CZ170598A3

CZ170598A3 - Satelitní systém přímého rádiového vysílání

Info

Publication number: CZ170598A3
Application number: CZ981705A
Authority: CZ
Inventors: Joseph S. Campanella
Original assignee: Worldspace, Inc.
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 1998-09-16
Also published as: AU1143497A; BR9611882A; NZ324563A; ID16331A; US6249514B1; AP792A; EP0956671A4; OA10793A; US7031272B2; CN1204431A; EA001040B1; IL124715A; UY24393A1; AP9801256A0; JO1942B1; TR199800997T2; PL327068A1; EP0956671A1; MY132366A; CA2238641A1

Description

Satelitní systém přímého rádiového vysílání

Oblast techniky

Vynález se týká oblasti satelitního přímého rádiového vysílání, vynález se týká zvláště vysílacího komunikačního systému, který je nesen satelitem a který využívá frekvenčně multiplexovaných odchozích, tj. ze země k satelitu, spojů a časově multiplexovaných příchozích, tj. k zemi od satelitu, spojů a je určen pro vysílání zvukových (hlasových a hudebních) programů.

Dosavadní stav techniky

Rané satelitní komunikační systémy používaly v kosmu umístěné radiové frekvenční transpondéry, které pracovaly pouze jako jednoduché převaděče. V jednom typickém zapojení vysílá více zdrojů po samostatných frekvencích odchozích nosných vln (odchozí FDMA) a satelitní transpondér vysílá (opakuje) 15 každý signál po samostatných frekvencích příchozích nosných vln (příchozí FDMA). V jiném typickém zapojení více zdrojů vysílá impulsy na stejné frekvenci nosné vlny takovým koordinovaným způsobem, aby spolu impulsy z různých vysílačů nekolidovaly (TDMA), transpondér vysílá všechny signály po jedné příchozího nosné vlně. Další zapojení využívá více antén a palubního přepínání,

0 takže signály z jedné odchozí antény se mohou řízené přepnout na vybranou anténu příchozí.

Mnoho dosavadních systémů vyžaduje nákladná vysílací a/nebo přijímací zařízení. Navíc, navzdory existenci mnoha typů architektur systému nebyl dosud 25 implementován systém, který by umožňoval přímé vysílání zvukových rádiových programů pro levné rádiové přijímače posluchačů.

Podstata vynálezu

V současné době se na Zemi nachází přes čtyři miliardy lidí, kteří mají

0 důvod být nespokojeni s nedostatečnou kvalitou zvuku krátkovlnných rádií, či s *

• 4 * · 4 4 4 4 4 4«* : : .· · : :: : ’ush214:

4« ·♦·· ♦· ♦♦ ·· ·· 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. Satelitní systém přímého zvukového vysílání (DAB - Direct Audio Broadcast) 5 je určen pro zajišťování velmi kvalitních rádiových kanálů, které budou přístupné lidem na celém světě, kteří v současné době přijímají, ač s různými omezeními, pozemní rádiové programy.

Cílem vynálezu je přinést satelitní systém přímého rádiového zvukového 10 vysílání, který je vhodný pro vysílání zvukových signálů, jako jsou hlasové a hudební programy, k levným rádiovým přijímačům posluchačů.

Dalším cílem vynálezu je přinést satelitní systém přímého zvukového vysílání, který je vhodný pro vysílání více zvukových signálů z množství zdrojů a s 15 různými kvalitami signálu, jako jsou kvality mono AM pásma, stereo FM pásma a stereo CD, k levným rádiovým přijímačům posluchačů.

Dalším cílem vynálezu je přinést satelitní systém přímého zvukového vysílání, který je schopný poskytovat jednotlivým provozovatelům vysílání přímý 20 přístup k satelitu a přitom zabránit přijímání neautorizovaného vysílání rádii posluchačů.

Dalším cílem vynálezu je přinést satelitní systém přímého zvukového vysílání, který je schopný poskytovat předplatitelské služby (placený příjem) 25 levným rádiovým přijímačům posluchačů a přitom je schopný tyto služby omezit přijímačům, které tyto služby předplacené nemají a které se nachází ve stejné oblasti.

Uvedených i dalších cílů vynálezu se dosáhne satelitním systémem 30 přímého zvukového vysílání, který má odchozí spoje s vícenásobným přístupem na rozdílných frekvencích (FDMA - Frequency Division Multiple Access) a časově multiplexované (TDM - Time Division Multiplex) příchozí spoje. Vysílací stanice

4

444* • · · 4 4 4 • · · ·· 4 »44 ·: :: :-ug-řjM:

* · 44 4444 vysílá jeden nebo více základních (prime rate) kanálů, z nichž každý přenáší data rychlostí šestnáct kilobitů za sekundu (16 kbit/s). Každý základní kanál se vysílá na samostatné nosné vlně. V satelitu se základní odchozí kanály složí (multiplexují) do jediného TDM kanálu. Rádiové přijímače příchozí TDM rozloží 5 (demultiplexují) a sloučí jeden nebo více základních kanálů tak, aby se dosáhlo vybrané kvality služby. Středisko řízení systému zajišťuje centrální řízení satelitu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude popsán s odkazy na připojené výkresy, na nichž:

Na obr. 1 je znázorněn princip zpracování komunikace v satelitním systému podle vynálezu;

Na obr. 2 je znázorněno přemístění informací z odchozích FDMA kanálů na příchozí TDM kanál v satelitním komunikačním systému podle vynálezu;

Na obr. 3 je znázorněno zpracování satelitního signálu v satelitním komunikačním systému podle vynálezu;

Na obr. 4 je znázorněn satelitní procesor v satelitním komunikačním systému podle vynálezu;

Na obr. 5 je znázorněno uspořádání satelitního transparentního transpondéru v satelitním komunikačním systému podle vynálezu;

Na obr. 6A a 6B je znázorněno zpracování programového signálu v satelitním komunikačním systému podle vynálezu;

Na obr. 7 je znázorněno zpracování programového signálu v přenosném rádiovém přijímači v satelitním komunikačním systému podle vynálezu;

« * • · ·

Příklady provedení vynálezu

Popis systému

Systém se s výhodou skládá ze tří geostacionárních satelitů, levných rádiových přijímačů a příslušných pozemních řídicích sítí. Satelity s výhodou pokrývají oblast Afriky a Arabského poloostrova, oblast Asie a oblast Střední a Jižní Ameriky z následujících geostacionárních oběžných drah:

• 21° východní délky, odkud poskytuje DAB Africe a Střednímu východu;

• 95° západní šířky, odkud poskytuje DAB Střední a Jižní Americe;

• 105° západní šířky, odkud poskytuje DAB jihovýchodní Asii a Tichomoří

Přednostní systém používá frekvenční pásmo 1467 až 1492 MHz, které bylo provozu satelitního vysílání (BSS - Broadcasting Satellite Service) DAB přiděleno na WARC '92, tj. v souhlasu s rezolucemi ITU číslo 33 a 528. Provozovatelé vysílání používají napájecí odchozí spoje v pásmu X, od 7050 do 7075 MHz.

Systém bude používat techniky digitálního kódování zvuku. Každý satelit bude poskytovat celé příslušné ploše pokrytí digitální rádiové zvukové signály, jejichž kvalita bude odpovídat AM mono, FM mono, FM stereo a CD stereo, spolu s pomocnými daty, jako jsou přenášení zpráv (paging), video obrázků a textových informací přímo k rádiím. Systém může poskytovat rovněž multimediální služby, jako jsou přenášení rozsáhlých databází pro obchodní aplikace do osobních počítačů, map a tištěných informací pro cestující, či dokonce barevných obrázků, kterými lze, ať již pro reklamu nebo pro zábavu, vylepšovat zvukové programy.

Každý satelit bude s výhodou vybaven třemi příchozími bodovými paprsky se šířkou paprsku okolo 6°. Každý paprsek pokryje oblast o rozloze přibližně 14 milionů kilometrů čtverečních, na jejímž obrysu bude výkon oproti středu paprsku o 4 dB nižší, a 28 milionů kilometrů čtverečních, na jejímž obrysu bude výkon nižší • «

•U9~£f4_; • · * · o 8 dB. Pokud bude poměr zisk/teplota přijímače -13 dB/K, může být rezerva středu paprsku 14 dB.

Na obr. 1 je princip činnosti satelitního systému podle vynálezu. Odchozí signály 21 od provozovatelů vysílání se vysílají po jednotlivých kanálech vícenásobného přístupu na rozdílných frekvencích (FDMA) z pozemních stanic 23, které se mohou nacházet na libovolném místě s přímou viditelností satelitu s elevačním úhlem větším než 10°. Každý provozovatel vysílání má možnost se spojit se satelitem přímo ze svého zařízení, na jedinou nosnou může umístit jeden 10 nebo více 16 kbit/s základních kanálů. Alternativně mohou provozovatelé vysílání, kteří nemají možnost přímého přístupu k satelitu, využívat uzlové stanice (hub). Využití FDMA pro odchozí spoje nabízí nejvyšší dosažitelnou pružnost pro provoz s nezávislými vysílacími stanicemi.

Konverze mezi odchozími FDMA a příchozími MCPC/TDM se provádí na úrovni základního pásma na palubě satelitu. V satelitu 25 se každý základní kanál vysílaný vysílací stanicí rozloží (demultiplexuje) na jednotlivé 16 kbit/s signály v základním pásmu. Jednotlivé kanály se směrují k jednomu nebo více z příchozích paprsků 27, z nichž každý nese jeden TDM signál. Toto zpracování na úrovni základního pásma poskytuje velké možnosti řízení kanálů co se přiřazování frekvencí jednotlivým odchozím spojům a směrování kanálů mezi odchozími a příchozími spoji týká. Odchozí signály satelit přijímá v X pásmu, pro vysílání je konvertuje do L pásma.

Příchozí spoje využívají pro skládání více kanálů na jednu nosnou časový multiplexing. Vysílání TDM klíče kvadraturního fázového posunutí (QPSK quadrature phase shift key) se provádí pomocí řetězeného kódování dopředné korekce chyb (FEC - Forward Error Correction) a Systém A pomocí Viterbiho FEC kódování.

Na obr. 2 je znázorněno přiřazování základních kanálů z odchozích kanálů vícenásobného přístupu na rozdílných frekvencích (FDMA) příchozím časově • « · · · ··· · · · · ί : .* ·: :: : *us-2i4:

«· ♦·♦· ·* ·· *· multiplexovaným kanálům v satelitním komunikačním systému podle vynálezu. Celková odchozí kapacita je s výhodou mezi dvěma sty osmdesáti osmi (288) a třemi sty osmdesáti čtyřmi (384) základními odchozími kanály 31, z nichž každý má 16 kbit/s. Devadesát šest (96) základních kanálů 33 se vybere a multiplexuje 5 pro vysílání po každém z příchozích paprsků 35. časově multiplexuje na nosnou o šířce pásma přibližně 2.5 MHz. Každý odchozí kanál se může směrovat ke všem, jen některým nebo k žádnému příchozímu paprsku. Pořadí a přiřazení základních kanálů v příchozím paprsku je plně volitelné ze zařízení 24 pro telemetrii, dosah a řízení (TRC - Telemetry, Range and Control).

Nosné frekvence každého z příchozích paprsků se liší, aby se zlepšilo vzájemné odlišení mezi jednotlivými paprsky. Každý TDM příchozí kanál se provozuje při plném užitečném zatížení satelitu tak, aby se dosáhlo maximálního možného využití výkonu spoje. Použitím jedné nosné pro jeden transpondér se 15 dosahuje nejvyšší účinnosti provozu satelitní komunikace ve smyslu převodu solární energie na energii rádiového vysílání. Je to mnohem účinnější hospodaření s energií, než u stávajících technik, které vyžadují simultánní zesilování mnoha FDM nosných zároveň. Systém vytváří vysoké rezervy na straně příjmů vhodné jak pro stabilní, tak mobilní příjem v budovách i mimo ně.

Kapacita, rádiového, kaná.lu

Systém zahrnuje kódování zdroje pomocí metody MPEG 2 Vrstva III, kterou se dosahuje citovaných kvalit při přenosových rychlostech 16, 32, 64 a 128 kbit/s. Četnost chyb systému bude menší než 1O'¹⁰ a systém je tedy vhodný pro přenos 25 digitalizovaných obrázků a dat pro multimediální služby. MPEG 2 vrstva III kódování nabízí vyšší datový kompresní poměr než předchozí standard MPEG 1 vrstva II (hudební) pro stejnou kvalitu zvuku. Digitálně kódované zdrojové bitové rychlosti jsou následující:

· 16 kbit/s pro monotónní hlas • 32 kbit/s pro monotónní hudbu s téměř FM kvalitou • · · · · · · ♦ · · · · ί us«2X4:

·· ···· ♦· ♦ · ·» ♦· • 64 kbit/s pro stereofonní hudbu s téměř FM kvalitou • 128 kbit/s pro stereofonní hudbu s téměř CD kvalitou

Kompresní poměr je téměř 50%, v závislosti na kvalitě a s uvažováním vrstvy II. Kódování MPEG 2 vrstva III je kompatibilní směrem dolů a, pokud je to potřeba, umožňuje používat MPEG 1 vrstva II.

V přednostním provedení má každý satelit vysílací kapacitu v každém paprsku celkem 3072 kbit/s, která se může libovolně zkombinovat z výše popsaných zvukových služeb. To odpovídá následujícím kapacitám každého paprsku:

• 192 monotónních hlasových kanálů, nebo • 96 monotónních hudebních kanálů, nebo • 48 stereofonních hudebních kanálů, nebo • 24 CD stereofonních hudebních kanálů, nebo • libovolná kombinace signálů výše uvedených kvalit.

Celkově bude systém dodávat digitální signály s četností bitových chyb (BER - Bit Error Rate) 10* nebo lepší a bude poskytovat dříve definované rozličné kvality služeb. Hrana pokrytí EIRP TDM nosné bude pro každé příchozí TDM v L pásmu, které satelit vysílá, 49.5 dBW. Takové EIRP, spolu s určitou dopřednou korekcí chyb, zaručuje minimálně 9 dB rezervu pro W⁴ BER při použití základové antény rádiového přijímače. Taková rezerva předchází ztrátě signálu vlivem překážek na cestě mezi satelitem a přijímačem a zajišťuje kvalitní příjem v předpokládané oblasti pokrytí.

Rádiové přijímače v nevýhodných umístěních se mohou napojit k anténě s velkým ziskem nebo k anténě, která se nachází v nezastíněné pozici. Například příjem v rozlehlých budovách může vyžadovat střešní anténu společnou pro celou budovu, případně samostatné příjmové antény umístěné v blízkosti oken. Na obrysu oblasti pokrytí se 4 dB snížením oproti středu budou mít kanály k té · ♦ · • 4 · · 4··· 4 · 44 υ^2ΐ4:

4444 44 44 44 44 intenzitě výkonu, jaká je potřebná pro zajištění četnost bitové chyby 1CF*, odhadovanou rezervu 10 dB. Ve středu paprsku je tato rezerva odhadnuta na 14 dB.

Základní kanály jsou stavební kameny systému, které lze pro dosažení vyšších bitových přenosových rychlostí kombinovat. Základní kanály lze kombinovat do programových kanálů s bitovými rychlostmi až 128 kbít/s. Provozní rezerva se při vyšších bitových rychlostech nemění. Uvnitř 4 dB obrysu bude od většiny rádií satelit viditelný pod elevačním úhlem větším než 60°, takže interference od konstrukcí bude téměř nulová. Uvnitř 8 dB obrysu bude elevační úhel k satelitu větší než 50°, kdy však již k náhodným interferencím vlivem odrazů od nebo clonění konstrukcí může docházet.

Satelit

Systém zahrnuje zpracování základních pásem užitečného zatížení satelitu. Zpracování základních pásem dovoluje vylepšení výkonnosti systému, minimálně v oblastech rozpočtu pro odchozí a příchozí spoje, správy vysílacích stanic a řízení příchozích signálů.

Na obr. 3 je zobrazeno satelitní zpracování signálu v satelitním komunikačním systému podle vynálezu. Kódované základní odchozí nosné se přijímají v X-pásmovém přijímači 41. Polyfázový demultiplexer a demodulátor 43 přijímá 288 jednotlivých FDMA signálů, generuje jeden analogový signál, do kterého časově multiplexuje data všech 288 signálů, a provádí vysokorychlostní demodulaci za sebou jdoucích (sériových) dat. Směrovací spínač a modulátor 45 výběrově směruje jednotlivé kanály sériových dat do všech, některých nebo žádného ze tří příchozích signálů a dále moduluje a konvertuje tři příchozí signály. Zesilovač s postupným polem (TWTA - traveling wave tube amplifier) 47 zesiluje tři příchozí signály, které se směrem k zemi vyzařují z L pásmových vysílacích antén 49. Satelit 25 dále obsahuje demultiplexer 42 a skupinu 44 zesilovače, * 4 • «44 · · 4 · * 4 4 4 4 · ·· 4 444 · · ·* * * · · · · která má uspořádání obvyklé signální bent pipe cesty, která vstupní signály frekvenčně konvertuje pro opětovné vysílání.

Na obr. 4 je zobrazen satelitní procesor 51 základních pásem a přidružené prvky měniče 53 frekvence, který frekvenci snižuje, a měniče 52 frekvence, který frekvenci zvyšuje, satelitního komunikačního systému podle vynálezu. V děliči 61 měnič 53 frekvence přijímá 288 nosných v širokopásmovém vstupu. Dělič poskytuje osm výstupních portů 600 MHz, z nichž každý může přenášet čtyřicet osm (48) odchozích základních kanálů (stále nemodulované na samostatné nosné). První, zálohovaný dle vzorce osm pro šest, měnič 63 frekvence (který pracuje ve spojení se syntetizátorem 64) výběrově snižuje frekvenci libovolného vybraného vstupu na mezifrekvenci okolo 140 MHz. Ačkoliv je v měniči frekvence k dispozici osm cest, pro 288 základních kanálů je jich potřeba pouze šest.

Druhý, opět zálohovaný dle vzorce osm pro šest, měnič 65 frekvence (který pracuje ve spojení s místním oscilátorem 66) snižuje vybrané vstupy s mezifrekvenci na signál základního pásma s frekvencí okolo 3 MHz. Obdobně jako u prvního měniče, i zde je k dispozici osm cest, ačkoliv potřeba je jich pouze šest.

Procesor 51 základních pásem obsahuje osm zálohovaných řetězců analogově - digitálních převodníků 54 a demodulátorů 55. Každý A/D převodník přijímá jeden signál, který obsahuje čtyřicet osm základních kanálů stále na samostatných nosných. Demodulátor zahrnuje polyfázový demultiplexer/demodulátor, který vytváří jeden výstup s časově multiplexovanými informacemi ze základních kanálů. Směrovač (router) 56 obsahuje digitální paměť, která umožňuje uložení proudů sériových dat ze všech vybraných řetězců z demodulátoru v té podobě, jaké byly přijaty, a čtení a vysílání dat každého z 288 kanálů na libovolný z pěti zálohovaných výstupních cest. Současně jsou aktivní tři cesty (každá projeden příchozí paprsek), zbylé cesty jsou záloha. Každá výstupní cesta přijímá paralelně data devadesáti šesti základních kanálů. Každý základní kanál může být čten a vysílán na žádnou, některé nebo všechny výstupní cesty.

Φ • · • · Φ·

Prvky 57 křížové matice slouží k časovému multiplexování dat z 96 vybraných základních kanálů do jednoho TDM digitálního signálu. Modulátory 58 a digitálně - analogové převodníky 59 generují signály základního pásma, které jsou modulované klíčováním kvadraturního posunutí fáze a mají šířku pásma okolo 3 MHz. První, zálohovaný dle vzorce pět pro tři, měnič 67 frekvence (spolu s místním oscilátorem 68) moduluje vybrané signály základního pásma na mezifrekvenci okolo 140 MHz. Druhý, opět zálohovaný dle vzorce pět pro tři, měnič 69 frekvence (spolu se syntetizátorem 70) zvyšuje frekvenci vybraných signálu s mezifrekvenci do L pásma (do blízkosti 1500 MHz).

Každá nosná se poté zesílí na výkon 300 W v zesilovači, který se skládá z mnoha paralelně zapojených elektronek s postupnou vlnou (TWT - Traveling Wave Tube). Protože se v každé elektronce zesiluje pouze jedna nosná, lze elektronky provozovat blízko jejich maximálního nasyceného výkonu. Takový způsob provozu, jedna nosná na elektronku, dovoluje mnohem účinnější využití palubních zdrojů energie, než je dosažitelné obvyklými způsoby s více FDMA. Výsledkem je zisk 3 až 4 dB na výkonu příchozích kanálů. Šířka pásma potřebná pro každou nosnou je 2.5 MHz. Nosné se v pásmu mohou umístit do libovolných center frekvencí, mezi nimiž jsou rozestupy 500 kHz. Rozestupy mezi nosnými na jednom satelitu musí být alespoň 2.5 MHz.

Každý satelit bude vybaven rovněž transparentním transpondérem, jehož uspořádání je zřejmé z obr. 5. Dělič 71 rozděluje širokopásmový odchozí signál do pěti cest, z nichž každá má šířku okolo 600 MHz. Zálohovaný, dle vzorce pět ze tří, měnič 73 frekvence (spolu se syntetizátorem 74) snižuje signál s rádiovou frekvencí vybrané cesty na mezifrekvenci okolo 140 MHz. Zálohované, opět dle vztahu pět ze tří, filtry 75 pracující s povrchovou akustickou vlnou (SAW - Surface Acoustic Wave) odstraňují šum v odchozím signálu. Zálohovaný, dle vzorce pět ze tří, měnič 77 frekvence (spolu se syntetizátorem 76) převádí filtrované signály na mezifrekvenci do L pásma s frekvencí okolo 1400 MHz. Toto uspořádání převádí dalších 96 základních kanálů na příchozí MCPC časově multiplexovanou nosnou, která byla zformována již v pozemní uzlové vysílací stanici. Jedna taková • · · * φ φ · «··· • · · Φ · · Φ Φ Φ Βφφ ιι .:λ ’úsŤ^ň.^: stanice může sloužit všem třem paprskům, nebo může být každému paprsku přiřazena jiná uzlová stanice. Každá převedená MCPC časově multiplexovaná nosná bude mít stejný tvar příchozí vlny, stejný výkon, opačnou polarizaci a/nebo rozdílnou frekvenci než nosná generovaná na palubě satelitu. Tedy, celková kapacita každého paprsku bude 192 základních kanálů.

Vysoká úroveň zálohování palubních přijímačů, digitálních procesorů a výstupních výkonových zesilovačů zaručuje 12 letou životnost každého satelitu. Každý satelit rovněž ponese dostatek paliva, které jej umožní udržovat v požadované poloze s odchylkou ± 0.11 po dobu 15 let.

Rámce časového multiplexu mají trvání 1 sekundy, každý je označen synchronizačním slovem, které obsahuje 40 symbolů. Příchozí MCPC (Multiple Channel Per Carrier - více kanálů v jedné nosné) časově multiplexovaná nosná má kapacitu 1.767688 milionů QPSK symbolů za sekundu.

Satelity jsou v průběhu celé doby životnosti řízeny pozemním řídicím střediskem a spravovány podle požadavků provozu střediskem řízení mise. Bitové rychlosti a následně také kvality se mohou podle požadavků v libovolném paprsku směšovat. Komplex bitová rychlost/kvalita provozu lze snadno měnit z pozemního střediska a může být rozdílný v určitých hodinách dne. V přednostním provedení se může přiřazení kanálů měnit od hodiny k hodině podle programu vytvořeného s 24 hodinovým předstihem. Rádiové přijímače, které se řídí informacemi, které jsou zahrnuty v každém základním kanálu, automaticky zvolí ty základní kanály, které jsou nezbytné pro vytvoření uživatelem zvoleného zvukového programu.

Odchozí .vysílací stanice

Na obr. 6A a 6B je zpracování programového signálu v satelitním komunikačním systému podle vynálezu. Na obr. 6A jsou zobrazeny pouze dva zdroje 101, ale je zřejmé, že lze přidat další kanály s obdobným zpracováním signálu. Zdroje signálu 101 podstoupí nejprve MPEG 2 vrstva III kódování 103.

• · · · · · 4 ··«· · 4 4 4 · 4 · * 4 4 Λ

4 4 4 4 4 4 4 4 ···4 4

·..·.:.. ·..· ·..· us_r£ w

Zdrojové kódované digitální signály různých programových kanálů se poté kódují pro dopřednou korekci chyb podle schématu řetězeného kódování kanálů, které zahrnuje 255,223 Reed Solomon blokový kodér 105, za kterým následuje blokové prokládání 107 a ještě dále 1/2 Viterbi konvoluční kodér 109.

Takové schéma zřetězeného kódování přispívá k nízké četnosti bitových chyb systému. Kódování kanálů násobí bitovou rychlost, která je potřebná pro přenos, faktorem 2x255/223. Tedy, základní rychlost se po kódování zvýší na 36.72 kbit/s.

V závislosti na požadované kapacitě programového kanálu se v dalším kroku kódované programové kanály rozdělí mezi několik kódovaných základních vysílacích kanálů. Na příklad 128 kbit/s kanál se rozdělí do osmi kanálů následovně:

Symbol 1 do fyzického kanálu 1

Symbol 2 do fyzického kanálu 2

Symbol 3 do fyzického kanálu 3

Symbol 4 do fyzického kanálu 4

Symbol 5 do fyzického kanálu 5

Symbol 6 do fyzického kanálu 6

Symbol 7 do fyzického kanálu 7

Symbol 8 do fyzického kanálu 8

Symbol 9 do fyzického kanálu 1 atd.

Řídicí slovo 111 v každém kódovaném základním kanálu identifikuje skupinu digitálního signálu, ke které přísluší, a nese instrukce, které přijímači umožní zkombinovat kódované základní kanály tak, aby získal kódovaný programový kanál. Příkladné osmdesáti (80) bitové řídicí slovo je:

Počet bitů

Indikace

Počet příbuzných sestav (00 = žádné, 4 příbuzné sestavy je maximum)

Identifikační číslo sestavy (00 = Sestava #1,11= Sestava #4)

Typ sestavy (0000 = Zvuk, 0001 = Obraz, 0010 = Data, jiné typy nebo vyhražené)

Počet 16 kbit/s základních kanálů v sestavě (000 = 1 kanál, 001 = 2 kanály, .... 111=8 kanálů)

Identifikační číslo základního kanálu (000 = kanál 1, .... 111 - kanál 8)

Počet podsestav (000= 1, .... 111 =8)

Počet 16 kbit/s základních kanálů v podsestavě (000= 1, ..., 111 =8)

Identifikační číslo podsestavy (000 = Sestava #1, .... 111 = Sestava #8)

Blokování sestav/podsestav (000 = bez blokování, 001 = blokování typu 1, .... 111= blokování typu 7)

Vyhražené

CRC

Část řídícího slova, která udává počet vzájemné spojených sestav, umožňuje vytvoření vztahu vzájemného spojení mezi různými skupinami sestav. Například, provozovatel si může přát poskytovat navzájem spojené zvukové, 5 obrazové a datové služby, jako jsou elektronické noviny se zvukovým textem a dodatečnými informacemi. Identifikační číslo sestavy identifikuje číslo sestavy, jejíž je kanál částí. Počet 16 kbit/s základních kanálů v sestavě určuje počet základních kanálů v sestavě. Počet podsestav a počet 16 kbit/s základních kanálů v podsestavě určuje vztahy v rámci sestavy, jako je například v CD kvality stereo 10 sestavě užití čtyř základních kanálů pro levý stereo signál a čtyř jiných základních kanálů pro pravý stereo signál. Alternativně může být hudbě přiřazeno více hlasových signálů pro hlasatele, každý hlasový signál v jiném jazyce. Počet 16 kbit/s základních kanálů v podsestavě určuje počet základních kanálů v podsestavě. Identifikační číslo podsestavy identifikuje číslo podsestavy, 15 jejíž je kanál částí.

β ·

• ·« · · • · ♦ · ♦ · · •..Us-au

Bity blokování sestav/podsestav umožňují výběrové blokování vysílaných informací. Například, v některých státech může být zakázána reklama na alkohol. Rádia vyráběná pro takovou zemi mohou mít předem nastavený kód, případně se kódem mohou opatřit jiným způsobem, který způsobí, že rádio bude reagovat na blokovací signál a onu určitou informaci zablokuje.

Jak je zřejmé z obr. 6A bude každý základní kanál organizován do rámců, které budou obsahovat alespoň záhlaví, kterým se bude zajišťovat časová souvztažnost mezi vysílací stanicí a satelitem. Záhlaví může obsahovat jedinečné slovo, které identifikuje začátek blokového kódování každého rámce. Dále může záhlaví zahrnovat blok časovačích bitů obsahující 12-14 bitů. Když jsou vysílací stanice a satelit v synchronizaci, obsahuje blok bitů 13. Pokud dojde vlivem rozdílů v oscilátorech v satelitu a vysílací stanici k opožďování nebo předbíhání vysílací stanice o jeden bit, blok časovačích bitů se příslušně zkrátí nebo prodlouží. Všechny kanály mohou použít stejné záhlaví. Pokud se zdroj rozdělí mezi více základních kanálů, měla by být záhlaví všech těchto kanálů shodná. Mezi různými vysílacími stanicemi neexistuje časová synchronizace. Přidání řídicího slova a záhlaví zvyšuje bitovou rychlost základního kanálu na 36.826 kbit/s.

Každý kódovaný programový zdroj se rozdělí do jednotlivých základních kanálů. V zobrazeném příkladě se skládá programový zdroj ze čtyř základních kanálů, které představují FM stereo signál. Druhý programový zdroj se skládá ze šesti základních kanálů, kterých lze použít jako téměř CD stereo signál, případně FM stereo signál spojený s 32 bitovým datovým kanálem (např. pro přenos obrazového signálu pro zobrazení na LCD (liquid crystal display) rádiového přijímače. Nebo se alternativně může, jak je zobrazeno na obr.6B, šest základních kanálů použít jako 96 kbit/s vysílací datový kanál. Každý základní kanál se moduluje samostatným QPSK modulátorem 117 na mezifrekvenci. Měnič 119 frekvence přemísťuje jednotlivé základní kanály na FDMA pásmo odchozího spoje a kanály se přes zesilovač 121 a anténu 123 vysílají. Pro vysílání

··· ·

US^±2*14* elementárních (16 kbit/s) kanálů používají odchozí vysílací stanice VSÁT signály a malé (o průměru 2 až 3 m) antény.

Základní odchozí signály se k satelitu přenášejí po jednotlivých nosných s vícenásobným přístupem na rozdílných frekvencích (FDMA - Frequency Division Multiple Access). Celkem se v odchozím paprsku k satelitu může vysílat až 288 odchozích základních nosných. Pozemní terminály malých provozovatelů vysílání vybavené parabolickými anténami o průměru 2.4 m a zesilovači o výkonu 25 W mohou k satelitu snadno vysílat 128 kbít/s programový kanál (který se skládá z 8 10 základních kanálů) z místa, které se nachází v zemi původu programu.

Alternativně se mohou programové kanály přes pronajaté PSTN pozemní spojení napojit na sdílené pozemní terminály odchozího spoje. Systém má takovou odchozí kapacitu, že každá ze zemí nalézajících se v oblasti pokrytí může mít svůj vlastní satelitní kanál rádiového vysílání.

Rád i o vé _př_ij í m ače

Rádiový přijímač je zamýšlen takový, který bude poskytovat maximální užitek při minimálních nákladech. Nejlevnější rádiové přijímače se základní výbavou by měly uživatele přijít asi na US $50, za předpokladu masové produkce 20 zákaznických integrovaných obvodů (ASIC - Application Specific Integrated Circuit), a budou napájeny solární energií nebo z baterií. Rádio bude přijímal signál v L pásmu, demodulovat jej, vybírat užitečný zvukový signál z TDM proudu a expandovat zvuk do jeho původní formy.

Na obr. 7 je znázorněno zpracování programového signálu v přenosném rádiovém přijímači satelitního komunikačního systému podle vynálezu. Takový levný rádiový přijímač, vybavený malou kompaktní drátovou anténou 131 se ziskem okolo 4 až 6 dBi, prakticky nebude vyžadovat zaměření a bude se automaticky ladit na vybrané kanály. Lépe vybavené a dražší přijímače budou mít 30 alternativně antény schopné dosáhnout zisku 10 až 12 dBi. Protože takové antény budou již směrové, budou se pro dosažení nejlepšího možného příjmu zaměřovat.

Λ.

Jedno provedení takové antény se skládá z pole drátových antén. Pole se může zabudovat do povrchu skříně přijímače, připojit jako odklápěcí víko skříně, případně může být zcela oddělitelné a s rádiem propojené tenkým, několik metrů dlouhým koaxiálním kabelem. Dalším druhem antény může být šroubovice pracující buď v režimu příčného nebo podélného vyzařování. Zaměřování se provádí natáčením antény v azimutu i elevaci. Oddělitelná anténa se může upevnit na malý podstavec nebo do okenního rámu a zaměřit pro co nejlepší příjem. 10 dBi anténa má šířku paprsku přibližně 65°a bude tedy snadné ji pro dosažení optimálního příjmu zaměřit na satelit. Směrovost takové antény dále vylepší příjem v lokalitách, kde by jinak odrazy působily nežádoucí interference. Fázované pole, tyčová anténa s velkou šířkou paprsku v jednom směru, ale malou v druhém (tj. vějířová anténa) je další možností. Další možnou anténou je spirálová anténa pro příjem mimo budovy i ve většině budov. V určitých prostředích (betonové nebo kovové budovy) může kvalitní příjem vyžadovat použití vnější antény. Pro příjem v mobilních objektech postačí anténa se ziskem 4 dBi, která se upevní na vozidlo. Jednoduchá anténa takového typu bude pracovat velmi dobře v otevřeném prostoru s velkými elevačními úhly, kde nebude docházet k výrazným vícenásobným odrazům. Ovšem v oblastech, kde se vyskytují mnohonásobné odražeče, jako jsou středy měst, a kde jsou elevace menší než 60“, může být nutné přijmout opatření k potlačení vícenásobné interference. Jedním takovým opatřením může být použití dvou nebo tří antén se 4 dBi ziskem upevněných na vozidle v prostorově různých pozicích. Tyto antény se mohou dynamicky sčítat pro dosažení směrovostí nebo kombinovat tak, aby se v daném okamžiku dosáhlo maximálního signálu. Další alternativou je instalace řiditelné vějířové směrové antény se ziskem 10 dBi, která bude neustále sledovat satelit. Tato poslední myšlenka je velmi nákladná, ale lidé, kteří si to mohou dovolit, ji mohou dávat přednost, neboť jim umožní maximální využití systémem nabízené vysoké kvality programů. Jak se budou v příštím desetiletí satelitní mobilní systémy rozšiřovat, lze očekávat pokles cen elektronicky řiditelných anténních polí na dostupnější úroveň.

··♦· ·· · · ··· · » · · · · · ·· US^r214

Pro přenos signálu od satelitu k přijímači se využívá časového multiplexingu, techniky více kanálů v jedné nosné (MCPC). Každý základní (16.056 kbit/s) kanál zabírá svůj vlastní časový interval v časově rozděleném proudu. Takové základní kanály se pro přenášení programového kanálu 16 až 128 kbit/s kombinují. Použití digitálních technologií umožňuje přidat k rádiovému programu pomocné služby, jako jsou pomalu se pohybující obrázky, zasílání zpráv (paging, mailing), použití plochých obrazovek nebo sériových rozhraní. Tato data a informace lze multiplexovat s kanály zvukového digitálního signálu.

Každý rádiový přijímač nacházející se v oblasti pokrytí se může naladit na jednu z vysílaných TDM nosných s kapacitou 1.767688 milionů symbolů za sekundu. Jak je ukázáno na obr. 7, nízkošumový zesilovač 133 satelitní signál zesílí a ten se dále vede do čipové sady 135. Čipová sada 135 zahrnuje přijímač 137, demodulátor 139. časový demultiplexer 141 (který obnovuje základní kanály) a FEC (Forward Error Correction - dopředná korekce chyb) dekodér 143. Výstupem čipové sady 135 ie digitální signál v základním pásmu.

Instrukce, které přijímač potřebuje pro řízení slučování kódovaných základních kanálů do kódovaného programového kanálu jsou obsaženy v řídicím slově, které je součástí každého kódovaného základního kanálu. Obnovený sloučený kódovaný programový kanál se dekóduje a odstraní se prokládání (deinterleaving). Výsledkem je obnovení původního bitového proudu v základním pásmu v podobě, v jaké do systému vstoupil v pozemním terminálu provozovatele vysílání. Obnovený bitový proud se dále konvertuje zpět na analogový zvukový signál ve zdrojovém dekodéru 145. Systém může reprodukovat zvuky různé kvality, od AM mono až po CD stereo, v závislosti na bitové rychlosti programového kanálu.

Uživatel bude přijímač ovládat pěti prvky. Veškeré informace se budou objevovat na 80 znakovém LCD zobrazovací. Všechny řídicí funkce systému bude ovládat 8 bitový mikroprocesor s integrovaným LCD ovládačem. Integrovaný LCD

Φ »

ovládač umožní použít levné LCD bez vlastní logiky a sníží počet potřebných částí. Mikroprocesor bude zahrnovat 16 kB ROM a 512 kB RAM.

PjpdplatiteJská.s.lužba

Systém muže zahrnovat rovněž předplatitelskou službu, která zaručí, že určité programové kanály lze přijímat pouze poté, co předplatitel (vlastník nebo uživatel přijímače) za službu zaplatil. Provozovatel vysílání předplatitelského kanálu vysílání zašifruje. Přijímače, které nemají službu předplacenu, budou přijímat pouze šum připomínající signál. Přijímače předplatitelů budou k dešifrování předplatitelského kanálu autorizovány. Dešifrování se dosáhne dešifrovacím klíčem.

Autorizace lze dosáhnou několika způsoby. V prvním způsobu vloží předplatitel do přijímače čipovou nebo paměťovou kartu s autorizací dešifrovat vybraný kanál. Čipová karta může být rovněž vybavena platebním programem, který zohledňuje čas a použití, nebo lze použít debetní kartu, která se inicializuje zaplacenou částkou, ze které se v průběhu používání odečítá (když klesne částka na nulu, musí předplatitel zaplatit za dodatečnou autorizaci). Ve druhém způsobu předplatitel předá svůj přijímač autorizovanému zástupci, který požadovanou autorizaci do přijímače nahraje přes digitální datový port. Ve třetím způsobu bude mít každý přijímač jedinečné identifikační číslo a provozovatel vysílání zahrne do vysílacího návěští řídicí kanál s jedním bitem na rámec. Když předplatitel zaplatí za službu, vysílací kanál se přijímači ozve a poskytne mu autorizační signál. Bez ohledu na způsob je přednostním řešením řízení autorizace speciálně navržený mikročip, buď v čipové kartě nebo v samotném přijímači.

Po seznámení s výše popsanými provedeními vynálezu je odborníkům zřejmo mnoho variací, které spadají do myšlenkového okruhu a rozsahu vynálezu. Výše popsaná provedení jsou však pouze příkladná a není jejich účelem vymezit rozsah vynálezu, který je definován následujícími nároky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Komunikační systém, vyznačující se tím, že se skládá z:

množství odchozích spojů s rozdílnými frekvencemi, kde každý zahrnuje informační kanál;

kosmického segmentu, který přijímá odchozí spoje, obnovuje data z informačních kanálů v odchozích spojích na původní data v základním pásmu a slučuje data z vybraných informačních kanálů do nejméně jednoho časově multiplexovaného signálu;

nejméně jednoho časově multiplexovaného příchozího spoje, který zahrnuje časově multiplexovaný signál; a vysílací stanice pro vysílání zdrojového signálu rozděleného mezi vybrané z množství odchozích spojů s rozdílnými frekvencemi, každý z vybraných odchozích spojů zahrnuje informaci, která označuje vybrané odchozí spoje jako vzájemně spojené.
2. Komunikační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje množství odchozích spojů s jednotnou přenosovou rychlostí.
3. Komunikační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že odchozí spoje každý tvoří nejméně jeden kanál s jednotnou přenosovou rychlostí a zvukový zdrojový program se rozdělí mezi množství kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí.
4. Komunikační systém podle nároku 3, vyznačující se tím, že zvukový zdrojový program se vyznačuje jednou z množství kvalit služeb pro vysílání zvukového signálu, které zahrnuje kvalitu amplitudově modulovaného mono signálu, kvalitu frekvenčně modulovaného mono signálu, kvalitu frekvenčně modulovaného stereo signálu a kvalitu stereo signálu z optického disku.

• ·
5. Komunikační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje rádiové přijímání časově multiplexovaného příchozího spoje a generování výstupu z volitelného množství informačních kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí.
6. Komunikační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že vysílací stanice vysílá zvukový signál jako množství vzájemně spojených odchozích spojů s rozdílnými frekvencemi, každý odchozí spoj zahrnuje informaci, která označuje odchozí spoje jako vzájemně spojené.
7. Komunikační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že vysílací stanice vysílá šifrovaný zvukový signál jako množství vzájemně spojených odchozích spojů s rozdílnými frekvencemi, každý odchozí spoj zahrnuje informaci, která označuje odchozí spoje jako vzájemně spojené.
8. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje řídicí stanici satelitu, která kosmickému segmentu říká, aby překonfiguroval směrování vybraných odchozích informačních kanálů do příchozího spoje.
9. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje řídicí stanici satelitu, která kosmickému segmentu říká, aby překonfiguroval směrování vybraných odchozích informačních kanálů do množství příchozích spojů.
10. Komunikační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že se dále skládá z množství časově multiplexovaných příchozích spojů.
11. Komunikační systém podle nároku 10, vyznačující se tím, že se dále skládá z řídicí stanice satelitu, která kosmickému segmentu říká, aby překonfiguroval směrování vybraných odchozích informačních kanálů do vybraných z množství časově multiplexovaných příchozích spojů.

« · · » · · • · · · ·
12. Komunikační systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že informační kanál tvoří data vybraná ze skupiny, která sestává ze zpráv (paging), videa, grafických obrázků, databázových dat, dat přenášených souborů, map a textů.
13. Rádiový přijímač pro použití v komunikačním systému, který zahrnuje množství odchozích spojů s rozdílnými frekvencemi a časově multiplexovaný příchozí spoj, který zahrnuje informace ze vzájemně spojených odchozích spojů, vyznačující se tím, že se skládá z:

demodulátoru;

demultiplexeru; a dekodéru, který generuje výstupní signál složený z informací ze sestavy vzájemně spojených odchozích spojů.
14. Přijímač podle nároku 13 pro použití v komunikačním systému, který zahrnuje množství šifrovaných odchozích spojů s rozdílnými frekvencemi, vyznačující se tím, že dále zahrnuje volitelné řídicí zařízení, které dešifruje šifrovaný odchozí spoj jako odpověď na autorizační signál.
15. Komunikační systém pro vysílání a příjem programů, vyznačující se tím, že se skládá z:

množství frekvenčně multiplexovaných odchozích spojů, každý odchozí spoj zahrnuje nejméně jeden informační kanál, programy sestávají z různého počtu kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí, které se každý vyznačuje minimální přenosovou rychlostí signálu, informační kanál v každém odchozím spoji tvoří nejméně jeden kanál s jednotnou přenosovou rychlostí, který odpovídá příslušnému kanálu programů, každý kanál s jednotnou přenosovou rychlostí má odpovídající řídicí slovo, systém je programovatelný tak, aby slučoval kanály s jednotnou přenosovou rychlostí odpovídající nejméně jednomu programu a umístěné v různých informačních kanálech do skupiny digitálního signálu, která má vyšší přenosovou rychlost signálu než je minimální přenosová rychlost signálu, a aby opatřoval řídicí slovo v každém kanálu s jednotnou přenosovou ·· • · · · • · ·· • · · · · ·

US-2Í4·’ ·♦ rychlostí ve skupině digitálního signálu nejméně jedním bitem, aby ukázal, že kanál s jednotnou přenosovou rychlostí patří ke skupině digitálního signálu;

kosmického segmentu, který přijímá odchozí spoje, obnovuje data z informačních kanálů v odchozích spojích na původní data v základním pásmu a slučuje data z vybraných informačních kanálů do nejméně jednoho časové multiplexovaného signálu;

nejméně jednoho časově multiplexovaného příchozího spoje, který zahrnuje časově muítiplexovaný signál.
16. Systém podle nároku 15, vyznačující se tím, že každé řídicí slovo tvoří data vybraná ze skupiny, která sestává z bitů, které představují počet vzájemně spojených skupin digitálního signálu, bitů, které jedinečně identifikují skupinu digitálního signálu, ke které kanál s jednotnou přenosovou rychlostí přiřazený řídicímu slovu patří, bitů, které představují počet kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí v odpovídající skupině digitálního signálu, bitů, které představují počet kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí odpovídající řídicímu slovu, bitů, které představují počet podsestav tvořících nejméně jednu skupinu digitálního signálu, bitů, které představují počet kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí v podsestavě, a bitů, které jedinečně identifikují podsestavu.
17. Systém podle nároku 15, vyznačující se tím, že se dále skládá z přijímače nakonfigurovaného tak, aby přijímal časově muítiplexovaný příchozí spoj, demultiplexoval kanály s jednotnou přenosovou rychlostí v časově multiplexovaném příchozím spoji a sloučil vybrané informační signály, které odpovídají programu, s pomocí řídicího slova.
18. Způsob vysílání programu přes kosmický segment k nejméně jednomu přijímači, vyznačující se tím, že se skládá z kroků:

formátování programu na množství kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí, každý kanál s jednotnou přenosovou rychlostí má odpovídající řídicí slovo, které ukazuje, že kanál s jednotnou přenosovou rychlostí je vzájemně spojen s dalšími kanály s jednotnou přenosovou rychlostí;

US‘214* modulování kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí do různých z množství odchozích spojů s rozdílnými frekvencemi;

zpracování odchozích spojů přes kosmický segment tak, aby se kanály s jednotnou přenosovou rychlostí obnovily jako data v základním pásmu; a směrování dat v základním pásmu na vybrané časové intervaly v nejméně jednom časově multiplexovaném příchozím signálu.
19. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že krok směrování tvoří krok směrování dat v základním pásmu na vybrané časové intervaly ve vybraných z množství časově multiplexovaných příchozích signálů.
20. Způsob podle nároku 19, vyznačující se tím, že se dále skládá z kroku generování řídicích signálů, kterými se dynamicky řídí směrování dat v základním pásmu na jeden z příchozích signálů kosmickým segmentem.
21. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že krok formátování tvoří krok slučování zvukového programu s pomocnými daty vybranými ze skupiny, která sestává ze zpráv (paging), videa, grafických obrázků, databázových dat, dat přenášených souborů, map a textů, do určitého počtu vzájemné spojených kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí.
22. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že se dále skládá z kroků: přijetí časově multiplexovaného příchozího signálu od kosmického segmentu;

demultiplexování časově multiplexovaného příchozího signálu pro obnovení kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí, které jsou v něm přenášeny; a sloučení kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí, které odpovídají programu, s pomocí řídicího slova.
23. Přijímač pro přijímání časem řízeného multiplexovaného příchozího signálu, který se skládá z množství časově multiplexovaných kanálů, vyznačující se tím, že se skládá z:

«« antény pro přijímání příchozího signálu;

demodulátoru pro demodulaci příchozího signálu pro obnovení časově multiplexovaného bitového proudu; a demultiplexeru pro demultiplexování množství základních kanálů z časově

5 multiplexovaného bitového proudu, každý základní kanál zahrnuje řídicí slovo, které ukazuje, ke kterému z množství vysílaných programů každý základní kanál patří, a pro sloučení základních kanálů, které odpovídají vybranému vysílanému programu, s pomocí řídicího slova.

10
24. Přijímač podle nároku 23, vyznačující se tím, že každý základní kanál je kanál s jednotnou přenosovou rychlostí.
25. Přijímač podle nároku 24, vyznačující se tím, že různý počet kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí se slučuje tak, aby vznikl příslušný z množství 15 vysílaných programů, které mají různé bitové rychlosti, a tím, že přijímač obnovuje kanály s jednotnou přenosovou rychlostí, které odpovídají vybranému vysílanému programu, s pomocí řídicího slova v každém z kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí.

20
26. Přijímač podle nároku 25, vyznačující se tím, že množství vysílaných programů se vyznačuje různými kvalitami služby, které odpovídají různým bitovým rychlostem.
27. Přijímač podle nároku 26, vyznačující se tím, že vybraný vysílaný program 2 5 se vyznačuje kvalitou služby, která se vybere ze skupiny, která sestává z kvality amplitudově modulovaného mono signálu, kvality frekvenčně modulovaného mono signálu, kvality frekvenčně modulovaného stereo signálu a kvality stereo signálu z optického disku.

30
28. Přijímač podle nároku 23, vyznačující se tím, že vybraný vysílaný program se skládá z první skupiny základních kanálů v množství základních kanálů, které odpovídají zvukovému programu, a druhé skupiny základních kanálů v množství

US*214 základních kanálů, které odpovídají pomocnému programu, řídicí slovo v každém ze základních kanálů první skupiny a druhé skupiny zahrnuje data, která spojují první skupinu a druhou skupinu s vybraným vysílaným programem a základní kanál, který odpovídá řídicímu slovu, s jednou z první skupiny a druhé skupiny.
29. Přijímač podle nároku 28, vyznačující se tím, že pomocný program tvoří nejméně jeden typ dat vybraný ze skupiny, která sestává z videa, textu, grafiky, signálů zpráv, databázových dat a dat přenášených souborů.

10 30. Přijímač pro přijímání šifrovaného, časem řízeného multiplexovaného příchozího signálu, který se skládá z množství časově multiplexovaných kanálů, vyznačující se tím, že se skládá z:

antény pro přijímání příchozího signálu;

demodulátoru pro demodulaci příchozího signálu pro obnovení časově 15 multiplexovaného bitového proudu;

demultiplexeru pro demultiplexování množství základních kanálů z časově multiplexovaného bitového proudu, každý základní kanál zahrnuje řídicí slovo, které ukazuje, ke kterému z množství vysílaných programů každý základní kanál patří, a pro sloučení základních kanálů, které odpovídají vybranému vysílanému 20 programu, s pomocí řídicího slova; a zařízení předplatitelské služby, které přijímač zneschopní tak, aby nemohl příchozí signál dešifrovat, dokud se přijímači neposkytne autorizační signál, a které přijímač uschopní tak, aby příchozí signál dešifrovat mohl, poté, co se přijímači autorizační signál poskytne.

31. Přijímač podle nároku 30, vyznačující se tím, že zařízení předplatitelské služby tvoří vstupní zařízení pro kartu poskytnutou uživatelem, která nese data představující dešifrovací klíč pro nejméně jeden z časově multiplexovaných kanálů, vstupní zařízení má takové uspořádání, aby zjistilo data na kartě a 3 0 dešifrovalo nejméně jeden z časově multiplexovaných kanálů.

« v • · · · · φ

USr.214’

32. Přijímač podle nároku 31, vyznačující se tím, že karta poskytuje uživateli digitální způsob placení vybraný ze skupiny, která sestává z poskytnutí kreditního účtu uživateli pro placení za používání karty pro dešifrování jednoho z časově multiplexovaných kanálů a poskytnutí debetního účtu a odečítání takové částky z

5 debetního účtu, která odpovídá použití karty, zařízení předplatitelské služby přijímač zneschopní, když má debetní účet nulový zůstatek.

33. Přijímač podle nároku 30, vyznačující se tím, že zařízení předplatitelské služby tvoří paměťové zařízení pro uchování dešifrovacího klíče, šifrovací klíč se

1 o paměťovému zařízení poskytne až poté, co je uživatel autorizován přijímač použít.

34. Přijímač podle nároku 30, vyznačující se tím, že zařízení předplatitelské služby tvoří vstupní zařízení pro umožnění vložit jedinečný identifikační kód uživatelem, vybraný vysílaný program zahrnuje autorizační kód, zařízení

15 předplatitelské služby porovná autorizační kód a jedinečný identifikační kód a přijímač zneschopní, pokud nejsou autorizační kód a jedinečný identifikační kód stejné, a přijímač uschopní, pokud autorizační kód a jedinečný identifikační kód stejné jsou.

20 35. Způsob přijímání vysílaného programu přes kosmický segment přijímačem, vyznačující se tím, že se skládá z kroků:

přijetí časově multiplexovaného příchozího signálu od kosmického segmentu, časově multiplexovaný příchozí signál se skládá z množství kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí, které odpovídají vysílanému programu, každý

2 5 kanál s jednotnou přenosovou rychlostí má řídicí slovo, které ukazuje, že kanál s jednotnou přenosovou rychlostí je vzájemně spojen s dalším kanálem s jednotnou přenosovou rychlostí;

demultiplexování časově multiplexovaného příchozího signálu pro obnovení kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí, které signál přenáší; a
30 sloučení kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí, které odpovídají vysílanému programu, s pomocí řídicího slova.

««

US—2Ϊ4·*

36. Způsob formátování programů pro vysílání přes kosmický segment k nejméně jednomu přijímači, vyznačující se tím, že se skládá z kroků:

rozdělení každého z programů na určitý počet kanálů s jednotnou

5 přenosovou rychlostí, každý kanál s jednotnou přenosovou rychlostí se vyznačuje minimální přenosovou rychlostí signálu;

opatření každého kanálu s jednotnou přenosovou rychlostí řídicím slovem; sloučení kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí, které odpovídají nejméně jednomu programu, do skupiny digitálního signálu, která má vyšší

10 přenosovou rychlost signálu než je minimální přenosová rychlost signálu; a opatření řídicího slova v každém kanálu s jednotnou přenosovou rychlostí ve skupině digitálního signálu nejméně jedním bitem, který ukazuje, že kanál s jednotnou přenosovou rychlostí patří ke skupině digitálního signálu.

15 37. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že se dále skládá z kroku opatření dat pro každé řídicí slovo, data se vybírají ze skupiny, která sestává z bitů, které představují počet vzájemně spojených skupin digitálního signálu, bitů, které jedinečně identifikují skupinu digitálního signálu, ke které kanál s jednotnou přenosovou rychlostí sdružený s řídicím slovem patří, bitů, které představují počet

20 kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí v odpovídající skupině digitálního signálu, bitů, které jedinečně identifikují kanál s jednotnou přenosovou rychlostí, který odpovídá řídicímu slovu, bitů, které představují počet podsestav, které tvoří nejméně jednu skupinu digitálního signálu, bitů, které představují počet kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí v podsestavě, a bitů, které jedinečně identifikují

25 podsestavu.

38. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že se dále skládá z kroku opatření takových dat pro každé řídicí slovo, která ukazují, co ze zvuku, videa či dat tvoří odpovídající kanál s jednotnou přenosovou rychlostí.

39. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že se dále skládá z kroku opatření blokovacích bitů pro řídicí slovo vybraných kanálů s jednotnou « ♦ · • · · · přenosovou rychlostí, které brání přijímání alespoň části vybraných kanálů s jednotnou přenosovou rychlostí přijímačem.

40. Způsob generování signálu pro vysílání k přijímači, vyznačující se tím, že

5 se skládá z kroků generování množství kanálů a opatření každého z kanálů řídicím slovem, řídicí slovo tvoří data vybraná ze skupiny, která sestává z bitů, které představují počet vzájemně spojených skupin digitálního signálu, každá ze skupin digitálního signálu se skládá z určitého počtu z množství kanálů, bitů, které jedinečně identifikují skupinu digitálního signálu, ke které jeden z množství kanálů 10 sdružený s řídicím slovem patří, bitů, které představují určitý počet z množství kanálů v odpovídající skupině digitálního signálu, bitů, které jedinečně identifikují ten kanál mezi množstvím kanálů, který odpovídá řídicímu slovu, bitů, které představují počet podsestav, které tvoří nejméně jednu skupinu digitálního signálu, bitů, které představují určitý počet kanálů z množství kanálů v 15 podsestavě, bitů, které jedinečně identifikují podsestavu, bitů, které ukazují, co ze zvuku, videa či dat tvoří odpovídající kanál z množství kanálů, a blokovacích bitů, které brání přijímání nejméně podsestav z vybraných kanálů z množství kanálů přijímačem.