[发明专利]卫星直接无线电广播系统

说明书

本发明涉及卫星直接无线电广播领域，特别是使用频分复用上行链路和时分复用下行链路并且用于广播和音频(声音和音乐)节目的基于卫星的广播通信系统。

初期的卫星通信系统使用相当于一个简单的转发器的基于空间的无线频率转发器(transponder)。在一个典型的方案中，多个源中的每一个在一个独立的上行链路载波中心频率(上行链路FDMA)上发射，卫星转发器在一个独立的下行链路载波频率(下行链路FDMA)上转发每个信号。在另一个典型的方案中，多个源的每一个以协调的方式在相同的载波频率上发送无线脉冲，这样不同发射器发射的无线脉冲不会发生冲突(TDMA)，转发器在一个单一的下行链路载波上转发所有的信号。还有其他的方案采用多个天线波束和星载卫星开关，从而使一个上行链路波束中的信号可以有控制地切换到选定的下行链路波束。

许多现有的系统需要持续的发射和／或接收设备。更进一步，不考虑系统结构的不同类型，还没有实现一个适用于低成本无线电接收机的音频无线节目直接广播的系统。

当今有4亿多人接受着并且不满意着短波无线电广播系统的差的声音质量或调幅(AM)波段和调频(FM)波段地面无线电广播系统的覆盖区域的限制。这一人群主要分布在非洲、中南美洲和亚洲。本发明的卫星直接音频广播(DAB)系统旨在为正在接收具有不同类型缺陷的地面无线节目的世界范围内的人们提供可以接受的高质量无线信道。

本发明的目的之一在于，提供一个适于向低成本消费者无线电接收机发射音频信号，如声音和音乐节目，的卫星直接无线音频广播系统。

本发明的目的之二在于，提供一个适于从不同类型的源和信号质量，如AM波段单声道质量、FM波段立体声质量和CD立体声质量，向低成本消费者无线电接收机发射多种音频信号的卫星直接音频广播系统。

本发明的目的之三在于，提供一个可以完成与卫星直接通信的独立上行链路广播器，并且能够禁止消费者收音机接收未授权的广播的卫星直接音频广播系统。

本发明的目的之四在于，为低成本消费者无线电接收机提供收费(付费接收)服务，并且可以限制同一服务区域内的未付费接收机的服务的卫星直接音频广播系统。

本发明的这些以及其他的目的可以由一个具有频分多址上行链路(FDMA)和时分复用(TDM)下行链路的卫星直接音频广播系统实现。广播站发射一个或多个“主频”信道，每个信道有一个16KBPS(KB每秒)的源信号数据速率。每个主速率信道在一个独立的载波上发射。在卫星上，多个主速率上行链路信道被复用在单个TDM信道上。无线电接收机多路分解TDM下行链路并且重新合并一个或多个主速率信道以提供选定质量的服务。系统控制中心提供整个卫星的集中命令。

本发明将参阅附图来叙述。其中：

图1描述了本发明的卫星系统中处理通信任务的操作原理。

图2描述了本发明的卫星通信系统中信息从多个上行链路频分多址信道到一个下行链路时分复用信道的重分配。

图3描述了本发明的卫星通信系统中的卫星信号处理。

图4描述了本发明的卫星通信系统中的卫星处理器。

图5描述了本发明的卫星通信系统中的透明卫星转发器设备。

图6描述了本发明的卫星通信系统的节目信号处理。

图7描述了本发明的卫星通信系统的一个便携无线电接收机的节目信号处理。

系统概述

推荐系统包括三个对地同步卫星，低成本无线电接收机和相关的地面控制网络。所推荐的系统从以下的地理轨道覆盖非洲-阿拉伯地区、亚洲地区以及加勒比海和拉丁美洲地区：

东经21度轨道位置，为非洲和中东提供DAB

西经95度轨道位置，为中南美洲提供DAB

西经105度轨道位置，为东南亚和太平洋沿岸提供DAB

推荐系统使用的是，在WARC92上按照ITU的第33条和第528条决议分配给广播卫星服务(BBS)DAB的，从1467到1492兆赫的频带。广播器使用从7050到7075兆赫的X波段的分支上行链路。

系统将使用数字音频编码技术。每个卫星将在覆盖区域内发射具有相当于AM单声道、FM单声道、FM立体声和CD立体声质量的数字无线音频信号以及辅助数据，如直接发射给收音机的寻呼、视频图象和文本。系统也可以发射多媒体服务如用于商务应用的下载至PC机的大型数据库、用于旅游者的地图和打印文字信息、甚至用于广告和娱乐的增加音频节目的彩色图象。