DE69532100T2

DE69532100T2 - Digitales Satellitenrundfunksystem

Info

Publication number: DE69532100T2
Application number: DE69532100T
Authority: DE
Inventors: Carlo Elia; Enrico Colzi
Original assignee: Agence Spatiale Europeenne
Current assignee: Agence Spatiale Europeenne
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1995-07-18
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2015-07-19
Also published as: ES2208669T3; EP0695051A1; US5712850A; CA2154123A1; FR2723279A1; FR2723279B1; JPH08298647A; CA2154123C; DE69532100D1; EP0695051B1

Description

Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand ein System zur digitalen Satellitenausstrahlung, welches eine Verbindung umfasst, welche digitale Informationen mit Bestimmung zum Satelliten aussendet, wobei der Satellit eine Multiplexausstrahlung wiederaussendet.
Der DTVB-Standard zur Fernseh-Satellitenausstrahlung ist in der Publikation der Europäischen Rundfunkunion vom Januar 94, mit dem Titel „Specification of the „Baseline Modulation/Channel Coding System" for Digital Multiprogramme Television by Satellite" (V4/MOD-B, DTVB 1110, GT V4/MOD 252) beschrieben worden.
Dieser Standard setzt die Mehrprogramm-Satelliten-Übertragung ein, welche den MPEG-2-Standard zur Audio- und Video-Kompression und zum Multiplexing verwendet. Zur Definition dieses MPEG-2-Standards wird auf die Publikation der International Standardization Organization (ISO) mit dem Titel „MPEG-2 Systems Working Draft" (ISO/IEC JTC1/SC20/WG11, NO501, MPEG93, Juli 1993) Bezug genommen.
Der DTVB-Standard setzt implizit voraus, dass verschiedene Fernsehkanäle zwecks ihres Multiplexings zu einer einzigen Bodenstation befördert werden. Der Fluss der multiplexten Daten, Übertragungsfluss genannt, wird somit nach Einfügen von Redundanz-Informationen, welche die Sicherung des Signals ermöglichen, über eine gemeinsame Uplink-Verbindung an den Satelliten übertragen.
Diese Notwendigkeit, jeden Fernsehkanal in einer gemeinsamen Uplink-Verbindung zu übertragen, auch Zuspielverbindung genannt, verursacht Mehrkosten, welche zum einen Teil aus der Bodenstation für die Zuspielverbindung und zum anderen Teil aus der Beförderung der Signale von diversen Bodensendern an diese Bodenstation resultieren.
Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand ein System, welches die Vermeidung dieser Zuspielverbindung ermöglicht, insbesondere in dem Rahmen deren Einsatzes bei der Satellitenausstrahlung von digitalen Fernsehprogrammen, welche direkt im Haus eines Benutzers empfangen werden können.
Die französische Patentanmeldung FR 2 498 034 (WESTERN ELECTRIC) beschreibt ein bidirektionales TDMA-System, bei welchem das Multiplexing vollständig an Bord des Satelliten realisiert ist. Die vorliegende Erfindung hat ebenfalls zum Ziel, den Bord-Multiplexer in dem Fall einer Anwendung beim Digitalfernsehen zu vereinfachen.
Die Erfindung betrifft somit ein System zur digitalen Satellitenausstrahlung, welches eine Verbindung umfasst, welche digitale Informationen mit Bestimmung zum Satelliten aussendet, wobei der Satellit eine Multiplex-Ausstrahlung wiederaussendet, so wie es in dem Anspruch 1 definiert ist.
Der Einsatz der Erfindung ermöglicht es somit, das Bord-Multiplexermodul zu vereinfachen, da ein Teil der Kanalanpassungsfunktion durch die Einzelsender realisiert ist.
Mindestens einer der Einzelsender kann eine Bodenstation sein. Somit sendet jede Bodenstation direkt in Richtung des Satelliten, was die Vermeidung der Zuspielverbindung ermöglicht. Es ist übrigens nicht notwendig, dass alle Einzelsender Bodenstationen sind.
Die Verbindung ist vorteilhafterweise eine Multiplexverbindung, welche ein Multiplex-Ausstrahlungssignal sendet, welches bevorzugt ein moduliertes, vorzugsweise in der Phase, analoges Signal für die Übertragung der digitalen Informationen ist. Das Multiplexsignal umfasst vorteilhafterweise Pakete, von denen jedes die Information eines einzigen Programms überträgt.
Der Anpassungsblock erster Art ist zum Beispiel ein Scrambling-Block und/oder ein externer Kodierungsblock.
Mindestens ein Einzelsender kann eine Empfangsvorrichtung für die Multiplex-Ausstrahlung und eine Extraktionsvorrichtung für einen Takt, welche ein Taktsignal des Einzelsenders bereitstellt, umfassen. Dies ermöglicht es, auf einfache Weise einen Takt zu erhalten, welcher keine Drift bezüglich des Taktes des Satelliten aufweist, der unter anderem das Multiplexer-Modul versorgt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Eingangsmultiplexer-Modul nacheinander:

1. eine Vielzahl von parallelen Zweigen, von denen jeder an seinem Eingang ein durch einen analogen Demultiplexer demultiplextes analoges Signal aufnimmt, welcher Bestandteil der Bordarchitektur des Satelliten ist, wobei jeder der parallelen Zweige nacheinander umfasst:
a) ein Bandpassfilter,
b) einen Analog-Digital-Wandler,
c) einen Basisband-Demodulator,
d) einen Speicherpuffer, der an einen Eingang eines Bord-Multiplexers angreift,
2) den Bord-Multiplexer,
3) einen Digital-Analog-Wandler,
4) einen Modulator für das durch den Digital-Analog-Wandler bereitgestellte analoge Signal,
5) einen Mischer, der ein Signal zur Multiplex-Satellitenausstrahlung bereitstellt.

Das Multiplexer-Modul umfasst vorteilhafterweise dem Bord-Multiplexer nachgeschaltet und dem Digital-Analog-Wandler vorgeschaltet einen Generator für mindestens einen Kanalanpassungsblock einer zweiten Art, die einen Austausch von Informationen zwischen verschiedenen Programmen erfordert. Ein Anpassungsblock der zweiten Art kann zum Beispiel ein Interlace-Block und/oder ein interner Kodierungsblock sein.
Der Modulator für das analoge Signal ist vorteilhafterweise ein Phasenmodulator mit mehreren Zuständen, vorzugsweise ein Phasenmodulator mit vier Zuständen (0°, 90°, 180°, 270°), wobei jeder der Werte ein Doppelbit darstellt (QPSK).
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden besser beim Lesen der anschließenden anhand eines nicht einschränkenden Beispiels gegebenen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen in Erscheinung treten, wobei:
1 ein Funktionsschema eines erfindungsgemäßen Systems darstellt;
2 einen digitalen Übertragungsfluss gemäß dem MPEG-2-Standard darstellt;
3 die bekannte Konfiguration veranschaulicht, welche eine Zuspielverbindung einsetzt;
4 die gemäß der Erfindung durchgeführte Übertragung ohne Zuspielverbindung veranschaulicht;
5 das Funktionsdiagramm eines an sich bekannten Kanalanpassungsblocks darstellt;
6 die modifizierte Kanalanpassung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
7 das Funktionsdiagramm einer Uplink-Verbindung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
8 den Kanalzuschnitt einer Uplink-Verbindung gemäß der Erfindung veranschaulicht;
9 ein Funktionsschema eines Bord-Multiplexers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
10 verschiedene Installationskonfigurationen dieses Multiplexer-Moduls in der Architektur des Satelliten darstellt; und 11 eine bevorzugte Ausführungsform von 10 darstellt.
Gemäß 1 umfasst ein erfindungsgemäßes Übertragungssystem eine bestimmte Anzahl von Bodenstationen E₁, E₂, E₃, E₄, etc., welche mit Sendeantennen A₁, A₂, A₃, A₄, etc. versehen sind, die mit einem „schwach" genannten Durchsatz in Richtung eines Satelliten SAT senden, welcher die Gesamtheit dieser Ausstrah lungen über eine einzige Empfangsantenne AR empfängt. Gemäß diesem System richten die Stationen E₁, E₂, E₃, E₄, etc., welche am Boden an verschiedenen geographischen Positionen angeordnet sind, ihre Signale unabhängig voneinander an den Satelliten SAT, welcher als Antwortsender für die Übertragung eines oder mehrerer digitaler Fernsehprogramme dient. Jede Bodenstation E₁, E₂, E₃, E₄, etc. überträgt ein mindestens einem Fernsehprogramm entsprechendes Signal. Ein in die Architektur des Satelliten SAT integriertes Multiplexer-Modul MMUX bewirkt eine Verarbeitung der über die Empfangsantenne AR von den Bodenstationen E₁, E₂, E₃, E₄, etc. empfangenen Signale, in einer Weise, dass ein einziges Multiplexsignal erzeugt wird, welches über die Sendeantenne AE in Richtung von erdgebundenen Empfängern mit Bestimmung an Einzelbenutzer oder Gebäude, welche mit Satellitenempfangsantennen ausgestattet sind, gesendet wird. Das über die Sendeantenne AE des Satelliten SAT gesendete Signal umfasst ein Mehrprogramm-Fernsehsignal, bei welchem die Ausstrahlungen der Bodenstationen E1, E2, E3, E4, etc. oder lediglich einiger von ihnen multiplext wird.
Die aus den Ausstrahlungen der Sendantenne AE bestehende Downlink-Verbindung ist vorzugsweise gemäß dem oben genannten Standard zur Satelliten-Fernsehausstrahlung DTVB ausgeführt.
Mit diesem System hat man sich von der Zuspielverbindung des Stands der Technik gelöst.
Die Uplink-Verbindungen E₁, E₂, E₃, E₄, etc. senden mit dem MPEG-2-Standard konforme Signale, gemäß welchem die Audiosignale, Videosignale und unter Umständen Daten multiplext und komprimiert werden, um einen elementaren Paketfluss PES zu bilden.
Der MPEG-2-Übertragungsfluss ist in 2 dargestellt. Er umfasst eine Folge von Paketen P1, P2, P3, P4, etc. Ein Paket umfasst ein Datensegment PES, welches die zuvor genannten Videoinformationen, Audioinformationen und Daten zusammenfasst, und welches durch einen Header eingeleitet wird, der nacheinander ein Synchronisationsmultiplet SYNC, im Allgemeinen ein 8-Bit-Byte, ein Paketübertragungsfehler-Anzeigesegment TPEI, ein Paketstart-Anzeigesegment PSI, ein Transportpriorität-Anzeigesegment TP, ein Segment PID, ein Scrambling-Kontrollsegment TSC, ein Signalanpassungs-Kontrollsegment AFC, ein Kontinuitäts-Zählersegment CC und ein Anpassungsfeld AF umfasst. Für weitere Details wird auf die Definition des MPEG-2-Standards verwiesen.
Bei den Systemen, welche den MPEG-2-Standard verwenden, kann es zum Beispiel in Erwägung gezogen werden, dass die Bodenstationen E'₁, E'₂, E'₃, E'₄, etc. ihre Videoinformationen V'₁, V'₂, V'₃, V'₄, etc., Audioinformationen A'₁, A'₂, A'₃, A'₄, etc. und Daten D'₁, D'₂, D'₃, D'₄ an einen Übertragungsmultiplexer TRMUX übertragen, welcher zu der Zuspielverbindung LC gehört, welcher am Boden angeordnet ist, und welcher das Multiplex in Richtung des Satelliten sendet, der dann nichts anderes tut, als dieses unverändert für die Heimbenutzer wiederauszusenden.
Gemäß der Konfiguration der Erfindung, so wie sie in 4 dargestellt ist, ist jeder Sender E₁, E₂, E₃, E₄, mit seinem eigenen Übertragungsmultiplexer TRMUX1, TRMUX2, TRMUX3, TRMUX4, etc. ausgestattet, welcher die Videodaten, Audiodaten und Daten, entsprechend V₁, A₁, D₁ für den Sender E₁, V₂, A₂, D₂ für den Sender E₂, V₃, A₃, D₃ für den Sender E₃, V₄, A₄, D₄ für den Sender E₄, etc., multiplext. Jedes dieser Multiplexsignale wird übe die Antennen A₁, A₂, A₃, A₄, etc. in Richtung des Satelliten SAT übertragen, in welchem sie durch das Multiplexer-Modul MMUX verarbeitet werden, um die Multiplex-Ausstrahlung zu erzeugen, welche die den Sendern E₁, E₂, E₃, E₄, etc. entsprechenden Programme in Richtung der Antennen der Empfänger der Heimbenutzer zusammenführt.
Jedes Transportpaket trägt die Information eines einzelnen Programms. Der Übertragungsmultiplexer vom Rang p TRMUX_p führt eine bestimmte Anzahl von Funktionen aus, um ihm zu ermöglichen, die in den Header des Paketes eingefügten Werte zu berechnen. Er erzeugt den Header und fügt gegebenenfalls eine zum Erreichen einer Länge von 188 Byte erforderliche Anzahl von Daten PES hinzu. Der Übertragungsmultiplexer TRMUXp arbeitet bei einem geringeren Durchsatz als der Übertragungsmultiplexer TRMUX, welcher in der Zuspielverbindung LC von 3 eingesetzt ist. In dem Fall einer fernsehartigen Übertragung ist der Informationsdurchsatz bekannt und bleibt für ein gegebenes Programm konstant, was es ermöglicht, die Erzeugung der Transportpakete, wie in 4 dargestellt, Kanal für Kanal durchzuführen.
Vorausgesetzt dass kein Bedarf besteht, Informationen zwischen den Übertragungsmultiplexern TRMUXp, welche in den Einzelsendern E₁, E₂, E₃, E₄, etc. angeordnet sind, auszutauschen, können diese Multiplexer getrennt am Boden in jeder der Sendestationen angeordnet sein, während das Multiplexer-Modul MMUX seinerseits in die Architektur des Satelliten SAT eingefügt ist.
Außerdem ist es günstig, die durch das Multiplexer-Modul MMUX durchgeführten Funktionen so weit wie möglich einzuschränken. Es ist in der Tat noch günstiger, den Großteil der Funktionen auf Ebene der bodengebundenen Stationen zu halten, auch wenn dabei die effektive isotrope Strahlungsleistung („EIRP") an steigt, anstelle einen vollständigen MPEG-2-Multiplexer an Bord zu bringen.
Dies ist durch 5 und 6 veranschaulicht.
5 zeigt ein Funktionsdiagramm für die an sich bekannte Kanalanpassung gemäß dem MPEG-2-Standard. Diese Kanalanpassung umfasst zuallererst eine Scrambling-Funktion, welche durch einen Scrambler EMB realisiert ist, um eine Verteilung von Energie zu erreichen, dann eine externe Kodierung, welche durch einen externen Kodierer EXENC realisiert ist, ein Interlacing, welches durch eine Interlacing-Vorrichtung INT realisiert ist, eine interne Kodierung, welche durch einen internen Kodierer INENC realisiert ist, und zuletzt eine Modulation, wie eine Phasenmodulation mit vier Zuständen QPSK, welche durch einen Modulator MOD realisiert ist, wobei das den Modulator MOD verlassende Signal dann an die Sendeantenne AE des Satelliten SAT geleitet werden kann.
Diese Anpassung hat zur bekannten Funktion, die an einen Heimbenutzer gerichtete Downlink-Verbindung gegenüber Mängeln des Satellitenkanals zu schützen.
Erfindungsgemäß ist eine bestimmte Anzahl von Kanalanpassungsblöcken an den bodengebundenen Stationen E₁, E₂, E₃, E₄ etc. angeordnet. Diese Blöcke sind diejenigen, welche Funktionen ausführen, die wie es die Anmelderin herausgestellt hat, keinen wechselseitigen Austausch von Informationen zwischen verschiedenen Programmen erfordern. Somit können die Scrambling-Funktionen und externen Kodierungs-Funktionen am Boden angeordnet werden, während die Interlacing-Funktionen und internen Kodierungs-Funktionen am Satelliten SRT angeordnet bleiben.
Außerdem, vorausgesetzt dass die Bodenstationen die externe Kodierung EXENC realisieren, ermöglicht dies eine Sicherung gegenüber den Fehlern der Uplink-Verbindung, mit der Folge einer Absenkung der effektiven isotropen Strahlungsleistung EIRP der bodengebundenen Stationen.
Das Funktionsdiagramm eines Senders E_p ist in 7 dargestellt. Er umfasst einen Video-Kodierer ENCV_p für Videosignale V_p, einen Audio-Kodierer ENCA_p für Audiosignale A_p und einen Daten-Kodierer ENCD_P für Daten D_p, welche Pakete PES an genauso viele Eingänge eines Übertragungsmultiplexers TMUX_p bereitstellen. Die Kompression von Videodaten, Audiodaten und Daten ist in der bekannten Weise in den drei zuvor genannten Kodierern realisiert. Vorausgesetzt dass die Kanalzuordnung fest oder annähernd fest ist, besteht kein Bedarf, andere Daten PES von anderen Kanälen, welche denselben Satelliten versorgen, aufzunehmen. Demnach erzeugt der Übertragungsmultiplexer TMUXp den Header, welcher der Verarbeitung von Daten PES an seinem Eingang entspricht, d. h. entsprechend einem einzigen dafür relevanten Kanal, und erzeugt das Transportpaket TP in dem MPEG-2-Format.
Der Prozessor UWPR invertiert das Vorzeichen des Header-Einzelworts des Pakets gemäß der Standard-Rastergestaltung der DTVB-Norm.
Eine Steuerlogikeinheit CU, welche durch einen Referenztakt H gesteuert wird, überwacht diese Invertierung, sowie den Energieverteilungsprozess, welcher durch die Scrambling-Einheit EMB bewerkstelligt wird. Die interne Kodierung wird durch einen Prozessor RS gemäß einem Reed-Solomon-Code mit den Parametern (204, 188, 8) realisiert. Diese Reed-Solomon-Kodierung wird vor der durch den Modulator MOD realisierten Modulation QPSK und der durch den Sender EM realisierten Übertragung durchgeführt.
Die Trägerfrequenz des über die Antenne A_p gesendeten Signals erfordert keine bessere Frequenzstabilität als 10 ppm. Es ist daher möglich, einen lokalen Oszillator zu verwenden. Vorausgesetzt dass eine der Sendestationen E_p im Allgemeinen über einen Kontrollempfänger REC verfügt, wird jedoch das Vorhandensein dieses Empfängers REC zum Extrahieren eines Systemtakts aus dem durch den Satelliten SAT bereitgestellten Downlink-Signal nutzbar gemacht, um den Referenztakt H, welcher unter anderem die Steuereinheit CU und die Module RS, den Multiplexer TMUX_p und den Modulator MOD speist, festzulegen.
Es ist festzustellen, wie es nachfolgend detaillierter beschrieben wird, dass dem Bord-Multiplexer vorgeschaltete Speicherpuffer eingesetzt sind, um das Korrigieren von verbleibenden Fehlern und von Fehlern aufgrund des Dopplereffekts vor dem Multiplexen und Senden über die Antenne AE zu ermöglichen.
8 veranschaulicht die Einteilung der Kanäle des Satelliten SAT. Eine Gruppe von N Sendestationen E_p (mit N = 6) teilt sich einen Satellitenantwortsender R_p in der Frequenzdomäne (FDMA). Die Gesamtübertragungskapazität ist gleichmäßig zwischen den Stationen verteilt. Mit anderen Worten, wenn R_d Megabits auf der Downlink-Verbindung verfügbar sind, d. h. zur Satellitenausstrahlung, würde jede Station E_p R_u = Rd/N Megabits übertragen. Die Ressourcenzuordnung ist im Allgemeinen statisch, das heißt, das eine Station autorisiert ist, nur auf einer bestimmten Frequenz, die ihr zugewiesen ist, zu übertragen.
Beispielhaft veranschaulicht 8 den Fall eines Satelliten, welcher mehrere Antwortsender aufweist, die ein Durchlassband von 33 MHz aufweisen, und welche zur digitalen Mehrprogramm-Fernsehausstrahlung eingesetzt sind. Einer der Antwortsender R_p umfasst sechs Träger, welche sechs Sendern E_p entsprechen, die in einem Band von etwa 5 MHz senden und jeweils einen Durchsatz R_u von 6 Megabit/s für einen Gesamtinformationsdurchsatz der Downlink-Verbindung von R_d = 36 Megabit/s aufweisen.
9 stellt ein Blockdiagramm des Bord-Multiplexer-Moduls MMUX dar. Das Signal bei 12 GHz, welches durch die Empfangsantenne AR des Satelliten SAT bereitgestellt ist, wird dem Eingang eines Eingangs-Demultiplexers IMUX zur Verfügung gestellt, welcher ein Bestandteil der Architektur des Satelliten ist, und welcher genau gesagt dem Multiplexer-Modul MMUX vorgeschaltet angeordnet ist.
Das Multiplexer-Modul MMUX umfasst an seinem Eingang einen Eingangsmischer MEL1, welcher an einem Eingang einen Teil des Ausgangssignals des Eingangs-Demultiplexers IMUX und an seinem anderen Eingang ein durch einen Multiplizierer MUL1 ausgehend von einem Bord-Referenztakt RH bereitgestelltes Signal aufnimmt. In Übereinstimmung mit dem Beispiel von 8 ist das Multiplexer-Modul in einer sechs bodengebundenen Sendern entsprechenden Konfiguration dargestellt. Demzufolge ist das Ausgangssignal des Mischers MEL1 entsprechenden Eingängen von sechs Verstärkern, entsprechend A1 bis A6, zugeführt, deren Ausgang auf akustischen Oberflächenwellen („SAW") basierende Filter, entsprechend F1 bis F6, beaufschlagt. Derartige Filter weisen den Vorteil auf, dass sie kompakt sind, dass sie von geringem Gewicht sind und dass sie sehr gute Sperreigenschaften aufweisen. Diese Filter sind in einer Weise eingestellt, dass sie den in 8 dargestellten sechs Kanälen entspre chen. Das Ausgangssignal der Filter F1 bis F6 wird dann dem Eingang von Analog-Digital-Wandlern, welche entsprechend mit CAN1 bis CAN6 bezeichnet sind und durch den Referenztakt RH getaktet sind, zugeführt. Diese Analog-Digital-Wandler bewirken eine 8-Bit-Wandlung bei einer Sampling-Frequenz, welche ungefähr dem Doppelten des Durchlassbandes eines Trägers entspricht, d. h. 11 Millionen Samples/Sekunde für ein Durchlassband von 5 MHz. Es wird angemerkt, dass eine Wandlung auch mit einem 6-Bit-Wandler realisiert werden könnte, ohne dass die Quantisierungsverzerrung allzu bedeutend würde. Der Ausgang der Wandler CAN1 bis CAN6 wird dem Eingang von digitalen Produktdetektoren DP1 bis DP6 zugeführt. Diese Detektoren bewirken eine Wandlung der entsprechenden Signale in den komplexen Bereich durch eine Hilbert-Transformation der im Bereich der Digitalprozessierung wohl bekannten Art. Die durch die Detektoren DP1 bis DP6 bereitgestellten Signale sind dem Eingang eines Interpolations- und Filterkreises, entsprechend NTP1 bis NTP6, zugeführt. Die Interpolation hat zum Ziel, eine angepasste und präzise Filterung zu ermöglichen. Diese Filterung wird durch ein FIR-Filter mit einer finiten Impulsantwort, d. h. ein nicht rekursives Digitalfilter, durchgeführt. Die Interpolation und die adaptive Filterung sind durch das Taktsignal gesteuert, welches durch den Takt RH, mit einer Frequenzmultiplikation um 4, welche durch den Multiplikatorkreis MUL2 realisiert ist, bereitgestellt wird. Die durch die Kreise MP1 bis MP6 bereitgestellten Signale werden dann im Basisband durch ebenso viele Demodulatoren, entsprechend DEM1 bis DEM6, welche in der bekannten Weise die kohärente Demodulation des phasenmodulierten Signals mit vier Zuständen QPSK bewerkstelligen, demoduliert. Sie umfassen Mittel zum Rückgewinnen der digitalen Phase und des Taktes. Die Demodulatoren umfassen vorteilhafterweise einen Signalhöhendetektor, welcher es ermöglicht, einen Tiefpassfilter zu regeln, um einen automati schen Regelkreis für die Verstärkung der Verstärker A1 bis A6 zu realisieren, so dass die Möglichkeiten der Analog-Digital-Wandler CAN1 bis CAN6 so gut wie möglich ausgenutzt werden.
Speicherpuffer M1 bis M6 sind zwischen den Demodulatoren DEM1 bis DEM6 und dem Bord-Multiplexer angeordnet.
Der Bord-Multiplexer weist die folgenden Funktionen auf:

– Realisieren des sequenziellen Multiplexens der durch die Speicher M1 bis M6 bereitgestellten Pakete;
– Einfügen von „Füllpakete" genannten Paketen im Fall von schlechter Funktion einer oder mehrerer Uplink-Verbindungen. Ein spezielles Flag, welches in dem Header des Pakets vorgesehen ist, kann eingesetzt werden, um den Empfänger am Boden zu warnen.

Der Multiplexer ist von dem Takt RH getaktet, dessen Frequenz durch einen Multiplikator MUL3 multipliziert ist.
Die Ausgangssignale des Bord-Multiplexers speisen nacheinander:

– einen Interlacing-Kreis INT, welcher ein Interlacing durch Faltung in Übereinstimmung mit dem DTVB-Standard bewerkstelligt; die Intelacing-Tiefe beträgt 12 Byte und seine Struktur entspricht der Forney-Betriebsart; er erfordert einen internen Speicher von 9000 Bits;
– einen internen Kodierer INENC, welcher eine Kodierung durch Faltung bewerkstelligt, ebenfalls gemäß dem DTVB-Standard; seine Struktur ist relativ einfach;
– einen Digital-Analog-Wandler vom Sigma-Delta-Typ mit einem Wandlungstakt von ungefähr 26 MHz;
– einen Modulator zum Realisieren einer Phasenmodulation QPSK mit vier Zuständen; er umfasst im Basisband zwei Kosinus-Formfilter und eine Konvertierung zu einer Zwischenfrequenz f_IF:
– einen Mischer MEL2, an welchem ein Multiplexerkreis MEL5 ein aus dem Referenztakt RH abgeleitetes Signal von 12 GHz erzeugt.

Das Multiplexer-Modul MMUX kann angeordnet sein:

– entweder direkt hinter einem Eingangs-Multiplexer IMUX wie in der 9 und der 10 dargestellt (Option 1). In diesem Fall kann, im Fall eines Ausfalls eines Wanderwellen-Röhrenverstärkers TWTA_p, welcher zum Wiederaussenden über die Antenne AE verwendet wird, das Signal an einen anderen Verstärker TWTA geleitet werden, es ist jedoch nicht möglich, eine Frequenzneuzuordnung durchzuführen, weil das Modul MMUX mit einem speziellen Eingangs-Multiplexer IMUX verbunden ist;
– hinter der Eingangs-Kommutator-Matrix MCE und vor dem Verstärker CAMP_p, welcher den Ausstrahlungsverstärker TWTA_p speist (Option 2). In diesem Fall ist aufgrund des Netzwerks MCE, welches die Signale eines beliebigen Eingangs-Multiplexers dem Modul MMUX zuweisen kann, eine Frequenzneuzuordnung möglich; oder
– auf Ebene der Matrix MCE (Option 3), was gleichzeitig eine Frequenzneuzuordnung und ein Wechseln des Verstärkers TWTA ermöglicht; dies erfordert hingegen ein Anpassen der Matrix MCE, zum Beispiel indem diese in eine dem Modul MMUX vorgeschaltete Matrix MCE1 und eine dem Modul MMUX nachgeschaltete Matrix MCE2 geteilt wird.

Es ist der Fall eines Satelliten SAT, welcher ein einziges Modul MMUX umfasst, dargestellt worden. Es versteht sich, dass es möglich ist, dass einer oder mehrere weitere Antwortsender des Satelliten für einen Empfang dieser Art eingesetzt werden, und dass ihnen demzufolge ein Multiplexer-Modul MMUX zugeordnet ist.

Claims

System zur Mehrkanal-Satelliten-Ausstrahlung für digitales Fernsehen mit Kanalanpassung, welches gemäß dem Standard DTVB eine Uplink-Verbindung zum Absenden von digitalen Informationen mit Bestimmung zum Satelliten umfasst, wobei der Satellit einen Sender für eine Multiplexausstrahlung aufweist, die Uplink-Verbindung eine Vielzahl Einzelsender (E₁ ... E₄) umfasst, von denen jeder über ein Mittel zum Senden eines Multiplex-Ausstrahlungssignals mit einem Durchsatz entsprechend mindestens einem Fernsehprogramm verfügt, und der Sender des Satelliten (SAT) ein Bord-Multiplexermodul (MMUX) umfasst, das über ein Mittel zur Kombination der Ausstrahlungssignale verfügt, um die Multiplex-Ausstrahlung bei einem zweiten Durchsatz, der höher als der erste Durchsatz ist, zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Einzelsender (E₁ ... E₄) einen Multiplexer für mindestens die Audio- und die Videosignale mindestens eines Fernsehprogramms umfasst, und dass der Einzelsender (E₁ ... E₄) einen Generator für mindestens einen Kanalanpassungsblock gemäß dem DTVB-Standard umfasst, welcher einer ersten Art ist, die keinen Austausch von Informationen zwischen verschiedenen Programmen erfordert.
System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Einzelsender (E₁ ... E₄) eine Bodenstation ist.
System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Multiplex-Ausstrahlungssignal ein zur Übertragung der digitalen Informationen moduliertes analoges Signal ist.
System gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Multiplexsignal Pakete umfasst, von denen jedes die Information eines einzigen Programms überträgt.
System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpassungsblock erster Art ein Scrambling-Block ist.
System gemäß einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpassungsblock erster Art ein externer Kodierungsblock ist.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Einzelsender (E₁ ... E₄) eine Empfangsvorrichtung (REC) für die durch den Satelliten bereitgestellte Multiplex-Ausstrahlung und eine Extraktionsvorrichtung für einen Takt aus der Multiplex-Ausstrahlung, welche ein Taktsignal des Einzelsenders bereitstellt, umfasst.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Multiplexer-Modul nacheinander umfasst: 1) eine Vielzahl von parallelen Zweigen, von denen jeder an seinem Eingang ein durch einen analogen Demultiplexer demultiplextes analoges Signal aufnimmt, wobei jeder Zweig nacheinander umfasst: a) ein Bandpassfilter (F1 ... F6), b) einen Analog-Digital-Wandler (CAN1 ... DEM6), c) einen Basisband-Demodulator (DEM1 ... DEM6), d) einen Speicherpuffer (M1 ... M6), der an einen Eingang eines Bord-Multiplexers angreift, 2) den Bord-Multiplexer, 3) einen Digital-Analog-Wandler (CNA), 4) einen Modulator für das durch den Digital-Analog-Wandler (CNA) bereitgestellte analoge Signal, 5) einen Mischer (MEL2), der ein Signal zur Multiplex-Satellitenausstrahlung bereitstellt.
System gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Multiplexer-Modul (MMUX) einen dem Bord-Multiplexer nachgeschalteten und dem Digital-Analog-Wandler (CNA) vorgeschalteten Generator für mindestens einen Kanal-Anpassungsblock einer zweiten Art, die einen Austausch von Informationen zwischen verschiedenen Programmen erfordert, umfasst.
System gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anpassungsblock der zweiten Art ein Interface-Block ist.
System gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anpassungsblock der zweiten Art ein interner Kodierungsblock ist.