CZ20003260A3 - Digitální vysílací systém s přímým satelitním vysíláním a pozemním převaděčem - Google Patents

Abstract

Digitální vysílací systém kombinuje satelitní systém přímého rádiového vysílání, který má různé možnosti modulace odchozího signálu, a pozemní síť převaděčů (18), která rovněž využívá různé možnosti modulace opakovaně vysílaného signálu, pro dosažení vysoké dostupnosti přijmu v zastavěných oblastech, příměstských oblastech a venkovských oblastech, včetně geograficky otevřených oblastí a oblastí vyznačujících se velkými výškovými rozdíly. Mobilní, stabilní a přenosné rádiové přijímače (14) mají kombinovanou architekturu pro přijímání satelitních a pozemních signálů a pravděpodobnostní kombinování přijatých signálů. Pozemní převaděč (18) přijímá TDM satelitní signál a vysílá jej přeformátovanýjako MCM pozemní signál. Pozemní převaděče (18) mohou mít různé uspořádání podle toho, zda jde o příjem uvnitř nebo vně budov.

Description

Digitální vysílací systém s přímým satelitním vysíláním a pozemním převaděčem/

Oblast techniky

Vynález se týká digitálního vysílacího systému.

Digitální vysílací systém podle vynálezu je kombinací satelitního systému přímého rádiového vysílání, který má různé možnosti příchozího (tj. směrem k zemi) vysílání, a pozemní sítě převaděčů, která má různé možnosti opakovaného vysílání. V digitálním vysílacím systému podle vynálezu se dosáhne vysoké kvality příjmu signálu mobilními, stabilními i přenosnými rádiovými přijímači v zastavěných oblastech, v okrajových čtvrtích metropolí i na venkově, a to v oblastech geograficky otevřených i oblastech vyznačujících se terénem se značnými výškovými rozdíly.

Dosavadní stav techniky

Na přijímače ve stávajících systémech pro přenos digitálních zvukových rádiových služeb (DARS - digital audio rádio Service) mají značný vliv vícenásobné cesty šíření signálu, v jejichž důsledku se významně snižuje kvalita příjmu, což se projevuje například slábnutím signálu nebo mezisymbolovou interferencí (ISI - inter-symbol interference) . Projevy slábnutí signálu na vysílacích kanálech k přijímačům mohou záviset na frekvenci, zvláště v zastavěném prostředí nebo geografických oblastech, v nichž převažují místa bez přímé viditelnosti (LOS - line of sight) satelitu. Místa přímo pod satelitem (dále označovaná jako subsatelitní bod) mají přirozeně největší elevační úhel, pro místa od subsatelitního bodu vzdálená se elevační úhel zmenšuje. S tím, jak se prodlužuje vzdálenost mezi subsatelitním bodem a místem příjmu, zvětšuje se i úhel, který svírají radiály vycházející ze středu Země a procházející subsatelitním bodem a místem příjmu. Místa v

	2	• · * * • · · »··· ··· ♦* «	• · · · »
okolí subsatelitního	bodu se	obvykle těší	prakticky
neblokovanému přímému	satelitnímu	příjmu a potřeba	pozemního

zesílení signálu od satelitu je tedy minimální. Pokud se však LOS elevační úhel zmenší pod 85°, může být clonění vysokými budovami nebo geologickými vyvýšeninami (tj. v řádu 30 metrů) významné. Pro dosažení uspokojivého pokrytí pro mobilní, stabilní a přenosná rádia v zacloněných oblastech je potřeba vysílání opakovat z pozemní stanice. V oblastech s relativně nízkou výškou budov nebo geologických útvarů (tj. v řádu 10 m) je clonění nevýznamné při LOS elevačních úhlech větších než 75°. Ve středních a vysokých zeměpisných šířkách oblasti pokrytí z jednoho nebo více satelitů je tedy pro dosažení uspokojivého příjmu signálu žádoucí vysílání opakovat z pozemní stanice. Existuje tedy potřeba přinést způsob zajištění uspokojivého příjmu rádiového signálu, ve kterém se kombinuje přímé satelitní vysílání a opakované pozemní vysílání satelitního příchozího signálu.

Podstata vynálezu

V prvním aspektu vynález přináší digitální vysílací systém (DBS - Digital Broadcast System), který na jedné straně odstraňuje množství nevýhod vlastních stávajícím vysílacím systémům a na druhé straně množství nových výhod přináší. DBS podle vynálezu zahrnuje TDM (Time Division Multiplexing - časové multiplexování) satelitní napájecí systém pro digitální vysílání zvuku (DAB - Digital Audio Broadcast) a jiných digitálních informací, který se zkombinuje se sítí pozemních převaděčů (repeater) pro opakované vysílání satelitních příchozích signálů k rádiovým přijímačům. Pozemní převaděče se nakonfigurují tak, aby využívaly modulačních technik tolerantních k šíření signálu po vícenásobných cestách.

Ve druhém aspektu vynálezu pracují satelitní napájecí systém a pozemní převaděč s různými nosnými frekvencemi.

« ····

US^38’

Pozemní převaděče využívají modulačních technik tolerantních k šíření signálu po vícenásobných cestách.

V dalším aspektu vynálezu využívají satelitní napájecí 5 systém a pozemní převaděč modulačních technik tolerantních k šíření signálu po vícenásobných cestách a mohou se nakonfigurovat tak, aby v závislosti na typu signálu používaly buď stejné nebo různé nosné frekvence. Satelitní napájecí systém přednostně využívá TDM nebo CDMA (Code

Division Multíple Access - kódové multíplexování) signálů. Pozemní převaděč pracuje přednostně se k vícenásobným cestám tolerantními druhy signálu, jako jsou CDMA, AETDM (Adaptive Equalized TDM - adaptivní vyrovnané časové multíplexování), CFHATDM (Coherent Frequency Hopping Adaptively Equalized TDM

- koherentní adaptivně vyrovnané časové multíplexování se změnami frekvence) nebo MCM (Multíple Carrier Modulation modulace na vícenásobné nosné, vícenosná modulace).

V dalším aspektu vynálezu vysílá jediný geostacionární satelit příchozí signály, které mohou přijímat rádiové přijímače v místě přímé viditelnosti satelitu a pozemní převaděče. Každý z pozemních převaděčů se nakonfiguruje tak, aby ze satelitního signálu obnovil digitální signál v základním pásmu a namoduloval signál pomocí MCM pro opakované vysílání k rádiovým přijímačů. Rádiové přijímače se nakonfigurují tak, aby mohly přijímat jak QPSK (Quadrature Phase Shift Keyed - klíčováním kvadraturním fázovým posunutím) modulovaný TDM bitový proud, tak MCM proud. Rádiové přijímače se naprogramují tak, aby z vysílacího kanálu demodulovaného z TDM bitového proudu a vysílacího kanálu demodulovaného z MCM bitového proudu vybíraly pomocí výběrového kombinátoru (diversity combiner) ten, který byl obnovený s nejmenšími chybami.

* φ

φ φφφ • US^V438*

V dalším aspektu je vynálezem DBS, který zahrnuje dva geostacionární satelity v kombinaci se sítí pozemních převaděčů. Pozemní převaděče se nakonfigurují tak, aby zpracovaly satelitní příchozí signály do signálu v základním pásmu a ten namodulovaly pomocí MCM. Rádiové přijímače se nakonfigurují tak, aby prováděly výběrovou rozhodovací logiku pro výběr ze tří různých signálů - dvou satelitních signálů a MCM pozemního signálu. Rádiový přijímač používá pravděpodobnostní kombinování dvou přímých satelitních signálů a přepínacího kombinování mezi pozemním opakovaně vyslaným MCM signálem a výstupem z pravděpodobnostního kombinátoru.

V dalším aspektu vynálezu se vysílací kanál může vybrat ze tří různých signálů pomocí pravděpodobnostního kombinování všech tří signálů, tj. z časnějšího a pozdějšího přímého satelitního signálu a MCM signálu z pozemního převaděče.

Přehled obrázků -qů. výkreaetJi

Uvedené a další rysy a výhody vynálezu budou zřejmé z následujícího podrobného popisu vynálezu s odkazy na doprovodné výkresy, které tvoří nedílnou část přihlášky a na nichž:

Na obr. 1 je digitální vysílací systém pro vysílání satelitních signálů a pozemních signálů podle provedení vynálezu;

Na obr. 2 je schéma digitálního vysílacího systému, který zahrnuje satelit a pozemní převaděč podle provedení vynálezu;

Na obr. 3 je blokové schéma postupu generování MCM signálu podle provedení vynálezu;

···· ·· ·* ·· · · · · • « · · * · · ft 4 4 ···«»·

I 4 4 · · 4 φ

.........US-*438**

Na obr. 4 je blokové schéma části rádiového přijímače pro demodulování MCM signálu podle provedení vynálezu;

Na obr. 5 je blokové schéma demodulace MCM signálu podle provedení vynálezu;

Na obr. 6 je blokové schéma části rádiového přijímače pro demodulování TDM signálů podle provedení vynálezu;

Na obr. 7 je blokové schéma demodulace QPSK TDM signálu podle provedení vynálezu;

Na obr. 8 a 9 jsou bloková schémata výběrového kombinování v rádiových přijímačích podle provedení vynálezu;

Na obr. 10 je systém kombinování tří různých signálů pomocí pravděpodobnostní rozhodovací jednotky podle provedení vynálezu;

Na	obr.	11 je blokové schéma demultiplexování TDM
signálu	podle	provedení vynálezu;
Na	obr.	12 je systém kombinování	bitových proudů
obnovených v	rádiovém přijímači pomocí	pravděpodobnostní

rozhodovací jednotky, která kombinuje časnější satelitní signál a pozdější satelitní signál, a pomocí přepínacího kombinátoru, který vybírá ze signálu pozemního převaděče a výstupu z pravděpodobnostní rozhodovací jednotky, podle provedení vynálezu;

Na obr. 13 je uspořádání pro vnitřní příjem vysílacího signálu podle provedení vynálezu; a

Na obr. 14 je uspořádání pozemních převaděčů rozmístěných podél silnice podle provedení vynálezu.

• ·

OS-V38··

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je zobrazen digitální vysílací systém (DBS) 10, který zahrnuje nejméně jeden geostacionární satelit 12. Satelitní signál přijímají přijímače 14, které se nachází v místech přímé viditelnosti satelitu (LOS) . Pro účely časové a/nebo prostorové různosti (diverzity), jak bude uvedeno dále v souvislosti s obr. 6 a 7, může být součástí systému 10 další geostacionární satelit 16. Systém 10 dále zahrnuje nejméně jeden pozemní převaděč 18 pro opakované vysílání satelitních signálů do těch míst v geografických oblastech 20, v nichž je přímý příjem znemožněn vysokými budovami, terénem nebo jinými překážkami. Rádiový přijímač 14 je s výhodou uspořádán pro duální provoz tak, aby mohl přijímat satelitní signály i pozemní signály a jeden z těchto signálů vybírat.

Jak bylo uvedeno výše, vynález přináší DBS 10, který zaručuje optimalizovaný příjem ve stabilních, přenosných a mobilních rádiových přijímačích. DBS 10 podle vynálezu kombinuje přímý příjem signálu ve formátu optimalizovaném pro satelitní vysílání s opakovaným vysíláním přímého satelitního signálu od satelitu 12 nebo 16 přes jeden nebo více pozemních převaděčů 18. Pozemní převaděče 18 používají jiný formát signálu, který je optimalizovaný pro pozemní vysílání do míst, v nichž dochází k blokování přímého satelitního signálu. Blokování přímého satelitního signálu lze očekávat zejména v zastavěných centrech a příměstských oblastech, kde se hojně vyskytují budovy, mosty, stromy a jiné překážky.

Vhodnými druhy signálu jsou pro přímý satelitní přenos TDM a CDMA. Pozemní převaděče pracují přednostně s takovými druhy signálu, které jsou tolerantní k vícenásobným cestám šíření signálu a jsou tedy schopné vyrovnat se s interferencemi způsobenými šířením se signálu ve členitých, zastavěných oblastech. Mezí zvláště vhodné druhy signálu patří zejména CDMA, AETDM, CFHATDM nebo MCM.

• 9	9	9	9 9 9
• · *	•	•	9 9 9 9
• 9	•	9	9 9 9
« ··· 999	• 9 9	• 99

Frekvenční různost (CFHATDM) je popsána v U.S. patentu 5,283,780 uděleného Schuchmanovi a kol., který je jako reference součástí této přihlášky. Pokud pozemní převaděč 18 využívá AETDM, jsou rádiové přijímače 14 vybaveny vyrovnávačem (equalizer) (není zobrazen). TDM bitový proud od satelitu 12 nebo 16 se převede do nového TDM bitového proudu, do kterého se procesem nazývaným děrování (puncturing) vloží kontrolní posloupnosti. Děrováním se nahrazují malé části TDM datových bitů kontrolními posloupnostmi. Počet nahrazených bitů je tak m přijímačích snadno napraví Forward Error Correction) převaděči QPSK namoduluje na vysokofrekvenční (RF) nosnou a s vysokým výkonem se vyzáří do prostředí s vícenásobnými cestami šíření signálu, např. do centra města. Vyslaný signál

i, že tím	vzniklé	chyby	lze
dopřednou	korekcí	chyb	(FEC
Nový TDM	bitový	proud	se

je vybaven adaptivním (adaptive time domain posloupností nastavuje se přijme přijímačem 14, který vyrovnávačem v časové doméně equalizer). Podle kontrolních vyrovnávač výstupy inverzního procesoru vícenásobných cest tak, aby se po různých cestách příchozí složky konstruktivně sčítaly. Takto rekonstruovaný signál se dále zpracuje na obnovení bitů TDM proudu s vysokou přesností. Dopředná korekce chyb v přijímači 14 vykompenzuje jak chyby vnesené děrováním, tak chyby způsobené tepelným šumem a nedokonalostí obvodů přijímače.

Podle dalšího aspektu vynálezu je kombinace prvního druhu signálu, který je optimální pro vysílání ze satelitu do oblasti přímé viditelnosti satelitu, s druhým druhem signálu, který je optimální pro pozemní vysílání do prostředí s vícenásobnými cestami šíření signálu a je tolerantní k takto vyvolaným interferencím, v DBS systému optimálním řešením pro «» · · · « · · * * · · » ·

dosaženi vysoké dostupnosti přijmu mobilními, stabilními a přenosnými rádiovými přijímači v zastavěných, příměstských i venkovských oblastech. Například, podle provedení vynálezu zobrazeného na obr. 2 až 9 se MCM signál vysílá ze sítě pozemních převaděčů 18, které jsou rozmístěné tak, aby vysokou dostupností příjmu pokrývaly zacloněnou oblast. Signální techniky popsané v souvislosti s vynálezem a usnadňující kombinaci přímého satelitního vysílání s pozemním opakovaným vysíláním signálu přijatého od satelitu 12 nebo 16 jsou aplikovatelné na elektromagnetické vlny ve frekvenčním rozsahu od 200 do 3000 MHz.

Optimální satelitní druhy signálu umožňují účinnou transformaci solární energie, kterou dodávají solární panely satelitů 12 a 16, na vyzářenou vysokofrekvenční energii. Tyto druhy signálu se vyznačují nízkým podílem maximální a střední úrovně výkonu (tj. malým vrcholovým faktorem - crest factor), takže výkonové zesilovače, které napájí k Zemi obrácené vysílací antény satelitu, mohou pracovat v blízkosti bodu maximálního, a tedy i nejúčinnějšího, výstupního výkonu. Zvláštně vhodným je z tohoto pohledu TDM signál, který umožňuje zesilovačům pracovat v oblasti několika desetin dB od maximálního výstupního výkonu. CDMA se správně vybranými kódy umožňuje provoz přibližně o 2 až 4 dB pod maximálním výstupním výkonem. Protože MCM signál se skládá ze stovek fázově modulovaných sinusoid, jak bude vysvětleno dále v souvislosti s obr. 3, vyznačuje se vysokým podílem maximálního a středního výkonu. Proto by ve výkonovém zesilovači satelitu docházelo ke značnému intermodulačnímu zkreslení amplitudy i fáze signálu. Pro dosažení přijatelného příjmu přímého satelitního signálu se MCM signál ve výkonovém zesilovači nemůže zesílit tak, jako QPSK TDM signál, a na cestě příchozího signálu je ve srovnání s TDM signálem třeba počítat alespoň se 6 dB na implementační ztrátu přijímače. To znamená snížení výkonu satelitního vysílače asi 4 ku 1 a vede ···· · «« « • · · * · · · * Φ

.......US^J43í?* k odmítnutí MCM signálu pro přímé satelitní vysílání v DBS 10. Co se týká AETDM a CFHATDM formátů, jsou tyto druhy signálů navrženy speciálně pro pozemní vícecestná prostředí a tudíž nejsou pro přímé satelitní vysílání vhodné.

Naopak, pro opakované vysílání přímého satelitního signálu z pozemních převaděčů je TDM signál naprosto nevhodný, protože se jeho kvalita v prostředí s vícenásobnými cestami šíření signálu výrazně zhoršuje. Některé navrhované systémy, které používají CDMA signály pro zesílené opakovaní stejného programového signálu, používají jeden kód CDMA kanálu pro přímé satelitní vysílání a další kód CDMA kanálu pro pozemní opakované vysílání na nosných, které spadají do stejného frekvenčního pásma. Příjem se zajišťuje pomocí adaptivních shrabovacích (rake) přijímačů. Takové navrhované CDMA systémy jsou nevýhodné v tom, že mezi oblastí příjmu zesíleného signálu a oblastí příjmu přímého satelitního signálu vznikne prstencová zóna, ve které není příjem možný. Přijímače 14 v prstenci nemohou pozemní opakovaně vysílaný signál přijímat, protože úroveň výkonu tohoto signálu je pod prahovou hodnotou přijímače pro tento signál. Přijímače 14 nemohou však v této oblasti přijímat ani přímý satelitní signál, protože pozemní opakovaně vysílaný signál je dostatečně silný k tomu, aby příjem přímého satelitního signálu rušil. Přijímače 14 se proto musí z prstence přesunout do takové vzdálenosti od zdroje opakovaného vysílání, aby se snížil výkon opakovaně vysílaného signálu pod prahovou úroveň rušení. Jinak není příjem přímého satelitního signálu možný.

V jednom provedení vynálezu se CDMA signál upraví tak, aby se umožnilo simultánní vysílání přímo ze satelitu a pozemních převaděčů. Pro každé vysílání se různým VF nosným přiřadí různý kód CDMA kanálu. Takto vytvořená ortogonalita umožní oddělení obou signálů (tj. přímého satelitního signálu ···« • · « * « · « » · · · 4

......US-’438·· a pozemního opakovaného signálu) v VF/MF filtrech rádiového přijímače.

V následující tabulce 1 jsou vyznačené vhodné i nevhodné kombinace druhů signálů pro systém podle vynálezu. Jak pro satelitní signál, tak pro pozemní signál lze použít více než jeden typ modulace nebo formátování signálu.

Tabulka 1

Satelitní signál	Zesílený signál	Vhodný	Nevhodný	Spektra VF nosných jsou:
TDM	TDM		X	stejná nebo různá
TDM	AETDM	X		stejná nebo různá
TDM	MCM	X		různá
TDM	CFHATDM	X		různá
TDM	CDMA	X		různá
CDMA	CDMA	X		různá
CDMA	AETDM	X		různá
CDMA	CFHATDM	X		různá
CDMA	MCM	X		různá
CDMA	libovolný		X	stejná
AETDM	libovolný		X	stejná nebo různá
CFHATDM	libovolný		X	stejná nebo různá
MCM	libovolný		X	stejná nebo různá

AETDM signály lze úspěšně nasadit a provozovat v těch prostředích s vícenásobnými cestami, ve kterých zpoždění v šíření signálu jsou do 20 mikrosekund (ps). Při návrhu systému je nutné dbát, aby signály přicházející ze vzdálených převaděčů 18 tuto mez nepřekračovaly. Adaptivně vyrovnaný opakovaně vysílaný signál lze přijímat rádiovými přijímači 14 navrženými pro použití s mateřským nevyrovnaným TDM signálem v případech, kdy AETDM není významně ovlivněn šířením po vícenásobných cestách. Tato kompatibilita umožní provozovat rádiové přijímače určené jen pro příjem přímého nevyrovnaného TDM signálu i při zapnutí opakovaného vysílání AETDM signálu.

CFHATDM signály lze úspěšně nasadit a provozovat v těch prostředích s vícenásobnými cestami, ve kterých zpoždění v φφφ φφ φφ φ » φ ’ >

φ · φ » φφφφ • φ φφφφφ· » φ φ φ φφφ·

.............US-43ÉT* šíření signálu jsou do 65 με. Při návrhu systému je nutné dbát, aby signály přicházející ze vzdálených převaděčů 18 tuto mez nepřekračovaly. Tento signál nelze přijímat rádiovými přijímači 14 navrženými pouze pro mateřský nevyrovnaný TDM signál.

MCM signály lze úspěšně nasadit a provozovat v těch prostředích s vícenásobnými cestami, ve kterých zpoždění v šíření signálu jsou do 65 μβ. Maximální zpoždění je ovlivněno délkou hlídacího intervalu (guard time), který je zařazen do symbolové periody signálu. Při návrhu systému je nutné dbát, aby signály přicházející ze vzdálených převaděčů 18 tuto mez nepřekračovaly. Tento signál nelze přijímat rádiovými přijímači 14 navrženými pouze pro mateřský nevyrovnaný TDM signál.

CDMA signály lze úspěšně nasadit a provozovat v těch prostředích s vícenásobnými cestami, ve kterých se zpoždění v šíření signálu pohybuje v rámci rozpětí časových zpoždění shrabovacích (rake) cest přijímače 14. Při návrhu systému je nutné dbát, aby všechny signály přicházející ze vzdálených převaděčů 18, vícenásobných odrazů a různých satelitů tyto meze nepřekračovaly. Tento signál nelze přijímat rádiovými přijímači 14 navrženými pouze pro mateřský nevyrovnaný TDM . 25 signál.

i Satelitní signály se mohou vysílat z jednoho satelitu 12 nebo 16 nebo ze dvou satelitů 12 a 16. Dva dostatečně navzájem vzdálené geostacionární satelity 12 a 16 mají různé

LOS elevační úhly a azimuty, v jejíchž důsledku se zlepšuje dostupnost příjmu signálu. Dostupnost příjmu signálu lze zlepšit také vysíláním stejného signálu dvakrát po sobě, buď opakováním satelitního signálu z jediného satelitu 12 nebo 16, nebo vysíláním signálu ze dvou satelitů 12 a 16 se správně nastaveným časovým rozdílem (časová různost).

• 9

V přednostním provedením vynálezu se pro vysílání signálů ze satelitu pro příjem v rádiovém přijímači 14 v oblasti přímé viditelnosti satelitu použije vícekanálový TDM signál s QPSK, posunutou (Offset) QPSK, diferenciální QPSK, diferenciálně kódovanou QPSK nebo MSK (Minimum Shift Keyed klíčování minimálním posunutím) modulací. Pozemní opakované vysílání probíhá přednostně v podobě MCM signálu navrženého pro přenos TDM bitového proudu s kapacitou do 3.86 Mbit/s. MCM se 4 00 až 1200 různých nosných s výslednou symbolovou periodou mezi 200 až 300 μδ se přednostně realizuje pomocí inverzní rychlé Fourierovy transformace (FFT - Fast Fourier Transform) (bude popsáno dále v souvislosti s obr. 3) . Do každé symbolové periody je vložen hlídací interval o délce 55 až 65 gs. MCM signál je navržen tak, aby zohlednil Dopplerovské posuvy frekvencí mezi simultánními, po vícenásobných cestách se šířícími složkami. Z TDM bitového proudu se s výhodou děrováním odstraňují bity nebo páry bitů tak, aby se přenosová rychlost snížila na 70 až 80% původní rychlostí 3.68 Mbit/s. Mezi každé z vybraného počtu FFT generovaných symbolových period se vloží speciální symbol, který tvoří prostředek pro obnovu časování symbolových period a pro synchronizaci nosné frekvence. Přijímač 14 s výhodou obsahuje Viterbi trellis dekodér, který obnovuje bity nebo páry bitů odstraněné děrováním v převaděči 18 i ostatní přenášené bity pomocí nulovacích (erasure) technik. Při tomto postupu dekodér jednoduše ignoruje bity v pozicích, o který ví, že byly v převaděči 18 děrováním odstraněny.

Satelitní vysílání TDM nosné v DBS IQ je popsáno v U.S. patentové přihlášce seriálového čísla 08/971,049 podané 14. listopadu 1997, jejíž celý obsah je jako reference součástí této přihlášky. Stručně (viz obr. 2), vysílací segment 22 s výhodou zahrnuje kódování vysílacího kanálu do 3.68 Mbit/s časově multiplexovaného (TDM) bitového proudu (blok 26) . TDM • ·Β· «

··· Β

US-43ET bitový proud se skládá z devadesáti šesti 16 kbit/s primárních kanálů a dalších informací pro synchronizaci, demultiplexování, řízení vysílacího kanálu a další služby. Kódování vysílacího kanálu s výhodou zahrnuje MPEG kódování zvuku, dopřednou korekci chyb (FEC) a multiplexování. Výsledný TDM bitový proud se moduluje (blok 28) klíčováním kvadraturním fázovým posunutím (QPSK modulace) a po odchozím spoji 30 se odešle k satelitu.

Satelitním vysíláním v TDM formátu se dosáhne maximální účinnosti palubního platícího zatížení, kterou lze vyjádřit podílem solární energie přeměněné na energii elektromagnetických vln. Uspořádání, v němž na jeden zesilovač připadá právě jedna TDM nosná, totiž umožňuje, aby každý satelitní zesilovač s putující vlnou (Traveling Wave Tube) pracoval v bodě nasycení, což je pracovní bod zesilovače s největší účinností. TDM nosná se pro typickou aplikaci navrhne tak, aby k malým ekonomickým rádiovým přijímačům 14, které se nachází v oblasti pokrytí satelitu 12 nebo 16, dodávala 96 primárních přírůstků, z nichž každý přenáší 16 kbit/s. Vysílací kanál se skládá z jednoho až osmi primárních přírůstků. Vysílací kanál může být rozdělen do většího počtu kanálů pro dodávku zvuku, obrazu, dat nebo multimediálních dat.

Intenzita (hustota výkonu) TDM nosných od satelitů 12 a 16 je na zemi velmi vysoká, takže rádiové přijímače 14 v automobilech jedoucích v otevřené krajině nebo příměstských oblastech mají v oblasti přímé viditelnosti satelitu zaručen kvalitní příjem. Ovšem v zastavěných oblastech, kde se hojně vyskytují vysoké budovy, nebo lesích, kde rostou vysoké rozložité stromy, je přímý příjem blokován a přijímače 14 tak v režimu pro přímý příjem nemohou správně pracovat. Překonání takových podmínek prostým zvýšením výkonu satelitu je neúměrně nákladné a technicky nepraktické. Vhodnějším

BBB

Β* «· · · Β »

Β · · Β Β Β · * • · ♦ « Β · Β Β Β ·

Β Β β · Β·Β*

.............US-43ÉT· způsobem je doplnit přímý satelitní příjem sítí pozemních převaděčů 18.

Povahu blokování přímého satelitního příjmu lze objasnit 5 následovně. Místa, která leží přímo pod satelitem 12 a 16 (například subsatelitní bod) mají přirozeně největší elevační úhly, pro místa od subsatelitního bodu se vzdalující elevační úhel klesá, zároveň se zvyšuje zvětšuje se i úhel, který svírají radiály vycházející ze středu Země a procházející subsatelitním bodem a místem příjmu. Přijímače 14 v okolí subsatelitního bodu se obvykle teši prakticky neblokovanému přímému příjmu a potřeba pozemního zesílení signálu je tedy minimální. Pokud se však elevační úhel přímého příjmu zmenší pod 85°, může být clonění vysokými budovami nebo geologickými vyvýšeninami (tj. v řádu 30 metrů) významné. Pro dosažení uspokojivého pokrytí pro mobilní rádiové přijímače v zacloněných oblastech je potřeba opakování vysílání z pozemní stanice do zacloněných míst. V oblastech s relativně nízkou výškou budov nebo geologických útvarů (tj. v řádu 10 m) je clonění nevýznamné při elevačních úhlech větších než 75°. V místech se střední a vysokou zeměpisnou Šířkou uvnitř 6° paprsku pokrytí satelitů 12 a 16 je tedy pro dosažení odpovídajícího mobilního příjmu nutné TDM signál opakovaně vyzářit z pozemního převaděče. Tedy, plně uspokojivého mobilního příjmu lze dosáhnout systémem, který zkombinuje satelitní přímé vysílání s pozemním opakováním satelitního signálu.

DBS 10 podle vynálezu opakuje vysílání satelitního signálu z množství pozemních převaděčů 18, které jsou uvážlivě rozmístěny ve středu města, v metropoli nebo příměstských oblastech tak, aby se dosáhlo maximálního pokrytí. Takové rozmístění je známým způsobem zajištění pokrytí oblasti vysíláním digitálního zvuku (DAB) a signály mobilní telefonie. Podle vynálezu jej lze rozšířit o pozemní

«		•	•	*	•	•
•	4 *	•	•	• ·	•	•
•	«	•	•	•	•	«
····	*··	• ·	··,	ΙΟ Λ	•3	□

.....TJS-3*38·· opakované vysílání přímého satelitního TDM signálu. Převaděče 18 mají různé vyzářené výkony (EIRP), podle toho, jak velkou oblast mají pokrýt. Rozsah výkonu sahá od 1 do 10 W pro převaděče 13 krátkého dosahu (do 1 km) až po 100 až 10 000 W pro opakované vysílání do okruhu s poloměrem 1 až 10 km.

Dále následuje popis dvou přednostních provedení DBS IQ s přímým satelitním vysíláním a jeho pozemním opakováním. První provedení zahrnuje jeden geostacionární (GSO) satelit

12 nebo 16 s pečlivě zvolenou zeměpisnou délkou, který spolupracuje se sítí pozemních převaděčů .18. Druhé provedení využívá dvou satelitů 12 a 16, které mají různou zeměpisnou délku; v systému 10 se tak dosáhne prostorové a časové různosti.

Provedení vynálezu pro DBS 10 s jedním geostacionárním satelitem 12 a nejméně jedním pozemním převaděčem 18 je schématicky zobrazeno na obr. 2. Přímý satelitní signál se v každém pozemním převaděči 18 přijímá anténou 32, která je součástí rádiového přijímače 21/ ve kterém se signál od satelitu 12 demoduluje do podoby digitálního signálu v základním pásmu. Zpožďovací blok 35 digitální signál v základním pásmu zpozdí o dobu, která odpovídá časovému rozdílu (pokud existuje) mezi vysíláními ze satelitů 12 a 16.

Digitální signál v základním pásmu se dále vede k modulátoru 36 pozemního signálu, který generuje takový vybraný druh signálu, který je možné vysílat z pozemního převaděče 18 a přijímat rádiovým přijímačem 14 a z něhož je poté možné digitální signál v základním pásmu v přijímači 14 obnovit.

Namodulovaný druh signálu se poté převede na frekvenci nosné a zesílí (blok 38). Druh signálu pro opakované pozemní vysílání se vybere tak, aby odolával dynamickému šíření po vícenásobných cestách mezi vysílací anténou 40 a přijímačem 14. Vícenásobné cesty šíření signálu jsou důsledkem odrazů a •••US-^38' jako jsou g ♦*· ··· ··· rozptylů elektromagnetických vln na překážkách, budovy 44 a terénní útvary, i odrazů od troposféry

Anténa 32 je navržena tak, aby vykazovala velký zisk 5 (> 10 dBi) ve směru k satelitu a malý zisk ve směrech ostatních. Přímý satelitní signál se tak přijímá s nízkou interferencí a tudíž velmi vysokou kvalitou (četnost chyb < 10⁹) . Demodulátor a další přijímací prvky v přijímači 34 jsou shodné s prvky přijímače 14 pro přímý satelitní příjem v

DBS 10 a byly popsány ve výše zmíněné U.S. patentové přihlášce seriálového čísla 08/971,049 podané 14. listopadu 1997. Rádiové přijímače 18 přijímají 3.86 Mbit/s QPSK modulovaný TDM bitový proud. Jak bylo uvedeno výše, digitálním signálem v základním pásmu je s výhodou 3.68

Mbit/s digitální TDM bitový proud, který přenáší 96 16 kbit/s primárních digitálních kanálů organizovaných do vysílacích kanálů a pomocné informace, které jsou potřebné pro synchronizaci, demultiplexování a řízení vysílacích kanálů a služeb. Modulátor 36 pozemního druhu signálu a elektromagnetické vlny, které generuje, jsou navrženy tak, aby umožňovaly příjem nerušený vícenásobnými cestami šíření pozemního signálu 42. Možnými k vícenásobným cestám tolerantními druhy signálu jsou AETDM, CFHATDM, MCM a CDMA. Převaděč 18 se vybaví tak, aby sestavoval k vícenásobným cestám tolerantní signál, převáděl tento signál na požadovanou vysokou frekvenci s vybraným výkonem v RF translátoru 38 a vyzařoval jej anténou 40. Anténa 40 má v horizontální rovině s výhodou všesměrové nebo sektorové vyzařování a je vysoce směrová v rovině svislé. Čistý zisk antény by měl být v rozsahu od 10 do 16 dBi. Anténa 40 se může umístit na střechu budovy a/nebo věže požadované výšky. Jak bylo vedeno výše, úroveň vyzářeného výkonu se může podle aplikace pohybovat v rozmezí 1 až 10 000 W EIRP.

··*· · • φ • · · φ • φ * · · •uS*-438^e·’

Zvláště výhodným druhem signálu, který je tolerantní k šíření signálu po vícenásobných cestách, je modulace na vícenásobné nosné (MCM - multicarrier modulation). Způsob generování tohoto druhu signálu je znázorněn na obr. 3. Digitální proud, jakým je například 3.68 Mbit/s TDM proud se v časové doméně rozdělí do určitého počtu paralelních cest (blok 102), například do 460 paralelních cest, z nichž každá přenáší 8000 bit/s. Bity v každé z těchto cest se zpárují do 2 bitových symbolů, v němž jeden bit označuje I (imaginární) část a druhý Q (reálnou) část komplexního čísla. Rychlost komplexních symbolů je proto 4000 za sekundu. Tyto symboly se jako 460 paralelních komplexních frekvenčních koeficientů přivedou na vstupy konvertoru 104, který provádí 512 místnou inverzní rychlou Fourierovu transformaci (IFFT - Inverse Fast Fourier Transform). Odborníci vědí, že algoritmus rychlé Fourierovy transformace pracuje se 2ⁿ vstupních a výstupních koeficientů, kde n je libovolné celé číslo. Tedy, pro n=9, 2⁹ = 512. Protože počet koeficientů je pouze 460, nastaví se zbývacích 52 vstupních koeficientů na nulu a to tak, že se koeficienty nulové hodnoty přiřadí prvním 26 a posledním 26 IFFT vstupům. 460 středních koeficientů nabývá nenulových hodnot. Výstupem IFFT 104 je množina 460 QPSK modulovaných ortogonálních sinových koeficientů, které tvoří 460 úzkopásmových ortogonálních nosných, z nichž každá nese 4000 symbolů za sekundu; na každý symbol tedy připadá perioda 250 με. Pro nulové koeficienty se na výstupu IFFT 104 nosná neobjeví.

IFFT vícenosný výstup 104 se dále zpracuje v bloku 106, v němž se pro množinu 460 komplexních úzkopásmových ortogonálních nosných vytvoří hlídací interval 105. Předpokládá se, že hlídacímu intervalu se vyhradí část f symbolové periody Ts, a proto je nutné dobu trvání symbolu zkrátit na novou hodnotu Ts=(l-f)Ts. Pokud je například Ts výše uvedených 250 ps a pokud se má hlídacímu intervalu

4444 4 « 4 4 4 4 4 • 4 ·»·444

4 4 * 4 · • ··· ”*US-438** vyhradit 25%, je f=0.25 a Ts=187.5 gs. Provede se to tak, že výstup z IFFT se ukládá do paměti po dobu 250 gs a poté se přehrává zpět po dobu 187.5 gs. Zbytek 250 gs symbolové periody, tj. 62.5 gs, se vyplní opakování prvních vzorků ITTF výstupu. Tímto postupem se zvětší šířka pásma vicenosného výstupu (1-f)¹ krát. Tedy, šířka pásma potřebná pro výstup vicenosného modulátoru se v našem příkladě zvětší 1.33 x na hodnotu 4000 x 460 x 1.33 = 2.453 MHz.

Nakonec, pro dokončení zpracování ve vícenosném modulátoru, se v bloku 108 periodicky vkládá synchronizační symbol. Jeho úkolem je synchronizovat vzorkové okno o délce trvání 187.5 gs v přijímači 14 na střed skupiny příchodů po vícenásobných cestách každých 250 gs. Periodicky se přidává také fázový referenční symbol pro diferenciální referenční kódování symbolové informace. Synchronizační a fázové referenční symboly se s výhodou vkládají každých 20 až 100 symbolových period v závislosti na požadavcích aplikace.

Další vlastností převaděče je děrování TDM digitálního bitového proudu (čárkovaný blok 110) na vstupu do modulátoru 36 ke snížení konečné šířky pásma vicenosného signálu. Děrování představuje výběrové, řídké vyřazování bitů skutečných dat z datového proudu přiváděného na vstup do IFFT 104. Děrování probíhá v očekávání, že schéma dopředně korekce chyb v přijímači 14 bude chybějící bity považovat za chyby a opraví je. Důsledkem děrování je, podle podílu bitů děrováním odstraněných, zvýšení podílu signálu ku šumu (E_b/No) pro požadovanou hodnotu BER o 1 až 3 dB. Podílu děrováním odstraněných bitů je přímo úměrné zmenšení potřebné šířky pásma vícenosné modulace. Například, pokud se bitová rychlost TDM proudu sníží na 75%, šířka pásma se sníží rovněž na 75%. V takovém příkladě se bitová rychlost sníží na 2.76 Mbit/s a šířka pásma MCM na 1.84 MHz. Taková komprese šířky pásma může φ φ · · φ φ · · φ • φφφ φ

« «

φφφ •

Φ φ

φ « ••ΦΦ ·*· υΞ-ϊ38 být užitečná v aplikacích, v nichž by bylo spektrum, které je k dispozici, pro přenos požadované kapacity jinak nedostatečné.

Další detaily týkající se přednostních technik modulace na vícenásobné nosné lze nalézt v mezinárodních patentových přihláškách čísel PCT/EP98/02167, PCT/EP98/02168, PCT/EP98/02169, PCT/EP98/02170 a PCT/EP98/02184, které byly všechny podány 14. dubna 1998 společností FraunhoferGesellschaft zur Forderung.

Rozumí se, že pozemní převaděč popsaný s odkazy na obr. 2 a 3 se použije pro obnovu TDM satelitního příchozího signálu, demodulaci a opětovné zformátování TDM signálu pomocí zpracování v základním pásmu do jiného druhu signálu, jakým může být také například CDMA, AETDM, MCM nebo CHFATDM. Rozumí se také, že DBS 10 může zahrnovat pozemní převaděče 18, které buď mohou, nebo nemusí, sdílet společný kanál se satelitním vysílačem. Například, pozemní převaděče 18 mohou jednoduše zesilovat a znovu vysílat přijatý satelitní signál na stejné nosné, jako měl původní satelitní signál. V takovém případě se mluví o výplňových převaděčích se sdílením kanálu. Alternativně mohou pozemní převaděče 18 zesilovat a znovu vysílat přijatý satelitní signál na jiné nosné frekvenci. V ani jednom z těchto případů se však zpracování satelitního signálu v základním pásmu v pozemních převaděčích neprovádí. Oba typy výplňových převaděčů (gap-filler) se mohou použít například uvnitř budov (obr. 10) nebo podél silnice (obr. 11) .

Na obr. 4 je blokově znázorněno zpracování v rádiovém přijímači 14 . Vysokofrekvenční MCM signál se přijme anténou 201, na kterou navazuje nízkošumový VF vstupní díl 202, směšovač 203, místní oscilátor 204, první mezifrekvence (IF) 205, druhý směšovač 206, druhý místní oscilátor 207 a druhý

« · • 444 • 44

IF 208, ve kterých se obnoví MCM nosná. MCM demodulátor 209 obnovuje TDM digitální signál v základním pásmu. Přijatý signál se nejprve digitálně vzorkuje ve vzorkovači (sampleru) 211 rychlostí, která je rovná dvěma ze čtyř krát šířka pásma modulace. Vzorky se berou v okně o době trvání 187.5 gs, které je optimálně vystředěno nad svazkem časově rozptýlených příchodů po vícenásobných cestách, v průběhu každé symbolové periody jednou za každých 250 gs. Vzorky se zpomalí” vyrovnávací pamětí 212, která je roztáhne na 460 komplexních časových vzorků v původním 250 gs okně. Poté se vzorky zpracují 512 koeficientovou rychlou Fourierovou transformací (FFT) 213, čímž se obnoví bity TDM bitového proudu. Přijímač 14 se dále synchronizuje na TDM hlavní preambuli rámce v jednotce 214, demultiplexuje a vyrovná bity primárních kanálů v jednotce 215 a nakonec v jednotce 216 obnoví bity vybraného vysílacího kanálu. Tyto obnovené bity se poté zpracují pro dopřednou korekci chyb ve Viterbiho dekodéru 217, odstraňovači 218 prokládání a Reed-Solomon dekodéru 219, a obnoví se vysílací kanál (BC - Broadcast

Channel). Obnovený BC se vede jako jeden vstup k rozhodovací/kombínační jednotce 240, která bude popsána dále v souvislosti s obr. 6.

Na obr. 6 je zobrazeno blokové schéma duálního přijímače

14, který je ve větvi MCM signálu shodný se zpracováním dle obr. 4. QPSK modulovaný vysokofrekvenční satelitní TDM signál se přijme anténou 201, na kterou navazuje nízkošumový VF vstupní člen 202, směšovač 220, místní oscilátor 221, první mezifrekvence (IF) 222, druhý směšovač 223, druhý místní oscilátor 224 a druhý IF 225, ve kterých se obnoví QPSK modulovaná TDM nosná. Jak je ukázáno na obr. 7, QPSK TDM demodulátor 226 tvoří QPSK demodulátor 227, který obnovuje TDM digitální základní pásmo. Přijímač 14 se dále synchronizuje na TDM hiavní preambuli rámce v jednotce 228, demultiplexuje a vyrovná bity primárních kanálů v jednotce «»·· ·*· bs-4^8

229 a nakonec v jednotce 230 obnoví bity vybraného vysílacího kanálu. Tyto obnovené bity se poté zpracují pro dopřednou korekci chyb ve Viterbiho dekodéru 231, odstraňovači 232 prokládání a Reed-Solomon dekodéru 233, a obnoví se vysílací kanál (BC - Broadcast Channel). Obnovený BC se vede jako druhý vstup k rozhodovací/kombinační jednotce 240.

Výběrový kombinátor 240 vybere ten ze dvou vstupních BC, který se má podstoupit k dalšímu zpracování. Rozhodovacím kritériem je četnost chyb vysílacího kanálu. Odhady četností chyb jsou k dispozici v podobě rozhodovacích dat ze slabého rozhodování ve Viterbi dekodérech 217 a 231 nebo Reed Solomon dekodérech 219 a 233. Rozhodování probíhá s výhodou podle hysterezní logiky, kdy změně rozhodnutí musí předcházet několik rozdílů v četnosti chyb ve prospěch právě potlačeného BC. Tímto postupem se brání častému přepínání mezi BC v případech, kdy jsou četnosti chyb téměř stejné. Vysílací kanál vybraný výběrovým kombinátorem 240 se dále vede k odpovídajícímu zdrojovému dekodéru 244, ve kterém se služba obnoví.

Provedení DBS 10 se dvěma geostacionárními satelity 12 a 16 a pozemním opakovačem 18 je na obr. 8. V tomto uspořádání jsou oba satelity 12 a 16 odděleny asi 30 až 40 stupni zeměpisné délky. Jeden satelit opakuje signál vyslaný s pozemní stanice a druhý satelit stejný signál ze stejné pozemní stanice opakuje se zpožděním 5 až 10 sekund. Důsledkem nasazení dvou prostorově vzdálených satelitů 12 a 16 jsou různé elevační úhly v LOS ( = přímé viditelnosti) cestách mezi rádiovým přijímačem 14 na zemi a satelity 12 a 16. Důsledkem zpoždění jednoho satelitního signálu oproti druhému je různost časová. Každá z těchto dvou růzností, časové a prostorové, sama o sobě může významně zlepšit dostupnost přímého satelitního signálu na mobilním rádiovém přijímači 14, jejich kombinací se dosáhne ještě mnohem

···· ••bs-458 výraznějšího zlepšení. Prostorová a časová různost je zvláště důležitá v případě, že se mobilní přijímač 14 pohybuje příměstskou oblastí nebo venkovem, kde může dojít k blokování přímého satelitního signálu mosty, stromy a nízkými budovami.

V městských centrech a metropolích, v nichž převažují vysoké budovy, je však pro dosažení přijatelného pokrytí pro mobilní příjem opakované vysílání z pozemního převaděče stejně nutné. Tedy, co se příjmu přímého satelitního vysílání a pozemního opakovaného vysílání týká, pracuje dvousatelitní uspořádání v podstatě stejně jako uspořádání s jedním satelitem. Signál z prvního satelitu se opakovaně vysílá z pozemního převaděče 18. Volba časnějšího signálu pro opakování z převaděče umožňuje absorbovat všechna zpoždění nasbíraná v průběhu zpracování signálu v převaděči 18 nebo přijímači .14. Pozemní síť opakovaného vysílání je jinak shodná s výše popsaným jednosatelitním provedení.

Další rozdíl mezi dvousatelitním a jednosatelitním systémem spočívá v ternárním rádiovém přijímači 14. Přijímač

14 vkládá prostřednictvím zpožďovacích jednotek 309 a 310 do signálů patřičné kompenzační zpoždění, takže všechny tři přijaté signály se jeví jako přijaté zároveň, a provádí výběrovou rozhodovací logiku, kterou vybírá mezi třemi různými signály. Zpožďovací jednotka 309 zpožďuje časnější signál o zpoždění časové různosti a kompenzuje rozdíly v šíření signálu z prvního a druhého satelitu 12 a 16. Zpožďovací jednotka 310 je s výhodou vyvažovači (vernierova) pro jemnou kompenzaci vyrovnání signálů. Výběrová logika rádiového přijímače je na obr. 8. Využívá pravděpodobnostního kombinátoru 240 pro časnější a pozdější přímý satelitní signál a přepínací kombinátor 307 pro pozemní opakovaný signál a výstup z pravděpodobnostního kombinátoru 240. Pokud jsou oba satelitní signály degradované, jejích kombinování s maximální pravděpodobností může zvýšit kvalitu příjmu.

»4*4 * • ”os-n8 ·· + 4 · · ·4

Zlepšení může pro oba stejně degradované signály ve vyjádření prahového E_fc/N₀ činit až 3 dB.

Rádiový přijímač 14 je vybaven dvěma řetězci 301 a 302, 5 které přijímají a obnovují TDM signály z časnějšího a pozdějšího satelitního signálu a z každého z nich vybírají požadovaný vysílací kanál. Zpracování obou signálů je shodné se zpracováním popsaným výše v souvislosti s obr. 6. Dále se signál vysílacího kanálu z časnějšího satelitu zpozdí ve zpožďovací jednotce 309, kterou tvoří paměťové zařízení, které signál přesně, tj. symbol po symbolu, vyrovnává se symboly vysílacího kanálu odvozeného z pozdějšího satelitního signálu. Oba vysílací kanály lze vyrovnat například pomocí korelačních pulzů v preambuli řídicího záhlaví služby.

Současnost korelačních pulzů zjišťuje korelační porovnávací jednotka ve zpožďovací jednotce 309. V dalším kroku pravděpodobnostní kombinátor 240 kombinuje bity obou vysílacích kanálů, bít po bitu, každý bit je vyjádřen ve tvaru slabého rozhodnutí. Kombinační koeficienty maximální pravděpodobnosti se určují nad bloky bitů o době trvání 1 ms. Výstup z pravděpodobnostního kombinátoru 240 se jako první vstup přivede do přepínacího kombinátoru 307. Druhým vstupem je výstup z té větve 308 přijímače 14, ve které se zpracovává pozemní, opakovaně vysílaný signál. Rozhodnutí o tom, který vstup se má předat na výstup přepínacího kombinátoru, je založena na výběru toho vysílacího kanálu, který byl obnoven s nejmenšími chybami. Podle dalšího provedení vynálezu se může, jak je ukázáno na obr. 9, jeden z řetězců TDM přijímače (např. řetězec 302 pozdějšího satelitního signálu) pravděpodobnostně kombinovat se signálem z větve 308 přijímače pro zpracování pozemního opakovaného signálu. Přepínací kombinátor 307 potom vybírá mezí výstupem pravděpodobnostního kombinátoru 240 a výstupem větve druhého satelitního signálu (například větve 301). Zpožďovací jednotky 309 a 310 se mohou nakonfigurovat tak, aby pro účely

US-438 zpožďování uchovávaly celý obnovený bitový proud. To sice vyžaduje větší paměťovou kapacitu, ale usnadňuje kombinování. Alternativně se zpožďovací jednotky 309 a 310 mohou nakonfigurovat tak, aby uchovávaly pouze část obnoveného TDM bitového proudu. Synchronizace pro kombinování je však potom mnohem náročnější.

Co se výběrového kombinátoru 307 týká, odhady četnosti chyb jsou k dispozici v podobě rozhodovacích dat ze slabého rozhodování ve Viterbi dekodérech 217 a 231 nebo Reed Solomon dekodérech 219 a 233. Rozhodování probíhá s výhodou podle hysterezní logiky, kdy změně rozhodnutí musí předcházet několik rozdílů v četnosti chyb ve prospěch právě potlačeného BC. Tímto postupem se brání častému přepínání mezi BC v případech, kdy jsou četnosti chyb téměř stejné. Alternativně se může použít i jednoduché logiky, kde přepínač vždy upřednostňuje vysílací kanál· s menším množstvím chyb. Hystereze v rozhodování brání častému přepínání a rovněž vystačí s jednodušším pravděpodobnostním kombinováním. Na obr. 10 je další provedení vynálezu, ve kterém se pravděpodobnostně kombinují tři vstupní vysílací kanály (např. z přijímačových větví 301, 302 a 308).

Pravděpodobnostní kombinátor dle obr. 10 kombinuje tři signály. Dva pochází z prostorově vzdálených satelitů 12 a 16, kde jedno vysílání je časnějším signálem a druhé vysílání je pozdějším signálem. Třetí signál pochází z pozemního převaděče 18, který opakovaně vysílá časnější satelitní signál. Signály se přijímají následovně: časnější satelitní signál od satelitu 12 v přijímačové větvi 301, pozdější satelitní signál od satelitu 16 v přijímačové větvi 302 a z pozemního převaděče 18 opakovaně vysílaný časnější satelitní signál v přijímačové větvi 308. Pravděpodobnostní kombinátor 312 kombinuje symboly všech tří vstupních signálů tak, aby se dosáhlo maximální pravděpodobnosti na výstupu. Vzorky ·»·« ···

US-438 symbolů, které se objeví na výstupu kombinátoru, mají největší pravděpodobnost toho, že představují původně vyslaný symbol. Kombinátor pracuje takto: časnější satelitní signál a opakovaný signál se zpozdí ve zpožďovacích jednotkách 309 a

310 tak, aby se jednotlivé symboly všech tří signálů vyrovnaly do stejného časového okamžiku. Již jednoduché, dopředně, nastavení zpožďovacích jednotek 309 a 310 postačí k hrubému vyrovnání výstupů ze zpožďovacích jednotek do TDM rámce o délce 138 ps. Jemné vyrovnání symbolů podle hlavní preambule rámce (MFP - Master Frame Preamble) TDM rámce bude proto jednoznačné. Jemným doladěním zpožďovacích jednotek 309 a 310 se dosáhne přesného vyrovnání symbolů všech tří signálů s přesností na zlomek symbolu.

Dále, ze sejmutých vzorků se vypočte normalizovaná variance σ_κ ² symbolů signálu, která vyjadřuje ovlivnění signálu šumem pozadí a interferencemi šíření nekorelovaného signálu po vícenásobných cestách. Variance se vypočtou pro symboly všech tří signálů - časnějšího satelitního (E 20 early), satelitního pozdějšího (L - latě) a opakovaného (G Gap-Filler). Příslušné vzorky symbolů časnějšího, pozdějšího a opakovaného signálu se poté multiplexují v poměru svých variančních podílů (qE)¹, {Ql)’¹ a (qG)’¹, které jsou definovány takto:

(¾)^-1 j^e váhový koeficient příslušný časnějšímu symbolu

Se, (Ql)’¹ je váhový koeficient příslušný pozdějšímu symbolu

S_L, (qc)’¹ je váhový koeficient příslušný opakovanému symbolu

S_G.

Váhové koeficienty jsou nepřímo úměrné odhadnuté varianci a normalizované:

I · ·· 9 9

US-438

Qe + q_L + Úg = 1 q_E = σ_Ε ²/(σΕ^ζ + aL² + a_G ²) q_L = cr_L ²/(σΕ² + aL² + o_G ²) q_G = o_G ²/(σΕ² + oL² + O_G ²)

Na výstupu z kombinátoru je signál s maximální pravděpodobností toho, že odpovídá signálu původně vyslanému. Symboly se poté vedou k již dříve, v souvislosti s obr. 5, popsaným prvkům časového demultiplexeru/FEC dekodéru/BC multiplexeru 250 (viz obr. 11), v nichž se s maximální pravděpodobností zkombinované symboly obnoví rozhodovacím zpracováním.

Výběrový kombinátor dle obr. 12 nejprve kombinuje signály přijaté od obou satelitů 12 a 16, z nichž jeden vysílá časnější signál a druhý pozdější signál. Výstup tohoto pravděpodobnostního kombinátoru se poté pomocí rozhodování podle minimální bitové chyby zkombinuje se signálem pozemního převaděče 18, který opakovaně vysílá časnější satelitní signál. Jednotlivé signály se přijímají následovně: časnější satelitní signál od satelitu 12 v přijímačové větvi 301, pozdější satelitní signál od satelitu 16 v přijímačové větvi 302 a z pozemního převaděče 18 opakovaně vysílaný časnější satelitní signál v přijímačové větvi 308. Pravděpodobnostní kombinátor 412 kombinuje symboly časnějšího z pozdějšího satelitního signálu stejným způsobem, jako kombinátor 312 dle obr. 10. Symbol na výstupu jednotky 412 má největší pravděpodobnost toho, že představuje původně vyslaný symbol.

Výstup z jednotky 412 se dále zkombinuje s výstupem z pozemního převaděče 18 v jednotce 417 výběru minimální BER (Bit Error Rate - četnost chyb). V jednotce 417 jsou s výhodou dvě jednotky 250, které provádí rozhodování spojená s FEC dekódováním symbolů celých rámců vysílacího kanálu. Jedna jednotka 250 provádí rozhodování na výstupu z •Φ·· ·Φ· .:US-»428\.· pravděpodobnostní jednotky 412, druhá jednotka 250 na signálu přijatém od pozemního převaděče 18. Výsledkem FEC rozhodování je také počet chyb zjištěných za dobu trvání rámce. BER porovnávací jednotka 414 spolupracuje s jednotkou 417 výběru minimální BER na výběru symbolů toho vysílacího rámce, který má menší četnost chyb z Viterbi FEC jednotek 217 a 231. Nezbytná zpoždění časnějšího a opakovaného signálu pro vyrovnání jejich symbolů se symboly pozdějšího satelitního signálu se realizují ve zpožďovacích jednotkách 309 a 310 výše popsaným způsobem. Způsob zpožďování a vyrovnávání je stejný jako u popisu provedení dle obr. 10.

Podle dalšího aspektu vynálezu je součástí DBS systému systém 450 vnitřního opakovaného vysílání dle obr. 13.

Protože příjem přímého satelitního vysílání není v budovách a jiných konstrukcích obecně možný, snad jedině v případě, že je přijímač na okně v místě přímé viditelnosti satelitu, je žádoucí vnitřní zesílení pro úplné pokrytí budovy signálem.

Jak je ukázáno na obr. 13, anténa 452 se může nacházet vně budovy v místě, odkud je možné přijímat přímý satelitní signál. Na anténu 452 navazuje laděný VF vstupní díl 454, který vybere tu část VF spektra, která obsahuje podstatnou část satelitního signálu, a to s velmi nízkým přidaným šumem.

Propojovací kabel 456 převádí signál od výstupu laděného VF vstupního dílu 454 k zesilovači 458. Za zesilovačem 458 následuje anténa 460 opakovaného vysílání, která se nachází uvnitř budovy.

Zesilovač 458 je uspořádán tak, aby zvýšil výkon satelitního signálu na úroveň, která je, po vyslání z antény 460, dostatečná k uspokojivému vnitřnímu příjmu rádiovým přijímačem. Úroveň výkonu signálu vyzařovaného z antény 460 musí být dostatečná k uspokojivému vnitřnímu příjmu v místech, odkud není přímá viditelnost satelitu, zároveň však ·♦· · ··· o*

J.USM38..* nesmí být tak vysoká, aby způsobovala nestability vlivem zpětných cest šíření signálu od vnitřní antény 460 k jedné nebo více vnějším přijímacím anténám 452. Vnitřní anténa 460 a vnější anténa 452 by měly být odizolovány nejlépe v řádu 70 až 80 dB.

V budově nebo konstrukci jsou také místa, v nichž je možný přímý příjem satelitního signálu (okna nebo jiné otvory). Aby nedocházelo k narušení obsahu přijímaného signálu vzájemnou kombinací přímého satelitního signálu a opakovaně vyslaného vnitřního signálu, musí být časový rozdíl mezi vnějším a vnitřním signálem menší než zlomek doby trvání (šířky) symbolu. Například, pro šířku symbolu přibližně 540 nanosekund lze tolerovat časové zpoždění mezi 50 a 100 nanosekundami. Časové zpoždění je způsobeno hlavně časem, který signál potřebuje k překonání cesty z vnější antény 452, kabelu (v němž signály putují rychlostí asi 2/3 rychlosti světla) a dále k vnitřní anténě 460. Další zpoždění je nutné připočíst na cestu signálu od vnitřní antény 460 k rádiovému přijímači 14 v oblasti pokrytí vnitřní anténou. Toto časové zpoždění by nemělo přesáhnout 20% šířky symbolu, tj. 100 nanosekund v systémech se šířkou symbolu 540 nanosekund.

Úkolem pozemního převaděče je opakovat signál od satelitu do oblastí, v nichž je přímý satelitní signál blokován. Podél silnice nebo jiné cesty lze, jak je ukázáno na obr. 14, rozmístit více takových převaděčů 18 o výškách h a vzájemných vzdálenostech d. Výšky h a vzájemné vzdálenosti d mezi převaděči nemusí být stejné. Pozemní převaděč 18 zahrnuje přijímací anténu 4 62, která směřuje k satelitu 12 nebo 16, přijímač (není zobrazen) , který obnovuje signál, zesiluje jej s takovým ziskem, aby po vyzáření vysílací anténou 464 měl signál na silnici intenzitu srovnatelnou s očekávanou intenzitou satelitního signálu. Vysílací anténa

464 vyzařuje přes aperturu délky L, která je dostatečná k • ·· « * ··· ·· 44 i 4 4 · • · 4 4 4 «

4 4 4 * 4 4

4 « 4 4 4 ··· ·0β-43β ·· zajištění různosti délky dráhy ve velikostí několika vlnových délek nosné frekvence mezi vysílačem 464 a přijímací anténou vozidla.

Když se vozidlo pohybuje po silnici, rádiový přijímač 14 ve vozidle přijímá signály přicházející z více než jednoho pozemního převaděče 18. Například v poloze A je vozidlu nejblíže pozemní převaděč 18b a signál z tohoto převaděče bude nejsilnější a pro příjem rozhodující. Signály z pozemních převaděčů 18a a 18c jsou kvůli vzdálenosti a charakteristice jejich antén slabé a způsobují jen malou interferenci. Pokud je však vozidlo v poloze B, přijímá rádiový přijímač 14 ve vozidla signály ze dvou pozemních převaděčů 18c a 18d. Protože vzdálenosti od vozidla k oběma převaděčům jsou prakticky shodné a za předpokladu, že časový rozdíl mezi signály vysílanými z pozemních převaděčů 3 a 4 se nastaví na nulu, je časový rozdíl mezi příchody signálů k vozidlu tak malý, že lze uvažovat se zesílením signálu. Vhodnou volbou vzdáleností d a h a vztahů mezi symbolovými periodami přijímaného digitálního signálu lze tohoto žádoucího stavu dosáhnout.

Různost mezi signály, které k vozidlu přichází z různých pozemních převaděčů je důležitá. Pokud není, může se v místě, ve kterém lze přijímat signály ze dvou různých pozemních převaděčů, například v místě B dle obr. 14, stát, že se zkombinují signály se souhlasnou fází, právě opačnou fází nebo nějakou fází mezi těmito mezními případy. Pokud jsou signály ve fázi, zesílí se. Pokud jsou signály ve fázích právě opačných, navzájem se vyruší. Když dojde k vyrušení signálu, je signál zcela ztracen. Navíc, fáze výsledného signálu, který vznikl sečtením dvou signálů z pozemních převaděčů, rotuje rychlostí, která je rovná téměř monochromatickému Dopplerovu posuvu, takže obnovit QPSK modulaci je velmi obtížné. Rozdíl v časech příchodu způsobený *

• ΦΦΦ φ · « » • ·

ΦΦΦ φφ]

různostním vysíláním, které je důsledkem distribuce vysílaného signálu po apertuře L nebo po časovém intervalu, který je ekvivalentní L/C, kde C je rychlost světla, eliminuje rušení amplitud a umožňuje opravu rotace fáze použitím adaptivních vyrovnávacích technik. To platí pro všechna místa mezi body A a B.

Příkladem vhodné volby vzdáleností vzhledem k symbolové periodě je následující úvaha. Předpokládáme signál, jehož symbolová perioda je v řádu 540 až 550 nanosekund. Vzdálenosti d a výšky h se vyberou tak, aby čas potřebný na překonání úhlopříčné vzdálenosti (d² + h²)^1/2 nezpůsobil zpoždění větší než čtvrtina symbolové periody. Protože jedna nanosekunda při rychlosti světla odpovídá přibližně jedné stopě (0.3048 m) , je v našem příkladě úhlopříčka 550/4 =

137.5 stop. Je-li výška h 20 stop, je vzdálenost d 136 stop. Výška h je ve srovnání se vzdáleností d s výhodou relativně malá, aby úroveň signálu z jiného pozemního převaděče byla alespoň o 10 dB nižší než úroveň signálu 2 převaděče, pod nímž se vozidlo nachází. Délka L je s výhodou mezi 5 a 10 stopami, čímž se dosáhne dostatečné různosti délky dráhy na frekvencích L-pásma. Pokud je součástí mobilního přijímače 14 ve vozidle vyrovnávací jednotka, může být časový rozdíl v příchodu prodloužen na několik symbolů, takže vzdálenost mezi pozemními převaděči může být i přes 1000 stop. Ekvivalentním časovým rozdílem by bylo vysílání signálu několikrát ze stejného zdroje s odstupy 5 až 10 nanosekund.

Vynález byl výše popsán na příkladných provedeních.

Odborníkům budou jistě zřejmé mnohé změny a úpravy těchto příkladných provedení, které by měly být posuzovány v duchu vynálezu, který je vymezen připojenými patentovými nároky.

Claims (41)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Digitální vysílací systém signálu,kdy vysílací signál se

2. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že pozemní převaděč je upraven pro modulování pozemního signálu podle nejméně jednoho z adaptivního vyrovnaného časového multiplexování, koherentního adaptivně vyrovnaného časového

3. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že satelitní signál se moduluje podle nejméně jednoho z časového

4 4

4444 * • : tfe-4^8 *4« ♦·♦ · pozemní převaděč nakonfigurovaný pro příjem satelitního signálu a pro generování a vysílání pozemního signálu ze satelitního signálu, který zahrnuje vysílací signál,přičemž pozemní signál se převaděčem moduluje podle nejméně jednoho z

·4·« *· ♦ · · vyznačující

4. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, převaděč je upraven pro modulování pozemního použitím modulace na vícenásobné nosné.

že pozemní signálu s

5 kabel pro propojení vysokofrekvenčního vstupního dílu a vnitřního zesilovače; a vnitřní vyzařovací anténu, která navazuje na vnitřní zesilovač, vnitřní vyzařovací anténa má výkon, který je dostatečně vysoký pro dosažení uspokojivého vnitřního příjmu

5 vysílacího signálu.

5 multíplexování se změnami frekvence, kódového multíplexování a modulace na vícenásobné nosné; a vyslání druhého signálu k rádiovému přijímači z pozemní stanice na druhé nosné frekvenci, která je jiná než první nosná frekvence.

5 časového multiplexování, koherentního adaptivně vyrovnaného časového multiplexování se změnami frekvence, kódového multiplexování a modulace na vícenásobné nosné, druhá přijímačová větev zahrnuje demodulátor pro obnovu vysílacího signálu; a

5 vybraného časového zpoždění zpozdil nejméně jeden z prvního satelitního signálu a pozemního signálu a generoval výstupní signál z nejméně jednoho z prvního satelitního signálu, druhého satelitního signálu a pozemního signálu.

10

5 adaptivního vyrovnaného časového multiplexování, koherentního adaptivně vyrovnaného časového multiplexování se změnami frekvence, kódového multiplexování a modulace na vícenásobné nosné.

10

5 15. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že dále zahrnuje jednou za každý předem určený počet symbolických period krok vložení synchronizačního symbolu, který umožňuje synchronizaci vzorkovacího okna, které odpovídá části symbolické periody v každé symbolické periodě, v přijímači

5 přijetí časově multiplexovaného bitového proudu od satelitu;

rozdělení časově multiplexovaného bitového proudu do množství paralelních bitových drah;

reprezentování každého předem určeného počtu bitů v

5. Systém podle nároku 4, vyznačující se tím, že pozemní převaděč je upraven pro přijímání satelitního signálu a jeho demodulování na signál v základním pásmu před tím, než signál v základním pásmu namoduluje pomocí modulace na vícenásobné nosné.

5 vyznačující se tím, že zahrnuje:

satelit pro přijímání vysílacího signálu od pozemní stanice a pro vysílání satelitního signálu, který zahrnuje vysílací signál, na první nosné frekvenci; a pozemní převaděč pro přijímání satelitního signálu, pro 10 generování pozemního signálu ze satelitního signálu a pro vysílání pozemního signálu, který zahrnuje vysílací signál, na druhé nosné frekvenci, která je jiná než první nosná frekvence, pozemní signál se pozemním převaděčem moduluje podle k vícenásobným cestám tolerantní modulační techniky.

6. Systém podle nároku 1, satelitnímu signálu se přiřadí první kód kanálu kódového multiplexování a pozemnímu signálu se přiřadí druhý kód kanálu kódového multiplexování.

se tím, ze

7. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje druhý satelit, druhý satelit je činný přijímáním vysílacího signálu od pozemní stanice a vysíláním satelitního

8. Pozemní převaděč pro opakované vysílání satelitních 15 signálů k rádiovým přijímačům, vyznačující se tím, že zahrnuje:

pozemní přijímač pro přijímání satelitních signálů; a modulátor pozemního druhu signálu pro generování pozemních signálů ze satelitních signálů, pozemní signály se 20 modulují modulátorem pozemního druhu signálu podle modulace na vícenásobné nosné;

kde satelitní signály se vysílají od satelitu na první nosné frekvenci a modulátor pozemního druhu signálu je upraven pro vysíláním pozemních signálů k rádiovým přijímačům

9. Pozemní převaděč podle nároku 8, vyznačující se tím, že modulátor pozemního druhu signálu zahrnuje:

10 satelitních signálů v rádiových přijímačích v těch místech uvnitř budovy, v nichž není příjem přímých satelitních signálů možný, a který je dostatečně nízký, aby se předešlo interferenci satelitních signálů přenášených mezi vnitřní vyzařovací anténou a anténou v místě přímé viditelnosti

10 přijímači jako třetího signálu podle nejméně jednoho z časového multiplexování a kódového multiplexování;

vyslání třetího signálu k rádiovému přijímači z druhého satelitu, vyslání se zpozdí vzhledem k vyslání prvního signálu o předem určenou dobu.

10 kombinátor pro generování výstupního signálu z nejméně jednoho z prvního satelitního signálu a pozemního signálu.

10 vzhledem k nosným pro množství signálů modulovaných na vícenásobné nosné.

10 každé z množství bitových drah symbolem, který se skládá z imaginární části a reálné části;

přivedení symbolů jako vstupních komplexních frekvenčních koeficientů k paralelním vstupům konvertoru inverzní Fourierovy transformace a vygenerování výstupů,

10. Způsob konverze časově multiplexovaného bitového proudu do množství na vícenásobné nosné modulovaných signálů v pozemním převaděči, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:

10 signálu, který zahrnuje vysílací signál, na první nosné frekvenci a vzhledem k prvnímu satelitnímu signálu zpožděného o předem určenou dobu.

11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že dále 20 zahrnuje krok generování hlídacího intervalu pro nosné.

12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že generační krok zahrnuje kroky:

přiřazení části symbolové periody, která odpovídá době 25 trvání každého ze symbolů, hlídacímu intervalu; a zkrácení doby trvání každého ze symbolů.

13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že zkracovací krok zahrnuje kroky:

14. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že generační krok dále zahrnuje krok vyplnění hlídacího intervalu podmnožinou výstupů inverzní Fourierovy transformace.

15 satelitu.

15 třetí přijímačovou větev pro přijímání druhého satelitního signálu z druhého satelitu, který je vzhledem k prvnímu satelitnímu signálu opožděn o zvolené časové zpoždění, druhý satelitní signál zahrnuje vysílací signál a je namodulován podle toho odpovídajícího nejméně jednoho z

15 přepínací kombinátor k výběru mezi výstupem z výběrového kombinátoru a pozemního signálu podle toho, který z výstupu výběrového kombinátoru a pozemního signálu má menší počet bitových chyb.

20

15 20. Digitální vysílací systém podle nároku 18, vyznačující se tím, že dále zahrnuje nejméně jeden rádiový přijímač nakonfigurovaný pro příjem satelitního signálu a pozemního signálu, rádiový přijímač obsahuje výběrový kombinátor pro generování výstupního signálu z nejméně jednoho ze

15 proudu tak, aby se snížila nosným přidružená celková šířka pásma.

15 které tvoří modulované úzkopásmové ortogonální nosné; a vyslání modulovaných úzkopásmových ortogonálních nosných z pozemního převaděče.

16. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok děrování časově multiplexovaného bitového

17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že děrovací krok zahrnuje krok výběrového odstraňování bitů z časově

18. Digitální vysílací systém pro vysílání vysílacího

19. Digitální vysílací systém podle nároku 18, vyznačující se tím, že satelitní signál se vysílá na první nosné frekvenci a pozemní signál se vysílá na druhé nosné frekvenci, která je jiná než první nosná frekvence.

20 anténou v místě přímé viditelnosti satelitu a vnitřní vyzařovací anténou se omezením délky kabelu udržuje taková, aby byla menší než vybraná část symbolové periody.

20 demodulování každého z prvního signálu, druhého signálu a třetího signálu tak, aby se odstranily příslušné modulace a obnovil se první obnovený vysílací signál, druhý obnovený vysílací signál a třetí obnovený vysílací kanál; a generování výstupního vysílacího signálu z nejméně

20 nosné.

20 časového multiplexování a kódového multiplexování, kterého bylo použito u prvního satelitního signálu, třetí přijímačová větev zahrnuje demodulátor pro obnovu vysílacího signálu; a zpožďovací zařízení pro zpožďování prvního satelitního signálu podle vybraného časového zpoždění, kombinátor je

20 satelitního signálu a pozemního signálu.

20 multiplexovaného bitového proudu před tím, než se symboly přivedou na paralelní vstupy konvertoru inverzní Fourierovy transformace.

20 multiplexování se změnami frekvence, kódového multiplexování a modulace na vícenásobné nosné.

pro vysílání vysílacího vysílá z pozemní stanice,

21. Digitální vysílací systém podle nároku 18, vyznačující se tím, že dále zahrnuje druhý satelit nakonfigurovaný pro, příjem vysílacího signálu od pozemní stanice a vysílání

22. Digitální vysílací systém podle nároku 21, vyznačující se tím, že dále zahrnuje nejméně jeden rádiový přijímač nakonfigurovaný pro příjem prvního satelitního signálu, druhého satelitního signálu a pozemního signálu, podle

23. Digitální vysílací systém podle nároku 22, vyznačující se tím, že rádiový přijímač zahrnuje výběrový kombinátor a přepínací kombinátor, kdy rádiový přijímač využívá výběrový kombinátor k provádění pravděpodobnostního kombinování prvního satelitního signálu a druhého satelitního signálu a

24. Digitální vysílací systém podle nároku 22, vyznačující se tím, že rádiový přijímač zahrnuje výběrový kombinátor k provádění pravděpodobnostního kombinování prvního satelitního signálu, druhého satelitního signálu a pozemního signálu.

25 jednoho z prvního obnoveného vysílacího signálu, druhého obnoveného vysílacího signálu a třetího obnoveného vysílacího sicrná 1 n.

25 činný generováním výstupního signálu z nejméně jednoho z prvního satelitního signálu, druhého satelitního signálu a oozemního sínnáln.

25 25. Přijímač pro přijímání vysílacího signálu v kombinovaném satelitním a pozemním vysílacím systému, vyznačující se tím, že zahrnuje:

první přijímačovou větev pro přijímání prvního satelitního signálu vysílaného z prvního satelitu na první

25 druhého časově multiplexovaného satelitního signálu, který zahrnuje vysílací signál, přičemž druhý satelitní signál je vzhledem k prvnímu satelitnímu signálu opožděn o vybrané časové zpoždění.

25 signálu, vysílací signál se vysílá z pozemní stanice, vyznačující se tím, že zahrnuje:

první satelit nakonfigurovaný pro příjem vysílacího signálu od pozemní stanice a vysílání časově multiplexovaného satelitního signálu, který zahrnuje vysílací signál;

• 4

25 na druhé nosné frekvenci, která je jiná než první nosná frekvence.

25 multiplexování a kódového multiplexování.

26. Přijímač podle nároku 25, vyznačující se tím, že dále zahrnuje:

27. Způsob vysílání vysílacího signálu k rádiovému 30 přijímači, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:

modulování vysílacího signálu pro vysílání k rádiovému přijímači jako prvního signálu podle nejméně jednoho z časového multiplexování a kódového multiplexování;

vyslání prvního signálu k rádiovému přijímači z prvního

28. Způsob podle nároku 27, vyznačující se tím, že krok modulování vysílacího signálu jako druhého signálu zahrnuje kroky;

přijetí prvního signálu v pozemní stanici; a 15 provedení zpracování prvního signálu v základním pásmu před tím, než se namoduluje podle nejméně jednoho z adaptivního vyrovnaného časového multíplexování, koherentního adaptivně vyrovnaného časového multíplexování se změnami frekvence, kódového multíplexování a modulace na vícenásobné

29. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok přijetí prvního signálu a druhého signálu v rádiovém přijímači.

30. Způsob podle nároku 29, vyznačující se tím, že dále bani nu. j c mují uciLLUuuiu van± ujjuu z, pnjatcnu ρινπιπυ oiýnaiu a přijatého druhého signálu tak, aby se odstranily příslušné modulace a obnovil se první obnovený vysílací signál a druhý obnovený vysílací signál.

30 nosné frekvenci, první satelitní signál zahrnuje vysílací signál a je namodulován podle nejméně jednoho z časového multiplexování a kódového multiplexování, první přijímačová větev zahrnuje demodulátor pro obnovu vysílacího signálu;

* ·♦· · · « ·« druhou přijímačovou větev pro přijímání pozemního signálu vysílaného z pozemní stanice na druhé nosné frekvenci, pozemní signál zahrnuje vysílací signál a je namodulován podle nejméně jednoho z adaptivního vyrovnaného

30 uložení výstupů z konvertoru inverzní rychlé Fourierovy transformace v každé symbolové periodě do paměťového zařízení;

čtení z paměťového zařízení poté, co uplyne část symbolové periody.

»44 • * • · »·*· »··

JJS

30 časový demultiplexer pro demultiplexování satelitních signálů ze sériového časově multiplexovaného bitového proudu do množství paralelních bitových proudů; a modul inverzní rychlé Fourierovy transformace pro generování digitálního analogového signálu, který zahrnuje

31. Způsob podle nároku 30, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok generování výstupního vysílacího signálu z prvního obnoveného vysílacího signálu a druhého obnoveného

32. Způsob podle nároku 31, vyznačující se tím, že generační krok zahrnuje krok provedení pravděpodobnostního kombinování prvního obnoveného vysílacího signálu a druhého obnoveného

33. Způsob podle nároku 27, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky;

modulování vysílacího signálu pro vysílání k rádiovému

34. Způsob podle nároku 33, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky:

přijetí prvního signálu, druhého signálu a třetího signálu v rádiovém přijímači;

35. Vnitřní zesilovací systém pro přijímání satelitních 30 signálů vysílaných digitálním vysílacím systémem pomocí rádiového přijímače, který je umístěn uvnitř budovy, vyznačující se tím, že zahrnuje:

anténu v místě přímé viditelnosti satelitu pro přijímání přímých satelitních signálů;

·»·· ··· vysokofrekvenční vstupní díl, který navazuje na přijímací anténu, pro předávání frekvenčního spektra, které zahrnuje satelitní signály, s nízkým šumem;

vnitřní zesilovač;

35 vysílacího signálu.

··

35 satelitu na první nosné frekvenci;

44· 4 »

• ·· modulování vysílacího signálu v pozemní stanici pro vysílání k rádiovému přijímači jako druhého signálu podle nejméně jednoho z adaptivního vyrovnaného časového multíplexování, koherentního adaptivně vyrovnaného časového

35 množství koeficientů diskrétní Fourierovy transformace.

.•JUS*A38..· ·»♦·

36. Vnitřní zesilovací systém podle nároku 35, vyznačující se tím, že satelitní signály se vyznačují vybranou symbolovou periodou a doba trvání přenosu satelitních signálů mezi

37. Vnitřní zesilovací systém podle nároku 36, vyznačující 25 se tím, že doba trvání přenosu satelitních signálů mezi anténou v místě přímé viditelností satelitu a vnitřní vyzařovací anténou není větší než 20 až 25 procení vybrané symbolové periody.

··*· ♦ ··

38. Zesilovací systém pro přijímání satelitních signálů vysílaných digitálním vysílacím systémem pomocí rádiového přijímače, který je umístěn mimo budovu, vyznačující se tím, že satelitní signály se vyznačují vybranou periodou, zesilovací systém zahrnuje nejméně dva pozemní převaděče, pozemní převaděče se vyznačují výškou h a vzájemnou vzdáleností d, úhlopříčně vzdálenost {d² + h²)^1/2 od jednoho z pozemních převaděčů k rádiovému přijímači se vybere tak, aby se zpoždění příjmu satelitních signálů z jednoho z pozemních převaděčů v rádiovém přijímači omezilo na 20 až 25 procent symbolové periody.

39. Digitální vysílací systém pro vysílání vysílacího signálu k rádiovému přijímači, vysílací signál se vysílá z pozemní stanice, vyznačující se tím, že zahrnuje:

satelit nakonfigurovaný tak, aby přijímal vysílací signál od pozemní stanice a vysílal satelitní signál, který zahrnuje vysílací signál, k rádiovému přijímači na první frekvenci; a nejméně jeden pozemní převaděč nakonfigurovaný tak, aby přijímal satelitní signál, ze satelitního signálu generoval pozemní signál a vysílal pozemní signál, který zahrnuje vysílací signál, k rádiovému přijímači na druhé nosné frekvenci, která je jiná než první nosná frekvence, kde satelitní signál a pozemní signál se oba modulují pomocí k vícenásobným cestám tolerantní modulační techniky.

40. Systém podle nároku 39, vyznačující se tím, že satelitní signál se moduluje podle kódového multiplexování.

41. Systém podle nároku 39, vyznačující se tím, že pozemní signál se moduluje podle nejméně jednoho z adaptivního vyrovnaného časového multiplexování, koherentního adaptivně vyrovnaného časového multiplexování se změnami frekvence, kódového multiplexování a modulace na vícenásobné nosné.