SE519398C2

SE519398C2 - Terrestrial communication system with local terrestrial satellite

Info

Publication number: SE519398C2
Application number: SE9901949A
Authority: SE
Inventors: Edvard Bjurfjell
Original assignee: Wellton Persson Claes Lorentz; Svensson Hans Erik
Priority date: 1997-12-01
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2003-02-25
Also published as: SE9901949L; SE9901949D0

Abstract

The system includes a local terrestrial satellite (LTS) located in a mast or any other supporting structure. Each terrestrial satellite has high frequency communication equipment corresponding to a conventional geostationary satellite, for the digital transmission of video, audio or data. This is arranged to transmit in the L band, that is 1 to 2 GHz, the S band, that is 2 to 4 GHz, or in a higher frequency band with a relatively low power output. The system has an omnidirectional antenna installation for transmission in the horizontal plane. The signals are preferably digitised according to MPEG-2.

Description

25 30 35 40 v.. ri. . . I. _. . i. i. n. a. u 1 ; i, t; a» a, u f f. E., i u _. .':.| i i . . .. . v » . 1 . i 2 teknik även kan användas såsom ett alternativ till frekvensmodulerad (FM) överföringstek- nik. Varje LTS sänder med utnyttjande av relativt låg utgångseffekt samt med ett antennarrangemang som med fördel har ingen eller liten riktverkan. Såsom ett resultat, så kan ett lämpligt antal LTS anordnas för att täcka ett lokalt geograﬁskt område, samt ge de boende tillgång till individuella kommunikationskanaler för data, video (TV) samt audiokommunikation. Fördelarna med ett sådant system kommer att diskuteras närmare senare. 25 30 35 40 v .. ri. . . I. _. . i. i. n. a. u 1; i, t; a »a, u f f. E., i u _. . ':. | i i. . ... v ». 1. in 2 technology can also be used as an alternative to frequency modulated (FM) transmission technology. Each LTS transmits with the use of relatively low output power and with an antenna arrangement which advantageously has no or little direct effect. As a result, a suitable number of LTS can be arranged to cover a local geographical area, as well as give the residents access to individual communication channels for data, video (TV) and audio communication. The benefits of such a system will be discussed in more detail later.

Det markbundna kommunikationssystemet enligt föreliggande uppfinning innefattar åtminstone en lokal markbunden satellit (LTS), företrädesvis lokaliserad i en mast eller valfri annan uppbärande struktur, varje LTS anordnad med kommunikationutrustning för högfrekvensomràdet väsentligen motsvarande till en konventionell geostationär satellit för digital överföring av video, audio eller data, anordnad att sända på L-bandet (1 - 2 GHz), S-bandet (2 - 4 GHz) eller ett högre frekvensband med en relativt låg uteffekt samt företrädesvis med en rundstrålande antenninstallation för överföring i ett väsentligen horisontellt plan.The terrestrial communications system of the present invention comprises at least one local terrestrial satellite (LTS), preferably located in a mast or any other supporting structure, each LTS provided with high frequency range communication equipment substantially equivalent to a conventional geostationary satellite for digital video, audio or data transmission. , arranged to transmit on the L-band (1 - 2 GHz), the S-band (2 - 4 GHz) or a higher frequency band with a relatively low output power and preferably with a omnidirectional antenna installation for transmission in a substantially horizontal plane.

Kort beskrivning av ritningarna Ett antal icke begränsande exempel på utföringsformer enligt föreliggande uppfinning kommer att närmare beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna, varpå:- Fig. 1 är en vy ovanifrån som schematiskt utvisar ett grundsystem enligt uppfinningen, innefattande åtminstone en lokal jordbunden satellit (LTS) samt två användare av systemet; Fig. 2 är en schematisk sidovy utvisande en mast anordnad att uppbära två LTS på olika höjder; Fig. 3 år en sidovy som schematiskt utvisar ett system enligt föreliggande uppfinning, vilken teoretiskt illustrerar hur ett stort antal LTS kan anordnas i ett cirkulärt utförande; Fig. 4 är en vy ovanifrån av fyra LTS i ett kvadratiskt utförande, utvisande zonen där användare kan kommunicera med valfri av dessa fyra LTS; Fig. 5 år en sidovy av ett antal master, vardera uppbärande en LTS, avsedd att illustrera hur masterna eller valfri annan uppbärande struktur kan lokaliseras mera närliggande till varandra; och Fig. 6 är en schematisk vy ovanifrån, utvisande hur ett antal LTS kan länkas samman för intern kommunikation. 10 15 20 25 30 35 40 519 398 Sätt för utövande av uppfinningen Såsom tidigare nämnts, så baseras föreliggande uppfinning på upptäckten att i dag utnyttjad kommunikationsteknik för digital satellitkommunikation även kan utnyttjas för ändamålet markbunden kommunikation. Detta förhållande har inte insetts tidigare, och som en konsekvens därav, så har alla utvecklingsåtgärder riktats på utveckling av alternativ teknik som medger digital transmission inom det konventionella TV-kanalsyste- met.Brief Description of the Drawings A number of non-limiting examples of embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a top view schematically showing a basic system according to the invention, comprising at least one local terrestrial satellite ( LTS) and two users of the system; Fig. 2 is a schematic side view showing a mast arranged to support two LTS at different heights; Fig. 3 is a side view schematically showing a system according to the present invention, which theoretically illustrates how a large number of LTS can be arranged in a circular embodiment; Fig. 4 is a top view of four LTS in a square design, showing the zone where users can communicate with any of these four LTS; Fig. 5 is a side view of a number of masts, each supporting an LTS, intended to illustrate how the masts or any other supporting structure can be located closer to each other; and Fig. 6 is a schematic top view showing how a number of LTS can be linked together for internal communication. Methods of Carrying Out the Invention As previously mentioned, the present invention is based on the discovery that currently used communication technology for digital satellite communication can also be used for the purpose of terrestrial communication. This relationship has not been realized before, and as a consequence, all development measures have been focused on the development of alternative technologies that allow digital transmission within the conventional TV channel system.

Enligt föreliggande uppﬁnning, så anordnas kommunikationutrustning av den typ som idag utnyttjas i moderna rymdbaserade kommunikationssatelliteri en mast eller annan lämplig uppbärande struktur, därigenom bildande en lokal markbunden satellit (LTS). Transpond- rarna är anslutna till ett rundstrålande antennsystem, och de användare som utnyttjar systemet använder företrädesvis parabolantenner vilka kan riktas mot nämnda rundstrå- lande antennsystem.According to the present invention, communication equipment of the type currently used in modern space-based communication satellites is provided with a mast or other suitable supporting structure, thereby forming a local terrestrial satellite (LTS). The transponders are connected to a omnidirectional antenna system, and the users who use the system preferably use satellite dishes which can be directed towards said omnidirectional antenna system.

Ett enkelt system av ovan nämnd typ visas schematiskt ovanifrån i fig. 1, som utvisar en LTS med en huvudsakligen cirkulär och geografiskt begränsad täckning, vars gräns betecknas såsom 1 samt ett antal parabolantenner 2, 2', vardera ansluten till utrustning 3, 3' av den typ som utnyttjas för att mottaga och avkoda digitala signaler av samma typ som utsänds från konventionella satelliter. Utsignalen från denna typ av utrustning 3, 3' tillföres med fördel en dator och en videosignal kan betraktas på en monitor, TV-skärm eller annat lämpligt organ, med audiosignalen omvandlad till audio från ett högtalarsystem.A simple system of the above type is shown schematically from above in Fig. 1, which shows an LTS with a substantially circular and geographically limited coverage, the boundary of which is designated as 1 and a number of satellite dishes 2, 2 ', each connected to equipment 3, 3' of the type used to receive and decode digital signals of the same type transmitted from conventional satellites. The output signal from this type of equipment 3, 3 'is advantageously supplied to a computer and a video signal can be viewed on a monitor, TV screen or other suitable means, with the audio signal converted into audio from a loudspeaker system.

Med avseende på datakommunikation, så kan densamma vara av flervägstyp, d.v.s. en dator med lämplig utrustning för mottagning/sändning av signaler kan mottaga och utsända signaler från en dator till en LTS, samt således kommunicera endera med andra datorer anslutna till nämnda LTS eller med andra kommunikationssystem som kommunice- ra med nämnda LTS.With respect to data communication, it may be of the multipath type, i.e. a computer with suitable equipment for receiving / transmitting signals can receive and transmit signals from a computer to an LTS, and thus communicate either with other computers connected to the LTS or with other communication systems communicating with the LTS.

Ovan beskrivna system är ett grundsystem, d.v.s. endast en LTS visas. Antalet LTS:er inom ett lokalt geografiskt område kan emellertid ökas enligt önskemål, därigenom utökande antalet kommunikationskanaler väsentligen oändligt.The system described above is a basic system, i.e. only one LTS is displayed. However, the number of LTSs within a local geographical area can be increased as desired, thereby increasing the number of communication channels substantially infinitely.

Detta kan åstadkommas genom att anordna mer än en LTS i en mast eller annan uppbärande struktur, åtskilda med ett lämpligt vertikalt avstånd. Detta visas schematiskt i fig. 2. Därutöver kan sådana master eller uppbärande strukturer även anordnas horisontellt skilda från varandra (såsom schematiskt visats i fig. 3), och förutsatt att en användare har en lämplig riktverkande antenninstallation, t.ex. en parabolantenn eller en flerelements riktantenn, så behöver antennerna anslutna till transpondrarna vid utnyttjade LTS:er endast vara anordnade skilda från varandra några få grader i förhållande till läget för en användare för att minska interferensen från närliggande lokaliserade LTS:er till en 10 15 20 25 30 35 40 519 398 4 acceptabel nivå (med interferens från en närliggande icke vald LTS väsentligen reducerad till noll).This can be accomplished by arranging more than one LTS in a mast or other supporting structure, spaced apart by a suitable vertical distance. This is shown schematically in Fig. 2. In addition, such masts or supporting structures can also be arranged horizontally separated from each other (as schematically shown in Fig. 3), and provided that a user has a suitable directional antenna installation, e.g. a satellite dish or a multi-element directional antenna, the antennas connected to the transponders at utilized LTSs only need to be arranged a few degrees apart from each other in relation to the position of a user in order to reduce the interference from nearby located LTSs to a 10 15 20 25 Acceptable level (with interference from a nearby unselected LTS substantially reduced to zero).

Kommunikation mellan transpondern vid utnyttjad LTS och användaren innefattar överföring med låg uteffekt, typiskt är en uteffekt på 2 - 5 Watt tillräcklig, även om också ökad uteffekt kan användas. Sändning inom högfrekvensband utnyttjas även, företrädesvis med början inom S-bandområdet 2 - 4 GHz men utsträckbart upp till frekvenser på 400 GHz. Överföring kan emellertid även genomföras utanför dessa gränser, t.ex. inom L- bandet (1 - 2 GHz).Communication between the transponder when the LTS is used and the user includes transmission with low output power, typically an output power of 2 - 5 watts is sufficient, although increased output power can also be used. Transmission in high-frequency bands is also used, preferably starting in the S-band range 2 - 4 GHz but extensively up to frequencies of 400 GHz. However, transfer can also be carried out outside these limits, e.g. within the L-band (1 - 2 GHz).

Låg uteffekt i kombination med sändning inom högfrekvensområdet gör det möjligt att begränsa sändningen till ett förutbestämt begränsat lokalt geograﬁskt område. Genom att öka/minska utsänd uteffekt, så kan området vilket täcks av en LTS modifieras såsom önskvärt. Modifieringar av antennsystemet kan även utnyttjas, speciellt om interferens skulle uppkomma mellan två eller flera LTS med olika lägen, varvid utsignal i icke önskad riktning(ar) kan minskas såsom ett alternativ till en reduktion av uteffekten. lnterferensproblem mellan rymdbaserade geostationära satelliter och en LTS i systemet enligt uppfinningen inträffar inte, eftersom LTS:en är lokaliserad under den båge vid horisonten som definieras av dessa satelliter. Således kan signaler utsända från dessa rymdbaserade satelliter mottagas utan interferens från LTS-utsända signaler på samma frekvens, eftersom den mottagande parabolantennen har en ökad vinkel mot horisontalpla- net när den är anordnad att mottaga signaler från en rymdbaserad satellit i jämförelse med en antenn avsedd att mottaga signaler från en LTS.Low output power in combination with transmission within the high frequency range makes it possible to limit the transmission to a predetermined limited local geographical area. By increasing / decreasing transmitted output power, the area covered by an LTS can be modified as desired. Modifications to the antenna system can also be used, especially if interference should occur between two or more LTS with different positions, whereby output signal in undesired direction (s) can be reduced as an alternative to a reduction of the output power. Interference problems between space-based geostationary satellites and an LTS in the system according to the invention do not occur, since the LTS is located below the arc at the horizon defined by these satellites. Thus, signals transmitted from these space-based satellites can be received without interference from LTS-transmitted signals at the same frequency, since the receiving satellite dish has an increased angle to the horizontal plane when arranged to receive signals from a space-based satellite compared to an antenna intended to receive signals from an LTS.

Systemet enligt föreliggande uppfinning gör det möjligt att inom ett lokalt geografiskt område erhålla ett avsevärt antal kommunikationskanaler. Det är förut känt att skillnaden i läget för rymdbaserade satelliter endast behöver vara inom området 2° - 3° i avsikt att undvika interferens mellan utsända kanaler med samma frekvens. Även om denna vinkelmässiga skillnad ökas till 6° för ett system enligt föreliggande uppﬁnning, så skulle detta resultera i 60 (360°/6) LTS-lägen vid ett cirkulärt utförande såsom visat i ﬁg. 3. Skulle sedan varje mast eller annan uppbärande struktur som uppbär de lokala markbundna satelliterna vara anordnade att uppbära tre individuella LTS (lokaliserad högt; mycket högt och extremt högt) så skulle antalet LTS som täcker ett förutbestämt begränsat geograﬁskt område kunna ökas till 180 (3 x 60), medan ett utförande innefattande två LTS:er ökar antalet till 120 (fig. 2). Varje individuell LTS kan sända ungefär 5.000 TV-program med acceptabel kvalitet, och som ett resultat kan systemet enligt föreliggande uppfinning samtidigt utsända 900.000 (180 x 5.000) olika TV-program inom ett lokalt område utan lnterferensproblem. Detta antal kan faktiskt ytterligare utökas, eftersom utnyttjade LTS även kan anordnas alternerande högt-lågt i förhållande till markplanet (såsom visat i Fig. 10 15 20 25 30 35 40 . . . . . . 519 398 5 5), varigenom varje lokaliseringspunkt kan vara ännu mera närliggande än vad som visats i Fig. 3. Den cirkulära konﬁgurationen enligt Fig. 3 kan ersättas av annan valfri konfigura- tion, och ett ytterligare exempel visas i Fig. 4.The system according to the present invention makes it possible to obtain a considerable number of communication channels within a local geographical area. It is previously known that the difference in the position of space-based satellites need only be in the range of 2 ° - 3 ° in order to avoid interference between transmitted channels of the same frequency. Even if this angular difference is increased to 6 ° for a system according to the present invention, this would result in 60 (360 ° / 6) LTS positions in a circular design as shown in ﬁ g. 3. If each mast or other supporting structure supporting the local terrestrial satellites were then arranged to support three individual LTS (located high; very high and extremely high), the number of LTS covering a predetermined limited geographical area could be increased to 180 (3 x 60), while an embodiment comprising two LTSs increases the number to 120 (Fig. 2). Each individual LTS can broadcast approximately 5,000 TV programs of acceptable quality, and as a result, the system of the present invention can simultaneously broadcast 900,000 (180 x 5,000) different TV programs within a local area without interference problems. This number can in fact be further increased, since utilized LTS can also be arranged alternately high-low in relation to the ground plane (as shown in Fig. 10 15 20 25 30 35 40...... 519 398 5 5), whereby each location point can be even closer than that shown in Fig. 3. The circular configuration of Fig. 3 can be replaced by another optional configuration, and a further example is shown in Fig. 4.

Med avseende på utrustning för mottagning av signaler från en LTS, sà kan i dag utnyttjade parabolantenner och satellitmottagare med digitala avkodare utnyttjas, förutsatt att kanalfrekvenserna utsända från utnyttjad LTS faller inom samma frekvensområde såsom utnyttjat av i dag föreliggande geostationära satelliter. Således erfordras ingen ytterligare dyrbar utrustning för användare för mottagning av TV eller text-TV, den enda modifieringen nödvändig vore att rikta parabolantennen mot LTS:en.With regard to equipment for receiving signals from an LTS, currently used satellite dishes and satellite receivers with digital decoders can be used, provided that the channel frequencies transmitted from the used LTS fall within the same frequency range as used by currently available geostationary satellites. Thus, no additional expensive equipment is required for users to receive TV or teletext, the only modification necessary would be to point the satellite dish to the LTS.

Med avseende på TV-program utsända via systemet enligt föreliggande uppfinning, så är det naturligtvis möjligt att anordna en LTS utnyttjad för TV-sändningsändamàl ansluten till parabolantenner och mottagningsutrustning för program utsända från rymdbaserade geostationära satelliter, samt att àterutsända dessa program via LTS:en. Som ett resultat härav skulle en användare kunna få tillgång till alla dessa kanaler utan den normalt nödvändiga parabolantennen med stor diameter och styrsystemet som medger rotation av densamma i avsikt att lokalisera och mottaga signaler från olika geostationära satelliter med i förhållande till varandra olika lägen. Betalkanalprogram kan begäras av användama av systemet samt debiteras för den tid som dessa betraktats.With respect to television programs transmitted via the system of the present invention, it is of course possible to provide an LTS used for television broadcasting purposes connected to satellite dishes and reception equipment for programs transmitted from space-based geostationary satellites, and to retransmit these programs via the LTS. As a result, a user would be able to access all of these channels without the normally necessary large diameter satellite dish and control system that allows it to rotate in order to locate and receive signals from different geostationary satellites with different positions relative to each other. Paid channel programs can be requested by the users of the system and charged for the time they have been viewed.

En ytterligare intressant aspekt med systemet enligt föreliggande uppﬁnning är möjligheten till verklig “video på begäran”. Användningen av digital sändningsteknik och “smarta kort" har i dag gjort det möjligt att erbjuda användare av existerande geostationära satellitsys- tem möjligheten att betrakta vissa program pà begäran, t.ex. filmer. Nuvarande system innebär emellertid sändning av ﬁlmer vid vissa förutbestämda tider, och en användare kan ringa operatören via telefon, samt begära en av de filmer som visas vid en sådan starttid.Another interesting aspect of the system according to the present invention is the possibility of real "video on demand". The use of digital broadcasting technology and "smart cards" has today made it possible to offer users of existing geostationary satellite systems the opportunity to watch certain programs on demand, such as movies. and a user can call the operator by telephone, as well as request one of the movies displayed at such a start time.

En speciell signal sändes till användaren varigenom avkodaren (eller ett smart kort) aktiveras för avkodning av den begärda filmen från starttiden till slutet för densamma.A special signal is sent to the user thereby activating the decoder (or smart card) to decode the requested movie from the start time to the end thereof.

Kostnaden för att se denna speciella ﬁlm faktureras på användaren. Detta kan emellertid inte anses vara riktig video på begäran, eftersom användaren är begränsad till att göra ett val mellan ett begränsat antal ﬁlmer och användaren måste även acceptera förutbestämda starttider.The cost of watching this particular movie is billed to the user. However, this cannot be considered real video on demand, as the user is limited to making a choice between a limited number of movies and the user must also accept predetermined start times.

Genom det stora antal kanaler som är tillgängliga i ett system enligt föreliggande uppfinning, så kan video på begäran tillhandahållas som verkligen tillgodoser varje önskemål från en användare. Varje önskad film kan beställas, t.ex. per telefon, liksom även varje önskad starttid. Vid beställning erhåller användaren information om det kanalnummer som skall användas, t.ex. 28F. Operatören har tillgång till ett videofilmbiblio- tek, t.ex. genom satellitkommunikation, samt kan från valfri del av världen erhålla önskad 10 15 20 25 30 35 40 519 598 ' “ . . . < . . . . » . . 6 film, överförd i digitaliserad form med hög hastighet samt lagrad av operatören på ett lämpligt lagringsmedium, tex. en Iagringsanordning av hårddisktyp. Detta medför att varje film som finns tillgänglig i hela världen kan ses vid varje önskad tidpunkt av en individuell användare, och kostnaderna för detta kan hänföras till en specifik användare.Due to the large number of channels available in a system according to the present invention, video can be provided on request which really satisfies every request of a user. Each desired film can be ordered, e.g. by phone, as well as any desired start time. When ordering, the user receives information about the channel number to be used, e.g. 28F. The operator has access to a video film library, e.g. by satellite communication, and can from any part of the world obtain the desired 10 15 20 25 30 35 40 519 598 '“. . . <. . . . ». . 6 film, transferred in digitized form at high speed and stored by the operator on a suitable storage medium, e.g. a hard disk type storage device. This means that each movie available worldwide can be viewed at any desired time by an individual user, and the cost of this can be attributed to a specific user.

Såsom omnämnt tidigare, så kan systemet enligt föreliggande uppfinning även utnyttjas för datakommunikationsändamål. En dator kan således, lämpligt utrustad med sändande och/eller mottagande utrustning ansluten till ett antennsystem, anordnas att kommunicera med en LTS. Exempelvis så kan kommunikation via Internet åstadkommas med höghastighetskommunikation, samt med hastigheter som ej uppnås via telefonledningar.As mentioned earlier, the system of the present invention can also be used for data communication purposes. Thus, a computer, suitably equipped with transmitting and / or receiving equipment connected to an antenna system, may be arranged to communicate with an LTS. For example, communication via the Internet can be achieved with high-speed communication, as well as with speeds that are not achieved via telephone lines.

Länken från utnyttjad LTS kan åstadkommas via en rymdbaserad satellit, kabel, ett LTS- länksystem (som beskrives senare), eller valfri annan lämplig metod. En sådan dator kan även utnyttjas som en TV-mottagare, eller länkas till en separat monitor utnyttjad såsom en TV-skärm.The link from utilized LTS can be provided via a space-based satellite, cable, an LTS link system (as described later), or any other suitable method. Such a computer can also be used as a TV receiver, or linked to a separate monitor used as a TV screen.

Såsom omnämnt ovan, så kan systemet enligt föreliggande uppfinning även utnyttjas med en eller flera av ingående LTS utgörande del av ett markbundet länksystem. Genom att innefatta en antenn av företrädesvis riktverkande typ i antennsystemet, riktad mot en andra LTS, företrädesvis med en liknande typ av antenn riktad mot den första LTS:en, så kan en länk etableras mellan desamma. Nämnda andra LTS kan vara anordnad på ett sätt motsvarande till den första LTS:en i syfte att kommunicera med en tredje LTS, vilken i sin tur är utrustad för att kommunicera med en fjärde LTS, och sä vidare (Fig. 6). Lokala distrikt kan således inbördes sammanförenas med varandra och/eller länkar kan etableras för långdistanskommunikation av data, video eller audio och/eller kommunikation med lämpliga centrum som tillhandahåller tillgång till kabelnät för kommunikation eller satellitkommunikation eller annan önskad funktion.As mentioned above, the system according to the present invention can also be used with one or more of the included LTS forming part of a terrestrial link system. By including an antenna of preferably directional type in the antenna system, directed towards a second LTS, preferably with a similar type of antenna directed towards the first LTS, a link can be established between them. The second LTS may be arranged in a manner corresponding to the first LTS for the purpose of communicating with a third LTS, which in turn is equipped to communicate with a fourth LTS, and so on (Fig. 6). Local districts can thus be interconnected and / or links can be established for long-distance communication of data, video or audio and / or communication with appropriate centers that provide access to cable networks for communication or satellite communication or other desired function.

Det ligger även inom omfånget för föreliggande uppfinning att utnyttja LTS:en enbart för ren audiokommunikation, d,v.s. en användare kan kontakta en LTS med hjälp av en liten sändtagare i avsikt att etablera verbal kontakt med en annan användare med motsvarande kommunikationsutrustning. Därutöver kan LTS:en även vara ansluten till ett allmänt telefonnät, varigenom en användare med utrustning väsentligen motsvarande till en mobiltelefon kan initiera eller mottaga telefonsamtal.It is also within the scope of the present invention to use the LTS only for pure audio communication, i.e. a user can contact an LTS using a small transceiver with the intention of establishing verbal contact with another user with corresponding communication equipment. In addition, the LTS can also be connected to a public telephone network, whereby a user with equipment substantially equivalent to a mobile telephone can initiate or receive telephone calls.

Den typ av LTS som utnyttjas för markbunden kommunikation enligt föreliggande uppﬁnning har inte beskrivits i detalj, men innefattar sådan kommunikationsutrustning som för fackmannen är känd som lämplig för en kommunikationssatellit i bana runt jorden, normalt relaterad till som en geostationär satellit. Antennsystemet är vanligtvis av rundstrålande typ, men kan, såsom omnämnts tidigare, även innefatta antenner för speciella ändamål med en mer eller mindre riktad lob. Utrustningen för mottagning av 10 15 20 25 30 35 40 519 598 7 signaler från en LTS innefattar företrädesvis utrustning motsvarande vad som utnyttjas för mottagning av signaler från geostationära satelliter vilka använda digital överföringsteknik.The type of LTS used for terrestrial communication according to the present invention has not been described in detail, but includes such communication equipment as is known to those skilled in the art as suitable for a communications satellite in orbit around the earth, normally related to a geostationary satellite. The antenna system is usually of the omnidirectional type, but may, as mentioned earlier, also include special purpose antennas with a more or less directional lobe. The equipment for receiving signals from an LTS preferably comprises equipment corresponding to that used for receiving signals from geostationary satellites which use digital transmission technology.

En fördel med föreliggande uppﬁnning är att den riktverkande parabolantennen kan utföras mycket liten jämfört med parabolantenner utnyttjade för mottagning av signaler från geostationära satelliter. Ett föredraget signaleringsförfarande är MPEG-2, men såsom omnämnt tidigare, valfri annan känd eller framtida digital överföringsteknik kan användas, innefattande den tidigare versionen av MPEG (MPEG-1). Frekvensmodulation (FM) är en föredragen moduleringsteknik, men även amplitudmodulering (AM) kan utnyttjas.An advantage of the present invention is that the directional satellite dish can be made very small compared to satellite dishes used for receiving signals from geostationary satellites. A preferred signaling method is MPEG-2, but as mentioned previously, any other known or future digital transmission technology may be used, including the earlier version of MPEG (MPEG-1). Frequency modulation (FM) is a preferred modulation technique, but amplitude modulation (AM) can also be used.

Ovan angivna användningsexempel för systemet enligt föreliggande uppfinning är endast avsedda att påvisa några av de användningar som är möjliga med systemet enligt föreliggande uppﬁnning. Användningsområdena är emellertid inte på något sätt begränsade till dessa exempel, eftersom föreliggande uppfinning öppnar upp nya och tidigare okända möjligheter med hänsyn till det extremt stora antal kommunikationskanaler som blir tillgängliga inom ett visst område samt utan interferensproblem från andra kanaler eller sändare (pà grund av signalernas begränsade utsträckning och riktverkan för utnyttjade antennsystem). LTS:en innefattad i systemet kan med fördel utnyttja existerande master och andra höga strukturer, och den låga kostnaden för en LTS gör det möjligt att implementera systemet enligt föreliggande uppfinning till mycket låg kostnad. Enbart mottagning av TV-program erfordrar bara idag existerande och allmänt tillgänglig utrustning såsom idag utnyttjad för mottagning av signaler från geostationära satelliter.The above use examples of the system of the present invention are intended only to demonstrate some of the uses that are possible with the system of the present invention. However, the fields of application are in no way limited to these examples, as the present invention opens up new and previously unknown possibilities with regard to the extremely large number of communication channels that become available in a certain area and without interference problems from other channels or transmitters (due to the signals limited extent and targeting of utilized antenna systems). The LTS included in the system can advantageously utilize existing masts and other high structures, and the low cost of an LTS makes it possible to implement the system according to the present invention at a very low cost. Only the reception of TV programs requires only existing and generally available equipment as currently used for the reception of signals from geostationary satellites.

Möjligheten till tvåvägskommunikation från en dator till en LTS öppnar upp kommunika- tionsområdet för företag, lokala myndigheter och andra parter, och en individ kan kommunicera med lokala affärer och andra lokala företag, d.v.s. för att placera order och genomföra inköp.The possibility of two-way communication from a computer to an LTS opens up the communication area for companies, local authorities and other parties, and an individual can communicate with local businesses and other local companies, i.e. to place orders and make purchases.

Allt detta åstadkommes med användning av prisbillig utrustning och väl utprovad teknik, samt resulterar i en enorm tillgång på kommunikationskanaler/frekvenser inom ett begränsat och lokalt geografiskt område.All this is achieved with the use of affordable equipment and well-proven technology, and results in a huge supply of communication channels / frequencies within a limited and local geographical area.

Industriell användbarhet Systemet enligt föreliggande uppfinning löser problemen med markbunden överföring av digital video, audio samt datasignaler. Existerande satellitmottagande TV-apparater kan utan ytterligare utrustning eller modiﬁeringar mottaga ﬂera tusen TV-kanaler från en av de LTS som ingå i systemet. Kabelsystem för TV blir således föråldrade, med hänsyn till det låga antal program som kan överföras via kabel, samt även med hänsyn till initialkostna- den för uppbyggnad av ett kabelnät. Alla problem med “skuggor" (ekon) som föreligger i konventionella markbundna TV-system undvikes även. . , . . . e 519 398 8 Därutöver kan systemet utnyttjas för datakommunikationsändamàl, varvid kommunika- tionshastigheten ökas till hastigheter motsvarande ett lokalt datanät (LAN). I exempelvis en kommun, så kan det lokala administrativa datasystemet nàs från skolor, räddningstjänst och andra lokala verksamheter utan att något behov föreligger för ett lokalt kabelsystem 5 av höghastighetstyp. Lokal TV kan göras tillgänglig för samtliga innevånare till en extremt låg kostnad.Industrial Applicability The system of the present invention solves the problems of terrestrial transmission of digital video, audio and data signals. Existing satellite TV sets can receive thousands of TV channels from one of the LTS included in the system without additional equipment or modifications. Cable systems for TV are thus becoming obsolete, with regard to the low number of programs that can be transmitted via cable, and also with regard to the initial cost of building a cable network. All problems with "shadows" (echoes) present in conventional terrestrial TV systems are also avoided..,... E 519 398 8 In addition, the system can be used for data communication purposes, whereby the communication speed is increased to speeds corresponding to a local data network (LAN). In a municipality, for example, the local administrative computer system can be accessed from schools, emergency services and other local activities without the need for a high-speed local cable system 5. Local TV can be made available to all residents at an extremely low cost.

Lokala system enligt föreliggande uppﬁnning kan även utnyttjas för àterutsändning av TV- program utsända från geostationära satelliter eller markbundet utsända TV-program, och 10 de lokala systemen kan även sammanlänkas l ett nätverk.Local systems according to the present invention can also be used for retransmission of TV programs broadcast from geostationary satellites or terrestrial TV programs, and the local systems can also be interconnected in a network.

Tillgången till ett så stort antal kanaler/frekvenser till en så låg kostnad öppnar upp tidigare okända möjligheter att utnyttja informationsteknologi (IT) för nya och värdefulla ändamål, t.ex. utbildning, lokala inköp, video på begäran, arbete (distansarbete från bostaden), 15 lnternetkommunikation med hög hastighet, samt många andra användningsområden.The availability of such a large number of channels / frequencies at such a low cost opens up previously unknown possibilities of utilizing information technology (IT) for new and valuable purposes, e.g. education, local purchases, video on demand, work (distance work from home), high-speed Internet communication, and many other uses.

Claims

10 15 20 25 30 35 40 519 398 u .. H 9 PATENT REQUIREMENTS

A terrestrial communications system that allows one-way and / or two-way communication of audio, video or data communications for users in a limited geographical area using microwave frequencies and a relatively low output power, characterized by local terrestrial satellites (LTS) with communications equipment for the high frequency range substantially equivalent to a geostationary satellite utilizing digital transmission technology, the antenna system for each (LTS) arranged located separately from the others (LTS) serving the geographical area to be covered, said antenna system being advantageously omnidirectional and arranged for transmission in a substantially horizontal plane, whereby users of the system arranged with directional antenna installations are allowed to choose that the system comprises at least two desired (LTS) by a change of the directional antenna in horizontal (rotation) or vertical plane (inclination plane), thereby allowing that the frequencies used by one (LTS) in the system are also used by any other (LTS) included in the system for a corresponding or other communication purpose, thereby increasing the number of available communication channels within a given frequency segment to a substantially unlimited number of channels by including additional (LTS) ) covering the intended geographical area,

A terrestrial communication system according to claim 1, characterized in that the antenna systems at at least two adjacent localized local terrestrial satellites (LTS) are arranged supported separately from each other at different heights in a mast or other supporting structure bearing the same, sufficiently separate from each other to allow transmission and / or reception of signals at any channel frequency with respect to users with directional antenna systems with a certain degree of inclination without appreciable interference from other signals transmitted and / or received at the same frequency from antenna systems located at different heights, thereby allowing simultaneous multiple use of any frequency used by the system.

A terrestrial communications system according to claim 1 or 2, characterized in that the geographical location in the horizontal plane of adjacent localized terrestrial satellites (LTS) covering substantially the same or partly the same geographical area are located sufficiently different from each other to allow the transmission and / or reception of signals at any given frequency with respect to users with directional antenna systems without significant interference from signals transmitted and / or received at the same frequency from local terrestrial satellites (LTS) with a different geographical location, thereby allowing simultaneous reuse of any frequency used by the system.

A terrestrial communication system according to any one of claims 1 - 3, characterized in - 10 15 20 25 30 35 40 <. . . . 0 519 398 10 n e t e c k n at a, that the local terrestrial satellites (LTS) are arranged connected to a system for communication with geostationary satellites, and arranged to act as retransmitters of signals received from or transmitted to said geostationary satellites.

A terrestrial communication system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the local terrestrial satellites (LTS) are arranged connected to a system for distributing video film, and that any video film available within such a system can be requested for individually viewed at any time by a user of the system.

A terrestrial communication system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that at least one local terrestrial satellite (LTS) is arranged with a cable connection to a data communication network, a public or private telephone network or any other existing cable network.

A terrestrial communication system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that at least two local terrestrial satellites (LTS) are arranged communicating with each other, preferably comprising directive antenna systems for this purpose.

An terrestrial communication system according to any one of claims 1 - 7, characterized in that the number of communication channels within a specific geographical area and with a given number of communication frequencies is increased by an increase in the number of local terrestrial satellites (LTS) covering said specific geographical area, each local terrestrial satellite (LTS) “reusing” said given number of communication frequencies, i.e. the number of available communication frequencies corresponding to the given number of frequencies multiplied by the number of local terrestrial satellites (LTS).

A terrestrial communication system according to any one of claims 1 to 8, characterized in that signals transmitted from and / or received by the local terrestrial satellites (LTS) are digitized according to MPEG-2, or according to another known or future signal algorithm.

A terrestrial communication system according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the system is preferably arranged to operate within the L-band (1 - 2 GHz), or at least at frequencies below 25 GHz.

A terrestrial communication system according to any one of claims 1 to 10, wherein - .U _ .. v v v. ... v ~ = vv -v -v- v vv vv v: vv avf, «I-, .v vv v» »vvvl .v IH, vvv: utv v vv vvv vv vavvsvvvvvv av v. v W. XA v,. v 11 network signs, that the geographical area covered by each local terrestrial satellite (LTS) is expanded or reduced as needed by adjusting the output power.