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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein verbessertes mobiles
Digitalfunksystem. Insbesondere betrifft sie ein verbessertes mobiles
digitales Funksystem, wobei eine Vielzahl von Satelliten und terrestrischen
Wiederholern eine identische Information über getrennte Frequenzbänder an
einen mobilen Empfänger übertragen,
der die Frequenzbänder verarbeitet,
um ein einziges hochqualitatives Ausgangssignal zu erzeugen.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Praktische
Leistungsbegrenzungen von Übertragungsquellen
sowie Signalfortpflanzungsverschlechterungen können die Qualität von digitalen Funkfrequenzübertragungen
bzw. Hochfrequenzübertragungen
wesentlich verschlechtern. Eine solche Signalminderung ist besonders
für mobile
Empfangsanwendungen lästig,
da sich die Natur und Härte
der Signalverfälschung
unvorhersehbar ändert,
wenn sich die mobile Empfangseinheit innerhalb der Betriebsumgebung
bewegt.
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Ein
Verfahren zum Verbessern des mobilen Empfangs von digitalen Hochfrequenzübertragungen verwendet
eine räumliche
Mannigfaltigkeit von Signalquellen in Verbindung mit einem Signalquellenauswahlschema.
Mit diesem Verfahren überträgt eine
Vielzahl von räumlich
verschiedenen Signalquellen gleichzeitig eine identische Information über verschiedene
Frequenzbänder.
Eine mobile Empfangseinheit überwacht
gleichzeitig die Signalqualität von
allen Frequenzbändern
und wählt
das Signal höchster
Qualität
als seine Ausgabe. Falls sich somit eine Signalquelle ernsthaft
verschlechtert oder falls sie blockiert wird, wenn sich der mobile
Empfänger
in der Betriebsumgebung bewegt, wird der Empfänger sein Ausgabesignal unter
Verwendung der anderen, alleine stehenden Signalquelle bilden, die
eine identische Information überträgt.
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Ein
weiteres Verfahren zum Verbessern des mobilen Empfangs von digitalen
Hochfrequenzübertragungen
ist aus dem Dokument CA 2,209,165 bekannt.
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Ein
weiteres Verfahren zum Verbessern des mobilen Empfangs von digitalen
Hochfrequenzübertragungen
verwendet eine temporäre
Mannigfaltigkeit von Signalquellen in Verbindung mit einem Signalkorrekturschema.
Mit diesem Verfahren überträgt eine
Vielzahl von zeitlich verschiedenen Signalquellen eine identische
Information über
verschiedene Frequenzbänder. Üblicherweise
werden zwei Frequenzbänder,
die eine identische Information übertragen,
verwendet, wobei ein Frequenzband mit einer Zeitverzögerung von
mehreren Sekunden relativ zu dem anderen Frequenzband übertragen
wird. Alternativ können
ein Signal und seine verzögerte
Kopie in einem einzigen Frequenzband zeitgebündelt werden. Ein mobiler Empfänger verwendet
normalerweise das verzögerte
Signal für
seine Ausgabe und speichert ein sich bewegendes Datenfenster aus
dem Führungssignal,
welches gleich der relativen Zeitverzögerung ist, in einem Speicher.
Falls sich somit die verzögerte
Signalquelle ernsthaft verschlechtert oder blockiert wird, da sich
der mobile Empfänger
in der Betriebsumgebung bewegt, wird der Empfänger sein Ausgangssignal unter
Verwendung von aus einem Speicher abgefragten Führungssignaldaten wieder zusammensetzen.
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Es
gibt einen wachsenden industriellen Trend und eine wachsende Verbrauchernachfrage nach
einer verbesserten Qualität
bei mobilen Datendiensten und mobilen Audiodiensten. Zum Beispiel stellen
digitale Autoradios, digitale Audiosatellitendienste („Satellite
Digital Audio Services, S-DARS") und
Satellitensendedatendienste vielversprechende Märkte dar. Der mobile Hörfunk stellt
deshalb die schwierigste Herausforderung dar, weil seine Lebensfähigkeit
von einer überlegenen
Dienstabdeckung und einer Ausgangssignalgenauigkeit abhängt. Insbesondere
ist Musik eine extreme Herausforderung, da das menschliche Ohr bei
Musik selbst die kleinsten Störungen
als beanstandbar wahrnimmt.
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Existierende
mobile digitale Funksysteme können
nicht die für
einen hochqualitativen Hörfunk erforderliche
Signalgenauigkeit erzeugen. Satelliten-basierte Systeme können die
erforderlichen räumlichen Übertragungsmannigfaltigkeit
nicht erzielen. Obwohl Satellitenübertragungen von digitalen Funksignalen ökonomisch über weite
geographische Flächen
gestreut werden können,
werden in urbanen Gebieten zahlreiche Abdeckungslücken durch
Bäume,
Gebäude
und andere Strukturen erzeugt. Im Ergebnis werden mobile Satellitenbenutzer
häufig
eine Signalabschwächung und
einen Signalverlust erfahren, wenn sie sich durch urbane Gebiete
bewegen. Des Weiteren würde
ein zunehmender Satellitenleistungsspielraum, um Gebäude zu durchdringen
und um gewöhnliche
Schatteneffekte zu überwinden, sehr
kostspielig sein. Existierende terrestrische digitale Funksysteme
sind ebenfalls nicht adäquat.
Terrestrische Systeme leiden unter Mehrwegeffekten, wie zum Beispiel
einer Signalabschwächung
und einer Signalauslöschung,
und in ländlichen
Gegenden, wo die Bevölkerung
rar ist, sind solche sehr kostenaufwändig.
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Folglich
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
mobiles digitales Funksystem und einen Empfänger bereitzustellen. Insbesondere
besteht ein Bedürfnis
nach einem System, das auf ökonomische
Weise eine Subflächen-Dienstabdeckung bereitstellen
kann und das eine hochqualitative Audioausgabe erzeugt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, betrifft
ein verbessertes mobiles digitales Funksystem mit einer Vielzahl
von Satelliten in einer Erdumlaufbahn, die eine Information übertragen,
mit einer Vielzahl terrestrischer Wiederholer, die eine Information übertragen,
die identisch zu der durch die Vielzahl von Satelliten übertragenen
ist, mit einem mobilen Empfänger, der
angepasst ist, gleichzeitig eine Information zu empfangen, die von
der Vielzahl von Satelliten und der Vielzahl von terrestrischen
Wiederholern übertragen
wird, wobei der mobile Empfänger
des Weiteren angepasst ist, wahlweise eine, von der Vielzahl der Satelliten
und der Vielzahl der terrestrischen Wiederholer übertragene, Information zu
zerlegen und zu verketten, um einen digitalen Datenstrom wieder
zusammenzusetzen, wobei die Vielzahl von Satelliten angepasst ist,
die Information unter Verwendung einer Vielzahl von Frequenzbändern zu übertragen.
Jeder Satellit überträgt ein separates
Frequenzband und alle terrestrischen Wiederholer übertragen über ein
einziges, geteiltes Frequenzband. Ein mobiler Empfänger verarbeitet
die Frequenzbänder
gleichzeitig und analysiert und verkettet wahlweise die sie enthaltende
Information, um im Wesentlichen einen digitalen Datenstrom wieder
zusammenzusetzen.
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Die
vorliegende Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, betrifft
des Weiteren einen mobilen digitalen Funkempfänger, vorzugsweise zur Verwendung
in dem oben erwähnten System,
mit einem Signalprozessor, der angepasst ist, eine gleichzeitig
von einer Vielzahl von Satelliten und von einer Vielzahl von terrestrischen
Wiederholern übertragene
Information zu empfangen, und mit einem digitalen Prozessor, der
angepasst ist, die von der Vielzahl von Satelliten und der Vielzahl
von terrestrischen Wiederholern übertragene
Information zu zerlegen und zu verketten, um einen digitalen Datenstrom
wieder zusammenzusetzen, wobei die Vielzahl der Satelliten angepasst
ist, die Information unter Verwendung einer Vielzahl von Frequenzbändern zu übertragen.
Der Empfänger
könnte
des Weiteren umfassen: einen adaptiven Demodulator, eine Datensynchronisierungseinrichtung,
einen Datenwort-Fehlerkennzeichenprozessor, einen Datenkanalschalter und
einen Zeitdiversityprozessor.
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Die
Erfindung selbst, zusammen mit weiteren Aufgaben und verbundenen
Vorteilen, wird am besten unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte
Beschreibung verständlich,
wenn man diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen sieht.
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1 stellt
ein Systemniveaudiagramm des vorgeschlagenen, verbesserten mobilen
digitalen Funksystems dar.
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2 stellt
ein Blockdiagramm dar, das das bevorzugte Verfahren einer Signalbildung
für das vorgeschlagene
digitale Funksystem darstellt.
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3 stellt
ein Blockdiagramm des vorgeschlagenen, verbesserten mobilen Diversizitätsfunkempfängers dar.
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3A stellt
ein Blockdiagramm dar, das einen Unterabschnitt des vorgeschlagenen
Funkempfängers
veranschaulicht, der das Frequenzband verarbeitet, welches durch
die terrestrischen Wiederholer verwendet wird.
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3B stellt
ein Blockdiagramm dar, das einen Unterabschnitt des vorgeschlagenen
Funkempfängers
veranschaulicht, der die Frequenzbänder verarbeitet, die durch
die Satelliten verwendet werden.
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3C stellt
ein Blockdiagramm dar, das einen Unterabschnitt des vorgeschlagenen
Funkempfängers
veranschaulicht, der eine Vielzahl von Datenströmen zeitlich ausrichtet und
wahlweise analysiert und verkettet.
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3D stellt
ein Blockdiagramm dar, das einen Unterabschnitt des vorgeschlagenen
Funkempfängers
veranschaulicht, der eine verzögerte
Kopie eines Datenstroms wahlweise ausgibt, die innerhalb eines anderen
zeitgebündelten
Datenstroms eingebettet ist.
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In 1 ist
ein verbessertes mobiles digitales Funksystem 20 veranschaulicht,
das digitale Funksignale an einen mobilen Diversityempfänger 26 sendet.
Das digitale Funksystem 20 weist vorzugsweise vier Satelliten 22 und
eine Vielzahl von terrestrischen oder bodenbasierten Signalwiederholern 24 auf.
Jeder der vier Satelliten 22 überträgt im Wesentlichen eine identische
Information unter Verwendung eines einzigen Frequenzbands. Der Leistungsspielraum
der Satellitenübertragungen
beträgt
ungefähr 10
dB. Zwei Satelliten befinden sich vorzugsweise in einer geosynchronen
Erdumlaufbahn und die zwei restlichen Satelliten befinden sich in
einer hohen Erdumlaufbahn oder alternativ in einer mittleren Erdumlaufbahn.
Verschiedene Kombinationen von Satellitenerdumlaufbahnen können ausgewählt werden,
um eine große
Signalwegwinkelmannigfaltigkeit und eine gute Dienstabdeckung sowohl
in einer Region hoher Breite als auch einer Region niedriger Breite
sicherzustellen. Mehr oder weniger Satelliten und Frequenzbänder könnten in
verschiedenen Kombinationen verwendet werden, um eine gewünschte Signalqualität, eine
gewünschte
Dienstabdeckung und gewünschte
Systemkosten zu erzielen. Die Wiederholer 24 senden eine
Information, die im Wesentlichen identisch zu der durch die Satelliten 22 über ein
fünftes
Frequenzband übertragenen
Information ist. Somit gibt es insgesamt fünf eindeutige Frequenzbänder, so
dass jeder Satellit 22 ein eindeutiges Band aufweist, wobei
sich alle terrestrischen Wiederholer 24 ein Band teilen,
und die über
alle Frequenzbänder übertragene
Information ist im Wesentlichen die gleiche. Das verbesserte digitale
Funksystem 20 ermöglicht
somit unter Verwendung von Satelliten eine breite geographische
Abdeckung und füllt
terrestrische Signalabdeckungslücken,
die durch Bäume,
Gebäude
oder andere Signalfortpflanzungsverschlechterungen verursacht werden,
indem terrestrische Wiederholer 24 verwendet werden.
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In 2 ist
ein Diagramm dargestellt, welches ein bevorzugtes Verfahren 40 für eine Signalbildung
bei dem verbesserten digitalen Funksystem der vorliegenden Erfindung
repräsentiert.
Eine Vielzahl von Datenkanälen 42 wird
sequentiell von einem Zeitmultiplexer („time division multiplexer,
TDM") 44 analysiert
und zu einem Datenstrom 46 verkettet. Die Datenwörter 48 sind
durch Markierungs-, Zeit- oder Synchronisationsbits 50 getrennt.
Die Markierungsbits 50 erleichtern eine spätere Entkommutierung („decommutation") und eine zeitliche
Ausrichtung der individuellen Datenkanäle 42. Die Markierungsbits 50 könnten auch
verwendet werden, um Entschachtelungseinrichtungen („de-interleavers"), Decoder und Zugentzerrfunktionen
(„train
equilizer functions")
zu synchronisieren oder eine I/Q(phasengleich/um-π/halbe-Phasen-verschoben)-Mehrdeutigkeit
während
einer Signalakquisition aufzulösen.
Der Datenstrom 46 läuft
durch einen Reed-Solomon-Kodierer 52 und wird zu einem
kodierten Datenstrom 54. Alternativ könnte der Kodierer 52 eine
Faltungskodierung oder eine Vielfalt anderer digitaler Datenkodierverfahren
verwenden.
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Ein
QPSK-Modulator 56 moduliert den kodierten Datenstrom 54 und überträgt ihn über ein
vorbestimmtes Frequenzband 58. Alternative Modulationsschemata,
wie z.B. ein kodiertes orthogonales Frequenzmultiplexing („coded
orthogonal frequency division multiplexing COFDM"), eine Amplitudenumtastung ("amplitude shift keying,
ASK"), eine Frequenzumtastung
("frequency shift keying,
FSK"), eine binäre Pulslagenmodulation
("binary phase shift keying,
BPSK"), eine differentielle
Phasenverschiebungsmodulation (differential phase shift keying, DPSK") oder eine Quadraturamplitudenmodulation (quadrature
amplitude modulation, QAM"),
könnten angewendet
werden, um ein ähnliches
Ergebnis zu erzielen. Der kodierte Datenstrom 54 kann auf ähnliche
Weise auf eine Vielzahl von QPSK-Modulatoren angewendet werden,
die dazu bestimmt sind, über separate
Frequenzbänder
zu übertragen.
Somit kann das Signalbildungsverfahren 40 verwendet werden, um
eine Vielzahl unabhängiger
Datenkanäle
zu einem kodierten Datenstrom zeitzubündeln und dann gleichzeitig
diesen verschlüsselten
Datenstrom über eine
Vielzahl von Frequenzbändern
zu übertragen.
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In 3 ist
ein Blockdiagramm eines verbesserten mobilen Diversityempfängers 70 veranschaulicht.
Ein Antennensubsystem 72 empfängt ein kombiniertes Spektrumsignal,
das die fünf
durch das Übertragungssystem 20 der 1 verwendeten
Frequenzbänder
umfasst. Das Antennensubsystem 72 liefert ein Ausgangssignal 74 an
einen analogen Signalprozessor 76. Der analoge Signalprozessor 76 weist
einen rauscharmen Hochfrequenzverstärker 78 und einen
Zwischenfrequenzverstärker
oder einen Hochfrequenz-Abwärtswandler 80 auf.
Ausgangssignale des Antennensubsystems 72 werden durch
den rauscharmen Verstärker 78 verstärkt und
dann an den Zwischenfrequenzverstärker 80 angelegt.
Der Zwischenfrequenzverstärker 80 verwendet
ein Hetrodyne-Verfahren, um die Nennfrequenz des verstärkten Antennensignals
im Wesentlichen abwärts
zu wandeln bzw. zu verringern.
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Ein
verringertes, verstärktes
Frequenzantennensignal 82 wird an den Eingang eines digitalen Prozessors 84 angelegt.
Der digitale Prozessor 84 weist einen automatischen verstärkungsgeregelten Verstärker 86,
einen Analog-Digital-Wandler 90, ein digitales Filter 94,
einen Subprozessor 100 für terrestrische Signale, vier
Subprozessoren 130 für
Satellitensignale, einen räumlichen
Diversityprozessor 150, einen Zeitdiversityprozessor 170 und
einen Audiodatenprozessor 184 auf.
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Der
automatische verstärkungsgeregelte Verstärker 86 liefert
eine variable Spannungsverstärkung,
so dass sein Ausgangssignal 88 im Wesentlichen in dem dynamischen
Bereich des Analog-Digital-Wandlers 90 bleibt. Der Analog-Digital-Wandler 90 transformiert
das sich ändernde
analoge Ausgangssignal 88 in einen Strom aus digitalen
Wörtern 92.
Die digitalen Wörter 92 weisen
ein Spektrum auf, welches alle fünf
Frequenzbänder
beinhaltet, die von dem Antennensubsystem 72 empfangen
werden und von dem analogen Signalprozessor 76 verstärkt werden.
Die digitalen Wörter 92 werden
durch das digitale Filter 94 verarbeitet. Das digitale
Filter 94 extrahiert bzw. trennt die fünf Frequenzbänder aus
dem kombinierten Spektrumstrom aus digitalen Wörtern 92. Das digitale
Filter 94 könnte
eine schnelle Fourrier-Transformation oder ein ähnliches Rechenverfahren verwenden,
um eine Frequenzbereichsinformation aus dem kombinierten Spektrumzeitbereichsignal
zu extrahieren, welches durch den Strom aus digitalen Wörtern 92 repräsentiert
wird. Das digitale Filter 94 liefert eine terrestrische
Frequenzbandausgabe 96 und vier Satellitenfrequenzbandausgaben 98.
Diese fünf
Ausgaben stellen digitale Darstellungen der QPSK-modulierten Daten
dar, die unter Verwendung des Verfahrens 40 in 2 über jedes
der fünf
Frequenzbänder übertragen
werden, die durch das System 20 in 1 verwendet
werden.
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Unter
Bezugnahme auf 3A wird die terrestrische Frequenzbandausgabe 96 an
den Subprozessor 100 für
terrestrische Signale angelegt. Der Subprozessor 100 für terrestrische
Signale verarbeitet das terrestrische Signal 96 unter Verwendung
eines adaptives Demodulators 102. Der adaptative Demodulator 102 weist
eine Trägerrast-Steuerungsschleife
(„carrier
lock control loop") 104,
eine Symbolrast-Steuerungsschleife 106 und eine Entzerrfunktion 108 auf.
Ein Entzerrungskontroller 112 und ein Kontroller 110 für eine Akquisition
und ein Verfolgen wechselwirkt mit dem adaptiven Demodulator 102 und
stellt die Parameter der Symbolrast-Steuerschleife 106 und
der Trägersteuer-Rastschlaufe 104 dynamisch
ein, um das terrestrische Signal 96 optimal zu demodulieren.
Die Kontroller 112 und 110 interagieren des Weiteren
mit dem adaptiven Demodulator 102, um Mehrwegkomponenten
aus dem terrestrischen Signal 96 zu entfallen („deconvolve"), indem ihre Phase
im adaptiven Demodulator 102 geändert wird. Das Entfalten der
Mehrwegkomponenten erzeugt eine abgeflachte Transferfunktion und
korrigiert eine Symbolinterferenz.
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Die
Wechselwirkung des Akquisitions- und Verfolgungskontrollers 110 und
des Entzerrungskontrollers 112 werden sorgfältig ausgeglichen,
um eine minimale Signalakquisitionszeit sicherzustellen und um die
Möglichkeit
einer verlorenen Sperre an dem terrestrischen Signal 96 zu
minimieren. In einer urbanen mobilen Umgebung wird eine bessere
Demodulation erzielt, falls der Entzerrungskontroller 112 eine Steuerung über die
Trägerrast-Steuerungsschleife 104 und
die Symbolrast-Steuerungsschleife 106 dominiert,
da sich Signalempfangseigenschaften schnell aufgrund der großen Anzahl
von Signalfortpflanzungsverschlechterungen ändern. Im Gegensatz dazu wird
in einer ländlichen
oder weniger dynamischen Umgebung eine bessere Demodulation erzielt,
falls der Verfolgungskontroller 110 eine Steuerung der
Trägerrast-Steuerungsschleife 104 und
der Symbolrast-Steuerungsschleife 106 dominiert.
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Ein
demoduliertes terrestrisches Signal 114 läuft durch
eine Entschachtelungseinrichtung 116 und einen Reed-Solomon-Decoder 118.
Ein Diskriminator 120 für
phasengleiche/um-π/halbe-Phasen-verschobene
Phasen liefert eine Rückkopplung an
den adaptativen Demodulator 102. Ein dekodiertes terrestrisches
Signal 122 umfasst Datenwörter aus dem terrestrischen
Datenstrom und ein Reed-Solomon-Fehlerkennzeichen, das anzeigt,
ob die Blöcke
korrekt dekodiert wurden.
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Unter
Bezugnahme auf 3B verarbeiten die Subprozessoren 130 für Satellitensignale
die Satellitensignale 98 unter Verwendung eines adaptativen
Demodulators 132. Der adaptive Demodulator 132 weist
eine Trägersignal-Raststeuerungsschleife 134 und
eine Symbolrast-Steuerungsschleife 136 auf. Ein Akquisitions-
und Verfolgungskontroller 138 interagiert mit dem adaptiven
Demodulator 132, um die Satellitensignale 98 optimal
zu demodulieren.
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Ein
demoduliertes Satellitensignal 140 läuft durch eine Entschachtelungseinrichtung 142 und
einen Reed-Solomon-Dekodierer 144.
Ein Diskriminator 146 für
phasengleiche/um-π/halbe-Phasen-verschobene
Phasen liefert eine Rückkopplung
an den adaptativen Demodulator 132. Dekodierte Satellitenausgaben 148 weisen
Datenblöcke
aus den Satellitendatenströmen
und Reed-Solomon-Fehlerkennzeichen
auf, die anzeigen, ob die Blöcke
korrekt dekodiert wurden.
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Unter
Bezugnahme auf 3C werden das dekodierte terrestrische
Signal 122 und die dekodierten Satellitensignale 148 an
einen räumlichen
Diversityprozessor 150 angelegt. Der räumliche Diversityprozessor 150 weist
eine TDM-Datenprozessor- und Synchronisierungseinrichtung 152,
Speicherpuffer 154, einen Reed-Solomon-Fehlerkennzeichenprozessor 156 und
einen Datenkanalschalter 158 auf. Das terrestrische Signal 96 und
die Satellitensignale 98 stammen von räumlich verschiedenen Quellen. Diese
räumliche
Mannigfaltigkeit resultiert in einer gewissen zeitlichen Mannigfaltigkeit.
Die TDM-Synchronisierungseinrichtung 152 richtet das terrestrische
Signal 122 und die Satellitensignale 148 zeitlich aus
und speichert dann ihre zeitlich ausgerichteten Datenwörter und
zugehörigen
Fehlerkennzeichen in den Speicherpuffern 154. Der Fehlerkennzeichenprozessor 156 polt
Fehlerkennzeichen sequentiell für die
Datenwörter,
die als nächstes
in der Durchlauf(„first-in
first-out, FIFO")-Warteschlange in
den Speicherpuffern 154 anstehen. Der Fehlerkennzeichenprozessor 156 wählt eine
Signalquelle aus, die ein Datenwort ohne Fehler präsentiert,
und leitet dieses Datenwort durch den Datenkanalschalter 158 an den
TDM-Audioausgang 160. Der Fehlerkennzeichenprozessor 156 wiederholt
diesen Auswahlsvorgang mit einem Datenwort pro Zeit und verkettet
dadurch so viel wie möglich
fehlerfreie Datenwörter,
um eine nahtlose Kopie des ursprünglichen
TDM-Datenstroms zu rekonstruieren. Es ist festzustellen, dass die
Speicherpuffer 154, abgesehen von Verfälschungen aufgrund von Signalverschlechterungen,
im Wesentlichen identische Datenwortsequenzen beinhalten. Falls
der Prozessor 156 feststellt, dass alle zur Verfügung stehenden
Datenworte verstümmelt
sind, wird ein Fehlerkennzeichen 162 gesetzt werden und an
dem TDM-Audioausgang 160 wird ein zu einer Stummbedingung äquivalentes
Datenwort platziert werden.
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Der
räumliche
Diversityprozessor 150 liefert des Weiteren eine Kanaländerung-Kennzeichen-Ausgabe 164,
die angibt, welcher Kanal zur Ausgabe ausgewählt wurde, und eine TDM-Rahmensynchronisierungsausgabe 166.
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Bezug
nehmend auf 3D werden der TDM-Audioausgang 160,
das Fehlerkennzeichen 162, die Kanaländerung-Kennzeichen-Ausgabe 164 und
die TDM-Rahmensynchronisierungsausgabe 166 an einen Zeitdiversityprozessor 170 angelegt. Der
Zeitdiversityprozessor 170 weist eine Audiopaket-Synchronisierungseinrichtung 172,
einen Speicherpuffer 174 und einen Zeitdiversitykontroller 176 auf.
Die Audiopaket-Synchronisierungseinrichtung 172 verwendet
den Rahmensynchronisierungseingang 166 und einen Zeitdiversitytakt 178,
um den TDM-Datenstromeingang 160 zu
synchronisieren. Der TDM-Datenstrom 160 beinhaltet zwei
Kopien der gleichen Programminformation, wobei eine um ungefähr vier
Sekunden relativ zu der anderen verzögert wurde. Eine Zeitverzögerung ist
eine direkte Funktion der Größe des Speicherpuffers 174 und
kann erforderlichenfalls erhöht
oder verringert werden, um die Audiopaket-Synchronisierungseinrichtung 172 für eine antizipierte
Signalverschlechterung bei dem verzögerten Programm anzupassen.
Für den
Fall, dass das Fehlerkennzeichen 162 gesetzt wurde, fragt
der Zeitdiversitykontroller 176 von dem Speicherpuffer 174 einen äquivalenten
nicht verstümmelten
Teil des Einspeiseprogrammsignals ab. Somit ermöglicht der Zeitdiversityprozessor 170 die
Korrektur eines verstümmelten
Signals, solange die Dauer der Verstümmelung die Verzögerung zwischen
den zwei Kopien des Programms nicht überschreitet. Der Kontroller 176 erzeugt
des Weiteren ein Rahmenqualitätskennzeichen 180.
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Bezug
nehmend auf 3 liefert der Zeitdiversityprozessor 170 einen
TDM-Audiodatenstrom 182 an einen Audiodatenprozessor 184.
Der Audiodatenprozessor 184 entkommutiert („decommutate") die individuellen
Kanäle
aus dem TDM-Audiodatenstrom und erzeugt ein analoges Audiosignal 186,
das an einen Audioverstärker 188 und
einen Lautsprecher 190 angelegt wird. Der Audiodatenprozessor 184 könnte auch
eine digitale Ausgabe 192 zur Verwendung bei einer Anzeige 194 liefern,
die optional die tatsächliche
Qualität
des Empfangs basierend auf dem Kennzeichen 180 anzeigt.
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Zusammenfassend
lässt sich
sagen, dass die offenbarte Erfindung eine Vielzahl von Datenkanälen zeitbündelt und
einen Reed-Solomon-kodierten TDM-Datenstrom über fünf Frequenzbänder überträgt. Um eine
räumliche
Mannigfaltigkeit zu maximieren, senden vier Satelliten in verschiedenen Erdumlaufbahnen
und eine Vielzahl von terrestrischen Wiederholern den gleichen kodierten TDM-Datenstrom.
Jeder Satellit verwendet ein eindeutiges Frequenzband und die terrestrischen
Wiederholer teilen sich das fünfte
Frequenzband. Ein mobiler Mehrfachempfänger überwacht gleichzeitig alle
fünf Frequenzbänder. Der
Empfänger
richtet jeden der Datenströme,
der von den fünf
Frequenzbändern
kommt, zeitlich aus. Der Empfänger
verwendet des Weiteren Reed-Solomon-Fehlerkennzeichen, um
Datenwörter
aus den fünf
Frequenzbändern wahlweise
zu analysieren und wieder zusammenzusetzen, um einen einzigen hochqualitativen
Ausgangsdatenstrom wieder zusammenzusetzen. Dieser hochqualitative
Ausgangsdatenstrom könnte
ein Audiosignal, eine visuelle Anzeigeinformation oder eine Kombination
aus Audioinformation und visueller Information sein. Natürlich versteht
es sich, dass eine Vielzahl von Änderungen
und Modifikationen an der bevorzugten Ausführungs form durchgeführt werden kann,
die oben beschrieben wurde. Mehr oder weniger Satelliten und Frequenzbänder könnten zum
Beispiel verwendet werden, um ein ähnliches Resultat zu erzielen.
Es ist deshalb beabsichtigt, dass die vorhergehende detaillierte
Beschreibung lediglich veranschaulichend, anstatt begrenzend, anzusehen
ist und dass sie derart verstanden wird, dass die nachfolgenden
Ansprüche
den Schutzbereich dieser Erfindung definieren.