EA001163B1 - Система для предоставления пользователю данных, привязанных к его местоположению - Google Patents

Description

Ссылки на ближайшие аналоги заявленного объекта.

Относящиеся к изобретению заявки объекта описаны и заявлены в совместно рассматриваемой заявке на патент США 08/569346, поданной 8.12.1995 г. (автор 8. 1о5ср11 Сатрапе11а); совместно рассматриваемой заявке на патент США, поданной 5.11.1996 г. (8. 1о8ерй Сатрапе11а) на изобретение Прямой радиовещательный приемник, обеспечивающий кадровую синхронизацию и корреляцию для передач, мультиплексированных с временным разделением (дело патентного поверенного 33877А); совместно рассматриваемой заявке на патент США, поданной 5.11.1996 г. (8. 1о5ер11 Сатрапе11а) на изобретение «Прямой радиовещательный приемник для мультиплексированной с временным разделением передачи» (дело патентного поверенного 33877В); совместно рассматриваемой заявке на патент США, поданной 5.11.1996 г. (8. 1о5ер11 Сатрапе11а) на изобретение Система для форматирования вещательных данных для спутниковой передачи и радиоприема (дело патентного поверенного 33877С); совместно рассматриваемой заявке на патент США, поданной 5.11.1996 г. (8. ЛокерН Сатрапе11а) на изобретение Система для управления использованием сегмента пространства среди множества поставщиков услуг вещания (дело патентного поверенного 33877Ό); совместно рассматриваемой заявке на патент США, поданной 5.11.1996 г. (8. 1о5ер11 Сатрапе11а) на изобретение Обрабатывающая система в полезной нагрузке спутника для коммутации сигналов линии связи Земля-спутник в мультиплексированные с временным разделением сигналы линии связи спутник-Земля (дело патентного поверенного 33877Е); совместно рассматриваемой заявке на патент США, поданной 5.11.1996 г. (8. ЛозерН Сатрапе11а) на изобретение Обрабатывающая система в полезной нагрузке спутника с использованием многофазного демультиплексирования и демодуляции с квадратурной фазовой манипуляцией (дело патентного поверенного 33877Е); и совместно рассматриваемой заявке на патент США, поданной 5.11.1996 г. (8. 1о5ер11 Сатрапе11а) на изобретение Обрабатывающая система в полезной нагрузке спутника с обеспечением бортового согласования скорости (дело патентного поверенного 338770); все перечисленные выше заявки упоминаются здесь для сведения.

Область техники

Изобретение относится к передаче и приему данных, в частности, к системе для предоставления удаленному пользователю данных, привязанных к его местоположению, посредством объединения вещательного приемника с блоком определения географического местоположения.

Описание предшествующего уровня техники

Существует множество ситуаций, в которых пользователю, находящемуся в удаленном месте, необходимо получать обновленную информацию, специально адаптированную к его потребностям. Например, пилоту воздушного судна может требоваться текущая метеорологическая или аэронавигационная карта для конкретного маршрута полета до начала полета, или команде океанического судна может требоваться обновленная навигационная карта, показывающая местные якорные стоянки, входные фарватеры или т.п. Также, путешественникам, лыжникам и другим лицам, занимающимся спортом на открытом воздухе, могут требоваться текущие топографические карты местности, в которой будет происходить этот род деятельности.

Обычно навигационные и топографические карты предоставляются на бумаге и обновляются относительно нечасто. Метеорологические карты (для которых важно частое обновление) в некоторых случаях предоставляются пилотам и другим лицам с помощью факсимильной или модемной связи, однако, необходимость обращения к факсимильному аппарату или компьютеру может помешать пользователю получать обновленные метеорологические карты так часто, как это требуется. Кроме того, во всех этих случаях карты в основном охватывают большую географическую зону и не адаптированы к потребностям какого-то определенного пользователя.

В настоящее время существует спутниковая система местоопределения, известная как глобальная спутниковая система местоопределения (ГСМО), в которой несколько спутников на стационарных орбитах над 3емлей передают точные синхросигналы, которые могут приниматься мобильными радиоприемниками в воздушных, водных и наземных транспортных средствах для получения информации о местоположении с использованием методов триангуляции. Кроме предоставления информации о широте и долготе приемники ГСМО часто используют разные виды бортовых средств хранения данных (таких как диски и кассеты) для отображения карт, которые объединяются с данными местоположения, полученными со спутника ГСМО. Это позволяет графически показать местоположение пользователя, например, на движущейся карте. Хотя такие приемники очень полезны для навигации, картографические данные должны часто обновляться (обычно, путем получения новых дисков или кассет по подписке), чтобы сохранять свою полезность. Но даже при частом обновлении некоторые виды картографических данных (например, метеорологические картографические данные) невозможно эффективно предоставлять таким образом.

Сущность изобретения

Принимая во внимание описанные выше проблемы и недостатки, в основу настоящего технического решения поставлена задача создания системы и способа для доставки данных (в частности, но не исключительно, картографических данных и другой видеоинформации) пользователям с помощью высокочастотной линии связи, чтобы можно было получать обновленные данные так часто, как это необходимо.

Еще одна задача изобретения заключается в обеспечении возможности для пользователя получать данные, в частности, картографические данные, привязанные к его местоположению.

Следующая задача изобретения состоит в использовании спутниковой прямой радиовещательной системы для предоставления картографических или других видов данных по требованию пользователям, находящимся на большой географической территории.

Еще одной задачей изобретения является использование блока определения местоположения, такого как приемник ГСМО, позволяющего адаптировать общие картографические или другие данные к местоположению конкретного пользователя.

В основу изобретения также поставлена задача создания системы и способа, позволяющих удаленным пользователям получать данные избирательно, без необходимости двусторонней связи между пользователями и источником данных.

Следующая задача изобретения состоит в том, чтобы предоставлять картографические или другие данные тем пользователям, которые платят за них, и не допускать доступ несанкционированных пользователей к этим данным.

Эти и другие задачи изобретения реализуются частично за счет обеспечения удаленных пользователей приемными устройствами, включающими в себя вещательные приемники и блоки определения местоположения. Вещательные приемники принимают с вещательной станции общие данные (т.е. данные, потенциально пригодные для пользователей в разных географических положениях), а блоки определения местоположения позволяют преобразовать эти общие данные в данные, привязанные к местоположению и адаптированные к потребностям пользователя. Для ретрансляции общих данных с вещательной станции в приемные устройства можно использовать ретрансляционный спутник, такой как прямой радиовещательный спутник.

Согласно одному аспекту изобретения предложена система для предоставления пользователю данных, привязанных к его местоположению. Система содержит вещательную станцию для передачи общих данных, потенциально пригодных для множества пользователей, находящихся в разных географических положе ниях, и ретрансляционный спутник для ретрансляции этих данных с вещательной станции множеству пользователей. Система также содержит приемное устройство, предоставляемое каждому пользователю. Приемное устройство включает в себя вещательный приемник для приема общих данных с ретрансляционного спутника, блок определения местоположения для определения географического положения пользователя и процессор для преобразования общих данных в данные, привязанные к местоположению, на основании географического положения пользователя, определенного блоком определения местоположения.

Согласно другому аспекту изобретения предложено приемное устройство для предоставления пользователю данных, привязанных к его местоположению. Приемное устройство содержит вещательный приемник для приема общих данных, передаваемых вещательной станцией, и блок определения местоположения для определения географического положения приемного устройства. Приемное устройство также содержит процессор для преобразования общих данных в данные, привязанные к местоположению, на основании географического положения приемного устройства.

Согласно еще одному аспекту изобретения предложен способ предоставления пользователю данных, привязанных к его местоположению. Способ заключается в том, что передают общие данные, потенциально пригодные для множества пользователей, находящихся в разных географических положениях, принимают общие данные в одном из положений пользователя, определяют географическое местоположение пользователя и преобразуют общие данные в данные, привязанные к местоположению, на основании географического положения пользователя.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием примеров его воплощения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 схематически изображает, как можно предоставлять пользователям данные, привязанные к местоположению, через спутниковую прямую вещательную систему в соответствии с предпочтительным вариантом изобретения;

фиг. 2 изображает перераспределение информации с каналов множественного доступа с частотным разделением на линии связи Земляспутник в мультиплексированный с разделением времени канал на линии связи спутник-Земля в спутниковой прямой радиовещательной системе такого типа, как показана на фиг. 1;

фиг. 3 изображает, как можно выполнять бортовую обработку сигнала на спутнике в спутниковой прямой радиовещательной системе такого типа, как показана на фиг. 1;

фиг. 4 изображает структурную схему, иллюстрирующую, как можно объединить видео данные с аудиоданными в вещательной станции и передать по линии связи Земля-спутник в цифровой вещательный спутник, показанный на фиг. 1-3;

фиг. 5 изображает структурную схему, иллюстрирующую конструкцию абонентского устройства, который содержит цифровой вещательный приемник и геолокационный приемник, в соответствии с предпочтительным вариантом изобретения;

фиг. 6-8 иллюстрируют три разных способа передачи видеоданных по линии связи спутник-Земля с цифрового вещательного спутника, изображенного на фиг. 1-3;

фиг. 9 и 10 иллюстрируют два возможных варианта дебетовой карты, которую можно использовать, чтобы разрешать доступ к видеоданным тем пользователям, которые оплатили эти данные, и воспрепятствовать доступу несанкционированных пользователей к этим данным;

фиг. 11 изображает алгоритм, обобщающий последовательности операций, выполняемых абонентским устройством, изображенным на фиг. 5, при приеме звуковых и видеоданных; и фиг. 12А изображает большую зону географической карты, загруженной в абонентское устройство; и фиг. 12В изображает вид спереди одного из абонентских устройств, иллюстрирующий, как можно отображать пользователю картографические или другие привязанные к местоположению данные.

На всех чертежах аналогичные детали и элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами.

Подробное описание предпочтительных вариантов реализации изобретения Предложенная система для предоставления пользователю данных, привязанных к его местоположению, предпочтительно реализуется в связи со спутниковой прямой радиовещательной системой такого типа, как система, описанная в вышеупомянутой заявке на патент США 08/569346, поданной 8.12.1995. Прямая радиовещательная система предпочтительно состоит из трех геостационарных спутников (один из которых показан позицией 20 на фиг. 1), недорогих радиоприемников или абонентских устройств 22 и связанных с ними наземных сетей. Для определения местоположения в предпочтительном варианте также используется существующее созвездие спутников 24 глобальной спутниковой системы местоопределения (ГСМО). Способ работы спутников ГСМО 24 и связанных с ними приемников хорошо известен и нет необходимости его описывать.

Предпочтительные спутники 20 прямой радиовещательной системы обслуживают Африку и Ближний Восток, Азию, страны Кариб ского бассейна и Латинскую Америку со следующих геостационарных орбит:

орбитальное положение 21°Е для обслуживания Африки и Ближнего Востока, орбитальное положение 95° V для обслуживания Центральной и Южной Америки, орбитальное положение 105°ν для обслуживания Юго-Восточной Азии и Тихого океана.

Обслуживание других регионов, таких как Северная Америка и Европа, можно обеспечить с помощью дополнительных спутников.

В прямой радиовещательной системе предпочтительно используется полоса частот 1467-1492 МГц, которая выделена прямому звуковому вещанию (ПЗВ) спутниковой вещательной службы (СВС) на νΑΚΚ 92 (международная организация по распределению частот), т.е. в соответствии с резолюциями 33 и 528 Международного союза по электросвязи. Радиовещательные станции 26 используют антенные линии передачи Земля-спутник в диапазоне Х от 7050 до 7075 МГц.

В прямой вещательной радиосистеме используются методы цифрового кодирования звуковых сигналов. Каждый спутник передает цифровые радиозвуковые сигналы с качеством звучания амплитудной модуляции и частотной модуляции, стереофонические звуковые сигналы с качеством звучания частотной модуляции и компакт-диска на всю соответствующую зону обслуживания вместе с передачами других данных, таких как поисковый радиовызов, изображения и текстовая информация, прямо в радиоприемники. Система может также обеспечивать мультимедийные услуги, например, загрузку в ПК больших баз данных для деловых применений, картографической и печатной текстовой информации для путешественников (как будет более подробно описано ниже) и даже цвета в дополнение к звуковым программам для рекламы и развлечения.

Системные вещатели организуют свои услуги в виде программных каналов, каждый из которых состоит из одного или нескольких каналов с основной скоростью 16 кбит/с. Количество каналов с основной скоростью в одном программном канале может колебаться от 1 до 8, что обеспечивает программный канал со скоростью в битах от 1 6 до 1 28 кбит/с с приращениями по 1 6 кбит/с. Каждая вещательная служба выбирает количество каналов с основной скоростью 1 6 кбит/с в соответствии со своим конкретным применением. Для каждого приращения 1 6 кбит/с предусмотрен также служебный управляющий заголовок, содержащий 519 бит/с, что доводит общую скорость основного канала до 16,519 кбит/с.

Для защиты программного канала вещательной компании используется метод с прямым исправлением ошибок (ПИО). Он содержит кодер Рида-Соломона (255, 223), связанный с перемежителем, и кодер Витерби с 1 /2 скоро001163 сти и постоянной длиной 7. Такое кодирование с исправлением ошибок (вместе с добавлением синхрозаголовка) повышает скорость основного канала до 19 кбит/с.

Каждый спутник 20 предпочтительно излучает три сфокусированных луча на линии связи спутник-Земля, имеющих ширину около 6°. Каждый луч охватывает приблизительно 14 миллионов квадратных километров в пределах контуров распределения мощности по уровню на 4 дБ вниз от центра луча, и 28 миллионов квадратных километров в контурах по уровню на 8 дБ вниз от центра луча. Центральные пределы луча могут составлять 1 4 дБ, исходя из отношения усиление приемника/температура, равного - 13 дБ/К.

Каждый спутник 20 несет два типа полезной нагрузки. Одной из них является «обрабатывающая» полезная нагрузка, которая регенерирует сигналы линии связи Земля-спутник и объединяет 3 несущих МБР (мультиплексирование с временным разделением) линии связи спутник-Земля, а другой - «прозрачная» полезная нагрузка, которая ретранслирует сигналы линии связи Земля-спутник на трех несущих МБР линии связи спутник-Земля. Каждый сигнал МБР двух полезных нагрузок передается в трех лучах, причем обработанные и прозрачные сигналы в каждом луче имеют противоположную круговую поляризацию (левую круговую поляризацию (ЛКП) и правую круговую поляризацию (ПКП)). Каждый МБР сигнал, например, линии связи спутник-Земля несет 96 каналов с основной скоростью в назначенных временных интервалах. Для радиоприемника все МБР сигналы линии связи спутник-Земля представляются одинаковыми, за исключением несущей частоты. Общая пропускная способность одного спутника составляет 2 х 3 х 96= 576 каналов с основной скоростью.

На фиг. 1 проиллюстрирована в общем работа системы доставки данных, привязанных к местоположениям, в соответствии с предпочтительным вариантом изобретения. Обрабатывающая полезная нагрузка спутника получает каналы 28 линии связи Земля-спутник от вещателей через отдельные каналы многостанционного доступа с частотным разделением (МДЧР) из вещательных станций 26, расположенных в любом месте в пределах земной видимости спутника 20 с углами возвышения более 10°. Каждый вещатель способен вести передачу на линии связи Земля-спутник со своей собственной аппаратуры в один из спутников 20, помещая один или несколько каналов с основной скоростью 16 Кбит/с на несущие МДЧР. Альтернативно, вещатели, которые не имеют возможности прямого доступа к спутнику 20, могут иметь доступ через центральную станцию. Использование МДЧР для линии связи Земляспутник обеспечивает возможную максималь ную гибкость между множеством независимых вещательных станций.

Преобразование между каналами МДЧР линии связи Земля-спутник и мультиплексированными с временным разделением каналами с множеством каналов на несущей (МВР/МКН) в прямой радиовещательной системе на фиг. 1 осуществляется на борту спутника 20 с помощью бортового процессора. В спутнике 20 каждый канал с основной скоростью, переданный вещательной станцией 26, демультиплексируется и демодулируется в отдельные модулирующие сигналы 1 6 кбит/с. Отдельные каналы маршрутизируются через коммутатор в один или несколько лучей 30 линии связи спутник-Земля, каждый из которых является одним МВР каналом. Такая модулирующая обработка обеспечивает высокий уровень управления каналами в смысле распределения частот на линии связи Земля-спутник и маршрутизации каналов между линиями связи Земля-спутник и спутникЗемля. Сигналы линии связи Земля-спутник принимаются в спутнике в диапазоне Х и преобразуются в диапазон Ь с помощью бортового процессора. На линиях 30 спутник-Земля, направленных к абонентским устройствам 22, используются несущие МВР/МКН. Одна такая несущая используется в каждом из трех лучей на каждом спутнике 20.

Для прозрачной полезной нагрузки сигналы МВР собираются в вещательной станции и появляются точно в такой же структуре, как те сигналы, которые собраны на борту спутника 20 обрабатывающей полезной нагрузкой. Сигнал МВР посылается в спутник в диапазоне Х и ретранслируется в диапазоне Ь в одном из трех лучей на линии связи спутник-Земля. При этом уровень мощности такой же, как у сигналов МВР на линии спутник-Земля, сформированных обрабатывающей нагрузкой.

Как будет описано ниже, сигналы от спутников ГСМО 24 также принимаются абонентскими устройствами 22 и используются ими для определения их географических положений. Это позволяет каждому абонентскому устройству 22 преобразовывать общие данные, принятые от вещателей 22, в данные, привязанные к его местоположению с адаптацией к потребностям пользователя.

На фиг. 2 показано бортовое перераспределение каналов с основной скоростью из каналов многостанционного доступа с частотным разделением линии связи Земля-спутник в канал МВР/МКН линии связи спутник-Земля в обрабатывающей полезной нагрузке спутника 20, изображенного на фиг. 1 . Общая пропускная способность линии связи Земля-спутник предпочтительно составляет от двухсот восьмидесяти восьми (288) до трехсот восьмидесяти четырех (384) каналов 32 с основной скоростью 16,519 кбит/с каждый на линии связи Земляспутник. Девяносто шесть (96) каналов 34 с ос новной скоростью выбирается и мультиплексируется для передачи в каждом луче 36 линии связи спутник-Земля, мультиплексируется с временным разделением на несущей в ширине полосы частот приблизительно 2,5 МГц. Каждый канал линии связи Земля-спутник может быть маршрутизирован во все или некоторые лучи этой линии связи, или ни в один из них. Выбор порядка и размещения каналов с основной скоростью в луче линии связи спутникЗемля полностью осуществляется через командную линию от службы 38 телеметрии, дальности и управления (ТДУ), показанной на фиг. 1.

В каждом луче 36 на линии спутник-Земля используются разные частоты несущей, чтобы увеличить развязку между лучами. Каждый МВР канал линии спутник-Земля эксплуатируют в спутниковой полезной нагрузке в режиме насыщения, чтобы обеспечить максимальную эффективность мощности в условиях работы линии связи. Использование одной несущей на транспондер обеспечивает максимальную эффективность в работе коммуникационной полезной нагрузки спутника в смысле преобразования мощности солнечной энергии в высокочастотную мощность. Это намного эффективнее, чем методы, требующие одновременного усиления множества МВР несущих. Система обеспечивает большие пределы приема, пригодные для стационарного и мобильного приема как в закрытых помещениях, так и снаружи.

Система выполняет кодирование звукового источника в стандарте МРЕС 2,5 уровня 3, который обеспечивает перечисленные выше уровни качеств при скоростях передачи 16, 32, 64 и 128 кбит/с, соответственно, а также имеет возможность выполнять кодирование со скоростью 8 кбит/с. Кодирование изображения выполняется в стандарте 1РЕС. Коэффициенты ошибок в системе составляют менее 10^-10, и поэтому пригодны для высокочастотной цифровой передачи изображения и данных для мультимедийных услуг. Кодирование в стандарте МРЕС 2,5 уровня 3 обеспечивает более высокую эффективность скорости в битах, чем прежний стандарт МРЕС 1 уровня 2 (Миысат) или стандарты МРЕС 2 при таком же качестве звука. Для звукового вещания скорости передачи битов цифрового кодированного источника составляют:

кбит/с для служебного монофонического речевого сигнала,

6 кбит/с для неслужебного монофонического речевого сигнала, кбит/с для монофонической музыки с качеством звучания, почти сопоставимым со звучанием ЧМ, кбит/с для стереофонической музыки с качеством звучания, почти сопоставимым со звучанием ЧМ, и

128 кбит/с для стереофонической музыки с качеством звучания, почти сопоставимым со звучанием компакт-диска.

В предпочтительном варианте спутниковой прямой радиовещательной системы каждый спутник способен передавать всего 3072 кбит/с на каждом луче (включая 2 МВР несущие для обрабатывающей и прозрачной полезных нагрузок, соответственно), которые могут представлять любую комбинацию перечисленных выше видов аудиосервиса. Это соответствует следующей пропускной способности в каждом луче:

192 монофонических речевых канала, или монофонических музыкальных каналов, или стереофонических музыкальных каналов, или стереофонических музыкальных канала со звучанием, сопоставимым со звучанием компакт-диска, или любая комбинация вышеупомянутых уровней качества сигналов. Вся спутниковая прямая радиовещательная система передает цифровые сигналы с коэффициентом ошибок в битах (КОБ) 10^-4 или ниже при обеспечении разных упомянутых выше уровней качества. Для каждого луча линии связи спутник-Земля в диапазоне Ь, передаваемого спутниками, граница охвата МОЭИИ (мощность охвата эквивалентного изотропного излучения) МВР несущей составляет 49,5 дБ Вт. Эта величина МОЭИИ вместе со специальным прямым исправлением ошибок гарантирует предел минимума 9 дБ для КОБ 1 0^-4 при использовании базовой радиоприемной антенны. Этот предел позволяет преодолеть потерю сигнала из-за препятствий на тракте между спутником и приемником, обеспечивая полный качественный прием в целевой зоне обслуживания.

Радиоприемники в трудно доступных местах можно подсоединить к антенне с высоким коэффициентом усиления или к антенне, расположенной в доступном месте. Например, для приема в больших зданиях может потребоваться общая антенна, установленная на крыше, с внутренней ретрансляцией по всему зданию, или отдельные приемные антенны, расположенные вблизи окна. При контуре наземного охвата с уровнем ниже 4 дБ каналы имеют оценочный предел 1 0 дБ для той плотности мощности, которая необходима для передачи с коэффициентом ошибок в битах 1 0^-4. В центре луча эта оценка предела составляет 1 4 дБ.

Рабочий запас системы не изменяется при более высоких скоростях передачи битов. В контуре по уровню 4 дБ большинство радиоприемников будет видеть спутник при углах возвышения более 60°, что сводит помехи от строений практически к нулю. В некоторых лучах в контуре по уровню 8 дБ угол возвышения относительно спутника будет более 50°, при этом могут возникать случайные помехи из-за отражений или затенений конструкциями. Линия прямой видимости даже при малых углах возвышения (10-50°) всегда возможна с небольшими направленными антеннами с показателем 8 дБ относительно уровня помех в некоторых лучах, направленных в сторону горизонта.

Прямая радиовещательная система содержит обрабатываемую в полосе частот модулирующих сигналов полезную нагрузку в спутнике 20. Обработка в полосе частот модулирующих сигналов позволяет улучшить работу системы в отношении ресурсов линий Земляспутник и спутник-Земля, управления вещательными станциями и управления сигналами на линии связи спутник-Земля.

На фиг. 3 показана обработка сигнала на спутнике в предпочтительном варианте радиовещательной системы. Кодированные несущие каналов с основной скоростью на линии Земляспутник принимаются приемником 40 диапазона X. Многофазный демультиплексор и демодулятор 42 принимает 288 отдельных сигналов МДЧР в 6 группах по 48, вырабатывает шесть аналоговых сигналов, на которых данные 288 сигналов делятся на 6 мультиплексированных по времени потоков, и демодулирует эти последовательные данные на каждом потоке. Маршрутный коммутатор и модулятор 44 избирательно маршрутизирует отдельные каналы последовательных данных во все или некоторые из трех сигналов на линии связи спутник-Земля, или ни на один из них, причем каждый сигнал несет 96 каналов, и дополнительно модулирует их на трех МВР сигналах диапазона Ь линии связи спутник-Земля. Усилители 46 на лампе бегущей волны повышают мощность трех сигналов линии связи спутник-Земля, которые излучаются на Землю передающими антеннами 48 диапазона Ь. Спутник также содержит прозрачную полезную нагрузку с демультиплексором/понижающим преобразователем 50 и группой 52 усилителей, которые выполнены в виде обычного тракта сигнала типа «изогнутая магистраль», для частотного преобразования сигналов МВР/МКН линии связи Земля-спутник для ретрансляции в диапазоне Ь.

Высокий уровень избыточности в авиационных приемниках, цифровых процессорах и выходных усилителях с высокой мощностью гарантирует 1 2 лет службы для каждого спутника 20. Также предусмотрен достаточный запас топлива для сохранения положения, чтобы удерживать каждый спутник 20 в его назначенном орбитальном положении в пределах +/-0,1° в течение 1 5 лет.

Кадры, мультиплексированные с временным разделением, имеют продолжительность 0,138 с, и каждый из них помечен синхрословом из 96 символов. Несущая МВР/МКН на линии спутник-Земля имеет скорость 1,84 миллионов символов с квадратурной фазовой манипуляцией (КФМн) в секунду.

В течение всего времени нахождения на орбите спутники 20 работают под управлением наземной подсистемы управления, а требования графика обеспечиваются подсистемой управления полетом. Скорости битов, а значит и качество услуг, могут быть смешанными в любом луче, чтобы удовлетворить потребности в услугах. Характер скорости битов/качества услуг можно легко изменять командой с Земли, и он может быть разным в разное время суток. В предпочтительном варианте распределение каналов можно изменять на почасовой основе в соответствии с графиком программ, устанавливаемым за сутки вперед. Радиоприемники, работающие на объединенной информации, включенной в МВР кадр и в каждый канал с основной скоростью, автоматически выбирают те каналы с основной скоростью, которые необходимы для формирования выбранной пользователем цифровой звуковой программы или другой цифровой сервисной программы.

На фиг. 4 показана структурная схема вещательной станции 26, которая может использоваться в связи с настоящим изобретением. Она содержит два источника - один источник 54, обеспечивающий звуковые программы, и второй источник 56, обеспечивающий видеоданные, которые могут потребоваться некоторым пользователям. Понятно, что такая структура приведена только для примера и что вещательная станция 26 может передавать только звуковые программы или только видеоданные или другие виды вещательных услуг, если это потребуется. Кроме того, количество источников может быть больше двух, а в некоторых случаях звуковые и видеоданные могут формироваться одним и тем же источником. Видеоданные могут представлять собой метеорологические карты, топографические карты, политические карты, дорожные карты, навигационные и аэронавигационные карты, изображения, сформированные спутниками или радарами, или т.п. Разные виды видеоданных можно посылать в разное время (например, аэронавигационные карты могут чередоваться с навигационными картами), или же один и тот же вид видеоданных можно посылать на непрерывно обновляемой основе. Для целей настоящего изобретения желательно (хотя и не существенно), чтобы последовательные блоки видеоданных посылались в соответствии с определенным графиком, который заблаговременно известен пользователям, чтобы пользователи могли избирательно обращаться к необходимым блокам видеоданных без необходимости двусторонней связи с вещательной станцией. Таким образом, если, например, метеорологические карты, привязанные к разным географическим зонам, передаются последовательно в известное время, то пользователь в определенной географической зоне должен только подождать до назначенного времени (известного ему из опубликованного графика или

т.п.), чтобы получить метеорологическую карту, соответствующую его конкретной географической зоне.

Как видно на фиг. 4, обработка цифровых данных из звукового источника 54 и источника 56 видеоданных по существу одинакова. Источники 54 и 56 звука и видеоданных сначала подвергаются кодированию в стандарте МРЕО или 1РЕС в блоках 58 и 60. Кодированные исходные видеоданные затем шифруются в блоке 61 с использованием такого метода шифрации, который может быть дешифрован с помощью ключа. (По выбору можно также шифровать кодированные звуковые данные источника, но это не показано на фиг. 4). Кодированные (а в случае видеоданных и шифрованные) цифровые сигналы источника затем кодируются с прямым исправлением ошибок в блоках 62 и 64 с применением связанной схемы кодирования каналов, содержащей блочный кодер Рида-Соломона (255, 233), блочное перемежение и сверточное кодирование Витерби с 1/2 скорости.

Использование такой связанной схемы кодирования способствует уменьшению ошибок в битах во всей системе. Канальное кодирование умножает скорость битов, необходимую для передачи, на коэффициент 2 х 255/233. Таким образом, после кодирования с исправлением ошибок основная скорость возрастает до 37,78 кбит/с.

В зависимости от скорости программного канала символы кодированных программных каналов делятся среди группы кодированных каналов передачи с основной скоростью. Например, канал 1 28 кбит/с делится на восемь каналов с основной скоростью следующим образом:

символ 1 в физический канал 1 символ 2 в физический канал 2 символ 3 в физический канал 3 символ 4 в физический канал 4 символ 5 в физический канал 5 символ 6 в физический канал 6 символ 7 в физический канал 7 символ 8 в физический канал 8 символ 9 в физический канал 1 и т.д.

В каждый кодированный канал с основной скоростью вставляется контрольное слово, чтобы идентифицировать программный канал, к которому он относится, и передать команды, позволяющие приемнику снова объединить кодированные каналы с основной скоростью для восстановления кодированных программных каналов. Например, можно использовать такое контрольное слово, содержащее восемьдесят (80) битов:

#К-во битов	Индикация
2	число связанных ансамблей (00 = нет связи, максимум четыре связанных ансамбля)

2	идентификационный номер ансамбля (00 = ансамбль# 1, 11 = ансамбль 4)
4	тип ансамбля (0000 = звук, 0001 = изображение, 0010 = данные, другие типы или зарезервировано)
3	число каналов с основной скоростью 16 кбит/с в ансамбле (000 = 1 канал, 001 = 2 канала, ..., 111 = 8 каналов)
3	идентификационный номер канала с основной скоростью (000 = канал 1 , ..., 111 = канал 8)
3	число субансамблей (000 = 1, ..., 111 = 8)
3	число каналов с основной скоростью 1 6 кбит/с в субансамбле (000 = 1, ..., 111 = 8)
2	идентификационный номер субансамбля (000 = ансамбль #1, ..., 111 = ансамблю 8)
3	блокировка ансамблей/субансамблей (000 = нет блокировки, 001 = блокировка типа 1 , ..., 111 = блокировка типа 7)
11	зарезервировано
40	ЦКИ

Запись в контрольном слове числа связанных ансамблей позволяет образовывать взаимосвязь между разными группами ансамблей. Например, вещатель может пожелать предоставлять связанные звуковой сигнал, изображение и данные, например электронную газету с звуковым текстом, и дополнительную информацию. Идентификационный номер ансамбля указывает номер ансамбля, частью которого является данный канал. Число каналов с основной скоростью 1 6 кбит/с в ансамбле определяет число каналов с основной скоростью в данном ансамбле. Число субансамблей и число каналов с основной скоростью 1 6 кбит/с в субансамбле определяет взаимосвязи в ансамбле, например, в ансамбле для стереофонического звукового сигнала с качеством звучания, сопоставимым со звучанием компакт-диска, использование четырех каналов с основной скоростью для «левого» стереосигнала и четырех других каналов с основной скоростью для «правого» стереосигнала. Альтернативно, музыка может быть связана с множеством речевых сигналов для объявлений, причем каждый речевой сигнал передается на разном языке. Число каналов с основной скоростью 16 кбит/с в субансамбле определяет число каналов с основной скоростью в данном субансамбле. Идентификационный номер субансамбля указывает субансамбль, частью которого является данный канал.

Биты блокировки ансамбля/субансамбля позволяют осуществлять коллективную блокировку вещательной информации. Например, в некоторых странах может быть запрещена реклама алкоголя. Радиоприемники, выпускаемые для этой страны, могут быть заранее снабжены каким-то кодом, или код может загружаться в них каким-либо иным образом, чтобы радиоприемник реагировал на сигнал блокировки и блокировал определенную информацию. Функция блокировки может также использоваться для ограничения распространения такой информации, как военная или правительственная, или для ограничения доставки платных услуг вещания определенным пользователям.

Каждый канал с основной скоростью организован в кадрах, имеющих, по меньшей мере, канальную преамбулу для согласования времени между вещательной станцией и спутником. Эта преамбула может содержать уникальное слово, идентифицирующее начало блочного кодирования каждого кадра. Преамбула может также содержать блок битов согласования времени, состоящий из 48 двухразрядных символов. Если вещательная станция и спутник синхронизированы, то этот блок содержит 47 символов. Если же в результате разности генераторов колебаний на спутнике и в вещательной станции вещательная станция отстает или опережает на один символ, то блок символов согласования времени соответственно укорачивается или удлиняется. Все каналы могут использовать одинаковую преамбулу. Если источник делится среди множества каналов с основной скоростью, то преамбулы для всех связанных каналов должны совпадать. Между разными вещательными станциями отсутствует синхронизация задающим генератором. Добавление контрольного слова и кода преамбулы повышает скорость передачи на канале с основной скоростью до 38 кбит/с.

Каждый кодированный источник программы делится на отдельные каналы с основной скоростью. Например, источник 54 звукового сигнала может содержать четыре канала с основной скоростью, что представляет стереофонический сигнал с качеством звучания ЧМ. Альтернативно, источник 54 звукового сигнала может содержать шесть каналов с основной скоростью, которые можно использовать для передачи стереофонического сигнала с качеством звучания, близким к звучанию компактдиска, или стереофонического сигнала с качеством звучания ЧМ, связанного с 32-битным каналом данных (например, для передачи сигнала для отображения на жидкокристаллическом дисплее (ЖКД) радиоприемника). Еще одна альтернатива состоит в том, чтобы использовать шесть каналов с основной скоростью как вещательный канал данных со скоростью 96 кбит/с. Источник видеоданных может содержать только один канал со скоростью 16 кбит/с или несколько каналов. Изображения можно передавать в формате, обеспечивающем 1 2 миллионов пикселов для карты с высоким уровнем разрешения. Это изображение можно передать в любой приемник за 20 мин. Если увеличить вдвое число каналов с основной скоростью, то необходимое время сократится в два раза. Для таких изображений можно использовать кодирование изображения в стандарте 1РЕС.

На фиг. 4 также показано, что каналы с основной скоростью распределяются блоками 64 и 68 распределения каналов соответственно в блоки 70 и 72 модуляции КФМн. В каждом блоке 70 и 72 модуляции КФМн отдельный модулятор КФМн (не показан) модулирует каждый канал с основной скоростью в промежуточную частоту. Повышающий преобразователь 74 перемещает отдельные каналы с основной скоростью в полосу частот канала МДЧР линии связи Земля-спутник, и преобразованные с повышением частоты каналы передаются через усилитель 76 и антенну 78. Вещательные станции на линии Земля-спутник используют сигналы малых терминалов спутниковой связи узкой направленности (МТУН) для передачи элементарных каналов (16 кбит/с) с применением малых антенн (диаметром 2-3 м).

Каналы с основной скоростью линии Земля-спутник передаются в спутник 20 на отдельных несущих с множественным доступом с частотным разделением каналов (МДЧР). До 288 несущих с основной скоростью на линии связи Земля-спутник можно передавать в спутник 20 в его глобальном луче на этой линии. Малые наземные терминалы вещателей, оснащенные параболическими антеннами диапазона Х с диаметром 2,4 м и 25-ваттными усилителями мощности, могут легко передавать программный канал со скоростью 128 кбит/с (состоящий из 8 каналов с основной скоростью) в спутник 20 с какого-либо места в стране, создавшей данную программу. Альтернативно, программные каналы можно соединить с совместно используемыми наземными терминалами линии Земляспутник через арендованные наземные линии ТСОП. Система имеет достаточную пропускную способность на линии Земля-спутник, чтобы каждая страна могла иметь собственный радиовещательный канал, обеспечивающий глобальный охват.

На фиг. 5 показана структурная схема одного из абонентских устройств 22, показанных на фиг. 1 . Абонентское устройство 22 принимает сигнал диапазона Ь со спутника 20, демодулирует и выделяет из потока МВР полезный звуковой или видеосигнал и воспроизводит необходимую звуковую или видеоинформацию. Абонентское устройство может быть оснащено небольшой компактной антенной 80 с плоскостным микрополосковым излучателем, имеющей усиление около 4-6 дБ относительно уровня помех, которая почти не требует наведения. Абонентское устройство 22 будет автоматически настраиваться на выбранные каналы. Альтернативно, абонентское устройство более высокого уровня можно оснастить антенной, обеспечивающей усиление 10-12 дБ относительно уровня помех. Поскольку такая антенна будет вполне направленной, ее наводят для достижения оптимального приема. Одним вариантом такой антенны может быть антенная решетка из плоскостных микрополосковых излучателей. Эта решетка может быть соответственно встроена в поверхность корпуса абонентского устройства, прикреплена в виде крышки или выполнена с возможностью полного отсоединения и присоединения к абонентскому устройству с помощью тонкого коаксиального кабеля длиной в несколько метров. Другим вариантом антенны может быть спиральная антенна, работающая в режиме поперечного или продольного излучения. Наведение осуществляется путем поворота антенны по углу места и азимуту. Съемную антенну можно устанавливать на небольшом штативе на земле, в оконной раме, и наводить для получения оптимального приема. Антенна с усилением 10 дБ относительно уровня помех имеет ширину диаграммы направленности приблизительно 65° и поэтому легко наводится на спутник 20 для достижения оптимального приема. Направленность этой антенны будет дополнительно улучшать прием в тех местах, где в противном случае могут возникать помехи из-за отражений. Фазированная антенная решетка, стрежневая антенна с широкой диаграммой направленности в одном измерении и узкой в другом измерении (т.е. антенна с веерной диаграммой направленности) может служить еще одной альтернативой. Следующей альтернативной антенной может быть спиральная антенна для наружного приема и большинства случаев внутреннего приема. В некоторых условиях (перекрытия, бетонные или металлические сооружения) для внутреннего приема может потребоваться подсоединение к наружной антенне. Для приема мобильными абонентскими устройствами на транспортном средстве можно устанавливать антенны с усилением всего 4 дБ относительно уровня помех. Одна антенна такого типа работает очень хорошо в открытой местности с высоким углом возвышения без сильных многолучевых отражателей. Но в области с многолучевыми отражениями, например, в центральных городских районах, где угол возвышения меньше 60°, можно предпринять специальные меры для уменьшения многолучевых помех. Одной такой мерой является использование двух или трех антенн с усилением 4 дБ относительно уровня помех в пространственно разнесенной решетке, установленной в разных местах транспортного средства. Их можно динамически складывать для обеспечения направленности или комбинировать, чтобы принимать максимальный сигнал, приходящий в данный момент. Еще одной альтернативой является установка управляемой направленной антенны с усилением 1 0 дБ относительно уровня помех таким образом, чтобы она следила за спутником 20. Последний вариант является дорогостоящим, но он может быть предпочтительным для получения максимальной выгоды от высокого уровня качества, обеспечиваемого такой системой. Поскольку в ближайшее десятилетие пред видится широкое распространение использования спутниковых систем подвижной связи по всему миру, то можно ожидать, что управляемые электронными средствами антенные решетки упадут в цене и станут общедоступными.

Для передач на линии спутник-Земля в сторону абонентского устройства 22 используется метод мультиплексирования с временным разделением с множеством каналов на несущей. Каждый канал с основной скоростью (16,519 кбит/с) занимает собственный интервал времени в потоке с разделением времени. Эти каналы с основной скоростью комбинируются для передачи программных каналов со скоростями от 1 6 до 128 кбит/с. Использование цифровых технологий позволяет предоставлять дополнительные услуги радиоприемникам, включая низкоскоростную передачу изображений, радиовызов, почту, факсимильную передачу, использование плоских экранов или интерфейсов последовательных данных. Эти данные и информацию можно мультиплексировать в каналах звуковых цифровых сигналов.

Каждое абонентское устройство 22 может настраиваться на одну из несущих МВР, передаваемых в зонах охватываемых лучами. Как видно на фиг. 5, абонентское устройство 22 содержит цифровой вещательный приемник 82 с антенной 80, приемник ГСМО 84 с антенной 85, системный контроллер 86 и абонентский интерфейс 88. В цифровом вещательном приемнике 82 малошумящий усилитель 90 усиливает сигнал спутника, и усиленный сигнал принимается входными ВЧ-схемами и демодулятором КФМн 92. Сигнал с выхода входных ВЧ-схем и демодулятора КФМн 92 подается в первый демультиплексор 94 с временным разделением, который восстанавливает звуковые каналы с основной скоростью, и во второй демультиплексор 96 с временным разделением, который восстанавливает каналы с основной скоростью, несущие видеоданные. В блоках 94 и 96 выполняется декодирование с прямым исправлением ошибок (ПИО). Сигнал на выходе блока 94 представляет собой модулирующий цифровой сигнал, несущий звуковую информацию, а сигнал на выходе блока 96 представляет собой модулирующий цифровой сигнал, несущий видеоданные.

Команды, необходимые приемнику 22 для управления повторным объединением кодированных каналов с основной скоростью в кодированные программные каналы, заключены в контрольных словах, введенных в каждый кодированный канал с основной скоростью и в кадры МВР. Восстановленные таким образом повторно объединенные кодированные программные каналы декодируются и обращено перемежаются для восстановления исходного модулирующего потока битов с основной скоростью, который был введен в систему в наземной оконечной аппаратуре вещателя. В случае звуковых данных восстановленные потоки би тов преобразуются обратно в аналоговый звуковой сигнал звуковым декодером 98 и цифроаналоговым преобразователем 100. Аналоговый сигнал усиливается усилителем 102 и воспроизводится громкоговорителем, который входит в состав абонентского интерфейса 88. Приемник может воспроизводить разные уровни качества звука от монофонического звучания АМ до стереофонического звучания, сравнимого со звучанием компакт-диска, в зависимости от скорости битов на программном канале.

В случае видеоданных восстановленные потоки битов преобразуются в формат, пригодный для отображения, в видеодекодере 106. Если видеоданные были зашифрованы на вещательной станции 26, как это обычно делается, если пользователь должен платить за эти видеоданные, то в блоке 108 осуществляется дешифрация изображения. Дешифрованные данные затем подаются в системный контроллер 86. Дешифрация выполняется путем прибавления случайной комбинации битов к принятому кадру вещательного канала. Эту комбинацию вырабатывает генератор комбинаций, в который заложен ключевой код. Ключевой код может быть послан через систему или предоставлен на интеллектуальной карте или дебетовой карте. Каждому пользователю предоставляется разный ключевой код.

Системный контроллер 86 выполняет несколько функций. Эти функции включает в себя контролирование и управление работой цифрового вещательного приемника 82, прием информации о местоположении из приемника ГСМО 84 (в целях, которые вкратце будут описаны ниже), управление отображением, распечаткой и сохранением принимаемых видеоданных, администрирование ключами шифрации и обработку пользовательских вводов и выводов через абонентский интерфейс 88. Основными компонентами системного контроллера 86 являются микропроцессор 110, имеющий оперативную память (ОЗУ) 112 и постоянную память (ПЗУ) 114 с достаточным объемом, часы 116 реального времени и контроллер 118 отображения. Контроллер 118 отображения управляет форматированием видеоданных (например, картографических данных) для ЖКД 120, который составляет часть абонентского интерфейса 88. Абонентский интерфейс 88 также содержит клавиатуру 122, принтер/плоттер 124, устройство 1 26 для считывания с карточек и дисковод 128. Клавиатура 122 используется для выбора вещательных программ, регулировки громкости, выбора опций меню и аналогичных функций. Принтер/плоттер 1 24 позволяет пользователю принимать любые видеоданные на бумажном носителе (например, обновленную метеорологическую или навигационную карту) в дополнение к просмотру изображения на ЖКД 1 20. Устройство 1 26 для считывания с карточек используется в связи с магнитной кодированной дебетовой карточкой или интеллектуальной карточкой, чтобы позволить пользователю получать шифрованные видеоданные, как будет описано более подробно ниже. И, наконец, дисковод 1 28 позволяет загружать данные или программы в системный контроллер 86, а также позволяет сохранять принятые видеоданные для последующего просмотра или распечатки. Дисковод 1 28 может, например, позволить системному контроллеру 86 соединять видеоданные, принятые в реальном времени цифровым вещательным приемником 82, с ранее существовавшими данными, хранящимися на магнитной дискете. Это особенно полезно при обновлении существующих карт путем передачи только новой или измененной информации без необходимости передавать всю карту.

Понятно, что некоторые или все элементы, изображенные на фиг. 5, могут быть смонтированы в одном корпусе для стационарного или мобильного использования. В последнем случае питание можно получать от батарей, солнечных элементов или генератора, приводимого в действие пружинным двигателем или ручным рычагом. Если абонентское устройство 22 находится на транспортном средстве, например, на воздушном или водном судне, или в автомобиле, то питание можно получать от источника питания данного транспортного средства. Помимо размещения всех элементов абонентского устройства 22 в одном корпусе, абонентское устройство 22 можно выполнить в виде системы или сети из отдельных элементов, соединенных между собой соответствующими кабелями.

На фиг. 6-8 показано три разных способа, с помощью которых можно передавать картографические или другие типы видеоданных на МВР каналах 30 линии спутник-Земля, показанных на фиг. 1 . Видеоданные передаются в «мертвое время» в интервале между звуковыми программами и для различения между звуковыми и видеоданными используются преамбулы или идентификационные коды. Например, звуковые программы могут передаваться в дневное время на определенном МВР канале (или на группе МВР каналов линии спутник-Земля), но тот же самый канал (или каналы) может нести видеоданные поздно вечером или рано утром, когда меньше потребность в звуковых программах. На фиг. 7 показано, что звуковые программы и видеоданные занимают разные МВР каналы на линии спутник-Земля и поэтому могут передаваться непрерывно. Этот вариант целесообразен в тех случаях, когда видеоданные представляют собой, например, метеорологические карты, так как они должны быть доступны круглосуточно и обновляться очень часто. Фиг. 8 аналогична фиг. 7, за исключением того, что для звуковых программ и данных используются отдельные МВР каналы, но в этом примере разные виды данных передаются в разное время на видеоканале и отделены друг от друга преамбулой или идентификационными кодами. Например, вещатель может передавать навигационные карты в течение первого интервала времени, а аэронавигационные карты - в течение второго интервала времени. Настроившись на видеоканал в соответствующее время (которое может быть указано в опубликованном графике) или запрограммировав абонентское устройство 22 на автоматическое обнаружение специального кода, пользователь может выбирать необходимые данные для отображения, распечатки и/или сохранения.

На фиг. 9 и 10 показано два возможных варианта дебетовой карточки с магнитным кодом или интеллектуальной карточки, которые можно использовать в связи с абонентским устройством 22, показанным на фиг. 5. Показанная на фиг. 9 дебетовая карточка 130 содержит магнитную полосу 132, закодированную заранее оплаченной денежной суммой, которую можно использовать для покупки карт или других видов изображений. Магнитная полоса 132 также содержит дешифровальный ключ, который используется системным контроллером 86, изображенным на фиг. 5, для управления дешифрацией видеоданных, которые передаются вещательной станцией в зашифрованной форме. Когда предварительно оплаченная сумма на дебетовой карточке 130 исчерпана, дешифровальный ключ больше не будет подаваться в системный контроллер 86, и пользователь будет вынужден получить новую дебетовую карточку у поставщика видеоданных.

На фиг. 1 0 показана модифицированная дебетовая карточка 130' с магнитной полосой 132', аналогичная той, которая показана на фиг.

9. Но на фиг. 10 магнитная полоса 132' закодирована не только заранее оплаченной суммой и дешифровальным ключом, но и информацией (например, видеокодами, программными каналами и/или графиками вещания), что позволяет радиоприемнику 22 автоматически выбирать те изображения, которые были предварительно заказаны пользователем. Например, если пользователь имеет подписку у поставщика карт, согласно которой он получает обновленные карты только для избранных географических зон, то коды видеоданных и графики вещания дадут команду радиоприемнику 22 автоматически принимать только эти карты без каких-либо действий со стороны пользователя. Что же касается дебетовой карты 130 на фиг. 9, то пользователь должен вводить коды требуемых видеоданных, программные каналы и/или графики вещания в радиоприемник 22 (через клавиатуру 1 22) или вручную настраиваться на желаемый программный канал в то время, когда передается необходимое изображение.

На фиг. 11 показан алгоритм, который обобщает основные последовательности операций, выполняемых абонентским устройством, изображенным на фиг. 5, при приеме звуковых и видеоданных. Понятно, что благодаря МВР формату каналов линии спутник-Земля приемник 22 способен одновременно принимать и воспроизводить звуковые и видеоданные. Следовательно, за исключением тех случаев, когда избранная звуковая программа и требуемые видеоданные чередуются на одном и том же МВР канале линии связи спутник-Земля (как показано на фиг. 6), пользователю не надо прекращать прослушивание звуковой программы, чтобы принять карту или другой вид изображения. В результате пользователь, который желает получить, например, метеорологическую карту, может это делать, продолжая слушать прогнозы погоды по программному звуковому каналу.

Как показано логической последовательностью на фиг. 11, первым этапом в этой программе является включение питания и инициализация, показанные в блоке 134. После этого программа переходит к блоку 136, где приемник 22 декодирует и воспроизводит звуковую программу, выбранную пользователем. В блоке 138 программа проверяет, запрошены ли пользователем видеоданные. Обычно пользователь делает такой запрос с помощью клавиатуры 1 22, изображенной на фиг. 5, для выбора опции меню, отображенного на ЖКД 120. Если видеоданные не запрашивались, программа возвращается к блоку 136 и продолжает воспроизведение выбранной звуковой программы. Если же видеоданные были запрошены, программа переходит к блоку 140 решения и проверяет, разрешено ли данному пользователю принимать запрошенные видеоданные. Это определение типично включает в себя проверку баланса предварительной оплаты на пользовательской дебетовой карточке 130 или 130' (вставленной пользователем в устройство 1 26 для считывания с карточек) и достоверность дешифровального ключа пользователя. Если хотя бы одна из этих проверок дала отрицательный результат, в блоке 1 42 на ЖКД 120 отображается сообщение для пользователя, информирующее его об отсутствии соответствующего разрешения.

Допустим, что в блоке 1 40 определено, что данный приемник имеет соответствующее разрешение, тогда программа переходит к блоку 144 и начинает контролировать несущую МВР и канал, на котором появятся требуемые видеоданные. Такое контролирование может выполняться автоматически системным контроллером 86, изображенным на фиг. 5, с использованием кодов видеоданных и графиков вещания, введенных с дебетовой карточки 130'. Альтернативно, пользователь может контролировать видеоканал вручную, наблюдая за выходным сигналом на ЖКД 1 20, а затем инициировать сохранение или распечатку данных, когда появится требуемое изображение. В блоке решения 1 46 определяется (автоматически или вручную), появилось ли требуемое изображение. Если нет, то контролирование продолжается в блоке 1 44 до тех пор, пока не будет принято изображение. После обнаружения изображения программа переходит к блоку 148 и выполняет любую необходимую дешифрацию видеоданных с помощью дешифровального ключа на пользовательской дебетовой карточке 130 или 130'. После дешифрации изображения программа переходит к блоку 150 и выполняет любое необходимое преобразование общих видеоданных, принятых абонентским устройством 22, чтобы сформировать привязанные к местоположению видеоданные, адаптированные к потребностям данного пользователя. Это делается системным контроллером 86, изображенным на фиг. 5, с использованием географического положения пользователя, определенного приемником ГСМО 84. Этап преобразования может выполняться несколькими способами, и он может заключаться в разделении или секционировании изображения, выборе одного из нескольких возможных изображений, слияния изображения с другими видео или иными данными, или другой обработке, модификации или реформатировании изображения. Так, например, если видеоданные состоят из метеорологической или топографической карты, охватывающей большую географическую зону, то в блоке 150 выполняется преобразование, которое может заключаться в ограничении изображения меньшей географической зоной в заданном радиусе определенного ГСМО положения пользователя. Альтернативно, или в дополнение к формированию ограниченного изображения, системный контроллер 86 может наложить координаты пользователя (например, широту и долготу), направление и скорость (для мобильных пользователей) и другую информацию на основании принятой информации ГСМО. Способ, с помощью которого можно выполнять такие виды преобразования изображения, будет очевиден для специалистов, так как его принципы аналогичны тем, которые используются приемниками ГСМО с отображаемыми подвижными картами. В качестве примера другого типа преобразования изображения можно соединять две или более разных карт (например, наземную карту и навигационную карту) для получения составной карты с использованием данных местоположения ГСМО, чтобы согласовать и/или наложить координаты пользователя или т. п. на составную карту.

После выполнения необходимого преобразования изображения в блоке 150 программа переходит к блоку 152 и отображает изображение на ЖКД 120 или распечатывает изображение на бумаге с помощью принтера/плоттера 1 24, или делает то и другое в соответствии с введенными пользователем командами. Изображение можно также сохранить для последующего просмотра на магнитной дискете с помощью дисковода 128, и можно сформировать подвижную карту, если абонентский аппа рат 22 мобильный. В блоке 154 вычитается плата за принятое изображение из пользовательской дебетовой карточки 130 или 130'. Если на ней остается достаточный баланс, то процесс по фиг. 11 можно повторить, чтобы получить другое изображение. Если же баланс дебетовой карточки достиг нуля или величины, которой недостаточно для загрузки другого изображения, то пользователь может купить другую дебетовую карточку или восстановить соответствующий баланс имеющейся карточки в банке или другом учреждении.

На фиг. 12В показан увеличенный вид спереди одного из абонентских устройств 22, иллюстрирующий один вид изображения, которое может предоставляться пользователю на ЖКД 120. Карта 156, охватывающая большую географическую зону, показана на фиг. 12А, загружается в цифровой форме в абонентское устройство 22 через спутник 20, а программа в абонентском устройстве ограничивает изображение 156 меньшей частью 158, в которой находится пользователь (известной из данных, полученных из приемника ГСМО 84). Положение пользователя отмечено крестиком 160, а его курс (определенный из последовательных измерений ГСМО) показан штриховой линией. При желании на ЖКД 1 20 можно также показать широту, долготу, скорость и направление пользователя.

Понятно, что приемник ГСМО 84, показанный на фиг. 5, представляет только один тип геолокационного приемника, пригодного для использования в данном изобретении. Можно также использовать другие типы геолокационных приемников, например, типа ΕΟΚΑΝ. Для повышения точности геолокационного приемника можно оснастить абонентское устройство высотомером для коррекции высоты пользователя над уровнем моря. В некоторых применениях можно отслеживать положение пользователя с помощью устройства, отличного от геолокационного приемника, например, инерционного навигационного прибора.

Несмотря на то, что изобретение было описано со ссылкой на его предпочтительные варианты, понятно, что изобретение ими не ограничено. На основе данного описания для специалистов будут очевидны разные замены и модификации. Все такие замены и модификации подпадают под объем притязаний, который определен прилагаемой формулой изобретения.

Claims (44)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Система для предоставления пользователю данных, привязанных к его местоположению, содержащая вещательную станцию для передачи общих данных, потенциально пригодных для множества пользователей, находящихся в разных географических положениях, ретрансляционный спутник для ретрансляции упомянутых общих данных с упомянутой вещательной станции упомянутому множеству пользователей и предоставляемое каждому пользователю приемное устройство, содержащее вещательный приемник для приема упомянутых общих данных с упомянутого ретрансляционного спутника, блок определения местоположения для определения географического положения пользователя и процессор для преобразования упомянутых общих данных в привязанные к местоположению данные на основании географического положения пользователя, определенного упомянутым блоком определения местоположения.
2. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутым блоком определения местоположения является геолокационный радиоприемник.
3. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутое приемное устройство дополнительно содержит устройство вывода для визуального представления пользователю упомянутых данных, привязанных к его местоположению.
4. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутые общие данные, передаваемые вещательной станцией, зашифрованы, при этом приемное устройство выполнено с возможностью дешифрации упомянутых данных с помощью дешифровального ключа.
5. 5. Система по п.4, отличающаяся тем, что упомянутое приемное устройство дополнительно содержит устройство ввода для получения дешифровального ключа от внешнего источника.
6. 6. Система по п.8, отличающаяся тем, что упомянутый внешний источник является магнитно-кодированной карточкой, а упомянутое устройство ввода является устройством считывания с магнитной карточки.
7. 7. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутые общие данные представляют собой картографические данные географической зоны, а упомянутые привязанные к местоположению данные представляют собой картографические данные той части упомянутой географической зоны, в которой находится упомянутый пользователь.
8. 8. Приемное устройство для предоставления пользователю данных, привязанных к его местоположению, содержащее вещательный приемник для приема общих данных, передаваемых вещательной станцией, блок определения местоположения для определения географического положения приемного устройства и процессор для преобразования общих данных в привязанные к местоположению данные на основании географического положения приемного устройства.
9. 9. Приемное устройство по п.8, отличающееся тем, что упомянутым блоком определения местоположения является геолокационный радиоприемник.
10. 10. Приемное устройство по п.8, отличающееся тем, что упомянутое приемное устройство дополнительно содержит устройство вывода для визуального представления пользователю упомянутых данных, привязанных к его местоположению.
11. 11. Приемное устройство по п.8, отличающееся тем, что упомянутые общие данные, передаваемые вещательной станцией, зашифрованы, при этом приемное устройство выполнено с возможностью дешифрации упомянутых видеоданных с помощью дешифровального ключа.
12. 1 2. Приемное устройство по п. 11, отличающееся тем, что упомянутое приемное устройство дополнительно содержит устройство ввода для получения упомянутого дешифровального ключа от внешнего источника.
13. 1 3. Приемное устройство по п. 1 2, отличающееся тем, что упомянутый внешний источник является магнитно-кодированной карточкой, а устройство ввода является устройством считывания с магнитной карточки.
14. 14. Приемное устройство по п.8, отличающееся тем, что упомянутые общие данные представляют собой картографические данные географической зоны, а привязанные к местоположению данные представляют собой картографические данные той части упомянутой географической зоны, в которой находится упомянутый пользователь.
15. 1 5. Способ предоставления пользователю данных, привязанных к его местоположению, заключающийся в том, что передают общие данные, потенциально пригодные для множества пользователей, находящихся в разных географических положениях, принимают упомянутые общие данные в одном из положений пользователя, определяют географическое местоположение упомянутого пользователя и преобразуют упомянутые общие данные в привязанные к местоположению данные на основании географического положения упомянутого пользователя.
16. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что упомянутые передаваемые общие данные дополнительно ретранслируют через спутник.
17. 17. Способ по п.15, отличающийся тем, что при определении географического положения пользователя принимают геолокационные радиосигналы.
18. 18. Способ по п.15, отличающийся тем, что дополнительно отображают пользователю упомянутые привязанные к его местоположению данные.
19. 19. Способ по п.15, отличающийся тем, что упомянутые передаваемые общие данные зашифрованы, при этом дополнительно дешифруют упомянутые видеоданные в упомянутом положении пользователя.
20. 20. Способ по п.15, отличающийся тем, что упомянутые общие данные представляют собой картографические данные географической зоны, а упомянутые привязанные к местоположению данные представляют собой картографические данные той части упомянутой географической зоны, в которой находится упомянутый пользователь.
21. 21. Система для предоставления пользователю цифровых картографических данных, содержащая вещательную станцию для передачи цифровых картографических данных;

    ретрансляционный спутник для ретрансляции указанных цифровых картографических данных от указанной вещательной станции к пользователю; и приёмное устройство, предоставляемое указанному пользователю, причём указанное приёмное устройство содержит приёмник вещания для приёма указанных цифровых картографических данных от указанного ретрансляционного спутника, процессор, связанный с указанным приёмником вещания, для обработки указанных цифровых картографических данных, запоминающее устройство, связанное с указанным процессором, для запоминания указанных цифровых картографических данных и выходное устройство, связанное с указанным процессором, для предоставления указанному пользователю выходного сигнала с помощью указанных цифровых картографических данных.
22. 22. Система по п.21 , отличающаяся тем, что указанное приёмное устройство также содержит блок определения местоположения, связанный с указанным процессором, для определения местоположения указанного пользователя.
23. 23. Система по п.22, отличающаяся тем, что указанный процессор выполнен с возможностью обрабатывать цифровые картографические данные, запомненные в указанном запоминающем устройстве, на основании местоположения указанного пользователя, определённого указанным блоком определения местоположения.
24. 24. Система по п.22, отличающаяся тем, что указанный блок определения местоположения содержит геолокационный радиоприёмник.
25. 25. Система по п.21, отличающаяся тем, что указанные цифровые картографические данные, передаваемые указанной вещательной станцией, шифруют и тем, что указанный процессор выполнен с возможностью дешифрирования указанных шифрованных цифровых картографических данных с помощью ключа дешифрирования.
26. 26. Система по п.25, отличающаяся тем, что указанное приёмное устройство принимает указанный ключ дешифрирования от внешнего источника.
27. 27. Система по п.26, отличающаяся тем, что указанный внешний источник содержит кодированную карточку, и тем, что указанное приёмное устройство содержит устройство считывания карточки или подключено к нему.
28. 28. Система по п.21, отличающаяся тем, что указанные цифровые картографические данные содержат цифровое картографическое изображение, и тем, что указанное выходное устройство содержит устройство отображения для отображения указанному пользователю наглядного картографического изображения.
29. 29. Система по п.21, отличающаяся тем, что указанные цифровые картографические данные содержат корректирующие данные, используемые указанным процессором для введения изменений в цифровое картографическое изображение, запомненное в указанном запоминающем устройстве, и тем, что указанное выходное устройство содержит устройство отображения для отображения наглядного картографического изображения указанному пользователю.
30. 30. Приёмное устройство для предоставления пользователю цифровых картографических данных, содержащее приёмник вещания для приёма цифровых картографических данных, передаваемых вещательной станцией; процессор, связанный с указанным приёмником вещания, для обработки указанных цифровых картографических данных; запоминающее устройство, связанное с указанным процессором, для запоминания указанных цифровых картографических данных; и выходное устройство, связанное с указанным процессором, для предоставления выходного сигнала пользователю с помощью указанных цифровых картографических данных.
31. 31. Приёмное устройство по п.30, также содержащее блок определения местоположения, связанный с указанным процессором, для определения местоположения указанного пользователя.
32. 32. Приёмное устройство по п.31, отличающееся тем, что указанный процессор выполнен с возможностью обрабатывать цифровые картографические данные в указанном запоминающем устройстве на основании местоположения указанного пользователя, определённого указанным блоком определения местоположения.
33. 33. Приёмное устройство по п.31, отличающееся тем, что указанный блок определения местоположения содержит геолокационный радиоприёмник.
34. 34. Приёмное устройство по п.30, отличающееся тем, что указанные цифровые картографические данные, передаваемые указанной вещательной станцией, шифруют, и тем, что указанный процессор выполнен с возможностью дешифрирования указанных шифрованных цифровых картографических данных с помощью ключа дешифрирования.
35. 35. Приёмное устройство по п.34, отличающееся тем, что указанное приёмное устрой ство принимает указанный ключ дешифрирования от внешнего источника.
36. 36. Приёмное устройство по п.35, отличающееся тем, что указанный внешний источник содержит кодированную карточку, и тем, что указанное приёмное устройство содержит устройство считывания карточки или подключено к нему.
37. 37. Приёмное устройство по п.30, отличающееся тем, что указанные цифровые картографические данные содержат цифровое картографическое изображение, и тем, что указанное выходное устройство содержит устройство отображения для отображения наглядного картографического изображения указанному пользователю.
38. 38. Приёмное устройство по п.30, отличающееся тем, что указанные цифровые картографические данные содержат корректирующие данные, используемые процессором для введения изменений в цифровое картографическое изображение, запомненное в указанном запоминающем устройстве, и тем, что указанное выходное устройство содержит устройство отображения для отображения указанному пользователю наглядного картографического изображения.
39. 39. Способ предоставления цифровых картографических данных пользователю, содержащий операции, согласно которым осуществляют вещание цифровых картографических данных из вещательной станции; принимают указанные цифровые картографические данные в приёмнике вещания в местоположении пользователя, удалённом от указанной вещательной станции; запоминают указанные цифровые картографические данные в указанном приёмнике вещания; и предоставляют выходной сигнал из указанно го приёмника вещания с помощью указанных цифровых картографических данных.
40. 40. Способ по п.39, также содержащий операцию ретранслирования указанных цифровых картографических данных от указанной вещательной станции в указанное местоположение пользователя через спутник.
41. 41. Способ по п.39, также содержащий операцию определения местоположения указанного пользователя и управления выходным сигналом из указанного приёмника вещания на основании указанного местоположения.
42. 42. Способ по п.39, отличающийся тем, что указанные цифровые картографические данные шифруют при вещании из указанной вещательной станции, и тем, что указанный способ также содержит операцию дешифрирования указанных шифрованных цифровых картографических данных в указанном приёмнике вещания.
43. 43. Способ по п.39, отличающийся тем, что указанные цифровые картографические данные содержат цифровое картографическое изображение, и тем, что указанный выходной сигнал содержит наглядное картографическое изображение, которое отображают для указанного пользователя указанным приёмником вещания.
44. 44. Способ по п.39, отличающийся тем, что указанные цифровые картографические данные содержат корректирующие данные, которые используют указанным приёмником вещания для введения изменений в цифровое картографическое изображение, запомненное в указанном приёмнике вещания, и тем, что указанный выходной сигнал содержит наглядное картографическое изображение, которое отображают для указанного пользователя указанным приёмником вещания.