[发明专利]同频卫星陆地无线广播

说明书

相关申请

本申请要求于2007年5月25日提交的、名称为“SAME-FREQUENCY SATELLITE TERRESTRIAL RADIOBROADCAST”的美国临时专利申请60/924,672的优先权，该申请的全部内容通过引证合并于此。

技术领域

本申请涉及通过利用定时和同步设置来在同一频率上提供卫星/陆地空间分集传输。

背景技术

目前，两个卫星/陆地无线系统为USA-Sirius Radio(“Sirius”)和XMRadio(“XM”)服务。联邦通信委员会(“FCC”)为各个系统分配了12.5MHz的频谱，如图1所示。Sirius将其频谱划分为3个相等的部分，各个部分略小于4.2MHz。将两个部分分配给2颗卫星，并将一个部分分配给陆地(陆基)中继器。XM也将其频谱划分为3个部分，但是与卫星相比，将更大的部分分配给陆地中继器。

在Sirius和XM中，固定接收机或移动接收机使用能够调谐到多个相应频率并按分集结构连接的接收机，通过三条路径(两条卫星路径和一条地面路径)来接收所期望的节目。只要接收到任意一个信号就可确保接收到所期望的节目。由于必须通过三个频率信号(两个卫星信号及一个陆地信号)来承载同一节目以确保接收到一个信号就可以接收到该节目，在三条路径之间划分频谱减少了可发送的节目量。由于接收机在搜索节目时必须能够调谐到多个频率信号，所以这也增加了接收机的复杂度。复杂度的增加也导致接收机的价格上升。

发明内容

为了利用多个发射机来提高广播容量，期望利用整个可用的频谱，而不是将该频谱划分为多个部分并在各个部分中重复广播(节目)信息。在使传输容量最大化的一个或更多个非限制性示例实施方式中，一种数字无线广播系统包括卫星和多个地面站。

各个地面站在某个频谱上向对应的服务区域无线地发送数字符号流。该卫星也在同一频谱上向该多个服务区域无线地发送该同一数字符号流。在各个服务区域中，来自相应地面站的数字符号流和来自该卫星的数字符号流在各自的预定时间段内到达。该预定时间段是来自该卫星的数字符号流与来自该地面站的数字符号流之间的相对延迟，该相对延迟处于接收机能够对该数字符号流进行解码的范围内。可以按符号周期来测量该相对延迟。优选的是，来自一个地面站的发送定时相对于来自另一地面站的发送定时是独立可控的。

优选的是，按照标称定时，来自地面站的数字符号流先于来自卫星的数字符号到达所述服务区域。为此，在该卫星发送所述符号流至服务区域之前，与所述符号流相关的节目信息应当对于所述多个地面站可用。在一个非限制性示例实施方式中，在不同的频谱上将所述对应的节目信息从所述卫星提供给所述地面站，或者可从所述卫星之外的源获得所述对应的节目信息。

一个地面站可以全向地发送所述数字符号流。另一地面站可以按照赋形波束(shaped pattern)来发送所述流，以针对所述服务区域具有不同的形状。优选的是，服务区域被设置为非对称的，在离开卫星的方向上被拉长。非限制性形状示例包括拉伸的六边形、压缩的六边形和矩形。可以将服务区域划分为多个扇区。优选的是，将地面站设置为使得发送至一个扇区的数字符号流的定时相对于对发送至另一扇区的数字符号流的定时是独立可控的。在所述服务区域内，距离该卫星更近的扇区的大小和/或形状可以与距离该卫星更远的扇区的大小和/或形状不同。在服务区域之间的边界上，来自相应地面站的数字符号的定时是在各自的一个调制周期内到达。

在一个非限制性示例实施方式中，另一(第二)卫星利用另一(第二)频谱向所述服务区域发送所述数字符号流。优选的是，所述地面站除了利用所述第一频谱之外、也可以利用相同的第二频谱来发送所述数字符号流。所述地面站可以同于与上述第一卫星一同说明的地面站，也可以是不同的地面站，这样提供了地面站分集和卫星分集。在第二频谱上来自该地面站的所述数字符号流和来自该第二卫星的所述数字符号流在各自的预定时间段内到达所述服务区域内的该接收机。