podle provedení vynálezu; Na obr. 6 je schéma procesů demultiplexování a demodulace na palubě satelitu podle provedení vynálezu; Na obr. 7 je schéma procesu synchronizace přenosové rychlosti na palubě satelitu podle provedení vynálezu; Na obr. 8 je schéma činností přepínání a časového multiplexování na palubě satelitu podle provedení vynálezu; Na obr. 9 je blokový diagram rádiového přijímače pro použití v systému dle obr. 1 a navrženého podle provedení vynálezu;

8

Φ ♦ • · • · • ·» • ·

05-269

Na obr. 10 je schéma činností synchronizace a demultiplexování v přijímači podle provedení vynálezu;

Na obr. 11 je schéma činností synchronizace a 5 multiplexování pro obnovení kódovaných kanálů v přijímači podle provedení vynálezu;

Na obr. 12 je schéma systému pro správu satelitu a vysílacích stanic podle provedení vynálezu. 10 Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je zobrazeno schéma satelitního systému 10 rádiového vysílání podle vynálezu, který vysílá přes satelit 25 programy z množství různých vysílacích stanic 23a a 23b 15 (dále označované pouze číslem 23). Uživatelé mají k dispozici rádiové přijímače, na obr. 1 označené obecně číslem 29, které jsou navržené pro příjem jedné nebo více časově multiplexovaných (TDM - Time Division Multiplexed) nosných 21_ v L-pásmu. Nosné 21_ jsou modulované rychlostí 1.86 20 megasvmbolů za sekundu (Msym/s) a odchází ze satelitu 25. Uživatelská rádia 29 jsou navržena pro demodulování a demultiplexování TDM nosných tak, aby se obnovily bity, které tvoří obsah digitální informace nebo program vyslaný po vysílacích kanálech z vysílací stanice 23. Podle provedení 25 vynálezu jsou vysílací stanice 23 a satelit 2jj uspořádány pro formátování příchozích (uplink) a odchozích (downlink) signálů tak, aby byl umožněn kvalitní příjem vysílacích programů i na relativně levných rádiových přijímačích. Rádiovým přijímačem může být mobilní jednotka 29a umístěná 30 například v dopravním prostředku, přenosná jednotka 29b nebo zpracovací terminál 29c se zobrazovačem. Ačkoliv je na obr. 1 pro názornost zobrazen pouze jediný satelit 25, zahrnuje systém lj) výhodně tři geostacionární 9

• « · Μ· ··* • · ··· - tfŠ“2*á9 satelity 25a/ 25b a 25c (viz obr. 12), které pracují ve frekvenčním pásmu od 1467 až 1492 MHz, které bylo vyhrazeno pro vysílání digitálního zvuku (DAB - Digital Audio Broadcast) pomocí satelitu (BSS - Broadcast Satellite 5 Service). Vysílací stanice 23 použijí pro vysílání příchozích spojení 21 s výhodou X-pásmo, které je ohraničeno frekvencemi 7050 a 7075 MHz. Každý satelit má přednostně tři odchozí bodové paprsky 31a, 31b a 31c. Každý paprsek pokryje oblast o rozloze přibližně 14 milionů kilometrů čtverečních s výkonem 10 na obrysu oblasti oproti středu paprsku nižším o 4 dB, a 28 milionů kilometrů čtverečních s výkonem na obrysu oblasti nižším o 8 dB. Pokud bude poměr zisk/teplota přijímače -13 dB/K, může být rezerva středu paprsku 14 dB. 15 Příchozí signály 21 generované vysílacími stanicemi 23 se modulují do kanálů vícenásobného přístupu na rozdílných frekvencích (FDMA - Frequency Division Multiple Access). Pozemní stanice 23 se přednostně nachází v oblasti přímé viditelnosti satelitu 25. Každá vysílací stanice 23 má s 20 výhodou schopnost spojit se přímo se satelitem 25 a do jediné nosné umístit jeden nebo více primárních přírůstků 16 kbit/s. Využití FDMA kanálů pro příchozí vysílání umožňuje značný stupeň pružnosti vysílání sdíleného mezi mnoha nezávislými vysílacími stanicemi 23 a významně snižuje příkon a tedy i 25 provozní náklady stanic 23. Primární přírůstky (PRI - Prime Rate Increments) s výhodou tvoří v systému 10 základní stavební bloky či elementární jednotky velikosti kanálu, které se mohou pro dosažení větších přenosových rychlostí kombinovat, Například, PRI lze kombinovat do programových 30 kanálů s rychlostmi až 128 kbit/s pro téměř CD kvalitu zvuku nebo i do multimediálních pořadů s obrazovými daty. Převod mezi příchozími FDMA kanály a odchozími, časově multiplexovanými, do nosné sloučenými (MCPC/TDM - Multiple 35 Channel Per Carrier, Time Division Multiplex) kanály probíhá 10 • »·· » · * • · Μ »« 9Ψ ♦ ** tfŠ-289 na palubě satelitu 25 na úrovni základního pásma. Jak bude podrobněji vysvětleno dále, primární kanály vyslané vysílací stanicí 23 se v satelitu 25 demultiplexují do jednotlivých 16 kbit/s signálů v základním pásmu. Jednotlivé kanály se poté směrují k jednomu nebo více odchozích paprsků 31a, 31b a 31c, který je každý jediným TDM proudem s jedinou nosnou. Toto zpracování na úrovni základního pásma umožňuje značný stupeň kontroly nad přiřazováním frekvencí příchozím spojům a směrováním kanálů mezi FDMA příchozími a TDM odchozími signály. Úplné (end-to-end) zpracování signálu, tak jak jej provádí systém 10, je zobrazeno na obr. 2. Prvky systému, které provádí jednotlivé kroky úplného zpracování signálu, jsou popsány dále s odkazy na obr. 3 až 11. Zvukové signály ze zdroje zvuku se, například ve vysílací stanici 23, s výhodou převedou do digitální podoby pomocí kódování MPEG 2.3, vrstva 3 (blok 26). Digitální informace sestavená provozovatelem vysílání ve vysílací stanici 23 se s výhodou naformátuje do "n" 16 kbit/s přírůstků či PRI, kde n je počet PRI zakoupených provozovatelem vysílání (tzn. n x 16 kbit/s). Dále se digitální informace naformátuje do rámce vysílacího kanálu s řídicím záhlavím služby (SCH - Service Control Header) (blok 28), které bude podrobně popsáno níže. Periodický rámec v systému 10 má s výhodou periodu trvání 432 ms. Každému rámci je s výhodou přiřazeno n x 224 bitů pro SCH, takže výsledná bitová přenosová rychlost je přibližně n x 16.519 kbit/s. Každý rámec se poté zašifruje přičtením pseudo-náhodného bitového proudu k SCH. Šifrování dovoluje klíč ovládání šifrovacího vzoru. Bity v rámci se poté kvůli ochraně dopřednou korekcí chyb (FEC - Forward Error Correction) zakódují, přednostně pomocí dvou zřetězených kódovacích metod, například Reed Solomon kódováním, po kterém následuje prokládání a konvoluční kódování (například Trellis konvoluční kódování popsané Viterbim) (blok 30) . Zakódované

11 11 • • * • • · · é • · ··· *· • ΦΪ '*·* OB-2Í9 • «·< # · bity ve všech rámcích příslušných všem PRI se následně rozdělí a namultiplexují do n paralelních primárních kanálu (PRC - Prime Rate Channel) (blok 32)· Kvůli možnosti obnovení PRC se přidá PRC synchronizační záhlaví. Každý z n PRC se dále diferenciálně zakóduje a poté modulací klíčováním kvadraturní fázovým posunem (QPSK - Quadrature Phase Shift Keying modulation) namoduluje na mezifrekvenční (IF) nosnou frekvenci (blok 34) . N PRC IF nosných frekvencí, které tvoří vysílací kanál vysílací stanice 23, se, jak ukazuje šipka 36, převede do X-pásma pro vysílání k satelitu 25.

Nosné od vysílací stanice 23 nesou každá jediný kanál a vícenásobný přístup je zajištěn oddělením frekvencí jednotlivých nosných (SCPC/FDMA - Single Channel Per Carrier/ Frequency Division Multiple Access). Na palubě každého satelitu 25 se SCPC/FDMA nosné přijmou, demultiplexují a demodulují tak, aby se obnovily původní PRC kanály (blok 38j. PRC digitální kanály v základním pásmu obnovené satelitem 25 se zpracují funkcí vyrovnání přenosové rychlosti (rate alignment), čímž se vykompenzují rozdíly mezi palubními hodinami satelitu a časováním PRC nosných přijatých satelitem (blok 40) . Demultiplexované a demodulované digitální proudy získané z PRC se přes směrovací a přepínací prvky přivedou k prvkům sestavení TDM rámce. PRC digitální proudy od demultiplexovacího a demodulačního zařízení na palubě satelitu 25 se směrují k prvkům sestavení TDMA rámce na základě pokynů přepínací jednotky na palubě satelitu, která je řízena z pozemní stanice přes řídicí spoj (např. z řídicího centra 236 satelitu (víz obr. 12) pro každou oblast) . Vytvoří se tří TDM nosné, která každá odpovídá jednomu ze tří odchozích satelitních paprsků 31a, 31b a 31c (blok 42) . Tři TDM nosné se po QPSK modulaci převedou, jak ukazuje šipka 4_4, na frekvence L-pásma. Rádiové přijímače 29^ jsou uzpůsobeny přijímat libovolnou ze tří TDM nosných a přijatou nosnou demodulovat (blok 46) . Rádiové přijímače 29 12 12 • * • · * · *«· Μ • # · * · ΐ · ··» *·· VS-2T39 • *** Α • « · · • * / »»·* ·* jsou navrženy pro synchronizaci TDM bitového proudu pomoci hlavní preambule rámce vložené do proudu během zpracování na palubě satelitu (blok 48ý . PRC se z TDM rámce demultiplexují pomocí řídicího kanálu časových úseků (TSCC - Time Slot Control Channel). Digitální proudy se poté opětovně namultiplexují do FEC kódovaného PRC formátu popsaného výše v souvislosti s blokem 30 (blok 50) . FEC zpracování s výhodou zahrnuje dekódování pomocí Viterbiho trellis dekodéru, odstranění prokládání a Reed Solomon dekódování. Obnoví se tak původní vysílací kanál, který se skládá z n x 16 kbit/s kanálů a SCH. N x 16 kbit/s segment vysílacího kanálu se přivede k MPEG 2.5, vrstva 3, dekodéru pro převedení zpět do zvukového signálu. Podle vynálezu je zvukový výstup k dispozici i přes velmi levné rádiové přijímače 29 a to díky zpracování a TDM formátování, které byly popsány výše v souvislosti s vysílací stanicí 23 a satelitem 25 (blok 52).

Zpracování ^ ve__vysí 1 ací stanici

Nyní bude dle obr. 3 popsáno zpracování signálu pro převod datových proudů z jedné nebo více vysílacích stanic 23 do paralelních proudů pro vysílání k satelitu 25. Pro ilustraci jsou zobrazeny čtyři zdroje 60_, 64, 68 a 72 programových informací. Dva zdroje 60 a (54, nebo 68 a 72, jsou kódovány a vysílány dohromady jako součásti jediného pořadu nebo služby. Popsáno bude kódování programu, který se skládá ze dvou zvukových zdrojů 60 a 64_. Zpracování signálu programu, který tvoří digitální informace ze zdrojů 68 a 72, je identické.

Jak je uvedeno výše, vysílací stanice 23 sestavují informace z jednoho nebo více zdrojů 60 a 64 pro konkrétní program do vysílacích kanálů charakterizovaných přírůstky 16 kbit/s. Tyto přírůstky se nazývají primární přírůstky či PRI (Prime Rate Increments). Tedy, rychlost, se kterou vysílací

13 13

• i· · ··· ··· • · «· ·· US-289 kanál bity přenáší, je n x 16 kbit/s, kde n je počet PRI užitý oním konkrétním provozovatelem vysílání. Dále, každý z 16 kbit/s PRI se muže dále rozdělit do dvou 8 kbit/s segmentů, které se v systému 10 směrují a přepínají společně. 5 Segmenty umožňují přenášet dvě rozdílné služby v jediném PRI, například datový proud s nízkobitovým řečovým signálem nebo dva nízkobitové řečové kanály ve dvou různých jazycích, apod. Počet PRI je s výhodou dán předem, tzn. nastaven podle kódu programu. Počet n však není dán fyzikálními omezeními systému 10 HL Hodnota n obecně závisí na komerčních podmínkách, jako je cena jednoho vysílacího kanálu a ochotě provozovatelů vysílání za něj zaplatit. Na obr. 3 je n pro první vysílací kanál 59 pro zdroje 50 a 64 rovno čtyřem. Hodnota n pro vysílací kanál 67 pro zdroje 68 a 72 je nastavena v 15 zobrazeném provedení na šest.

Jak je ukázáno na obr. 3, k jedné vysílací stanici 23 může přistupovat více provozovatelů vysílání. Například, první provozovatel vysílání generuje vysílací kanál 59 a 20 druhý provozovatel vysílání může generovat vysílací kanál 67. Zpracování signálu podle vynálezu popsané v této přihlášce dovoluje, aby se datové proudy od několika provozovatelů vysílání výsílaly k satelitu v paralelních proudech. To provozovatelům vysílání značně snižuje náklady na vysílání a 25 maximalizuje využití kosmického segmentu. Maximalizací účinnosti využíváni kosmického segmentu lze stavbu vysílacích stanic 23 pořídit levněji s použitím součástí s menší spotřebou energie. Například, anténou vysílací stanice 23 může být VSÁT (Verv Smáli Apertuře Terminál) anténa. Užitečné 30 zatížení na palubě satelitu vyžaduje méně paměti, menší zpracovací kapacitu a tedy menší napájecí zdroje, čímž se značně sníží hmotnost užitečného zatížení.

Vysílací kanály 59 a 67 se vyznačuji rámcem 100, který 35 má periodu trvání 432 ms (viz obr. 4). Tato perioda trvání se 14 14

* · · §»» ·· '· · •· ·· US-289 vybere tak, aby se, jak bude popsáno níže, usnadnilo použití MPEG zdrojového kodéru; rozumí se však, že rámec, s nímž systém 10 pracuje, lze nastavit na jinou předem definovanou hodnotu. Pokud je perioda trvání 432 ms, požaduje každý 16 5 kbit/s PRI 16000 x 0.432 sec = 6912 bitů na rámec. Jak je ukázáno na obr. 4, vysílací kanál se tedy skládá z počtu n těchto 16 kbit/s PRI, které jsou přenášeny jako skupina v rámci 100. Jak bude popsáno dále, tyto bity se kvůli snadnější demodulaci v rádiových přijímačích 29 šifrují 10 (scrambling) . Toto šifrování je také mechanismem, jak vysílání zašifrovat jako volbu provozovatele vysílání. Každému rámci 100 je přiřazeno n x 224 bitů, které odpovídají řídicímu záhlaví služby (SCH - Service Control Header), takže celkově se v rámci přenáší n x 7136 bitů s bitovou přenosovou 15 rychlostí n x (16518+14/27) bitů za sekundu. Úkolem SCH je přenášet data potřebná, mimo jiné, pro řízení příjmových režimů pro různé multimediální služby, pro zobrazování dat nebo obrazů, předávat klíče pro dešifrování nebo informace určené konkrétnímu přijímači, ke každému z rádiových 20 přijímačů 29 naladěných na vysílací kanál 59 nebo 67.

Zdroje 60 a 64 (viz obr. 3) se kódují pomocí MPEG 2.5, vrstva 3, kodérů 62 a 66. Oba zdroje se následně sečtou v součtovém členu 7_6 a zpracují, jak je naznačeno zpracovacím 25 modulem 78. na obr. 3, v procesoru vysílací stanice 23 do kódovaných signálů v periodických rámcích 432 ms, tj. n x 7136 bitů/rámec včetně SCH. Bloky naznačené ve vysílací stanici na obr. 3 odpovídají naprogramovaným modulům vykonávaným procesorem a přidruženým hardware, jako jsou 30 digitální paměť a kodéry. Bity rámce 100 se následně ve dvou po sobě jdoucích (zřetězených) metodách zakódují pro FEC ochranu pomocí softwaru digitálního zpracování signálu (DSP -Digital Signál Processing), zákaznických integrovaných obvodů (ASIC - Application Specific Integrated Circuit) a 35 zákaznických rozsáhlých (LSI - Large Scale Integration) čipů. 15 • · « « · · ···· ·· W ·ψ • · * ··* »· • · ** *· US-289

První je Reed Solomon kodér 80a, který na každých 223 do kodéru vstupujících bitů vytváří 255 bitů na výstupu. Bity v rámci 100 se poté přerovnají podle známého prokládacího schématu (blok 80b). Prokládací kódování poskytuje další ochranu proti náhodným chybovým shlukům, ke kterým v přenosu dochází, protože podle této metody se poškozené bity rozdělí do několika kanálů. Dalším ve zpracovacím modulu 80 je Viterbi kodér 80c, který provádí známé schéma konvolučního kódování s omezující délkou 7. Viterbi kodér 80c vytváří dva výstupní bity pro každý bit vstupní, takže z každého přírůstku £912 bit/rámec zpracovaného ve vysílacím kanále 59 vznikne 16320 FEC-kódovaných bitů na rámec. Tedy, každý FEC-kódovaný vysílací kanál (např. kanál 5j) nebo 6Ί) zahrnuje n x 16320 bitů informace, která byla zakódována, přerovnána a znovu zakódována, takže originální vyslaný 16 kbit/s PRI je k nerozeznáni. FEC-kódované bity jsou vsak zorganizovány na základě původní struktury 432 ms rámce. Celkový stupeň kódování pro ochranu před chybami je (255/223) x 2 = 2+64/223. N x 16320 bitů FEC-kódovaného rámce vysílacího kanálu se následně rozdělí nebo demultiplexuje v kanálovém distributoru 82 do n paralelních primárních kanálů (PRC), který každý přenáší 16320 bitů v podobě 8160 dvoubitových symbolů. Tento proces je dále znázorněn na obr. 4. Je zobrazen vysílací kanál ^9, který je charakterizován 432 ms rámcem 100, který má SCH 102. Zbývající část 104 rámce se skládá z n 16 kbit/s PRI, což odpovídá 6912 bit/rámec píTO ivo ždý z n ťRl. FEC kódovaný vysílací kanál 106 vznikl průchodem modulem 80 dle obr. 3, v němž byl podroben zřetězenému kódování Reed Solomon 255/233, prokládání a FEC 1/2 konvolučnímu kódování popsaným výše v souvislosti s modulem 8CL Jak je uvedeno výše, FEC kódovaný rámec vysílacího kanálu 106 se skládá z n x 16320 bitů, které odpovídají 8160 sadám dvoubitových symbolů, kde

• * · • * US-289 každý symbol je pro názornost označen referenčním číslem 108. Podle vynálezu se symboly přiřazují napříč PRC 110 způsobem, který je ukázán na obr. 4.

Tedy, symboly se v PRC přenáší v různých časech a frekvencích, což dále redukuje možnost vzniku chyb v rádiových přijímačích vzniklých interferencemi v průběhu přenosu. Provozovatel vysílání po kanálu J39 si pro účely tohoto popisu koupil čtyři PRC a provozovatel vysílání po kanálu 62 si pro účely tohoto popisu koupil PRC šest. Na obr. 4 je zobrazen první vysílací kanál 5jí a přiřazení symbolů 114 napříč n = 4 PRC 110a, 110b, 110c a 110d. Pro usnadnění obnovy každého z dvoubitové sady symbolů 114 v přijímači se na začátek každého PRC vloží synchronizační záhlaví nebo preambule 112a, 112b, 112c a 112d. PRC synchronizační záhlaví (dále označované společným odkazem 112) obsahuje 48 symbolů. PRC synchronizační záhlaví 112 se vloží na začátek každé skupiny 8160 symbolů, celkový počet symbolů v 432 ms rámci se tak zvýší na 8208 symbolů. Přenosová rychlost se tak zvýší na 8208/0.432, tj. 19 000 symbolů za sekundu ( 19 ksym/s) pro každý PRC 110. PRC preambule 112 o velikosti 48 symbolů se použije v podstatě pro synchronizaci PRC časovače rádiového přijímače tak, aby se umožnila obnova symbolů z odchozího satelitního signálu 27. V palubním procesoru 116 se PRC preambule použije k vyrovnání rozdílů v časování mezi přenosovou rychlostí symbolů příchozích signálů a přenosovou rychlostí, se kterou se na palubě satelitu signály přepínají a sestavují do odchozích TDM spojení. Děje se to buď přičtením symbolu k preambuli, odečtením symbolu z preambule nebo ponecháním preambule v původním stavu. Tímto postupem se zpracuje každá preambule PRC o 48 symbolech v procesu vyrovnání přenosové rychlosti na palubě satelitu. Tedy, PRC preambule přenášené po TDM odchozích spojeních mají podle rozhodnutí procesu vyrovnání rychlosti 47, 48 nebo 49 symbolů. Jak je ukázáno na obr. 4, symboly 114 se po sobě

♦ ·· *·· ·· «·** 16 • * * · ♦ · ψ w w ♦ * · ·«· ·· 17 US-289 jdoucím PRC přiřazují postupně tak, že symbol 1 se přiřadí PRC 110a, symbol 2 se přiřadí PRC 110b, symbol 3 se přiřadí PRC 110c, symbol 4 se přiřadí PRC HOd, symbol 5 se přiřadí PRC IlOe, atd. Tento PRC demultiplexační proces provádí procesor ve vysílací stanici 23 a na obr. 3 jej představuje modul £2 kanálového distributoru (DEMUX).

Preambule PRC kanálů se do rámců zařazují v preambulovém modulu 84^ a součtovém modulu R5 tak, aby označovaly začátek PRC rámců 110a, 110b, 110c a HOd vysílacího kanálu j>9. N PRC se poté diferenciálně zakóduje a QPSK namoduluje na IF nosné frekvence v poli OPSK modulátorů 86, v našem příkladu jako PRC 110a, 110b, 110c a llQd vysílacího kanálu 59. V našem příkladu tvoří vysílací kanál 59 čtyři PRC IF nosné frekvence. Každá ze čtyř nosných frekvencí se v up-konvertoru 88 převede do přiřazené frekvenční pozice v X-pásmu pro vysílání k satelitu 25. Převedené PRC se následně pošlou přes zesilovač £0 k anténě (např. VSÁT) 91a a 91b.

Podle vynálezu sestavuje způsob vysílání použitý ve vysílací stanici 23 množství n nosných vícenásobného přístupu po samostatných frekvencích, kde na jeden kanál připadá jedná nosná, (SCPC/FDMA - Single Channel Per Carrier/ Frequency Division Multiple Access) do příchozího signálu 2^. Tyto SCPC/FDMA nosné mají středové frekvence, které jsou s výhodou navzájem vzdáleny o 38000 Hz a organizovány do skupin 48 sousedících středových frekvencí nebo nosných kanálů. Vytvoření těchto skupin po 48 nosných kanálech je užitečné při demultiplexování a demodulování prováděného na palubě satelitu 25. Různé skupiny po 48 nosných kanálech nemusí navzájem sousedit. Nosné příslušné konkrétním vysílacím kanálům (tj. kanálům 59 a §1_) nemusí sousedit v rámci skupiny 48 nosných kanálů a nemusí ani příslušet stejné skupině 48 nosných kanálů. Způsob přenosu popsaný v souvislosti s obr. 3 a 4 umožňuje značnou flexibilitu volby frekvencí a

»*·· »·· ·· 18 US-289 optimalizaci využívání dostupného frekvenčního spektra a předcházení interferencím s ostatními uživateli, kteří sdílí stejné vysokofrekvenční spektrum.

Systém 10 je výhodný v tom, že vytváří obecnou základnu, jejíž kapacitu pro stále rostoucí množství vysílacích společností nebo provozovatelů vysílání lze snadno rozšiřovat. Vysílací kanály s různými přenosovými rychlostmi lze poměrně snadno realizovat a vysílat k přijímači 29. Typické přírůstky vysílacího kanálu čili PRI jsou přednostně 16, 32, 48, 64, 96, 112 a 128 kbit/s. Interpretace vysílacích kanálů s různými bitovými rychlostmi je v rádiovém přijímači díky zpracování popsanému v souvislosti s obr. 4 relativně snadná. Velikost a náklady na vysílací stanice lze tedy snadno přizpůsobit kapacitním požadavkům a omezením zdrojů financování vysílací společnosti. Vysílací společnost s omezenými finančními prostředky může instalovat malý VSÁT terminál, který vyžaduje pouze malý příkon, pro vysílání 16 kbit/s programu, který je dostatečný pro přenášení hlasu a hudby, která má však mnohem vyšší kvalitu než krátkovlnný rozhlas. Na druhé straně, velká vysílací společnost s v podstatě neomezenými zdroji může vysílat v FM stereo kvalitě s pouze o málo větší anténou a větším příkonem na 64 kbit/s a případně, s dále zvětšenou kapacitou, téměř CD stereo na 96 kbit/s a plné CD stereo na 128 kbit/s.

Konkrétní velikost rámce, velikost SCH, velikost preambule a PRC délka popsané v souvislosti s obr. 4 přináší určité výhody; ovšem zpracování ve vysílací stanici popsané v souvislosti s obr. 3 a 4 může pracovat i s jinými hodnotami těchto parametrů. Perioda rámce 432 ms je vhodná pro použití MPEG zdrojového kodéru (tj. kodéru 62 nebo 66). Počet 224 bitů pro SCH 1Q2 usnadňuje FEC kódování. Symbolů PRC preambule 112 je 48 proto, aby bylo celkem 8208 symbolů v PRC rámci 110 a 19 ksym/s v každém PRC, což usnadňuje, jak bude

• » ·· ·· * · « · #··· 19 • · ··· ·· US-289 popsáno dále, realizaci multiplexování a demultiplexování na palubě satelitu 25. Definováni symbolů tak, aby obsahovaly dva bity, je vhodné pro QPSK modulaci (tj. 22=4) . Pro ilustraci, pokud by modulace klíčováním fázového posunu ve 5 vysílací stanici 23 používala osmi fází namísto čtyř, byl by výhodnější tříbitový symbol, protože každé kombinaci tří bitů (tj. 23) může odpovídat jedna z osmi fází.

Software může být součástí vysílací stanice 23, 10 případně, pokud systém 10 zahrnuje více vysílacích stanic, součástí řídicího zařízení regionálního vysílání (RBCF -Regional Broadcast Control Facility) 238 (viz obr. 12), které přiřazuje směrování kanálů kosmického segmentu přes řídicí centrum 240 mise (MCC - Mission Control Center), řídicí 15 centrum 236 satelitu (SCC - Satellite Control Center) a řídicí centrum 244 vysílání (BCC - Broadcast Control Center). Software optimalizuje využívání příchozího spektra tak, že přiřazuje PRC nosné kanály 110 podle jejich dostupnosti ve skupinách po 48 kanálech. Například, vysílací stanice chce 20 vysílat 64 kbit/s program na čtyřech PRC nosných. Kvůli okamžitému zatížení spektra nemusí být nosné k dispozici v sousedících pozicích, nýbrž pouze v nesousedících pozicích v rámci jedné skupiny o 48 nosných. Dále, RBCF 238 může přes MCC a SCC přiřadit PRC nesousedícím pozicím v několika 25 různých 48 kanálových skupinách. MCC a SCC software v RBCF 238 nebo jediné vysílací stanici 23 může přemístit PRC nosné konkrétního vysílaného programu na jiné frekvence a tak předcházet jak vyvolané (tj. zahlcení) nebo náhodné interferenci na konkrétních nosných frekvencích. 30

Jak bude popsáno podrobněji níže v souvislosti se zpracováním signálu na palubě satelitu dle obr. 6, pro regeneraci signálu a obnovu symbolů 114 vyslaných v PRC do digitálního základního pásma je na palubě satelitu použít 35 digitální vícefázový procesor. Skupiny o 48 nosných s

20 • · · 9 ··· » · · · • · · ··· ··

rozestupy středových frekvencí 38 000 Hz usnadňují zpracování vícefázovým procesorem. Software ve vysílací stanici 2Í3- nebo RBCF 238 může provádět defragmentačni zpracování pro optimalizaci přiřazování PRC 110 příchozím nosným kanálům, 5 tj. skupinám 4B nosných kanálů. Princip defragmentace přiřazování příchozích nosných frekvencí není nepodobný známým počítačovým programům pro reorganizaci souborů na počítačových pevných discích, které se po delší době používání počítače mohou na disk ukládat po částech takovým 10 způsobem, který činí práci s uloženými daty neefektivním. BCC funkce v RBCF umožňuje RBCF vzdáleně monitorovat a řídit provoz vysílacích stanic v rámci zadaných tolerancí.

Zpracování v užitečném zatížení satelitu 15 Obnova základního pásma v satelitu je důležitá pro přepínání, směrování a sestavování TDM odchozích nosných, které mají každá 96 PRC, na palubě satelitu. TDM nosné se na palubě satelitu 25 zesilují pomocí zesilovačů s postupným polem (TWTA - Traveling Wave Tube Amplifier), každé nosné 20 přísluší jeden zesilovač. Satelit 25 s výhodou zahrnuje osm palubních procesorů základního pásma; pro názornost je na obrázcích zobrazen pouze jeden procesor 116. Přednostně se současně používá pouze šest z osmi procesorů, zbývající dva tvoří zálohu pro případ poruchy. S odkazy na obr. 6 a 7 je 25 dále popsán pouze jediný procesor 116. Rozumí se, že každý ze zbývajících sedmi procesorů 116 se s výhodou skládá ze stejných prvků. Kódované PRC příchozí nosné 21 (viz obr. 5) se v 30 satelitu 25 přijmou přijímačem 120 X-pásma. Celková příchozí kapacita je s výhodou mezi 288 a 384 PRC příchozími kanály po 16 kbit/s (tj. 6 x 48 nosných, pokud se použije šesti procesorů 116, nebo 8 x 48 nosných, pokud se procesorů 116 použije osm) . Jak bude popsáno dále, 96 PRC se vybere a 21 ft ···· • * » · • · ♦ ·· « · • · ··

·· ·* US-289 namultiplexuje pro vysílání v každém odchozím paprsku 27 na nosnou o šířce pásma přibližně 2.5 MHz.

Každý příchozí PRC kanál se může nasměrovat do všech, 5 některých nebo žádného z odchozích paprsků 27. Pořadí a umístění PRC v odchozím paprsku je programovatelné a volitelné ze zařízení 24 pro telemetrii, dosah a řízení (TRC Telemetry, Range and Control) (viz obr. 1) . Každý vícefázový demultiplexer a demodulátor 122 přijímá jednotlivé 10 FDMA příchozí signály ve skupinách 48 sousedících kanálů a generuje jednoduchý analogový signál, na který jsou namultiplexovány data ze 48 FDMA signálů, a provádí vysokorychlostní demodulaci sériových dat tak, jak je podrobněji popsáno dále v souvislostí s obr. 6. Šest z těchto 15 vícefázových demultiplexerů a demodulátorů 122 pracuje paralelně a dohromady zpracovává 288 FDMA signálů. Směrovací přepínač a modulátor 124 výběrově směruje jednotlivé kanály ze šesti proudů sériových dat do všech, některých nebo žádného z odchozích signálů 2J_ a dále moduluje a up-20 konvertuje tři odchozí TDM signály 27. Tři TWTA zesilovače 126 individuálně zesilují tři odchozí signály, které jsou vyzařovány k zemi v L-pásmu vysílacími anténami 128.

Satelit 25 obsahuje také tři transparentní užitečná 25 zatížení, z nichž každé se skládá z demultiplexeru a down-konvertoru 130 a skupiny 132 zesilovače uspořádané do obvyklé "bent pipe" cesty, která mění frekvenci vstupních signálů pro opětovné vysílání. Tedy, každý satelit 25 v systému 10 je s výhodou osazen dvěma typy komunikačního zařízení. První typ 30 palubního zpracovacího užitečného zatížení je popsán s odkazy na obr. 5, 6 a 7. Druhým typem užitečného zatížení je transparentní zařízení, které převádí frekvenci příchozích TDM nosných z frekvenčních pozic v příchozím spektru X-pásma na frekvenční pozice v odchozím spektru L-pásma. Vyslané TDM proudy pro transparentní užitečné zatížení se sestaví ve 35 22 • · * · ···· • · * · * • · · ··· ·· • * *» ·· US-289 vysílací stanici 2J3, vyšlou se k satelitu 25, přijmou se přijímačem 120, převedou se na odchozí frekvenci v modulu 130, zesílí se pomocí TWTA v modulu 132 a vyšlou se po jednom z paprsků. Rádiovému přijímači 29 se TDM signály jeví jako identické, bez ohledu na to, zda prošly palubním zpracovacím zařízením 121 nebo palubním transparentním zařízením 133. Pozice nosných frekvencí každého typu užitečného zatížení 121 a 133 jsou odstupňovány po 920 kHz a obě sítě možných nosných frekvencí jsou navzájem proloženy tak, že pozice nosných obou signálů z obou typů užitečných zařízení 121 a 133 mají rozestupy 460 kHz.

Palubní demultiplexer a demodulátor 122 bude podrobně popsán dále v souvislosti s obr. 6. Jak je ukázáno na obr. 6, SCPC/FDMA nosné, z nichž každá je označena odkazem 136, jsou seřazeny do skupin po 48 kanálech. Na obr. 6 je pro názornost zobrazena pouze jedna skupina 138. Středové frekvence nosných 136 mají rozestupy 38 kHz. Tento rozestup určuje návrhové parametry vícefázových demultiplexerů. V každém satelitu ;25 lze s výhodou přijímat 288 příchozích PRC SCPC/FDMA nosných z množství vysílacích stanic 2J3. Proto se s výhodou použije 6 vícefázových demultiplexerů a demodulátorů 122. Palubní procesor 116 tyto PRC SCPC/FDMA příchozí nosné 136 přijme a převede je do tří odchozích TDM nosných, která každá nese 96 PRC v 96 časových úsecích. Všech 288 nosných se přijímá příchozí anténou 118. Každá skupina 48 kanálů se převede na mezifrekvenci (IF), která se poté filtruje, aby se vybralo frekvenční pásmo obsazené konkrétní skupinou 138. Toto zpracování provádí přijímač 120. Filtrovaný signál se poté vede k anologově-digitálnímu (A/D) převodníku 140 a odtud dále k vícefázovému demultiplexerů 144. Demultiplexer 144 rozdělí 48 SCPC/FDMA kanálů 138 do časově multiplexovaného proudu, který je anologický signálu a který se skládá z QPSK modulovaných symbolů, které na výstupu

23 23 ' * : • * * ·*· ·· • ··· • · · · • · * ·*φ· ·» .»♦ ··* • · ·· ·· US-289 z demultiplexeru 144 tvoří sekvenci obsahu každého z 48 SCPC/FDMA kanálů. Tento TDM proud se směruje k digitálně realizovanému QPSK demodulátoru a diferenciálnímu dekodéru 146. QPSK demodulátor a diferenciální dekodér 146 sekvenčně demoduluje QPSK modulované symboly do digitálních bitů v základním pásmu. Demodulační zpracování zahrnuje časování symbolů a obnovu nosné. Protože modulací je QPSK, z každého symbolu nosné se stane symbol v základním pásmu obsahující dva bity. Na demultiplexer 144 a demodulátor a dekodér 146 se budeme dále v této přihlášce odkazovat jako na demultiplexer/demodulátor (D/D) 148. D/D se obvykle realizuje pomocí vysokorychlostní digitální technologie pracující se známými vícefázovými algoritmy pro demultiplexování příchozích nosných 21. QPSK demodulátor je s výhodou sériově sdíleným, digitálně realizovaným demodulátorem pro obnovování dvoubitových symbolů v základním pásmu. Obnovené symboly 114 z každé PRC nosné 110 se následně diferenciálně dekódují tak, aby se obnovily původní PRC symboly 108 přivedené na vstup kodérů, t j. kanálových distributorů 82^ a 98 vysílací stanice 23 dle obr. 3. Užitečné zatížení satelitu 25 s výhodou zahrnuje šest digitálně realizovaných 48 kanálových D/D 148. Dále jsou na palubě satelitu dva záložní D/D 148, které mají nahradit případné porouchané zpracovací jednotky.

Procesor 116 dle obr. 6 je naprogramován tak, aby prováděl funkce synchronizace a vyrovnávání přenosové rychlosti (rate alignment) (modul 150) na časově multiplexovaném proudu symbolů na výstupu z QPSK demodulátoru a diferenciálního dekodéru 146. Programové vybavení a hardwarové prvky (tj. digitální vyrovnávací paměti a oscilátory) vyrovnávacího modulu 150 jsou podrobněji popsány dále v souvislosti s obr. 7. Vyrovnávací modul 150 kompenzuje rozdíly časování mezi palubními hodinami 152 a časováním symbolů nesenými jednotlivými příchozími PRC nosnými 138 přijatými satelitem 25. Rozdílné časování jednotlivých

24 • » t · ·*·· »· « · * * * ··» Μ

US-289 nosných může být způsobeno jednak různou rychlostí hodin v jednotlivých vysílacích stanicích 23 a také Dopplerovým jevem vyvolaným pohybem satelitu 25 vzhledem k různým vysílacím stanicím 23. 5

Vyrovnávací modul 150 do PRC záhlaví 112 každého obnoveného 432 ms rámce 100 buď přidá symbol hodnoty "0", odstraní symbol hodnoty "0", případně jej ponechá beze změny. Symbol hodnoty "0" je symbol složený z nulové bitové hodnoty 10 v obou kanálech (I a Q) QPSK modulovaného symbolu. PRC záhlaví 112 za normálních okolností obsahuje 48 symbolů a začíná počátečním symbolem hodnoty "0", za kterým následuje 47 dalších symbolů. Pokud je časování symbolů v příchozích hodinách, které QPSK demodulátor 146 obnoví spolu s frekvencí 15 příchozí nosné, a časování palubních hodin 152 synchronní, PRC preambule 112 onoho konkrétního PRC 110 se nezmění. Pokud mají příchozí symboly, časování, které se za palubními hodinami 152 opožďuje o jeden symbol, přidá se na začátek PRC preambule 112 právě zpracovávaného PRC "0" symbol, čímž se 20 její délka prodlouží na 49 symbolů. Pokud mají příchozí symboly časování, které palubní hodiny 152 o jeden symbol předchází, "0" symbol na začátku PRC preambule 112 právě zpracovávaného PRC se odstraní, čímž se její délka zkrátí na 47 symbolů. 25

Jak bylo uvedeno výše, vstupní signál vyrovnávacího modulu 150 tvoří proud obnovených dvoubitových symbolů v základním pásmu pro každý přijatý příchozí PRC s jejich vlastní původní rychlostí. Z D/D 148 odchází celkem 288 30 takových proudů odpovídajících šesti aktivním procesorům 116. Popsána je činnost pouze jediného D/D 148 a jediného vyrovnávacího modulu 150, rozumí se ovšem, že ostatních pět aktivních procesorů 116 na satelitu provádí stejnou činnost. 25 Μ·· • * ·« I » · β • · * »·· *·

·» ►· US-289

Vyrovnání rychlosti PRC symbolů s palubními hodinami 152 zahrnuje tři kroky. Za prvé, symboly se seskupí podobně jako v původních PRC rámcích 110 po 8208 dvoubitových symbolech v každé z vyrovnávací paměti 149 a 151 přepínací paměti 153. To vyžaduje korelaci PRC záhlaví 112 (které obsahuje 47 symbolové jedinečné slovo) pomocí místně uchovávané kopie jedinečného slova v korelátorech 155 tak, aby se zjistila pozice symbolů ve vyrovnávací paměti. Za druhé, určí se počet tiků palubních hodin 152 mezi korelačními impulzy a zjištěná hodnota se použije ke kompenzaci rozdílu rychlostí nastavením délky PRC záhlaví 112. Za třetí, PRC rámec s upraveným záhlavím se s palubním časováním načte do odpovídající pozice v přepínacím a směrovacím paměťovém zařízení 156 (obr. 8). PRC symboly vstoupí zleva do páru přepínacích pamětí 153. Jedna z vyrovnávací paměti 149 nebo 151 se' plní rychlostí příchozího Časování, druhá paměť se zároveň vyprazdňuje rychlostí palubního časování. Obě činnosti se neustále střídají, takže výsledkem je spojitý proud přepínací pamětí 153. Příchozí symboly se zapisují do té vyrovnávací paměti 149 nebo 151, ke které jsou právě připojeny. Zápis do paměti 149 nebo 151 pokračuje až do okamžiku korelačního impulzu. Poté se zápis zastaví a vstupní a výstupní přepínače 161 a 163 se přepnou do opačné polohy. PRC rámec se ve vyrovnávací paměti zachytí tak, aby poslední pozice na výstupním konci vyrovnávací paměti zůstala prázdná, 48 symbolové záhlaví spočívalo v 48 symbolových pozicích a 8160 datových symbolů vyplňovalo prvních (zleva) 8160 pozic. Obsahy obou vyrovnávacích pamětí se bezprostředně poté načítají do výstupu rychlostí palubního časování. Načítání probíhá tak, aby počet symbolů v PRC záhlaví byl 47, 48 nebo 49. Úprava délky PRC záhlaví se provede odebráním nebo přidáním symbolu hodnoty "0" na začátek PRC záhlaví. Délka záhlaví 112 se řídí signálem z čítače 159 rámcových symbolů, který počítá počet symbolů s rychlostí palubního časování,

26 Μ*· *· US-289 které připadnou na periodu PRC rámce. Přepínací se paměť 153 nazývá proto, že se činnosti obou vyrovnávacích paměti 149 a 151 neustále střídají. 5 Korelační impulzy rámce, které přichází z korelátorů 155 tak, jak PRC rámce zaplňuji vyrovnávací paměti 149 a 151, se vyhladí synchronizovaným pulzním oscilátorem (SPC) 157. Vyhlazené synchronizační pulzy se použijí pro zjištění počtu symbolů v rámci. Jejich počet bude 8207, 8208 nebo 8209, což 10 odpovídá délce záhlaví 47, 48, respektive 49 symbolů. Podle této informace se řídí počet symbolů odcházejících z vyrovnávací paměti tak, aby proud symbolů odpovídal palubním hodinám nezávisle na časování původního pozemního terminálu. 15 Pro rozdíly rychlostí očekávané v systému 10 by měly být časy mezi jednotlivými úpravami preambule 112 relativně dlouhé. Například, pro rozdíly časování v řádu 10-6 bude potřeba upravovat PRC preambuli průměrně na jednom ze 123 rámců. Výsledné nastavení rychlosti zajistí, že rychlost 20 symbolů PRC 110 bude přesně synchronní s palubními hodinami 152. Tím se umožní nasměrování bitových symbolů v základním pásmu do správných míst v TDM rámci. Synchronizované PRC jsou na obr. 6 označeny číslem 154. Směrování a přepínání těchto PRC 154 do TDM rámců na palubě satelitu bude popsáno s odkazy 25 na obr. 8.

, Na obr. 6 je znázorněno PRC zpracování v jediném D/D 148. Podobné zpracování bude probíhat také v ostatních pěti * D/D na palubě satelitu. PRC vycházející z každého ze šesti 30 D/D 148, poté co byly synchronizovány a vyrovnány, mají formu sériového proudu se symbolovou rychlostí 48 x 19000 = 912 000 symbolů za sekundu pro každý D/D 148. Sériový proud z každého D/D 148 se, jak je ukázáno na obr. 6, demultiplexuje do 48 paralelních PRC proudů s rychlostmi 19 000 sym/s. Celkový 35 počet PRC proudů vycházejících ze všech šesti D/D 148 na 27 ♦ * · · » » · «»*· ·· ··· • » • · · • · ·· v «Ct *· »·» ·· US-289 palubě satelitu 25 je 288, kde každý proud nese 19 000 sym/s. Na jeden symbol tedy připadá perioda 1/19000 s, tj. přibližně 52.63 ms.

Jak je ukázáno na obr, 8, na výstupu ze šesti D/D 148a, 148b, 148c, 148d, 148e a 148f se v každé periodě příchozích PRC symbolů nachází 288 symbolů. Jednou za periodu PRC symbolů se hodnoty 288 symbolů zapíší do přepínací a směrovací paměti 156. Obsah paměti 156 se načítá do tří prvků 160, 162 a 164 sestavení (assemblerů) odchozích TDM rámců. Pomocí směrovacího a přepínacího prvku 172 se obsah každého z 288 paměťových míst v počtu 2622 množin 96 symbolů načítá do každého ze tří TDM rámců v prvcích 160, 162 a 164 sestavení s periodou 136.8 ms. K načtení dojde jednou za periodu TDM rámce, která je 138 ms. Rychlost čtení 136.8/2622 je tedy větší než doba připadající na jeden symbol. Směrovací přepínač a modulátor 124 má uspořádání přepínací paměti 156, kterou tvoří dvě vyrovnávací paměti 156a a 156b. 288 příchozích PRC označených odkazem 154 se přivádí na vstup směrovacího přepínače a modulátoru 124. Symboly každého PRC mají rychlost 19 000 symbolů za sekundu s časováním, které bylo upraveno podle palubních hodin 152. PRC symboly se paralelně zapisují rychlostí 19 000 sym/s do 288 pozic v té přepínací paměti 156a nebo 156b, která slouží jako vstup. Zároveň se z paměti 156a nebo 156b, která právě slouží jako výstup, načítají symboly předchozího rámce do tří TDM rámců rychlostí 3 x 1.84 MHz. Tato rychlost postačuje k tomu, aby bylo možné simultánně generovat tři TDM paralelní proudy, z nichž jeden každý se směruje k jednomu ze tří odchozích paprsků. Směrování symbolů do jim přiřazeným paprsků řídí přepínač 172 směrování symbolů. Přepínač 172 může symboly směrovat do libovolného jednoho, dvou nebo tří TDM paprsků. Každý TDM proud má rychlost 1.84 Msym/s. Výstupní paměť se časuje pro interval 136.8 ms a pauzy 1.2 ms, což umožní vložení 96 symbolů MFP a 2112 symbolů TSCC. Za povšimnutí

28 » • ΦΦΦ • I » • · Φ· ·#♦ I *·"··· • · · ·· ·· US-289 ··« Φ· stojí, že pro každý symbol, který se načte do více než jednoho proudu, musí existovat nepoužitý a tudíž prázdný příchozí frekvenčně multiplexovaný (FDM - Frequency Division Multiplex) PRC kanál. Vyrovnávací paměti 156a a 156b si s každým rámcem vyměňují úlohy. Přepínání zajišťují přepínací prvky 158a a 158b.

Množiny 96 symbolů se přenesou do 2622 odpovídajících míst v každém TDM rámci (viz obr. 8) . Odpovídající symboly (tj. i-té symboly) všech 96 příchozích PRC se seskupí dohromady do stejného místa v TDM rámci (viz odkaz 166 pro symbol 1) . Obsah 2622 míst v každém TDM rámci se zašifruje přičtením pseudonáhodného bitového vzoru k celé 136.8 ms periodě. Dále se k začátku každého TDM rámce připojí 1.2 ms perioda pro vložení hlavní preambule 168 rámce (MFP - Master Frame Preamble) s 96 symboly a TSCC 170 s 2110 symboly. Celkem má TDM rámec 2622 časových úseků, z nichž každý přenáší 96 symbolů, a 96 symbolů MFP a 2112 TSC, tj. 253 920 symbolů a 1.84 Msym/s.

Směrování PRC symbolů mezi výstupy šesti D/D 148a, 148b, 148c, 148d, 148e a 148f a vstupy prvků 160, 162 a 164 prvků sestavení TDM rámce řídí palubní přepínací jednotka 172, která uchovává instrukce poslané jí po řídicím spoji od SCC 238 (obr. 12) ze země. Každý symbol pocházející z vybraného příchozího PRC symbolového proudu se může směrovat do časového úseku v TDM rámci, který se bude vysílat k požadovanému místu určení paprskem 27. Způsob směrování není závislý na vztazích mezi časem výskytu symbolů v různých příchozích PRC a výskytem symbolů v odchozích TDM proudech. Tím se snižuje složitost užitečného zatížení satelitu 25. Dále, symbol pocházející z vybraného příchozího PRC se může pomocí přepínače 158 směrovat do dvou či tří paprsků 2]_. 29 : :·*··:***: ****US-?89** Činnost rádiového při jímače V této části popíšeme rádiový přijímač 29 pro použití v systému 10 podle vynálezu s odkazy na obr. 9. Rádiový přijímač 29 zahrnuje vysokofrekvenční část (RF) 176 s anténou 178 pro příjem elektromagnetických vln L-pásma a pro předfiltrací pro výběr provozního pásma přijímače (např. 1452 až 1492 MHz). Dále RF část 176 zahrnuje nízkošumový zesilovač 180, který je schopen zesílit přijatý signál s minimálním vlastním šumem a potlačit interferenční signály, které mohou přicházet z ostatních zdrojů vysílání sdílejících provozní pásmo rádiového přijímače 2_9. Směšovač 182 převádí přijaté spektrum na mezifrekvenci (IF). Vysoce výkonný IF filtr 184 vybírá šířku pásma požadované TDM nosné na výstupu směšovače 182 a syntetizátoru 186 místního oscilátoru, který generuje směšovací vstupní frekvence potřebné pro převod požadovaného signálu na střed IF filtru. TDM nosné leží na středových frekvencích rozmístěných na stupnici s 460 kHz rozestupy. Šířka pásma propustnosti IF filtru 184 je přibližně 2.5 MHz. Vzdálenost mezi nosnými je s výhodou nejméně sedm nebo osm rozestupů, čili přibližně 3.3 MHz. RF část 176 je navržena tak, aby vybírala šířku pásma požadované TDM nosné s minimální vlastní interferencí a zkreslením a aby nepřijímala nechtěné nosné, které se mohou vyskytnout v provozním pásmu od 152 do 192 MHz. Ve většině oblastí světa jsou úrovně nechtěných signálů normální, tj. asi o 30 až 40 dB pod úrovní signálů žádoucích, což představuje samo o sobě dostatečnou ochranu před nežádoucími interferencemi. V některých oblastech, například v blízkosti výkonných vysílačů (např. v okolí pozemních mikrovlnných vysílačů veřejných komutovaných šití nebo jiných vysílaných zvukových pořadů) se však vyžaduje taková konstrukce vstupních obvodů, která je schopna zajistit větší odstup od nežádoucích signálů. Šířka pásma požadované TDM nosné získaná z odchozího signálu RF částí 176

♦ · * * * · « Ml • 9 » · «»·« ·· • · 30 • · * « * · ···· ·· ··· ··* ·· · · US-289 se přivede k A/D převodníku 188 a poté k QPSK demodulátoru 190. QPSK demodulátor 190 je navržen tak, aby obnovoval TDM bitový proud vyslaný ze satelitu 25, a to buď palubním zpracovacím užitečným zatížením 121 nebo palubním transparentním užitečným zatížením 133, na vybrané nosné frekvenci. QPSK demodulátor 190 se s výhodou realizuje tak, že se nejprve v A/D převodníku převede IF signál od RF části 176 do digitální formy, ve které se poté podrobí QPSK demodulaci pomocí známého způsobu digitálního zpracování. Demodulace s výhodou použije časování symbolů a obnovu nosné frekvence a rozhodovací obvody, které navzorkují a dekódují symboly QPSK modulovaného signálu do TDM bitového proudu v základním pásmu. A/D převodník 188 a QPSK demodulátor 190 jsou s výhodou součástí čipu 187 obnovy kanálů, jehož úkolem je získávat digitální signál vysílaného kanálu v základním pásmu z IF signálu obnoveného deskou 176 RF/IF obvodů. Obvod 187 obnovy kanálů se skládá z TDM synchronizačního a předikčního modulu 192, TDM demultiplexeru 194 a PRC synchronizátoru a multiplexeru 196, jejichž činnost bude podrobně popsána dále v souvislosti s obr. 10. TDM bitový proud na výstupu z QPSK demodulátoru 190 se přivede k MPF synchronizačnímu korelátoru 200 v TDM synchronizačním a předikčním modulu 192. Korelátor 200 porovná bity přijatého proudu s uloženým vzorem. Pokud byl přijímač předtím bez signálu, korelátor 200 se nejprve přepne do vyhledávacího režimu, ve kterém pouze vyhledává požadovaný MFP korelační vzor a výstupní stranu neovlivňuje. Poté, co korelátor najde korelační událost, přepne se do režimu, némž se hradlo otevírá v časových intervalech, ve který jsou očekávány další korelační události. Pokud ke korelační události v očekávaném intervalu dojde, proces hradlování se opakuje. Pokud ke korelaci dojde v například

31 • * * • * • 4 • · «·« ·· Μ· ·*· • · ·· ·· US-289 pěti po sobě jdoucích časových rámcích, synchronizace je prohlášena za určenou v souhlase se softwarem. Synchronizační práh lze však i změnit. Pokud ke korelaci ve stanoveném počtu po sobě jdoucích časových rámců určených pro dosažení synchronizačního prahu nedojde, korelátor pokračuje ve vyhledávání korelačního vzoru.

Poté, co se synchronizoval, přejde korelátor do synchronizovaného režimu, ve kterém se nastavují jeho parametry tak, aby se maximalizovala pravděpodobnost trvající synchronizace. Pokud se korelace ztratí, přepne se korelátor do zvláštního prediktivního režimu, ve kterém si zachovává synchronizaci předvídáním příchodu další korelační události. Při krátkých výpadcích signálu (např. do 10 sekund) si je korelátor schopen udržet synchronizaci dostatečně přesnou k tomu, aby dosáhl téměř okamžité obnovy poté, co se signál znovu objeví. Takto rychlá obnova je výhodná např. pro podmínky mobilního příjmu. Pokud se po určité době korelace opětovně neustaví, vrátí se korelátor 200 do vyhledávacího režimu. Po synchronizaci na MFP TDM rámce může TDM demultiplexer 194 (blok 202 v obr. 10) obnovit TSCC. TSCC obsahuje informace identifikující provozovatele vysílání jednotlivých programů v TDM rámci a pozice z 96 PRC, v nichž lze jednotlivé programy provozovatelů vysílání najít. Před tím, než se libovolný PRC demultiplexuje z TDM rámce, se část TDM rámce přenášející PRC symboly s výhodou dešifruje. To se provede tak, že v přijímači 2_9 k PRC části přičte stejný šifrovací vzor, jaký byl k PRC části bitového proudu TDM rámce přičten na palubě satelitu 25. Šifrovací vzor je synchronizován pomocí MFP TDM rámce.

Symboly PRC nejsou v TDM rámci seskupeny do spojité oblasti, nýbrž jsou rozmístěny po rámci. PRC část TDM rámce obsahuje 2622 množin symbolů. V každé množině je jeden symbol pro každý PRC v pozicích, které jsou číslovány vzestupně od 1

32 i · '*·· ··· • · .· • · * * • · * ««·· #·

do 96. Tedy, všechny symboly příslušné PRC 1 jsou v první pozici všech 2622 množin. Symboly patřící PRC 2 jsou ve druhých pozicích všech 2622 množin atd., jak je naznačeno blokem 204. Toto uspořádání umístění a číslování symbolů PRC 5 v TDM rámci podle vynálezu minimalizuje velikost paměti potřebné pro přepínání a směrování na palubě satelitu a pro demultiplexování v přijímači. Jak je ukázáno na obr. 9, demultiplexer 194 obnoví TSCC z TDM a předá jej ovládači 220 v přijímači 29 pro zjištění n PRC, po nichž se přenáší 10 konkrétní vysílací kanál. Symboly n PRC příslušných vysílacímu kanálu se získají z časových úseků nedešifrovaného TDM rámce, které jsou identifikovány v TSCC. Přiřazení n PRC k vysílacímu kanálu provede ovládač obsažený v přijímači a naznačený blokem 205 na obr. 10. Ovládač 220 přijme výběr 15 vysílání vložený obsluhou přijímače, zkombinuje tento výběr s PRC informacemi v TSCC a získá a přerovná symboly PRC z TDM rámce tak, aby obnovil n PRC. V blocích 196 a 206 na obr. 9 a 10 se symboly každého z 20 n PRC (např. jak je naznačeno v 207) příslušné vysílacímu kanálu (např. jak je naznačeno v 209) vybraného obsluhou přijímače znovu namultiplexují do FEC kódovaného formátu vysílacího kanálu (BC - Broadcast Channel). Před opětovným multiplexováním se n PRC vysílacího kanálu vyrovná. Vyrovnání 25 je nutné, protože v průběhu zpracování v systému 10 může dojít v časování symbolů k posunu až čtyř symbolů mezi obnovenými PRC vysílacího kanálu. Každý z n PRC vysílacího kanálu má 48 symbolovou preambuli, za kterou následuje 8160 kódovaných PRC symbolů. Při rekomfcinaci těchto n PRC do 30 vysílacího kanálu se provádí synchronizace 47, 48 nebo 49 symbolového záhlaví každého z PRC. Délka záhlaví závisí na časovém vyrovnání provedeném na příchozích PRC v satelitu 25. Synchronizace v přijímači proběhne v korelátoru preambule, který zpracovává 47 naposledy přijatých symbolů PRC záhlaví 35 každého z PRC. Korelátor preambule zjišťuje korelační 33 I ι·»· • * · • · «· • * I Μ» ·· US-289 události a emituje korelační impulz o době trvání odpovídající jednomu symbolu. Na základě relativního času výskytu korelačního impulzu pro n PRC příslušných vysílacímu kanálu a s využitím vyrovnávacích pamětí se šířkou čtyř symbolů lze symbolový obsah n PRC přesně vyrovnat a znovu namultiplexovat tak, aby se obnovil FEC kódovaný vysílací kanál. Opětovné multiplexování n PRC k znovuvytvoření FEC kódovaného vysílacího kanálu s výhodou využije stejnou proceduru rozmístění symbolů, která demultiplexovala FEC kódovaný vysílací kanál do PRC ve vysílací stanici 23r tentokrát však pracující v obráceném pořadí (viz bloky 206 a 208 na obr. 10).

Na obr. 11 je ukázáno, jak se vysílací kanál, který se skládá ze čtyř PRC, v přijímači (blok 196 na obr. 9) obnoví. Na levé straně jsou zobrazeny čtyři přicházející demodulované PRC. Kvůli rozdílům v časování a rozdílným zpožděním nasbíraným na cestě z vysílací stanice 23, přes satelit a k rádiu, mohou být jednotlivé PRC tvořící vysílači kanál navzájem posunuty až o čtyři symboly. Prvním krokem obnovy je proto vyrovnání symbolového obsahu těchto PRC. To se provede pomocí sady FIFO (First in, first out - první dovnitř, první ven) vyrovnávacích pamětí, která má každá délku rovnou rozsahu možného posunutí. Každý PRC má vlastní vyrovnávací paměť 222. Každý PRC se nejprve přivede ke korelátoru 226 záhlaví PRC, který určí okamžik příchodu. Okamžiky příchodu jsou pro každá ze čtyř PRC na obrázku naznačeny korelačními impulzy 224. 2ápis (W - writing) do každé vyrovnávací paměti 222 se zahájí bezprostředně po okamžiku příchodu a pokračuje tak až do konce rámce. Kvůli vyrovnání symbolů PRC začne čtení (R - readíng) ze všech vyrovnávacích pamětí 222 v okamžiku poslední korelační události. Tím se zajistí, že symboly všech PRC se z výstupu vyrovnávacích pamětí 222 (blok 206) načítají synchronizovaně a paralelně. Vyrovnané symboly 228 se dále multiplexují v multiplexeru 230 do jednoduchého

34 34 • » ♦ · # · · »··· ·· ΐ ί « · Mt ··· • · Φ · * «;· ·· ·· ·· OS-289 sériového proudu, který je obnoveným kódovaným vysílacím kanálem 232 (blok 208). Kvůli vyrovnání rychlosti palubních hodin 152 může být délka PRC záhlaví 47, 48 nebo 49 symbolů. Tyto rozdíly se eliminují tak, že korelátor 226 pro zjištění korelační události použije pouze posledních 47 symbolů záhlaví. Těchto 47 symbolů se vybere tak, aby se dosáhlo optimálních výsledků zjišťování korelace, FEC kódovaný vysílací kanál (viz bloky 198 a 210 na obr. 9 a 10) se přivede do FEC zpracovacího modulu 210. Většina chyb, ke kterým dojde v průběhu přenosu mezi pozicemi kodérů a dekodérů, se FEC zpracováním napraví. FEC zpracování s výhodou zahrnuje Viterbiho trellis dekodér, za kterým následuje odstranění prokládání a Reed Solomon dekodér. FEC zpracování obnovuje původní vysílací kanál, který se skládá z n x 16 kbit/s kanálových přírůstků a vlastního n x 224 bitového SCH (blok 212). N x 16 kbit/s segment vysílacího kanálu se přivede k dekodéru, jako je například MPEG 2.5 vrstva 3 zdrojový dekodér 214, pro konverzi zpět do zvukového signálu. Tedy, je k dispozici způsob zpracování signálu ze satelitů v relativně levných rádiových přijímačích. Protože přenos vysílacích programů přes satelity 25 je digitální, podporuje systém 1() celou řadu dalších služeb v digitálním formátu. Jak je uvedeno výše, SCH, který je součástí vysílacích kanálů, tvoří řídicí kanál pro široké spektrum možných budoucích služeb. Lze vyrobit čipové sady, které budou realizovat tyto budoucí služby tak, že k dispozici bude celý TDM bitový proud, jeho demodulovaný formát, demultiplexované TSCC informační bity a obnovený korigovaný vysílací kanál. Rádiové přijímače 29^ se mohou vybavit identifikačním kódem pro jedinečné adresování každého přijímače. Přístup ke kódu mohou zajišťovat bity přenášené v SCH kanálu vysílacího kanálu. Pro mobilní provoz je rádiový přijímač 2_9 podle vynálezu schopen předvídat a

35 • · * · i ··'··· ··; ·«·· #· » »·· US-289 téměř bez zpoždění obnovovat polohu MFP korelačních impulzů s přesností 1/4 symbolu po dobu až deseti sekund. Místní oscilátor časování symbolů, který má krátkodobou přesnost lepší než jedna ze 100 000 000, je s výhodou součástí rádiového přijímače, zvláště potom přenosného přijímače 29b,

Systém pro řízení satelitu a vysílacích stanic

Jak již bylo uvedeno výše, systém 10 může mít jeden nebo více satelitů 25. Na obr. 12 jsou zobrazeny pro názornost tři satelity 25a, 25b a 25c. Systém 10 s několika satelity s výhodou zahrnuje množství TCR stanic 24a, 24b, 24c, 24d a 24e rozmístěných tak, aby byl každý satelit 25a, 25b a 25c přímo viditelný ze dvou TCR stanic. TCR stanice označované obecně odkazem 24^ jsou řízeny z řídicích zařízení regionálního vysílání (RBCF - Regional Broadcast Control Facility) 238a, 238b a 238c. Každé z RBCF 238a, 238b a 238c se skládá z řídicího centra satelitu (SCC - Satellite Control Center) 236a, 236b a 236c, řídicího centra mise (MCC - Mission Control Center) 240a, 240b a 240c a řídicího centra vysílání (BCC - Broadcast Control Center) 244a, 244b a 244c. Každé SCC řídí činnost vlastního a užitečného zatížení satelitu a je místem, kde se nachází velení kosmického segmentu s řídicími počítači a obsluhou. Zařízení je s výhodou obsluhováno po 24 hodin denně techniky vycvičenými v ovládání a řízení satelitů. SCC 236a, 236b a 236c sledují palubní prvky a v podstatě provozují odpovídající satelity 25a, 25b a 25c.

Každá TCR stanice 24 je s výhodou propojena přímo k odpovídajícímu SCC 236a, 236b nebo 236c pevným zálohovaným PSTN okruhem. V každé z oblastí obsluhované satelitem 25a, 25b a 25c rezervuje příslušné RBCF 238a, 238b a 238c vysílací kanály pro zvuk, data a obraz, přiřazuje směrování kanálů kosmického segmentu přes řídicí centrum mise (MCC) 240a, 240b a 240c, ověřuje dodávku služeb, což je důležité pro

36 • · * * • · · ·*·· »» * · ··· *** • * * ·· ·· *· • * US-289 vyúčtování služeb provozovatelům vysílání, a zajišťuje vyúčtování provozovatelům vysílání.

Každé MCC je nakonfigurováno pro programování 5 přiřazování kanálů kosmického segmentu, tj. přiřazování příchozích PRC frekvencí a odchozích PRC TDM úseků. Každé MCC provádí jak dynamické, tak statické řízení. Dynamické řízení zahrnuje řízení časových oken přiřazování, tj. přiřazování zatížení kosmického segmentu na denním, týdenním nebo 10 měsíčním základě. Statické řízení zahrnuje řízení, které se na denním, týdenním nebo měsíčním základě nemění. Prodejní oddělení, které má pracovníky prodávající kapacity kosmického segmentu v příslušné RBCF, poskytuje MCC data, která udávají dostupnou kapacitu a instrukce obsadit prodanou kapacitu. MCC 15 generuje celkový plán obsazení doby a frekvencí v systému 10. Plán se poté přeloží do instrukcí pro palubní směrovací přepínač 172 a pošle se k SCC pro vyslání k satelitu. Plán se může aktualizovat a vysílat k satelitu s výhodou každých 12 hodin. MCC 240a, 240b a 240c také sledují satelitní TDM 20 signály přijaté sledovacím zařízením kanálového systému (CSME - Channel System Monitoring Equipment) 242a, 242b a 242c. CSME stanice ověřují, zda vysílací stanice 2^ dodávají vysílací kanály v rámci specifikace. 25 Každé BCC 244a, 244b a 244c sleduje příslušné pozemní vysílací stanice 23, zda pracují správně v rámci tolerancí vybraných frekvencí, výkonu a zaměření antény. BCC se také mohou spojit s příslušnými vysílacími stanicemi a nesprávně pracující stanice odstavit- Služby technické podpory a zálohu 30 činností každého z SCC s výhodou zajišťuje centrální zařízení 246. Ačkoliv byla pro ilustraci vynálezu zvolena určitá výhodná provedení, je jistě odborníkům zřejmé, že lze tato 37 ·*·· ·· 37 ·*·· ·· • · US-5*89 ** • * * · « * * «*· *· «·# ··» I t provedení různě upravovat a měnit, aniž by se však vybočilo z rozsahu vynálezu vymezeného připojenými patentovými nároky.

Claims (56)

1. 38 ·*·» • · · • · #* 9 9 • * · ··· ·« «ff • I ·« I· ug^2Vir PATENTOVÉ NÁROKY 1. Přijímačová jednotka pro přijímání časově multiplexovaného odchozího datového proudu od satelitu, vyznačující se tím, že zahrnuje: demodulátor klíčování fázovým posunem pro demodulování odchozího datového proudu do proudu symbolů, odchozí datový proud se skládá z časových úseků a satelit jej opatřil předem určeným počtem primárních kanálů v příslušných z úseků; korelátor spojený s demodulátorem pro lokalizování a synchronizování se k hlavní preambuli rámce, kterou do proudu symbolů vložil satelit, korelátor je nakonfigurovaný tak, aby uchovával hlavní korelační vzor rámce odpovídající hlavní preambuli rámce, a naprogramovatelný tak, aby pracoval v jednom z vyhledávacího režimu, prediktivního režimu a synchronizovaného režimu; demultiplexer spojený s korelátorem pro lokalizování řídicího kanálu časových úseků v proudu symbolů, řídicí kanál časových úseků byl do proudu symbolů satelitem vložen pro identifikaci toho, které z úseků obsahují primární kanály příslušné každému z množství provozovatelů vysílání; a vstupní zařízení nakonfigurované tak, aby obsluze umožnilo vybrat jednoho z provozovatelů vysílání, a činné poskytováním výstupního signálu demultiplexeru, demultiplexer je činný vydělováním vybraných z primárních kanálů na základě řídicího kanálu časových úseků a výstupního signálu; kde korelátor je nakonfigurovaný tak, aby poté, co zjistí hlavní korelační vzor rámce, pracoval v prediktivním režimu, ve kterém na výstupu korelátoru v předvídaném časovém intervalu pro příští korelační událost realizuje buď časové hradlování nebo omezování apertury, a v případě, že hlavní korelační vzor rámce nezjistí, pracoval ve vyhledávacím režimu, ve kterém nerealizuje ani časové hradlování ani omezování apertury· 39

   • · * Μ* »· US-289 ·«· *·
2. 2. Přijímačová jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím, že korelátor je nakonfigurovaný tak, aby v synchronizovaném režimu pracoval poté, co v odchozím datovém proudu zjistí hlavní korelační vzor rámce v předem určeném počtu po sobě 5 jdoucích časových rámců, a pracoval v prediktivním režimu v případě, že hlavní korelační vzor rámce při práci v synchronizovaném režimu nezjistí, korelátor se udržuje v provozu v synchronizovaném režimu používáním předvídaného časového intervalu pro určování dalšího hlavního korelačního 10 vzoru rámce.
3. 3. Přijímačová jednotka podle nároku 2, vyznačující se tím, že korelátor je nakonfigurovaný tak, aby se vrátil do práce ve vyhledávacím režimu poté, co v prediktivním režimu hlavní 15 korelační vzor rámce v předem určeném počtu po sobě jdoucích časových rámců v odchozím datovém proudu nezjistí.
4. 4. Přijímačová jednotka pro přijímání časově multiplexovaného odchozího datového proudu od satelitu, 20 vyznačující se tím, že zahrnuje: demodulátor pro demodulování odchozího datového proudu do proudu symbolů, odchozí datový proud se skládá z časových úseků, které mají množství pozic časových úseků, a satelit jej opatřil předem určeným počtem primárních kanálů, každý 25 primární kanál se skládá z množství symbolů, každý 2 množství symbolů se přiřadí časovému úseku tak, aby se množství symbolů odpovídající každému z primárních kanálů rozmístilo po odchozím datovém proudu, množství symbolů každého z primárních kanálů se přiřadí odpovídajícím z množství pozic 30 časových úseků v každém z časových úseků; demultiplexer spojený s demodulátorem pro lokalizování řídicího kanálu časových úseků vloženého do proudu symbolů satelitem pro identifikaci toho, které z pozic časových úseků obsahují množství symbolů nejméně jednoho z primárních kanálů 35 odpovídajících vybranému provozovateli vysílání; 40 ♦ * * · • Φ ♦ »·* *· extrakční zařízení pro vydělování množství symbolů odpovídajících nejméně jednomu primárnímu kanálu vybraného provozovatele vysílání z proudu symbolů podle řídícího kanálu časových úseků; a 5 multiplexer pro multiplexování množství symbolů odpovídajících vybranému provozovateli vysílání do sériového datového proudu vysílacího kanálu.
5. 5. Přijímačová jednotka podle nároku 4, kde provozovatel 10 vysílání použije množství primárních kanálů, vyznačující se tím, že dále zahrnuje vyrovnávací zařízení spojené s extrakčním zařízením a nakonfigurované tak, aby vyrovnávalo množství primárních kanálů vzhledem k sobě navzájem.
6. 6. Přijímačový obvod podle nároku 5, vyznačující se tím, že každý z primárních kanálů zahrnuje záhlaví a vyrovnávací zařízení zahrnuje: vyrovnávací paměť pro každý z množství primárních kanálů; a 20 korelátor spojený s vyrovnávací pamětí a nakonfigurovaný tak, aby určoval okamžik příchodu záhlaví odpovídajícího z primárních kanálů a zahájil zapisování primárního kanálu do vyrovnávací paměti, z vyrovnávací paměti pro každý z množství primárních kanálů se načítá poté, co se zjistí okamžik 25 příchodu záhlaví odpovídajícího poslednímu z primárních kanálů, a tak, aby se generoval sériový datový proud vysílacího kanálu.
7. 7. Způsob obnovení nejméně jednoho primárního kanálu z 30 několika primárních kanálů vyslaných ze satelitu v časově multiplexovaném odchozím datovém proudu, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:

   I*» ·· ·*Φ Φ *Φ • * · * # Φ Φ »*» *· US-289 41 • · · · • · · ···· ·· » ♦ ♦ · ··* • · · · Μ» *· ** US-289 ·*« • t deraodulováni odchoziho datového proudu do proudu symbolu, odchozí datový proud se skládá z časových úseků, které mají množství pozic časových úseků, a satelit jej opatřil předem určeným počtem primárních kanálů, každý primární kanál se skládá z množství symbolů, každý z množství symbolů se přiřadí časovému úseku tak, aby se množství symbolů odpovídající každému z primárních kanálů rozmístilo po odchozím datovém proudu, množství symbolů každého z primárních kanálů se přiřadí odpovídajícím z množství pozic časových úseků v každém z časových úseků; demultiplexování proudu symbolů pro lokalizování řídicího kanálu časových úseků vloženého do proudu symbolů satelitem pro identifikaci toho, které z pozic časových úseků obsahují množství symbolů nejméně jednoho z primárních kanálů odpovídájících vybranému provozovateli vysílání; vydělení množství symbolů odpovídajících nejméně jednomu primárnímu kanálu vybraného provozovatele vysílání z proudu symbolů podle řídicího kanálu časových úseků; a multiplexování množství symbolů odpovídajících vybranému provozovateli vysílání do sériového datového proudu vysílacího kanálu.
8. 8. Způsob podle nároku 7, kde provozovatel vysílání použije množství primárních kanálů, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok vyrovnání množství primárních kanálů vzhledem k sobě navzájem před tím, než se množství symbolů odpovídajících množství primárních kanálů multiplexuje.
9. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že každý z primárních kanálů zahrnuje záhlaví a vyrovnávací krok zahrnuje kroky: zapsání každého z množství primárních kanálů do příslušné vyrovnávací paměti po určení příslušného okamžiku příchodu záhlaví;

   42 • * * * 9 · · t|»» ·* f t Ml • f *** **US-Í89 ·«· ·« čtení z vyrovnávacích pamětí po určení posledního z okamžiků příchodu. 10. Způsob přijímání jednoho z množství vysílacích kanálů vyslaných od satelitu v podobě odchozích signálů, které se skládají z primárních kanálů, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky: demodulování odchozích signálů do časově multiplexovaného bitového proudu v základním pásmu, který se skládá z rámců generovaných satelitem, každý z rámců se skládá z množství časových úseků, každý z časových úseků zahrnuje množinu symbolů, každý symbol v množině symbolů odpovídá příslušnému z primárních kanálů zabírajícímu podobnou symbolovou pozici v každém časovém úseku; lokalizování rámců v bitovém proudu pomocí hlavní preambule rámce vložené do bitového proudu satelitem; vybrání těch symbolů z množiny symbolů v každém časovém úseku nejméně jednoho rámce, které odpovídají nejméně jednomu z primárních kanálů; opětovné multiplexování symbolů odpovídajících nejméně jednomu z primárních kanálů tak, aby se obnovil vysílací kanál, kterému primární kanál přísluší, tak, jak byl původně vyslán k satelitu; a vydělení řídicího záhlaví služby z vysílacího kanálu. 11. Přijímačová jednotka pro přijímání časově multiplexovaného odchozího datového proudu od satelitu, vyznačující se tím, že zahrnuje:

   43 • * * 9 · · IMb ·♦ 9 · 9 *·· 9 9 ,1 99 ·· US-289 ··· ** demodulátor klíčováni fázovým posunem pro demodulování odchozího datového proudu do proudu symbolů, odchozí datový proud se skládá z Časových úseků, které mají množství pozic časových úseků, a satelit jej opatřil předem určeným počtem 5 primárních kanálů v příslušných z úseků, každý primární kanál se skládá z množství symbolů, každý z množství symbolů se přiřadí časovému úseku tak, aby se množství symbolů odpovídající každému z primárních kanálů rozmístilo po odchozím datovém proudu, množství symbolů každého z 10 primárních kanálů se přiřadí odpovídajícím z množství pozic časových úseků v každém z časových úseků; korelátor spojený s demodulátorem pro lokalizování a synchronizování se k hlavní preambuli rámce, kterou do proudu symbolů vložil satelit; 15 demultiplexer spojený s korelátorem pro lokalizování řídicího kanálu časových úseků v proudu symbolů, řídicí kanál časových úseků byl do proudu symbolů vložen satelitem pro identifikaci toho, které z pozic Časových úseků obsahují množství symbolů nejméně jednoho z primárních kanálů 20 odpovídajících každému z množství provozovatelů vysílání; a vstupní zařízení nakonfigurované tak, aby obsluze umožnilo vybrat jednoho z provozovatelů vysílání, a činné poskytováním výstupního signálu demultiplexeru, demultiplexer je činný vydělováním vybraných z primárních kanálů s využitím 25 řídicího kanálu časových úseků a výstupního signálu.
10. 12. Způsob podle nároku ·°r ? 11£, vyznačující se tím, že krok vybrání zahrnuje kroky: lokalizováni řídicího kanálu časových úseků vloženého do 30 bitového proudu satelitem, řídicí kanál ukazuje, které z časových úseků obsahují symboly odpovídající každému z primárních kanálů; a vydělení symbolů odpovídajících jednomu z primárních kanálů vybraných pomocí řídícího kanálu. 35 * * • ··♦ 44 ·*·· ·♦ Φ ··· Φ* • · · · * *" US-^89·
11. 13. Způsob podle nároku jlO (v ori^hj IIP, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok určeni, zda řídicí záhlaví služby obsahuje identifikační kód, který do vysílacího kanálu vložila vysílací stanice před vysláním k satelitu, pro jedinečné adresování rádiového přijímače.
12. 14. Způsob podle nároku &rigiXl If", vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky: ' určení, zda řídicí záhlaví služby obsahuje řídicí data; a provozování rádiového přijímače tak, aby prováděl nejméně jednu z množství funkcí závislých na řídicích datech, množství funkcí zahrnuje provozování rádiového přijímače ve vybraném příjmovém režimu poskytování multimediálních služeb, zobrazování dat, zobrazování obrazů a dešifrování dat pomocí šifrovacího klíče poskytnutého v řídicím záhlaví služby.
13. 15. Rádiový přijímač pro přijímání jednoho z množství primárních kanálů vyslaných v odchozích signálech od satelitu, vyznačující se tím, že zahrnuje: vysokofrekvenční zařízení pro přijímání odchozích signálů;

    45 ···· ·* • · · >·· ·· • · ·· ·· US-289 zařízení obnovy kanálů pro obnovování primárních kanálů z odchozích signálů demodulováním odchozích signálů do časově multiplexovaného bitového proudu v základním pásmu, který se skládá z rámců generovaných satelitem, každý z rámců se 5 skládá z Časových úseků, každý z časových úseků obsahuje množinu symbolů, každý symbol v množině symbolů odpovídá příslušnému z primárních kanálů zabírajícímu podobnou symbolovou pozici v každém časovém úseku, lokalizováním rámců v bitovém proudu pomocí hlavní preambule rámce vložené do 10 bitového proudu satelitem, vybráním těch symbolů z množiny symbolů v každém časovém úseku nejméně jednoho rámce, které odpovídají nejméně jednomu z primárních kanálů, opětovným multiplexováním symbolů odpovídajících nejméně jednomu z primárních kanálů tak, aby se obnovil vysílací kanál, kterému 15 primární kanál přísluší, tak, jak byl původně vyslán k satelitu, a vydělením řídicího záhlaví služby z vysílacího kanálu; a ovládač, který je činný přijímáním řídicího záhlaví služby od zařízení obnovy kanálů a řízením rádiového 20 přijímače tak, aby prováděl množství funkcí zahrnující provozování rádiového přijímače ve vybraném příjmovém režimu poskytování vybrané multimediální služby, zobrazování dat, zobrazování obrazů, dešifrování dat pomocí šifrovacího klíče poskytnutého v řídicím záhlaví služby a reagování na 25 identifikační kód poskytnutý v řídicím záhlaví služby pro jedinečné adresování rádiového přijímače.
14. 16. Způsob vysílání vysílacího programu od provozovatele vysílání k jedné nebo více vzdáleným přijímačovým jednotkám, 30 vyznačující se tím, že zahrnuje kroky; sestavení bitů odpovídajících nejméně částí programu do prvního počtu primárních přírůstků, které mají jednotnou a předem určenou přenosovou rychlost; generování rámce, který má předem určenou dobu trvání a skládá se ze všech primárních přírůstků a záhlaví rámce; 35

    46 ···· ·· * · · ··· ·* « · Μ ·» US-289 rozdělení rámce do symbolů/ každý symbol se skládá z předem určeného a po sobě jdoucího počtu bitů; demultiplexování symbolů rámce do druhého počtu paralelních primárních kanálů, každý z primárních kanálů má 5 stejnou předem určenou dobu trvání jako rámec, symboly se rozdělí v předem určeném pořadí napříč primárními kanály tak, aby se oddělily po sobě jdoucí ze symbolů, každý primární kanál zahrnuje synchronizační záhlaví primárního kanálu pro obnovení primárních kanálů ve vzdálené přijímačové jednotce; 10 a modulování primárních kanálů na odpovídající počet příchozích nosných frekvencí pro vysílání. 17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že záhlaví 15 rámce zahrnuje bity pro řízení přijímačové jednotky.
15. 18. Způsob podle nároku 16, kde program se vyznačuje dvěma službami, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok rozdělení nejméně jednoho primárního přírůstku do dvou částí pro 20 přenášení bitů odpovídajících dvěma službám.
16. 19. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že druhý počet primárních kanálů odpovídá prvnímu počtu primárních přírůstků. 25 20. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že modulační krok zahrnuje krok modulování každého z primárních kanálů pomocí množství modulátorů klíčování kvadraturním fázovým posunem. 30 21. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, že každý symbol se skládá ze dvou bitů.

    47 47 I» I · » · · * · « • * · ·«* · + • * f * «·« • « · · • · · »·«« · · • * * : m * · * * ··* **; USn2S£*
17. 22. Způsob podle nároku 20, vyznačujíc! se tím, že druhý počet primárních kanálů a množství modulátorů klíčování kvadraturním fázovým posunem počtem odpovídá prvnímu počtu primárních přírůstků. 5
18. 23. Způsob podle nároku 16, vyznačujíc! se tím, že předem určeným pořadím je vzestupné pořadí.
19. 24. Způsob vysílání vysílacího programu od provozovatele 10 vysílání k jedné nebo více vzdáleným přijímačovým jednotkám, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky: sestavení programu do prvního celočíselného počtu primárních přírůstků, které mají jednotnou a předem určenou přenosovou rychlost; 15 generování bitového rámce, který má předem určenou dobu trvání a skládá se ze všech primárních přírůstků a záhlaví rámce; zakódování rámce tak, aby vznikl zakódovaný rámec skládající se s bitů zakódovaných pro ochranu dopřednou 20 korekcí chyb; rozdělení zakódovaného rámce do symbolů, každý symbol se skládá z předem určeného a po sobě jdoucího počtu bitů; demultiplexování symbolů do druhého počtu paralelních primárních kanálů, symboly se rozdělí v předem určeném pořadí 25 napříč primárními kanály tak, aby se oddělily po sobě jdoucí ze symbolů, každý primární kanál zahrnuje synchronizační záhlaví primárního kanálu pro obnovení primárních kanálů ve vzdálené přijímačové jednotce; a modulování primárních kanálu na odpovídající počet 30 příchozích nosných frekvencí pro vysílání.
20. 25. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že kódovací krok zahrnuje nejméně jedno kódovací schéma vybrané ze skupiny, kterou tvoří Reed Solomon kódování, prokládání a 35 Trellis konvoluční kódování. 48 ···· ·· » I • ·· ·· * *· US-289 26* Způsob podle nároku 24, vyznačujíc! se tím, že kódovací krok zahrnuje kroky: zakódování rámce podle prvního kódovacího schématu tak, 5 aby se vygeneroval první zakódovaný rámec; prokládání prvního zakódovaného rámce tak, aby se vygeneroval prokládaný zakódovaný rámec; a zakódování prokládaného zakódovaného rámce pomocí druhého kódovacího schématu. 10
21. 27. Způsob podle nároku 26, vyznačující se tím, že prvním kódovacím schématem je Reed Solomon kódovací schéma.
22. 28. Způsob podle nároku 26, vyznačující se tím, že druhým 15 kódovacím schématem je trellis konvoluční kódovací schéma,
23. 29. Způsob podle nároku 26, vyznačující se tím, že předem určeným pořadím je vzestupné pořadí.
24. 30. Systém pro správu satelitu a počtu vysílacích stanic pro generování programů pro vysílání k vzdáleným rádiovým přijímačům po vysílacích kanálech přes satelit, vyznačující se tím, že zahrnuje: řídicí systém satelitu nakonfigurovaný tak, aby 25 generoval řídicí signály pro řízení polohy a oběžné dráhy satelitu a řídicí zpracovací signály pro řízení palubního zpracování programů přicházejících k satelitu z vysílacích stanic a směrování do odchozích časově multiplexovaných nosných; 30 nejméně jeden systém telemetrie, dosahu a řízení spojený s řídicím systémem satelitu a nakonfigurovaný tak, aby komunikoval se satelitem tím, že mu předává řídicí signály a zpracovací signály od řídicího systému satelitu; a 49 *··· • » ·· * · · • Μ ·· • · ·· ·» US-289 řídicí systém mise spojený s řídicím systémem satelitu a vysílacími stanicemi, který je činný přiřazováním vybraných z vysílacích kanálů těm provozovatelům vysílání, kteří chtějí vysílat nejméně jeden z programů přes satelit, uchováváním dat o kanálech týkajících se přiřazení vysílacích kanálů a poskytováním dat o kanálech řídicímu systému satelitu, a vystavováním účtů provozovatelům vysílání na základě počtu jim přiřazených vysílacích kanálů, řídicí systém mise poskytuje provozovatelům vysílání množství voleb, které zahrnují počet vysílacích kanálů rezervovaných pro příchozí vysílání, data a denní časy pro použití rezervovaných vysílacích kanálů a počet časově multiplexovaných signálů v počtu paprsků příslušných satelitu použitých pro odchozí vysílání, řídicí systém mise je činný indikováním toho, které z časově multiplexovaných signálů v paprscích se mají použít, řídicímu systému satelitu a řídicí systém satelitu generuje odpovídající zpracovací signály pro směrování programu do vybraných z paprsků.
25. 31. Systém podle nároku 30, vyznačující se tím, že vysílací kanály odpovídají pozicím frekvencí v předem určeném vysokofrekvenčním spektru a řídicí systém mise je programovatelný tak, aby přiřazoval nesousedící z vysílacích kanálů jednomu z provozovatelů vysílání.
26. 32. Systém podle nároku 31, vyznačující se tím, že řídicí systém mise je činný prováděním defragmentačního procesu opakovaným přiřazování provozovatelů vysílání k různým vysílacím kanálům tak, aby optimalizoval využití příchozího spektra satelitu.

    50 ·♦·· ♦· • · • ΦΙ Μ *· • · US-289
27. 33. Systém podle nároku 30, vyznačujíc! se tim, že dále zahrnuje kanálový monitor služeb spojený s řídicím systémem mise, který je dále prostřednictvím kanálového monitoru služeb činný ověřováním toho, zda jsou programy dodávány s dostatečnou intenzitou signálu a dostatečně nízkou chybovostí, před tím, než vystaví účty poskytovatelům vysílání.
28. 34. Systém podle nároku 30, vyznačujíc! se tim, že dále zahrnuje řídicí centrum vysílání pro sledováni a řízení vysílacích stanic tak, aby se výkonnost vysílacích stanic udržovala v rámci předem určených tolerancí týkajících se přiřazení nosných frekvencí, úrovní vyzářeného výkonu a zaměření antény.
29. 35. Systém podle nároku 30, vyznačujíc! se tim, že dále zahrnuje řídicí centrum vysílání pro sledování a řízení vysílacích stanic a je činný instruováním vysílacích stanic ukončit používání vysílacích kanálů.
30. 36. Systém podle nároku 30, vyznačujíc! se tim, že dále zahrnuje řídicí centrum vysílání pro sledování a řízení vysílacích stanic a je činný generováním a vysíláním příkazů, aby se vysílací stanice odstavila, k nejméně jedné z vysílacích stanic.
31. 37. Systém pro správu satelitu a počtu vysílacích stanic pro generování programů pro vysílání k vzdáleným rádiovým přijímačům po vysílacích kanálech přes satelit, vyznačujíc! se tim, že zahrnuje:

    51 ···· ·· I I * ·*· ·· *· US-289 řídicí systém satelitu nakonfigurovaný tak, aby generoval řídicí signály pro řízení činnosti satelitu, satelit je nakonfigurovaný tak, aby přijímal příchozí spojení, které tvoří kanály vícenásobného přístupu na 5 rozdílných frekvencích, a generoval nejméně dva časově multiplexované odchozí signály, každý se signálů se skládá z množství časových úseků, vysílací stanice jsou činné modulováním programů do primárních přírůstků pro vysílání na vybraných z kanálů vícenásobného přístupu na rozdílných 10 frekvencích, satelit je dále nakonfigurovaný tak, aby směroval primární přírůstky do vybraných z časových úseků v souhlase s řídicími signály; řídicí systém mise spojený s řídicím systémem satelitu a vysílacími stanicemi, který je činný přiřazováním vybraných z 15 kanálů vícenásobného přístupu na rozdílných frekvencích těm provozovatelům vysílání, kteří chtějí vysílat primární přírůstky přes satelit, přiřazováním nejméně jednoho z časově multiplexovaných signálů pro odchozí vysílání primárních přírůstků, uchováváním dat o kanálech týkajících se přiřazení 20 kanálů vícenásobného přístupu na rozdílných frekvencích a časově multiplexovaných signálů a poskytováním dat o kanálech řídicímu systému satelitu pro generováni řídicích signálů; a nejméně jeden systém telemetrie, dosahu a řízení spojený s řídicím systémem satelitu a nakonfigurovaný tak, aby 25 komunikoval se satelitem tím, že mu předává řídicí signály od řídicího systému satelitu.
32. 38. Systém podle nároku 37, vyznačující se tím, že řídicí systém mise je programovatelný tak, aby přiřazoval 30 nesousedící z kanálů vícenásobného přístupu na rozdílných frekvencích jednomu z provozovatelů vysílání. 52 • · 1 ««·· ·* ♦ · * Μ· »· Μ US-289
33. 39. Systém podle nároku 37, vyznačující se tím, že je činný ověřováním úspěšného vysílání primárních přírůstků přes nejméně jeden časově multiplexovaný signál před generováním příslušných účtů pro odpovídajícího provozovatele vysílání. 10
34. 40. Systém podle nároku 37, vyznačující sa tím, že hlavní řídicí systém je činný prováděním dynamického řízení tím, že přiřazuje vybrané z kanálů vícenásobného přístupu na rozdílných frekvencích nejméně vybraným z poskytovatelů vysílání pro periodické a dočasné použití buď na měsíční, týdenní nebo denní bázi.
35. 41. Systém podle nároku 37, vyznačující se tím, že hlavní řídicí systém je činný prováděním statického řízení tím, že 15 přiřazuje vybrané z kanálů vícenásobného přístupu na rozdílných frekvencích vybraným z poskytovatelů vysílání pro v podstatě stálé a exkluzivní používání.
36. 42. Systém podle nároku 37, vyznačující se tím, že dále 20 zahrnuje řídicí systém vysílání spojený s vysílacími stanicemi a činný sledováním vysílacích stanic na určování toho, zda vysílací stanice pracují v rámci předem určených tolerancí týkajících se nejméně jedné z frekvence, výkonu a směrování antén spojených s příslušnou vysílací stanicí. 25
37. 43. Systém podle nároku 37, vyznačující se tím, že dále zahrnuje řídicí systém vysílání spojený s vysílacími stanicemi a činný sledováním vysílacích stanic na určování toho, zda vysílací stanice pracují v rámci předem určených 30 tolerancí, a generováním a vysíláním příkazů, aby se vysílací stanice odstavila, k nejméně jedné z vysílacích stanic. 53 53 I I • · «·· ·· • t • · i * * I ♦ *#»· ·· ·· US-289
38. 44. Zařízení pro přepínání symbolů v paralelních vysílacích kanálech vysílaných jako nosné vícenásobného přístupu po rozdílných frekvencích do časově multiplexovaných datových proudů, vyznačující se tím, že zahrnuje: 5 první a druhou přepínací vyrovnávací paměť, první přepínací vyrovnávací paměť je nakonfigurována tak, aby v sobě uchovávala první množství symbolů v paralelních vysílacích kanálech, druhá přepínací vyrovnávací paměť je nakonfigurována tak, aby v sobě uchovávala druhé množství 10 symbolů v paralelních vysílacích kanálech, druhé množství symbolů v paralelních vysílacích kanálech přišlo ke druhé přepínací vyrovnávací paměti před příchodem prvního množství symbolů v paralelních vysílacích kanálech k první přepínací vyrovnávací paměti; 15 směrovací přepínač spojený s výstupy první a druhé přepínací vyrovnávací paměti; a první prvek sestavení rámce spojený se směrovacím přepínačem, směrovací přepínač je činný řízením zápisu obsahu druhé přepínací vyrovnávací paměti do prvního prvku sestavení 20 rámce.
39. 45. Zařízení podle nároku 44, vyznačující se tím, že dále zahrnuje druhý prvek sestavení rámce spojený se směrovacím přepínačem, směrovací přepínač je činný řízením zápisu obsahu 25 druhé přepínací vyrovnávací paměti do nejméně jednoho z prvního prvku sestavení rámce a druhého prvku sestavení rámce.
40. 46. Zařízení podle nároku 45, vyznačující se tím, že 30 směrovací přepínač je činný řízením zápisu obsahu druhé přepínací vyrovnávací paměti jak do prvního prvku sestavení rámce, tak do druhého prvku sestavení rámce tak, aby generoval dva paralelní časově multiplexované datové proudy. 54 9 54 9

    ♦ * · • ·· ·· • · ·· US-289
41. 47. Zařízení podle nároku 44, vyznačující se tím, že druhá přepínací vyrovnávací paměť je činná uchováváním třetího množství z vysílacích kanálů, směrovací přepínač je činný řízením zápisu obsahu první přepínací vyrovnávací paměti do 5 prvního prvku sestavení rámce.
42. 48. Zařízení podle nároku 44, vyznačující se tím, že první přepínací vyrovnávací paměť je činná tím, že v sobě najednou

    10 symbolů.
43. 49. Zařízení podle nároku 44, vyznačující se tím, že druhá přepínací vyrovnávací paměť je činná tím, že v sobě najednou ^chawává—fv gťígji přepíná)— pouze jediný z druhého množství 15 symbolů.
44. 50. Zařízení podle nároku 44, vyznačující se tím, že první prvek sestavení rámce je činný vkládáním nejméně jednoho rámcového bitu do druhé přepínací vyrovnávací paměti, aby 20 identifikoval symboly uchovávané ve druhé přepínací vyrovnávací paměti jako rámec.
45. 51. Zařízení podle nároku 50, vyznačující se tím, že rámec se skládá 2 časových úseků a první prvek sestavení rámce je 25 činný vkládáním nejméně jednoho bitu představujícího řídicí kanál časových úseků do druhé přepínací vyrovnávací paměti k indikaci toho, ve kterém z časových úseků jsou symboly odpovídající příslušným z paralelních vysílacích kanálů uchovány.
46. 52. Zařízení podle nároku 44, vyznačující se tím, že zařízení je na palubě satelitu a směrovací spínač je řiditelný pomocí řídicích signálů generovaných pozemní stanicí a vysílaných k satelitu. 35 55 .....ϋβ-'Ζθ?
47. 53. Zařízení podle nároku 4 5, vyznačující se tím, že druhý prvek sestavení rámce uchovává nejméně jeden rámcový bit, aby identifikoval v sobě uchovávané symboly jako rámec.
48. 54. Zařízení podle nároku 53, vyznačující se tím, že rámec se skládá z časových úseků a druhý prvek sestavení rámce uchovává nejméně jeden bit představující řídicí kanál časových úseků k indikaci toho, ve kterých z časových úseků jsou uchovány symboly odpovídající příslušným z paralelních vysílacích kanálů.
49. 55. Zpracovací systém satelitního užitečného zatížení pro zpracování příchozího signálu, který sestává z množství nosných vícenásobného přístupu po rozdílných frekvencích, kde na jeden kanál připadá jedna nosná, a mající palubní hodiny, vyznačující se tím, že zahrnuje: vícefázový demultiplexní procesor pro rozdělení příchozích signálů do časově multiplexovaného datového proudu symbolů a postupné posílání symbolů odpovídajících každé z množství nosných na příslušné z frekvencí v příchozím signálu k výstupu vícefázového demultiplexního procesoru; demodulátor klíčování fázovým posunem spojený s výstupem vícefázového demultiplexního procesoru pro demodulování proudu symbolů do odpovídajícího časově multiplexovaného proudu bitů v základním pásmu; a vyrovnávacího zařízení časování pro zpracování časově multiplexovaného proudu bitů v základním pásmu tak, aby se vykompenzoval rozdíl v přenosové rychlosti mezi palubními hodinami a symboly, které odpovídají každé z množství nosných přijatých satelitem, a pro demultiplexování časově multiplexovaného proudu do paralelních, vyrovnaných kanálů. 56 • · · »«*· ·· « t · • Μ ·· US-289
50. 56. Zpracovací systém satelitního užitečného zatížení podle nároku 55, vyznačujíc! se tím, že dále zahrnuje diferenciální dekodér spojený s demodulátorem klíčování fázovým posunem pro obnovení proudu symbolů v případě, že byl proud symbolů pro 5 příchozí nosný signál diferenciálně zakódován.
51. 57. Zpracovací systém satelitního užitečného zatížení podle nároku 55, vyznačující se tím, že demodulátorem klíčování fázovým posunem je demodulátor klíčování kvadraturním fázovým 10 posunem pro demodulování každého ze symbolů do dvou odpovídajících bitů.
52. 58. Zpracovací systém satelitního užitečného zatížení podle nároku 55, vyznačující se tím, že dále zahrnuje přepínací a 15 směrovací procesor pro směrování kanálů do nejméně jednoho z množství časově multiplexovaných odchozích nosných.
53. 59. Vyrovnávací zařízení časování pro satelit, vyznačující se tím, že zahrnuje: 20 palubní hodiny; vstupní přepínač; výstupní přepínač; pár přepínací vyrovnávací paměti, který se skládá z první a druhé vyrovnávací paměti a je spojen se vstupním 25 přepínačem a výstupním přepínačem, první a druhá vyrovnávací paměť přijímá v závislosti na činnosti vstupního přepínače a výstupního přepínače proud digitálních symbolů v základním pásmu obnovený z příchozího signálu, první vyrovnávací paměť z páru vyrovnávacích pamětí přijímá bity podle příchozího 30 časování získaného z příchozího signálu, druhá vyrovnávací paměť z páru vyrovnávacích pamětí v podstatě zároveň vysílá uložený obsah podle palubních hodin, činnosti první a druhé vyrovnávací paměti se pravidelně přepínají v závislosti na činnosti vstupního přepínače a výstupního přepínače; 57 57 « * • · ·»* ·* > * « » • · · »»·* *· - "i * ·· ·» US-289 první a druhý korelátor připojený k první a druhé vyrovnávací paměti, který je činný generováním impulzů tehdy, když zjistí v proudu symbolů v základním pásmu záhlaví označující rámec, pár vyrovnávacích pamětí je činný 5 zapisováním proudu symbolů v základním pásmu do jedné z páru vyrovnávacích pamětí až do okamžiku, kdy nastane impulz, vstupní přepínač a výstupní přepínač se přepnou do opačných stavů, z první a druhé vyrovnávací paměti, která přijala příchozí signál, se do jejího výstupu načítá podle časování 10 palubních hodin; synchronizovaný pulzní oscilátor spojený s prvním a druhým korelátorem, který je Činný generováním vyhlazených pulzu pro každý ze symbolů načítaný na výstup; a čítač spojený s oscilátorem pro počítání vyhlazených 15 pulzú, podle hodnoty čítače se k záhlaví proudu buď přičítá určitý počet bitů, nebo se ze záhlaví proudu odečítá určitý počet bitů.
54. 60. Vyrovnávací zařízení časování pro satelit podle nároku 59, vyznačujíc! se tím, že dále zahrnuje hodiny přijatých symbolů spojené s první vyrovnávací pamětí a druhou vyrovnávací pamětí a činné zapínáním té z první vyrovnávací paměti a druhé vyrovnávací paměti, která je právě připojena ke vstupnímu přepínači, tak, aby přijímala symboly obnovené z 25 příchozího signálu.
55. 61. Vyrovnávací zařízení časování pro satelit podle nároku 59, vyznačující se tím, že dále zahrnuje hodiny palubních symbolů spojené s první vyrovnávací pamětí a druhou 30 vyrovnávací pamětí a činné zapínáním té z první vyrovnávací paměti a druhé vyrovnávací paměti, která je právě připojena ke výstupnímu přepínači, tak, aby odesílala symboly v sobě uložené. 58 ·*«· ·· • · ··· ** '0S-e§9·*
56. 62. Způsob vyrovnání časování příchozích symbolů s palubními hodinami satelitu, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky: naplnění vyrovnávací paměti množstvím symbolů rychlostí přijatých symbolů; korelování symbolů ve vyrovnávací paměti do rámců porovnáním záhlaví vloženého mezi symboly s jedinečným rámcovým slovem tak, aby se lokalizovalo záhlaví mezi symboly uloženými ve vyrovnávací paměti, a generováním korelačního impulzu, když je záhlaví nalezeno; čítání počtu hodinových tiků generovaných palubními hodinami mezi korelačními impulzy; a nastavení délky záhlaví ve vyrovnávací paměti tak, aby se kompenzoval rozdíl v časování mezi časováním přijatých symbolů a palubním časováním symbolů.