Передача/прием сверхвысокочастотных сигналов, транслируемых посредством спутника с интерактивной обратной линией связи с использованием протокола расширенного спектра



Передача/прием сверхвысокочастотных сигналов, транслируемых посредством спутника с интерактивной обратной линией связи с использованием протокола расширенного спектра
Передача/прием сверхвысокочастотных сигналов, транслируемых посредством спутника с интерактивной обратной линией связи с использованием протокола расширенного спектра

 


Владельцы патента RU 2609532:

ЭТЕЛСАТ С А (FR)

Изобретение относится к технике связи, в частности, для передачи/приема сверхвысокочастотных радиосигналов. Установка (1) передачи/приема для сверхвысокочастотных радиосигналов содержит блок (2) для передачи/приема, содержащий средства (4) для приема электрических сигналов от преобразования радиосигналов, принятых через наземную или спутниковую линию связи, под названием сигналы прямой линии связи, демодулятор (21) для демодуляции электрических сигналов с использованием первого протокола модуляции/демодуляции, модулятор (5) для модуляции электрических сигналов с использованием второго протокола модуляции/демодуляции, который отличается от указанного первого протокола, где указанный второй протокол является протоколом расширенного спектра, при этом указанный модулятор (5) модулирует сигналы, демодулированные указанным демодулятором (21), и средства (23) для преобразования указанных электрических сигналов, модулированных с использованием протокола расширенного спектра, в радиосигналы, которые могут быть переданы через спутниковую линию связи. Указанное оборудование также содержит одну или несколько приставок (11), содержащих модулятор (14) для модуляции электрических сигналов с использованием указанного первого протокола модуляции/демодуляции, и коаксиальный кабель (10), соединяющий блок для передачи/приема и приставки. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к установке для передачи/приема сверхвысокочастотных радиосигналов.

В настоящее время программы цифрового телевидения транслируются наземными линиями связи (например, с использованием стандарта DVB-T или DVB-T2) или спутниковыми линиями связи (например, с использованием стандарта DVB-S, DVB-S2 или DVB-SH) по всему миру. Множество устройств устанавливаются в домах миллионов пользователей.

Для наземных линий связи установленные устройства в большинстве случаев являются устройствами приема, которые содержат внешний блок, содержащий приемную антенну (например, приемную «решетчатую» антенну), который передает модулированные сверхвысокочастотные радиосигналы на внутренний блок, который обычно называется телевизионной приставкой (STB), через коаксиальный кабель.

Для спутниковых линий связи большинство установленных устройств являются приемными устройствами, которые содержат внешний блок, содержащий параболический отражатель, который фокусирует модулированные сверхвысокочастотные радиосигналы на источник, который называется рупорным громкоговорителем LNB (блок с низким уровнем шума), где LNB преобразовывает полученные сверхвысокочастотные радиосигналы в электрические сигналы промежуточной спутниковой полосы частот для их передачи через коаксиальный кабель на спутниковую телевизионную приставку STB.

Для наземных и спутниковых передач STB содержит модуль демодуляции (DVB-T, DVB-T2, DVB-S, DVB-S2 или DVB-SH), который извлекает «полезный» модулированный сигнал в модулированном сигнале, переданном на коаксиальный кабель, и демодулирует извлеченный «полезный» сигнал. Демодулированный «полезный» сигнал может быть, например, использован для отображения видеоизображений на телевизионном экране.

Трансляционные услуги программ цифрового телевидения, доступные через спутниковые или наземные линии связи, по существу являются совершенно пассивными в настоящий момент, другими словами, они являются односторонними услугами.

Однако иногда полезным является предоставление услуг, требующих обратной линии связи; например, это действительно для интерактивных услуг (голосов, потребления содержимого условного доступа посредством обмена ключей, заказов новых услуг, таких как видео по запросу). Эта обратная линия связи может также быть использована в особенно интересующих приложениях в области межмашинных (M2M) связей или для управления некоторым оборудованием (сигнализацией, отоплением и т.д.) и/или для восстановления данных, измеренных датчиками или счетчиками (газ, электричество и т.д.), присутствующими в домах.

Одно известное решение этой проблемы состоит в использовании обратной линии связи с соединением типа ADSL, предоставленным операторами фиксированной телефонной связи (коммутированной телефонной сети – STN), или соединением типа GPRS/UMTS, предоставленным операторами мобильной телефонной связи. Следовательно, это решение требует использования дополнительного оборудования и дополнительной подписки; более того, телефонный коммутатор не является особенно подходящим для передачи малообъемных сообщений, таких как голос или командные сообщения (является относительно дорогостоящим, имеет проблемы насыщения сети и т.д.).

Для наземного транслирования использование более соответствующего решения, такого как технология DVB-RCT (описанная в Европейском стандарте ETSI EN 301 958), завершилось неудачей из-за стоимости необходимой инфраструктуры.

Большинство услуг системы спутникового телевидения не содержит обратную линию связи. Однако существует пример двунаправленной системы спутниковой телевизионной трансляции, раскрытой в заявке на патент EP0888690; эта система использует прямую линию связи широкого Ku-диапазона и обратную линию связи узкого L-диапазона. Эта система является массивной, сложной и дорогостоящей, поскольку требует наличия двух отражателей (для Ku-диапазона и для L-диапазона) или выделенного отражателя, содержащего отражатель, способный принимать сигналы в Ku-диапазоне, и включающего передающую антенну в L-диапазоне. Эта система также требует наличия двух линий связи маршрутизации физических данных, одной с антенны Ku-диапазона на STB внутри дома и другой с STB на антенну L-диапазона. Следует понимать, что этот тип установки требует полной замены стандартных систем, которые используются в настоящий момент в жилых домах, и имеет значительную дополнительную стоимость.

Другой пример двунаправленной системы спутниковой телевизионной трансляции раскрывается в заявке на патент WO2011076791, зарегистрированной заявителем. Эта система использует прямую линию связи широкого Ku-диапазона или Ka-диапазона и обратную линию связи узкого S-диапазона или C-диапазона, где сигналы мультиплексируются внутри одного коаксиального кабеля. Усиление отражателя для приема сверхвысокочастотных радиосигналов в Ku-диапазоне или Ka-диапазоне используется для передачи сигналов на обратную линию связи в S-диапазоне или C-диапазоне. Несмотря на коэффициент усиления, полученный посредством этого решения, все-таки потеря мощности полезного сигнала на обратной линии связи (особенно при прохождении через коаксиальный кабель) действительно является высокой и, следовательно, необходим соответствующий усилитель на внешнем блоке. Кроме того, каждая приставка, используемая внутри дома, должна быть оборудована модулятором, работающим с использованием протокола расширенного спектра с асинхронным произвольным множественным доступом, использующего модуляцию типа SPREAD ALOHA, а этот типа модулятора является относительно дорогостоящим.

В этом контексте настоящее изобретение нацелено на предоставление установки приема сверхвысокочастотных радиосигналов, также способной на передачу сверхвысокочастотных радиосигналов в обратной линии связи с эффективной производительностью, которая является обновляемой, относительно недорогостоящей и легко приспосабливаемой к существующей установке, которая используется одним или несколькими пользователями.

С этой целью изобретение раскрывает установку для передачи/приема сверхвысокочастотных радиосигналов, содержащую:

- блок для передачи/приема, содержащий:

- средства, выполненные с возможностью приема электрических сигналов, исходящих от преобразования полученных наземных или спутниковых сигналов, которые называются электрическими сигналами прямой линии связи;

- демодулятор, выполненный с возможностью демодуляции электрических сигналов с использованием первого протокола модуляции/демодуляции;

- модулятор электрических сигналов, использующий второй протокол модуляции/демодуляции, отличный от указанного первого протокола, при этом указанный второй протокол является протоколом расширенного спектра, при этом указанный модулятор модулирует сигналы, демодулированные указанным демодулятором;

- средства преобразования указанных электрических сигналов, модулированных с использованием указанного протокола расширенного спектра, которые называются электрическими сигналами обратной линии связи, в радиоэлектрические сигналы, которые могут быть переданы спутником;

- по меньшей мере одну приставку, содержащую модулятор, выполненный с возможностью модуляции электрических сигналов с использованием указанного первого протокола модуляции/демодуляции;

- коаксиальный кабель, соединяющий блок для передачи/приема и приставку, выполненный с возможностью:

- передачи указанных электрических сигналов прямой линии связи с указанного блока для передачи/приема на указанную приставку;

- передачи электрических сигналов, исходящих от указанного модулятора, с использованием указанного первого протокола с указанной приставки на указанный блок для передачи/приема.

Посредством настоящего изобретения оборудование, использующее два типа модуляции/демодуляции, может быть преимущественно использовано, например, для модуляции/демодуляции на основе протокола, приспособленного для беспроводной связи ближнего действия (ZigBee, KNX или других), для первой модуляции/демодуляции и модуляции/демодуляции на основе протокола расширенного спектра, такого как протокол расширенного спектра с асинхронным произвольным множественным доступом с модуляцией типа SPREAD ALOHA, использующего методики подавления помех (следует указать, что демодуляция, использующая эти методики подавления помех, используется в спутниковом концентраторе и не будет описана более подробно в этой заявке). Малое расстояние относится к расстоянию менее 300 м и предпочтительно менее 100 м. Приставка преимущественно является приставкой, размещенной внутри здания (т.е. в квартире), и блок передачи/приема преимущественно размещается снаружи или рядом с антенной. Таким образом, блок передачи/приема будет восстанавливать конкретный цифровой сигнал (содержащийся в модулированном сигнале на приставке) через свой демодулятор и модулировать свой цифровой сигнал через свой модулятор. Тот факт, что цифровой сигнал повторно используется на внешнем блоке передачи/приема, позволяет устранить шум и ошибки в сигнале, так что может быть использован маломощный усилитель для усиления модулированного сигнала, который содержит очень малое количество шума.

Оборудование использует прямую линию связи для транслирования сигналов пользователям, которая может являться наземной линией связи (например, в частотном диапазоне между 470 и 862 МГц) или спутниковой линией связи (например, в Ku-диапазоне или Ka-диапазоне) и спутниковой обратной линией связи (например, с частотным диапазоном между 1,5 и 5 ГГц, другими словами, частотами в S-диапазоне, при этом использование этого частотного диапазона не является ограничивающим). Следует отметить, что частотный диапазон спутниковой обратной линии связи будет выбран таким образом, чтобы находиться достаточно далеко от диапазона, используемого в прямой линии связи (например, при передаче в S-диапазоне и приеме в Ku-диапазоне), так что нет необходимости использовать диплексер для предотвращения помех между двумя линиями связи.

Существует множество преимуществ в таком оборудовании.

В прямой линии связи транслирования для пользователей используется проверенная технология для передачи сигналов большого объема, таких как телевизионные сигналы, и используется спутниковая обратная линия связи, через которую пользователь может взаимодействовать с линией связи транслирования и передавать относительно короткие сообщения, при этом методика модуляции основывается на протоколе расширенного спектра, таком как протокол расширенного спектра с асинхронным произвольным множественным доступом с модуляцией типа SPREAD ALOHA. Такой протокол описывается, например, в документе US2010/0054131 (del Rio Herrero и др.).

Более того, средства, необходимые для модуляции на основе протокола расширенного спектра, устанавливаются только в блоке передачи/приема, при этом пользовательская приставка (приставки) оснащается (оснащаются) модулятором, использующим методики модуляции, которые предпочтительно требуют реализации средств с более низкой стоимостью и сложностью (модуляции/демодуляции, приспособленной для беспроводной связи, такой как технология ZigBee или KNX), чем средства модуляции на основе протокола расширенного спектра. Преимущество такого оборудования в том, что оно требует только один внешний блок передачи/приема и несколько приставок, размещенных внутри (например, в различных квартирах), при этом указанные приставки имеют относительно низкую производственную себестоимость. Стоимость блока передачи/приема, таким образом, может быть разделена между несколькими пользователями. Следует отметить, что использование в коаксиальном кабеле модуляции/демодуляции, приспособленной для беспроводной связи, такой как технология ZigBee или KNX, означает, что может быть использована технология передачи без потерь по намного большей длине кабеля, чем при связи по воздуху.

Легко приспособить систему в соответствии с изобретением (с небольшой дополнительной стоимостью) к существующему оборудованию, поскольку все что нужно, это добавить блок передачи/приема (предпочтительно снаружи дома) и приставку (предпочтительно внутри дома) и соединить их с существующим коаксиальным кабелем. Более того, передающая антенна спутникового сигнала является весьма недорогостоящей и всенаправленной антенной (т.е. средством передачи сверхвысокочастотных радиосигналов на спутник) или антенной только со слабой направленностью (например, с усилением антенны менее 10 дБи) и может быть легко установлена. В зависимости от используемой частоты, сигнал, излучаемый антенной, может быть получен спутником или наземным «приемником». Следует отметить, что использование этой антенны может быть исключено, если используется спутниковая прямая линия связи путем использования параболического отражателя для передачи обратной линии связи.

Низкая стоимость блока передачи/приема также связана с тем фактом, что используется два различных диапазона для передачи и приема (например, передачи в S-диапазоне и приема в Ku-диапазоне), так что нет необходимости в использовании диплексера для предотвращения помех между линиями связи.

Также следует отметить, что система в соответствии с изобретением является чрезвычайно обновляемой. Вполне целесообразно рассмотреть возможность начала использования системы в огромной области (например, покрывающей целую страну) и передачи всех обратных сигналов на спутник без использования каких-либо наземных компонентов; если пропускная способность спутника больше не является достаточной, то определяется зона (зоны) обслуживания, в которой отправляется наибольшее количество сообщений. Затем возможным становится использование наземных «приемников», другими словами, наземных станций приема, действующих в качестве переключателей для снижения нагрузки на спутник, вместо непосредственного использования линии связи антенна-спутник. Сигналы, передаваемые терминалами на соответствующей частоте, затем будут получены приемниками вместо спутника. Следовательно, пропускная способность может быть увеличена в зависимости от необходимости ценою пропорционально количеству установленных терминалов и посредством возрастающего инвестирования.

Прямая наземная линия связи или линия связи спутниковой трансляции может быть прочно включена в спутниковую обратную линию связи, поскольку она может содержать сигнальную информацию, полезную для правильной работы оборудования, в одном из передаваемых мультиплексных сигналов. Эта информация может содержать используемые параметры передачи (частоту, скорость передачи символов, код расширения), нагрузку на систему, защитные ключи и другие команды для оборудования. Следовательно, блок для передачи/приема содержит логическую часть, необходимую для интерпретирования информации, присутствующей в наземной линии связи или линии связи спутниковой трансляции, и ее использования для управления передачей сигналов. Более того, блок для передачи/приема может генерировать чрезвычайно устойчивый сигнал синхронизации из сигнала, присутствующего в прямой линии связи, для передачи с очень низкой погрешностью частоты, так что отсутствует необходимость в очень точном и дорогостоящем PLL.

Установка в соответствии с изобретением является особенно неожиданной для специалистов в данной области техники в случае прямой наземной линии связи трансляции (гибридного оборудования), поскольку трудно представить гибридную наземно-спутниковую систему со спутниковой обратной линией связи без последующего добавления оборудования, вызывающего неприемлемые дополнительные затраты для пользователя. Именно использование конкретной модуляции для связи между блоком для передачи/приема и приставками, второй модуляции для передачи на спутник, недорогостоящей антенны и одного кабеля, соединяющего приставки в квартирах с внешними блоками для передачи/приема, делает установку в соответствии с изобретением привлекательной.

Установка передачи/приема в соответствии с изобретением может также иметь одну или несколько следующих характеристик, рассматриваемых отдельно или в любом технически возможном сочетании:

- указанный модулятор электрических сигналов, использующий второй протокол модуляции/демодуляции, содержит средства использования протокола расширенного спектра, работающего в соответствии с протоколом расширенного спектра с асинхронным произвольным множественным доступом;

- указанный первый протокол модуляции/демодуляции основывается на протоколе, приспособленном для беспроводной связи ближнего действия, такой как ZigBee, KNX, WiFi, BlueTooth или WiMax;

- указанный первый протокол модуляции/демодуляции основывается на протоколе, приспособленном для проводной технологии, например, Ethernet или технологии высокочастотной связи по проводам линии электропередач PLC;

- указанный блок для передачи/приема содержит средства извлечения сигнальной информации из электрических сигналов прямой линии связи для установки параметров передачи и/или сигнала синхронизации;

- указанный блок для передачи/приема содержит демодулятор указанных электрических сигналов в прямой линии связи, такой как демодулятор, способный демодулировать сигналы с использованием одного из следующих стандартов:

- DVB-T;

- DVB-T2;

- DVB-S;

- DVB-S2;

- DVB-SH;

- указанный блок для передачи/приема и/или указанная приставка содержат средства беспроводного соединения, такие как средства WiFi, WiMax, BlueTooth, ZigBee или KNX;

- указанные электрические сигналы обратной линии связи модулируются в так называемом S-диапазоне частоты передачи и более конкретно в диапазоне [1980 МГц; 2010 МГц];

- указанные средства, выполненные с возможностью приема электрических сигналов, исходящих от преобразования радиоэлектрических сигналов, выполнены с возможностью приема наземных сверхвысокочастотных радиосигналов в UHF или VHF диапазоне;

- указанные средства, выполненные с возможностью приема электрических сигналов, исходящих от преобразования радиоэлектрических сигналов, выполнены с возможностью приема спутниковых сверхвысокочастотных радиосигналов в Ku-диапазоне или Ka-диапазоне;

- указанный блок для передачи/приема содержит средства отправки указанных радиоэлектрических сигналов, которые могут быть переданы спутником, на спутник и/или на наземную станцию приема;

- указанная установка содержит несколько приставок, обменивающихся сигналами с одним блоком для передачи/приема.

Другой целью настоящего изобретения является блок для передачи/приема, который может быть включен в установку в соответствии с изобретением, при этом указанный блок содержит:

- средства, выполненные с возможностью приема электрических сигналов, исходящих от преобразования радиоэлектрических сигналов, полученных наземными или спутниковыми средствами, которые называются электрическими сигналами прямой линии связи;

- демодулятор, выполненный с возможностью демодуляции электрических сигналов с использованием первого протокола модуляции/демодуляции;

- модулятор электрических сигналов, использующий второй протокол модуляции/демодуляции, отличный от указанного первого протокола, при этом указанный второй протокол является протоколом расширенного спектра, при этом указанный модулятор модулирует сигналы, демодулированные указанным демодулятором;

- средства преобразования указанных электрических сигналов, модулированных с использованием указанного протокола расширенного спектра, которые называются электрическими сигналами обратной линии связи, в радиоэлектрические сигналы, которые могут быть переданы спутником.

Следует отметить, что, даже если блок для передачи/приема описывается в основном в качестве одного устройства, включающего все ранее описанные функции, он может также являться конфигурацией из нескольких различных устройств, выполняющих эти функции; таким образом, можно предположить, что средства передачи на спутник (т.е. антенна) не включены непосредственно в одно устройство.

Другой целью настоящего изобретения является приставка, которая может быть включена в установку в соответствии с изобретением, содержащая модулятор, выполненный с возможностью модуляции электрических сигналов с использованием указанного первого протокола модуляции/демодуляции.

Другие характеристики и преимущества изобретения станут понятны после прочтения следующего описания, предназначенного для руководства, которое никоим образом не является ограничивающим, со ссылкой на прилагаемую фигуру, на которой схематически изображена установка в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 1 схематически изображена установка 1 передачи/приема в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

Установка 1 передачи/приема может работать со стандартной наземной антенной 3 (например, «решетчатой» антенной, размещенной на крыше здания или жилого помещения) для приема сигналов в UHF или VHF диапазоне, включая наземные цифровые телевизионные потоки, кодированные с использованием протокола типа DVB-T или DVB-T2.

Установка 1 передачи/приема содержит:

- блок 2 для передачи/приема снаружи дома;

- коаксиальный кабель 10;

- соединитель/разъединитель 9 сверхвысокочастотного радиосигнала;

- несколько приставок (в этом случае изображено две приставки 11 и 11bis), которые будут размещены внутри здания (например, каждая приставка находится внутри квартиры).

Наземная антенна 3 принимает сигналы, модулированные с использованием стандарта DVB-T или DVB-T2, например, в UHF диапазоне (в диапазоне 470 - 862 МГц).

Блок 2 для передачи/приема содержит:

- входные средства 4, выполненные с возможностью приема наземных электрических сигналов, полученных антенной 3 (например, антенна и входные средства 4 соединяются коаксиальным кабелем 20);

- соединитель/разъединитель 8 сверхвысокочастотного радиосигнала;

- модем 7, работающий с первой модуляцией/демодуляцией;

- модулятор 5, работающий со второй модуляцией/демодуляцией;

- всенаправленную или почти всенаправленную антенну 23 (т.е. антенну с низкой направленностью, например, с усилением антенны менее 10 дБи), способную преобразовывать электрические сигналы в S-диапазоне передачи (например, в диапазоне [1980 МГц – 2010 МГц]) в сверхвысокочастотные радиосигналы и передавать эти сигналы на спутник 100 или приемник 101 в S-диапазоне;

- демодулятор 6.

Например, модулятор 5 работает с использованием протокола расширенного спектра с асинхронным произвольным множественным доступом с использованием модуляции типа SPREAD ALOHA, оптимизированным таким образом, что спутниковый концентратор может использовать способы подавления помех (например, такой протокол раскрывается в документе US2010/0054131 (del Rio Herrero и др.)).

Модем 7 содержит модулятор 22 и демодулятор 21 и в общем является модемом, работающим с использованием протокола типа FSK (частотная манипуляция) или FSM (модуляция сдвигом частоты) или протокола, полученного из такого протокола; модем 7 предпочтительно является модемом, работающим с использованием протокола, приспособленного для беспроводных связей ближнего действия (например, менее 300 м при беспроводной работе), таким как модем ZigBee или KNX.

Демодулятор 6 работает с использованием стандарта DVB-T (описанного в ETSI стандарте EN 300 744, «цифровое телевизионное вещание (DVB); Кодирование и модуляция линии связи каркасной структуры для цифрового наземного телевидения») или стандарта DVB-T2 (описанного в ETSI стандарте EN 302 755 «цифровое телевизионное вещание (DVB); кодирование и модуляция линии связи каркасной структуры для системы вещания цифрового наземного телевидения второго поколения (DVB-T2)», распространяющемся на стандарт DVB-T2, такой как DVB-T2-lite, который был описан в «DVB BlueBook A122»).

Приставка 11 содержит:

- соединитель/разъединитель 12 сверхвысокочастотного радиосигнала;

- модем 14, работающий с использованием такого же протокола (первой модуляции/демодуляции), как и модем 7; следовательно, модем 14 является, например, модемом ZigBee или KNX;

- средства 16 беспроводного соединения с локальной сетью типа WiFi, WiMax, BlueTooth, ZigBee или KNX или средства беспроводного соединения с Ethernet или локальной сетью подобного типа; эти средства 16 могут быть использованы для приема сигналов, передаваемых на модем 14;

- входное/выходное соединение 15 типа USB, выполненное с возможностью обмена сигналами с декодером 28 цифрового телевидения, который называется STB (телевизионной приставкой);

- соединитель 31, который взаимно соединяет модем 14 с входным/выходным соединением 15 и средствами 16 беспроводного соединения соответственно.

Приставка 11bis идентична приставке 11.

Коаксиальный кабель 10 соединяет приставки 11 и 11bis с блоком 2 для передачи/приема.

Коаксиальный кабель 10 разделяется на два посредством сверхвысокочастотного соединителя/разъединителя 9, так что он соединяет блок 2 передачи/приема и приставку 11 посредством удлинения 18 кабеля 10 и блок 2 передачи/приема и приставку 11bis посредством удлинения 19 кабеля 10 соответственно. Следует отметить, что сверхвысокочастотный соединитель/разъединитель 9 является устройством, работающим в двух направлениях (т.е. он позволяет проходить радиоэлектрическим сигналам вверх и вниз). То же самое применяется к другим сверхвысокочастотным соединителям/разъединителям в установке.

Работа установки 1 будет описана со ссылкой на обмены между блоком 2 для передачи/приема и приставкой 11, при этом следует понимать, что работа между блоком для передачи/приема и приставкой 11bis является идентичной.

Принцип работы установки 1 в соответствии с изобретением основывается на использовании наземной части приема по Герцу (без передачи), сформированной «решетчатой» антенной 3 и входными средствами 4, выполненными с возможностью приема наземных электрических сигналов, полученных антенной 3 и частью передачи S-диапазона.

Часть передачи S-диапазона образует обратную линию связи для установки интерактивных услуг (голосов, потребления содержимого условного доступа посредством обмена ключей, заказов новых услуг, таких как видео по запросу) или M2M услуг (управления бытовыми электроприборами, наблюдением, отслеживанием параметра, измеренного датчиком) с относительно ограниченным и недорогостоящим добавлением оборудования к существующей установке. Всенаправленная антенна 23 может передавать сигналы S-диапазона непосредственно на спутник 100 или на наземные приемники 101, если увеличена пропускная способность (в этом случае антенна 10 может быть слегка направленной для достижения приемника 101).

Все сигналы соединяются в одном коаксиальном кабеле 10.

Наземные сигналы принимаются антенной 3, а затем входные средства 4 передаются посредством сверхвысокочастотного соединителя/разъединителя 8 на коаксиальный кабель 10.

Эти сигналы затем извлекаются на высокочастотном соединителе 12 перед передачей на STB 28 через коаксиальный кабель 17.

Сигналы, передаваемые в S-диапазоне, являются цифровыми сигналами, которые модулируются модулятором модема 14 ZigBee (т.е. первой модуляцией/демодуляцией) приставки 11 на промежуточной частоте (например, 868 МГц или 2,4 ГГц, представленной просто для руководства). Эти сигналы обратной линии связи могут быть самостоятельно получены из сигналов, исходящих от других электроприборов, соединенных с приставкой 11 посредством беспроводного (через соединение 16) или проводного соединения.

Модулированные сигналы ZigBee передаются на коаксиальный кабель 18 через соединитель/разъединитель 12, а затем на коаксиальный кабель 10 посредством соединителя/разъединителя 9, который передает сигналы на блок 2 для передачи/приема.

Соединитель/разъединитель 8 блока 2 для передачи/приема передает модулированные сигналы ZigBee на демодулятор 21 модема 7 ZigBee.

Демодулятор 21 восстанавливает цифровые сигналы из демодулированного сигнала ZigBee. Следует отметить, что демодулятор 21 может использовать средства исправления ошибок для устранения шума, присущего аналоговому сигналу, передаваемому на кабель.

После того как цифровые сигналы были извлечены, они модулируются модулятором 5, работающим с использованием второй модуляции/демодуляции, использующей протокол расширенного спектра с асинхронным произвольным множественным доступом типа SPREAD ALOHA в частотном S-диапазоне [1980 МГц – 2010 МГц]. Поскольку была восстановлена очень «чистая» цифровая информация, то модулированный сигнал имеет не так много помех и требует только небольшого усиления. Однако следует отметить, что может быть предусмотрено использование маломощного усилителя для усиления модулированных сигналов, которые будут переданы в S-диапазоне на спутник 100 или приемник 101 через антенну 23.

Следует отметить, что выбранный промежуточный частотный диапазон (например, 868 МГц) имеет преимущество в том, что он совместим с полосой пропускания стандартного коаксиального кабеля и ограничивает потери на коаксиальном кабеле без необходимости осуществления частотного переноса на блок для передачи/приема. Более того, тот факт, что UHF диапазон изолирован от частоты 868 МГц, предотвращает помехи между сигналами, передаваемыми на один кабель. Следует отметить, что использование другой промежуточной частоты в UHF диапазоне, например 430 МГц, модулятором модема 14 ZigBee, может сделать необходимым преобразование частоты на приставке 11 для предотвращения помех на кабеле 10 (например, с использованием гетеродина и смесителя частот).

Также следует отметить, что различные соединители/разъединители могут быть оснащены фильтром для восстановления только полезной части частоты.

Наземная прямая линия связи приема UHF может также извлекать полезную информацию. Например, это может быть частота или ширина полосы для использования в обратной линии связи S-диапазона. Она также может быть обновлена относительно модуляции/демодуляции, используемой модулятором 5. Другими словами, наземная прямая линия связи трансляции может быть прочно включена в спутниковую обратную линию связи, поскольку мультиплексные сигналы, передаваемые наземной линией связи, могут содержать сигнальную информацию, полезную для правильной работы установки. Эта информация может включать используемые параметры передачи (частоту, скорость передачи символов, код расширения), нагрузку на систему, защитные ключи и другие команды для установки.

Следовательно, для достижения этой цели блок 2 для передачи/приема содержит логическую часть, необходимую для интерпретирования информации, присутствующей в наземной линии связи трансляции, и ее использования для управления передачей сигналов. Этот последний пункт предполагает, что блок для передачи/приема содержит демодулятор 6, работающий с использованием стандарта DVB-T для извлечения сигнальной информации, используемой для получения параметров передачи обратной линии связи, присутствующих в части наземных электрических сигналов, при этом эта информация передается на модулятор 5. Демодулятор 6 может также отправлять чрезвычайно устойчивый сигнал синхронизации (например, с погрешностью частоты меньше 1 части на миллион) на модулятор 5 (непосредственно или через не показанные средства обработки сигнала), используемый для передачи на необходимой частоте с очень низкой погрешностью частоты (например, менее 2 кГц).

Следует отметить, что внешний блок 2 для передачи/приема содержит источник 29 питания; этот источник питания постоянного тока может быть передан непосредственно по восходящей линии связи через коаксиальный кабель 10 (посредством не показанных средств извлечения блока 2). Также возможно перезарядить батарею источника 29 питания посредством одной или нескольких панелей 30 солнечных батарей.

Потребление энергии блоком 2 для передачи/приема может быть ограничено посредством подачи питания на модулятор 5 (включая усилитель сигналов, которые должны быть по возможности переданы) только, если необходимо передать сигнал. Для достижения этой цели блок 2 для передачи/приема содержит средства подачи питания на модем 5 только после получения демодулятором 7 сигнала, который должен быть передан. Для всех приложений, в которых имеется низкий рабочий цикл (например, одно сообщение каждую минуту), эта конфигурация означает, что энергия не потребляется в периоды, когда сообщения не передаются.

Второе особенно интересующее применение оборудования в соответствии с изобретением относится к M2M теме. В этом случае обратная линия связи S-диапазона может быть использована для передачи информации с устройства внутри дома, такого как система сигнализации; таким образом, если система сигнализации срабатывает, то система сигнализации передает сигнал на средства 16 беспроводного соединения (например, средства, работающие в ZigBee) и сообщение, указывающее, что сигнализация запущена и передается на обратную линию связи S-диапазона.

В соответствии с одним вариантом изобретения спутниковая прямая линия связи трансляции может также быть использована, как описывалось в заявке на патент WO2011076791, зарегистрированной заявителем, вместо наземной прямой линии связи. В это случае «решетчатая» антенна 3 и входные средства 4, выполненные с возможностью приема наземных электрических сигналов, полученных антенной 3, заменяются параболическим отражателем и блоком приема LNB (блоком с низким уровнем шума) для приема сигналов, исходящих от спутника (например, в Ku-диапазоне (диапазоне 10,7 ГГц – 12,75 ГГц)). LNB приемопередатчика преобразовывает полученные сверхвысокочастотные сигналы в электрические сигналы в спутниковом промежуточном диапазоне для их передачи через коаксиальный кабель на приставку.

В этом случае демодулятор 6, работающий с использованием стандарта DVB-T, становится демодулятором, например, работающим с использованием стандарта DVB-S2 (ETSI EN 302 307 цифрового телевизионного вещания (DVB); систем кодирования и модуляции линии связи каркасной структуры второго поколения для трансляции, интерактивных услуг, сбора новостей и других широкополосных спутниковых приложений (DVB-S2)). В соответствии с этим последним вариантом осуществления усиление отражателя, используемого для приема сверхвысокочастотных сигналов в Ku-диапазоне, преимущественно используется для передачи сигналов обратной линии связи в S-диапазоне.

В соответствии с другим вариантом изобретения вместо использования модемов 7 и 14, работающих с использованием протокола, приспособленного для беспроводных связей ближнего действия (например, ZigBee или KNX), может быть использована проводная технология, такая как Ethernet, или технология высокочастотной связи по проводам линии электропередач PLC. В этом случае модемы 7 и 14 заменяются модемами PLC и каждая приставка связывается с другими устройствами внутри дома через электрическую сеть. Сигналы PLC, полученные приставкой 11, модулируются модулятором модема PLC при частоте, например, между 1 и 20 МГц и передаются на коаксиальный кабель.

Следует также отметить, что блок для передачи/приема может быть оснащен беспроводными или PLC средствами соединения передачи для связи с другими устройствами, особенно, если передача на коаксиальный кабель не является операционной.

«Решетчатая» антенна или параболический отражатель предпочтительно является коллективной антенной или отражателем, используемым на крыше здания квартиры, и используется совместно несколькими пользователями, у каждого из которых своя собственная приставка.

Очевидно, что изобретение не ограничивается вариантами осуществления, которые только что были описаны.

Таким образом, изобретение более конкретно описывается для использования в S-диапазоне, но оно также может быть использовано в C-диапазоне.

1. Установка (1) для передачи/приема сверхвысокочастотных радиосигналов, содержащая:

- блок (2) для передачи/приема, содержащий:

- средства (4), выполненные с возможностью приема электрических сигналов, исходящих от преобразования полученных наземных или спутниковых радиоэлектрических сигналов, именуемых электрическими сигналами прямой линии связи;

- демодулятор (21), выполненный с возможностью демодуляции электрических сигналов с использованием первого протокола модуляции/демодуляции;

- модулятор (5) электрических сигналов, использующий второй протокол модуляции/демодуляции, отличный от указанного первого протокола, при этом указанный второй протокол является протоколом расширенного спектра, при этом указанный модулятор (5) модулирует сигналы, демодулированные указанным демодулятором (21);

- средства (23) преобразования указанных электрических сигналов, модулированных с использованием указанного протокола расширенного спектра, именуемых электрическими сигналами обратной линии связи, в радиоэлектрические сигналы, которые могут быть переданы спутником;

- по меньшей мере одну приставку (11), содержащую модулятор (14), выполненный с возможностью модуляции электрических сигналов с использованием указанного первого протокола модуляции/демодуляции;

- коаксиальный кабель (10), соединяющий блок для передачи/приема и приставку, выполненный с возможностью:

- передачи указанных электрических сигналов прямой линии связи с указанного блока для передачи/приема (2) на указанную приставку (11);

- передачи электрических сигналов, исходящих от указанного модулятора (14), с использованием указанного первого протокола с указанной приставки (11) на указанный блок (2)для передачи/приема.

2. Установка по предыдущему пункту, отличающаяся тем, что указанный модулятор электрических сигналов, использующий второй протокол модуляции/демодуляции, содержит средства использования протокола расширенного спектра, работающего в соответствии с протоколом расширенного спектра с асинхронным произвольным множественным доступом.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что указанный первый протокол модуляции/демодуляции основан на протоколе, приспособленном для беспроводной связи ближнего действия, такой как ZigBee, KNX, WiFi, BlueTooth или WiMax.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что указанный первый протокол модуляции/демодуляции основан на протоколе, приспособленном для проводной технологии, например, Ethernet или технологии высокочастотной связи по проводам линии электропередач PLC.

5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что указанный блок для передачи/приема содержит средства извлечения сигнальной информации из электрических сигналов прямой линии связи для установки параметров передачи и/или сигнала синхронизации.

6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что указанный блок для передачи/приема содержит демодулятор указанных электрических сигналов в прямой линии связи, такой как демодулятор, выполненный с возможностью демодуляции сигналов с использованием одного из следующих стандартов:

- DVB-T;

- DVB-T2;

- DVB-S;

- DVB-S2;

- DVB-SH.

7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что указанный блок для передачи/приема и/или указанная приставка содержат средства беспроводного соединения, такие как средства WiFi, WiMax, BlueTooth, ZigBee или KNX.

8. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что указанные электрические сигналы обратной линии связи модулированы в так называемом S-диапазоне частоты передачи и более конкретно в диапазоне [1980 МГц; 2010 МГц] или в так называемом С-диапазоне частоты передачи.

9. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что указанные средства, выполненные с возможностью приема электрических сигналов, исходящих от преобразования радиоэлектрических сигналов, выполнены с возможностью приема наземных сверхвысокочастотных радиосигналов в UHF или VHF диапазоне.

10. Установка по одному из пп. 1-8, отличающаяся тем, что указанные средства, выполненные с возможностью приема электрических сигналов, исходящих от преобразования радиоэлектрических сигналов, выполнены с возможностью приема спутниковых сверхвысокочастотных радиосигналов в Ku-диапазоне или Ka-диапазоне.

11. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что указанный блок для передачи/приема содержит средства отправки указанных радиоэлектрических сигналов, которые могут быть переданы спутником, на спутник и/или на наземную станцию приема.

12. Блок для передачи/приема, который может быть включен в установку по одному из пп. 1-11, содержащий:

- средства (4), выполненные с возможностью приема электрических сигналов, исходящих от преобразования радиоэлектрических сигналов, полученных наземными или спутниковыми средствами, именуемых электрическими сигналами прямой линии связи;

- демодулятор (21), выполненный с возможностью демодуляции электрических сигналов с использованием первого протокола модуляции/демодуляции;

- модулятор (5) электрических сигналов, использующий второй протокол модуляции/демодуляции, отличный от указанного первого протокола, при этом указанный второй протокол является протоколом расширенного спектра, при этом указанный модулятор (5) модулирует сигналы, демодулированные указанным демодулятором (21);

- средства (23) преобразования указанных электрических сигналов, модулированных с использованием указанного протокола расширенного спектра, именуемых электрическими сигналами обратной линии связи, в радиоэлектрические сигналы, которые могут быть переданы спутником.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиосвязи. Техническим результатом заявленного изобретения является улучшение основанного на спутнике определения положения, навигации и синхронизации по времени посредством использования межспутниковой связи и источника точного времени для обеспечения точной информации о синхронизации с целью калибровки локального генератора на спаренном спутнике.

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии и её передачи наземным потребителям. Космическая электростанция содержит солнечный коллектор (1) лепесткового типа, корпус станции (2) и пучок (3) СВЧ-антенн.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в спутниковых системах связи. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости передачи информации.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в спутниковых системах связи. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости связи.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в авиации для контроля прохождения маршрута полета самолетом без использования наземных средств контроля.

Изобретение относится к системам спутниковой связи, имеющим космический и наземный сегменты, и, в частности, к многоуровневой спутниковой системе связи с использованием низкоорбитальных группировок космических аппаратов наблюдения.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах спутниковой связи. Технический результат состоит в повышении качества принимаемой информации.

Изобретение относится к системе связи, предназначенной, в частности, для сбора показаний коммунальных счетчиков по всему географическому региону. Предложен терминал для связи со спутником связи, содержащий: первый приемопередатчик для связи, с устройством в сети ближней связи; второй приемопередатчик для связи с геостационарным спутником связи в сети, в которой развернуто множество прямых каналов для передачи данных со спутника связи в упомянутый терминал и множество обратных каналов для передачи данных из терминала в упомянутый спутник связи, причем второй приемопередатчик сконфигурирован для передачи данных из упомянутого устройства в одном из упомянутого множества обратных каналов.

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления подвижными объектами, в частности космическими аппаратами (КА), и, более конкретно, к способам защиты командно-измерительной системы космического аппарата от несанкционированного вмешательства, возможного со стороны нелегитимных пользователей - злоумышленников.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах спутниковой связи. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости системы.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для приема и обработки сигналов спутниковых систем навигации. Технический результат состоит в создании устройства для одновременного приема сигналов различных систем спутниковой навигации с увеличенной скоростью определения местоположения в сложных условиях приема, а также с увеличенным объемом и достоверностью информации о географических координатах объекта и с возможностью использования нескольких спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС, GPS, Galileo и BeiDou/Compass. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх