專利名稱：用于航空器的實(shí)時(shí)信息傳送系統(tǒng)的制作方法
在以下專利申請(qǐng)中公開并要求了相關(guān)主題由S.JosephCampanella于1995年12月8日提出的序列號(hào)為08/569,346的共同未決美國專利申請(qǐng)；由Robert L.Johnstone等于1996年11月5日提出的名稱為“用于向用戶提供具體位置數(shù)據(jù)的系統(tǒng)”(律師案卷號(hào)33876)的共同未決美國專利申請(qǐng)；由S.Joseph Campanella于1996年11月5日提出的名稱為“為時(shí)分多路復(fù)用傳輸提供幀同步和相關(guān)的直接無線電廣播接收機(jī)”(律師案卷號(hào)33877A)的共同未決美國專利申請(qǐng)；由S.Joseph Campanella于1996年11月5日提出的名稱為“用于TDM傳輸?shù)闹苯訜o線電廣播接收機(jī)”(律師案卷號(hào)33877B)的共同未決美國專利申請(qǐng)；由S.Joseph Campanella于1996年11月5日提出的名稱為“為衛(wèi)星傳輸和無線電接收格式化廣播數(shù)據(jù)的系統(tǒng)”(律師案卷號(hào)33877C)的共同未決美國專利申請(qǐng)；由S.JosephCampanella于1996年11月5日提出的名稱為“用于管理廣播服務(wù)提供商中空間分段使用的系統(tǒng)”(律師案卷號(hào)33877D)的共同未決美國專利申請(qǐng)；由S.Joseph Campanella于1996年11月5日提出的名稱為“將上行鏈路信號(hào)切換為時(shí)分多路復(fù)用下行鏈路信號(hào)的衛(wèi)星負(fù)載處理系統(tǒng)”(律師案卷號(hào)33877E)的共同未決美國專利申請(qǐng)；由S.Joseph Campanella于1996年11月5日提出的名稱為“采用多相多路分解和正交相位頻移鍵控解調(diào)的衛(wèi)星負(fù)載處理系統(tǒng)”(律師案卷號(hào)33877F)的共同未決美國專利申請(qǐng)；以及由S.Joseph Campanella于1996年11月5日提出的名稱為“提供機(jī)載速率調(diào)整的衛(wèi)星負(fù)載處理系統(tǒng)”(律師案卷號(hào)33877G)的共同未決美國專利申請(qǐng)；這里特別引用所有所述申請(qǐng)作為參考。
本發(fā)明一般涉及信息傳輸和接收，具體涉及用于向空中旅客提供實(shí)時(shí)音頻、視頻和數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)。
現(xiàn)代航空器為旅客提供了各種各樣的娛樂節(jié)目，包括電影、科教片、廣告、新聞、音樂和其他類型的視頻和音頻節(jié)目。然而，所有這些節(jié)目往往都是在航行開始的數(shù)天或數(shù)月前預(yù)先錄制的(通常錄制在磁帶上)。因此，盡管當(dāng)今的空中旅客越來越能夠利用諸如班機(jī)內(nèi)的電話呼叫之類的各種高技術(shù)服務(wù)，但是他們被孤立于飛行途中發(fā)生的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況轉(zhuǎn)播的新聞、體育事件和其他事件之外。因此，當(dāng)班機(jī)在機(jī)場(chǎng)降落之后，看到空中旅客立即沖向最近的電視機(jī)是很普通的，特別是正在發(fā)生重大新聞或體育事件時(shí)。有時(shí)，由于該事件是在遙遠(yuǎn)的地方發(fā)生的并且旅客目的地的當(dāng)?shù)厝藛T并不感興趣，所以即使上述選擇也是行不通的。
盡管航空器能夠接收來自陸地上眾多信源的無線電廣播和電視廣播傳輸，但是這并不是向空中旅客提供實(shí)時(shí)新聞和娛樂節(jié)目的切實(shí)可行的方法。問題之一是大部分商業(yè)無線電廣播站和電視廣播站的有效范圍被限制在約為100千米的距離內(nèi)。對(duì)于以每小時(shí)750千米以上的速度進(jìn)行飛行的渦輪航空器而言，顯然航空器只能在短時(shí)間內(nèi)位于陸地上的廣播站的范圍內(nèi)。通常該時(shí)間間隔小于大部分類型的新聞和娛樂節(jié)目的持續(xù)時(shí)間。接收陸地傳輸?shù)牧硪粋€(gè)問題是當(dāng)航空器沿其航線飛行時(shí)，航空器與廣播站之間的相對(duì)距離改變非?？?，引起信號(hào)強(qiáng)度和傳輸質(zhì)量的巨大變化。此外，對(duì)于能被遠(yuǎn)距離接收的陸地傳輸而言，地平線的阻塞效應(yīng)可能會(huì)妨礙正常的信號(hào)接收。
在由S.Joseph Campanella于1995年12月8日提出的序列號(hào)為08/569,346的共同未決共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請(qǐng)以及上述其他共同未決申請(qǐng)中，描述了一種嶄新的全球數(shù)字廣播系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用3顆同步通信衛(wèi)星，每顆衛(wèi)星具有3束覆蓋巨大陸地面積的鄰接的下行鏈路光點(diǎn)電子束。主要的預(yù)期接收模式為便攜式無線電接收機(jī)，該接收機(jī)能夠選擇數(shù)百條16千比特/秒(kbps)主速率信道中的某條信道?？梢元?dú)立使用各信道用于音頻或文字廣播，也可以組合各信道形成帶寬為1.5到2.0兆比特/秒(mbps)的數(shù)字流。取決于所選模式，可以從位于衛(wèi)星上行鏈路覆蓋區(qū)域內(nèi)的離散發(fā)射臺(tái)的中央站發(fā)起以上廣播的上行鏈路信號(hào)，也可以從遍布衛(wèi)星上行鏈路覆蓋區(qū)域的若干特定超小型孔徑終端(VSAT)發(fā)起以上廣播的上行鏈路信號(hào)。作為本發(fā)明的基礎(chǔ)是以下認(rèn)識(shí)，即可以使用該種類型的基于衛(wèi)星的數(shù)字廣播系統(tǒng)向飛行中的航空器提供實(shí)時(shí)廣播節(jié)目，而避免了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和限制。
考慮到上述說明，本發(fā)明的目的在于提供一種用于向空中旅客傳送實(shí)時(shí)廣播節(jié)目的系統(tǒng)，該系統(tǒng)不具有明顯的范圍限制、信號(hào)強(qiáng)度變化以及地平線阻塞問題的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的在于在眾多信道上向航空器傳送廣播節(jié)目，從而空中旅客可以從大量不同節(jié)目中選擇節(jié)目。
本發(fā)明的又一目的在于向空中旅客同時(shí)提供音頻和視頻廣播節(jié)目以及其他類型的信息傳送服務(wù)。
本發(fā)明的又一目的在于能夠限制某些廣播節(jié)目，從而僅能由某些航空器或航空器組接收該節(jié)目，從而可以保留為特定航空公司定制的廣播節(jié)目以供該公司使用。
通過使用基于衛(wèi)星的數(shù)字廣播系統(tǒng)向飛行中的航空器提供實(shí)時(shí)廣播節(jié)目實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的各種目的。由于衛(wèi)星能夠覆蓋廣闊的地理區(qū)域，所以航空器將在衛(wèi)星的覆蓋區(qū)域內(nèi)停留足夠長的時(shí)間，以便以不中斷的方式接收大部分的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況轉(zhuǎn)播的廣播節(jié)目。此外，由于衛(wèi)星與航空器(特別在同步通信衛(wèi)星的情況下)之間的巨大距離，所以將信號(hào)強(qiáng)度變化和地平線阻塞引起的問題降到最低限度。
因此，根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明的目的在于向空中旅客提供實(shí)時(shí)廣播節(jié)目的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括至少一個(gè)陸地廣播站和一個(gè)中繼衛(wèi)星，其中陸地廣播站用于傳輸眾多不同的廣播節(jié)目，中繼衛(wèi)星用于接收和轉(zhuǎn)播廣播節(jié)目。來自中繼衛(wèi)星的轉(zhuǎn)播發(fā)生在時(shí)分多路復(fù)用(TDM)下行鏈路上，下行鏈路上具有在該下行鏈路的不同TDM信道上傳輸?shù)牟煌瑥V播節(jié)目。廣播接收機(jī)安裝在航空器的艙內(nèi)，并包括一個(gè)多路分解器，后者用于多路分解TDM信道以便再現(xiàn)原始廣播節(jié)目。廣播接收機(jī)最好適宜于接收并再現(xiàn)音頻和視頻廣播以及提供其他類型的信息傳送服務(wù)。在本發(fā)明的最佳實(shí)施方式中，至少一條TDM信道包含經(jīng)過加密的廣播節(jié)目，并且廣播接收機(jī)適宜于解密經(jīng)過加密的廣播節(jié)目，以便將該節(jié)目限制到特定航空器或航空公司。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明的目的在于向空中旅客提供眾多實(shí)時(shí)廣播節(jié)目的機(jī)載廣播接收機(jī)。利用時(shí)分多路復(fù)用(TDM)下行鏈路上的衛(wèi)星將廣播節(jié)目傳輸?shù)浇邮諜C(jī)，在下行鏈路的不同TDM信道上傳輸?shù)牟煌瑥V播節(jié)目。廣播接收機(jī)包括一個(gè)由航空器攜帶的用于接收TDM下行鏈路的衛(wèi)星天線，一個(gè)與天線相連的用于解調(diào)TDM下行鏈路的解調(diào)器，以及一個(gè)與解調(diào)器相連的用于多路分解TDM下行鏈路以便再現(xiàn)原始廣播節(jié)目的多路分解器。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明的目的在于向空中旅客提供實(shí)時(shí)廣播節(jié)目的方法。該方法包括以下步驟將來自至少一個(gè)陸地廣播站的眾多不同廣播節(jié)目傳輸?shù)街欣^衛(wèi)星；將廣播節(jié)目從中繼衛(wèi)星轉(zhuǎn)播到飛行中的航空器，該轉(zhuǎn)播發(fā)生在時(shí)分多路復(fù)用(TDM)下行鏈路信號(hào)上，在該下行鏈路信號(hào)的不同TDM信道上傳輸不同的廣播節(jié)目；以及在航空器的艙內(nèi)接收并多路分解下行鏈路信號(hào)以便再現(xiàn)原始廣播節(jié)目。
通過連同附圖一起閱讀以下的詳細(xì)說明，將會(huì)更加了解本發(fā)明的各種目的、優(yōu)點(diǎn)和新特征，其中附圖為

圖1表示基于衛(wèi)星的數(shù)字廣播系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用3顆同步通信衛(wèi)星覆蓋在美國和歐洲之外的主要陸地面積；圖2表示利用圖1所示類型的基于衛(wèi)星的數(shù)字廣播系統(tǒng)，直接向地球上方的飛行航空器提供音頻節(jié)目、信息傳送服務(wù)以及其他較低帶寬的廣播傳輸服務(wù)的方式；圖3表示利用圖1所示類型的基于衛(wèi)星的數(shù)字廣播系統(tǒng)，直接向地球上方的飛行航空器提供音視頻節(jié)目以及其他較高帶寬的廣播傳輸服務(wù)的方式；以及圖4表示根據(jù)本發(fā)明的原理安裝在航空器內(nèi)提供實(shí)時(shí)廣播節(jié)目的機(jī)載廣播接收機(jī)和其他設(shè)備的細(xì)節(jié)。
在所有附圖中，相同參數(shù)表示相同部分和部件。
最好連同在1995年12月8日提出的序列號(hào)為08/569,346的上述共同未決的美國專利申請(qǐng)以及上述其他共同未決申請(qǐng)中描述的基于衛(wèi)星的全球數(shù)字廣播系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的用于向航空器提供實(shí)時(shí)廣播節(jié)目的系統(tǒng)。如圖1所示，數(shù)字廣播系統(tǒng)最好包括位于美國和歐洲之外的主要陸地面積上方的3顆同步通信衛(wèi)星10、12和14。因此，衛(wèi)星10向拉美和南美提供服務(wù)，衛(wèi)星12向非洲和中東提供服務(wù)，而衛(wèi)星14向南亞和東亞提供服務(wù)。由3束鄰接的光點(diǎn)電子束16確定衛(wèi)星10、12和14中每顆衛(wèi)星的下行鏈路覆蓋區(qū)域。事實(shí)上，衛(wèi)星10、12和14中每顆衛(wèi)星的上行鏈路覆蓋區(qū)域18是比較大的，上行鏈路覆蓋區(qū)域定義地面廣播站的安裝區(qū)域。正如從圖1中明顯看到的那樣，衛(wèi)星10、12和14中每顆衛(wèi)星的3束鄰接的下行鏈路光點(diǎn)電子束16提供的覆蓋區(qū)域是很大的，并且當(dāng)航空器沿其航線飛行時(shí)，通常會(huì)在數(shù)小時(shí)內(nèi)停留在某顆衛(wèi)星的下行鏈路覆蓋區(qū)域中。在圖1所示系統(tǒng)的最佳實(shí)施方式中，下行鏈路傳輸出現(xiàn)在1467到1492兆赫茲(MHz)的頻帶內(nèi)，該頻帶被分配用于廣播衛(wèi)星服務(wù)(BSS)數(shù)字音頻廣播(DAB)。該頻帶位于無線電頻率的L頻帶內(nèi)(1100到2000MHz)。從廣播站(未示出)到衛(wèi)星10、12和14的上行鏈路傳輸采用7050與7075之間的頻率，該頻率位于X頻帶。
指定衛(wèi)星10、12或14的各下行鏈路光點(diǎn)電子束16，大約覆蓋比電子束中心低4分貝(dB)的功率分布等高線內(nèi)的1千4百萬平方公里的區(qū)域，覆蓋比電子束中心低8分貝(dB)的等高線內(nèi)的2千萬平方公里的區(qū)域。根據(jù)-13dB/K的接收機(jī)增益溫度比率，電子束中心邊緣為14dB。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，在多達(dá)288條頻分多路存取(FDMA)信道22上調(diào)制眾多VAST類型的廣播站2產(chǎn)生的上行鏈路信號(hào)，并傳輸?shù)侥愁w衛(wèi)星。作為示例，僅示出衛(wèi)星10，可以理解的是，利用相應(yīng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的廣播站將類似信號(hào)傳輸?shù)叫l(wèi)星12和14。各廣播站20最好具有直接從其本身設(shè)備上行鏈接到衛(wèi)星10的能力，以及在單一載波上安排一個(gè)或多個(gè)16千比特/秒(kbps)基本速率增量的能力。使用上行鏈路傳輸?shù)腇DMA信道22允許眾多獨(dú)立的廣播站20之間的顯著的靈活性?；舅俾试隽?PRJ)最好為系統(tǒng)中使用的用于信道大小的基本構(gòu)件，即基本組件，并且可以組合起來實(shí)現(xiàn)更高的位率。例如，可以組合8個(gè)PRI以創(chuàng)建多達(dá)128kbps位率的節(jié)目信道。
在衛(wèi)星10的艙內(nèi)實(shí)現(xiàn)上行鏈路FDMA信道22與下行鏈路的每載波多信道時(shí)分多路復(fù)用(MCPC/TDM)信道24之間的基帶級(jí)轉(zhuǎn)換。將某個(gè)廣播站20傳輸?shù)母骰舅俾市诺蓝嗦贩纸鉃閱为?dú)的16kbps的基帶信號(hào)。然后將所有單獨(dú)信道路由到一束或多束下行鏈路電子束16，各電子束以單一載波頻率工作。根據(jù)上行鏈路頻率分配以及上行鏈路和下行鏈路之間的信道路由，這種基帶處理提供高級(jí)信道控制。此外，可以在序列號(hào)為08/569,346的上述共同未決專利申請(qǐng)中找到涉及衛(wèi)星10和廣播站20工作詳情。
衛(wèi)星10包括兩個(gè)通信負(fù)載。在稱為“處理”負(fù)載的第一負(fù)載中，一個(gè)多相多路分解器和解調(diào)器接收各FDMA上行鏈路信號(hào)22，生成一個(gè)組合信號(hào)，并高速解調(diào)串行數(shù)據(jù)，其中在組合信號(hào)中時(shí)分多路復(fù)用288個(gè)FDMA信號(hào)數(shù)據(jù)。路由開關(guān)將串行數(shù)據(jù)的所有單獨(dú)信道選通到所有或部分下行鏈路光點(diǎn)電子束16，或者不選通到任何下行鏈路光點(diǎn)電子束16，并且進(jìn)一步調(diào)制和向下轉(zhuǎn)換3種下行鏈路信號(hào)。行波放大管放大3種下行鏈路信號(hào)，利用L頻帶發(fā)送天線將下行鏈路信號(hào)發(fā)射到地球。
由衛(wèi)星10攜帶的第二種類型的通信負(fù)載(圖2中并未使用，但下面連同圖3一起討論)為“透明”負(fù)載，該負(fù)載將上行鏈路數(shù)字載波從X頻帶上行鏈路頻譜中的頻率位置，轉(zhuǎn)換為L頻帶下行鏈路頻譜中的頻率位置。用于透明負(fù)載的數(shù)字載波流是在廣播站生成并利用視頻節(jié)目進(jìn)行調(diào)制的，該數(shù)字載波流被發(fā)送到衛(wèi)星10，被接收并被頻率轉(zhuǎn)換為下行鏈路頻率，由行波放大管放大，并在某束下行鏈路電子束16上進(jìn)行傳輸。把不同的下行鏈路載波頻率用于衛(wèi)星10的透明負(fù)載和處理負(fù)載。
圖2表示利用衛(wèi)星10的處理負(fù)載向航空器25提供音頻廣播和其他較低帶寬的信息傳輸服務(wù)的方式。航空器25在由衛(wèi)星10傳輸?shù)?束鄰接下行鏈路光點(diǎn)電子束16確定的覆蓋區(qū)域內(nèi)某位置的地球上方飛行。一個(gè)或多個(gè)廣播站20利用FDMA上行鏈路22向衛(wèi)星10傳輸供航空器25使用的廣播節(jié)目。就像地面控制設(shè)備(未示出)規(guī)定的那樣，衛(wèi)星10艙內(nèi)的處理負(fù)載將16kbps的基本速率信道路由到某束或多束下行鏈路電子束16。廣播站20的節(jié)目源包括國際無線電臺(tái)傳輸服務(wù)26(如VOA或BBC)，數(shù)字音頻廣播(DAB)服務(wù)28，信息廣播服務(wù)30(如適用于Internet的PointCast新聞服務(wù))，衛(wèi)星尋呼服務(wù)32，音樂和新聞節(jié)目34，以及其他服務(wù)36(如股市價(jià)格、天氣預(yù)報(bào)、緊急通知等)。可以作為整體對(duì)航空器25進(jìn)行尋呼并傳輸標(biāo)識(shí)旅客姓名以及用于該旅客的短信息的數(shù)字字母信息，提供衛(wèi)星尋呼服務(wù)32。
可以理解的是，廣播源26-36中的各廣播源可以與廣播站20中的某個(gè)獨(dú)立廣播站相聯(lián)，也可以從單一廣播站20傳輸廣播源26-36中的幾種。每個(gè)廣播站可以傳輸多達(dá)32路的各為16kbps的基本速率信道，該系統(tǒng)的全部上行鏈路容量為288路基本速率上行鏈路信道。衛(wèi)星10選擇并多路復(fù)用96路基本速率信道路以便在各下行鏈路電子束16中傳輸。由各廣播站20傳輸?shù)男诺罃?shù)目取決于所包括的廣播源的類型，一條16kbps的信道足以傳輸單聲道音頻節(jié)目、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等?？梢允褂脙蓷l16kbps的基本速率信道傳輸FM質(zhì)量的單聲道音樂，可以使用四條16kbps的基本速率信道傳輸FM質(zhì)量的立體聲音樂，可以使用八條16kbps的基本速率信道傳輸CD質(zhì)量的立體聲音樂。所有上述引用位率是針對(duì)采用MPEG 2,L3編碼技術(shù)編碼的音頻源而言的。
在圖2所示的結(jié)構(gòu)中，某些下行鏈路信道中的節(jié)目內(nèi)容對(duì)空中旅客和地面聽眾是相同的。這樣向空中旅客提供了選擇以實(shí)時(shí)收聽他們?cè)诩抑薪邮盏耐粺o線電臺(tái)節(jié)目、體育事件以及其他廣播節(jié)目?？梢酝ㄟ^填加廣告或明確針對(duì)空中旅客的節(jié)目內(nèi)容來裝配其他信道供航空公司使用?？梢岳眯旁?6-36加密以上信道，隨后在航空器25之艙內(nèi)攜帶的接收設(shè)備中進(jìn)行解密。加密可以是專門針對(duì)某個(gè)航空公司的，或者是針對(duì)由許多不同航空公司共享的、可能廣泛吸引空中旅客注意的節(jié)目。
圖3表示利用衛(wèi)星10的透明負(fù)載向航空器25提供音視頻節(jié)目以及其他高帶寬的信息傳輸服務(wù)的方式。在該情況中，廣播源通常包括從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況轉(zhuǎn)播的體育事件、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況轉(zhuǎn)播的新聞事件或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況轉(zhuǎn)播的表演傳送到電臺(tái)的實(shí)時(shí)視頻。在所示示例中，廣播源包括從世界杯足球賽38、奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)40、超級(jí)杯橄欖球賽42、世界系列棒球賽44以及搖滾音樂會(huì)46傳送到電臺(tái)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況轉(zhuǎn)播的視頻。廣播源還可以包括框48表示的從重要新聞事件(如就職儀式、國葬、皇室婚禮等)傳送到電臺(tái)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況轉(zhuǎn)播的視頻。在以上所有情況中，上行鏈路傳輸49并不是從圖2所示的小型VAST類型的廣播站發(fā)起的，而是從能夠以更高帶寬傳輸?shù)母蟮闹醒胝?0發(fā)起的。借助現(xiàn)行的壓縮技術(shù)，1.5到2.0mbps的帶寬足以傳輸具有滿意質(zhì)量的完美運(yùn)動(dòng)視頻。為了獲得所需帶寬，在廣播站組合多路TDM下行鏈路信道的帶寬。例如，如果組合96路TDM信道的帶寬，則累加位率將為1.536mbps。
圖4表示航空器24之艙內(nèi)攜帶的用于接收并再現(xiàn)經(jīng)過圖1中衛(wèi)星10、12或14中某顆衛(wèi)星中繼的廣播節(jié)目的設(shè)備。安裝在航空器機(jī)身上部外表面的天線52接收TDM下行鏈路電子束16。天線52與RF前端54相連，可以(利用輸入53)在與各衛(wèi)星傳輸?shù)?束獨(dú)立下行鏈路電子束16有關(guān)的載波頻率中對(duì)RF前端54進(jìn)行手工或自動(dòng)切換。RF前端54接收與衛(wèi)星的處理負(fù)載有關(guān)的全部96路TDM信道，以及與衛(wèi)星的透明負(fù)載有關(guān)的全部96條數(shù)字載波(在不同載波頻率上進(jìn)行調(diào)制)。將經(jīng)過處理的信道路由到解調(diào)與同步部件56，后者的輸出為1.536mbps的基帶信號(hào)。將透明信道路由到相似的解調(diào)與同步部件58，后者的輸出包括1.536mbps的基帶信號(hào)。將來自部件56的基帶信號(hào)作用到多路分解器60的輸入端，多路分解器60產(chǎn)生96條16kbps的輸出信道61。這些信道需要在塊62中進(jìn)行FEC解碼、音頻解碼以及解密?？梢詥为?dú)或組合使用信道61以便再現(xiàn)各種質(zhì)量級(jí)的音頻廣播或提供信息傳送服務(wù)。傳送音頻信息的信道需要進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換(未示出)以便再現(xiàn)音頻信號(hào)，其中空中旅客能夠通過耳機(jī)或揚(yáng)聲器獲得該信號(hào)。通常，大型商用航空器配備有音頻傳輸系統(tǒng)64，該系統(tǒng)在每個(gè)旅客的座位上具有一個(gè)輸出端65，在輸入端66可以將經(jīng)過解碼的音頻信道連接到該系統(tǒng)。聲音分配系統(tǒng)64還可以接收音頻磁帶系統(tǒng)或其他輔助音頻源的輸入68。
用于透明下行鏈路信道的解調(diào)與同步部件58的輸出，加到FEC解碼器與解密部件72的輸入端。部件72的輸出為數(shù)字視頻信號(hào)，該信號(hào)需要經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換(未示出)并作用到航空器攜帶的視頻分配系統(tǒng)74的輸入端73。視頻分配系統(tǒng)還接收諸如盒式磁帶播放機(jī)之類的輔助視頻源的輸入75?？梢詫⒁曨l分配系統(tǒng)74的輸出76連接到安裝在航空艙頂板附近的共享視頻監(jiān)視器或投影屏幕上，或者連接到在每個(gè)旅客座位上提供的LCD類型的視頻顯示器上。通過線路78，將視頻分配系統(tǒng)74接收的視頻節(jié)目的音頻部分連接到聲音分配系統(tǒng)64。為了利用航空器的視頻分配系統(tǒng)74顯示經(jīng)過處理的TDM下行鏈路信道上傳輸?shù)男畔魉头?wù)，利用線路80將以上信道連接到視頻分配系統(tǒng)74。這樣，可以向空中旅客可視化地顯示股票價(jià)格、新聞報(bào)道和其他類型的數(shù)據(jù)。
由于航空器天線52在L頻帶運(yùn)行，所以它可以與在該頻帶運(yùn)行的艙內(nèi)接收和傳輸設(shè)備共享。例如，在INMARSAT衛(wèi)星上運(yùn)行的航空器電話業(yè)務(wù)使用L頻帶頻率。
正如從圖1中明顯看到的那樣，各光點(diǎn)電子束16的大小足以使穿過其直徑的航空器需要數(shù)小時(shí)才能穿過該電子束，從而向空中旅客保證重大廣播事件的連續(xù)性。還可以在某個(gè)指定衛(wèi)星的兩束(甚至是三束)光點(diǎn)電子束16中傳輸同一廣播節(jié)目，從而確保更長航線上的連續(xù)性。盡管由某個(gè)指定衛(wèi)星傳輸?shù)墓恻c(diǎn)電子束16具有不同的載波頻率，但是當(dāng)航空器25從某個(gè)光點(diǎn)電子束16移動(dòng)到下一個(gè)電子束時(shí)，利用輸入53就能夠切換(手工或自動(dòng))圖4的RF前端部件54的載波頻率。
對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況轉(zhuǎn)播的音樂、聊天與新聞信道，可以設(shè)想各地區(qū)的航空公司組可以就通過有關(guān)衛(wèi)星10、12或14提供信道集達(dá)成協(xié)議?？梢员Ａ裟承┬诺烙糜诟鲄⑴c航空公司特有的節(jié)目。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況轉(zhuǎn)播的信息信道而言，信息傳送系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性質(zhì)允許按照所需頻率更新信息內(nèi)容(新聞、股票價(jià)格等)。對(duì)于有若干航空公司共享的信道而言，可以共同實(shí)現(xiàn)，對(duì)于為特定航空公司保留的信道而言，可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)。同樣，可以由參與航空公司選擇廣告并且安排在公共信道或保留信道上。盡管航空公司希望向他們的旅客免費(fèi)提供大部分廣播節(jié)目，但是也可以提供所選的付費(fèi)廣播節(jié)目，并且記入信用卡或借方卡中。
盡管參照其最佳實(shí)施方式說明了本發(fā)明，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不限于其細(xì)節(jié)。上述說明建議了替換和改進(jìn)，并且一般技術(shù)人員會(huì)想到其他改進(jìn)。附屬權(quán)利要求書中定義的本發(fā)明的范圍包括所有上述替換和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．一種向空中旅客提供實(shí)時(shí)廣播節(jié)目的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)用于傳輸眾多不同廣播節(jié)目的陸地廣播站；一個(gè)用于接收和轉(zhuǎn)播所述廣播節(jié)目的中繼衛(wèi)星，所述轉(zhuǎn)播發(fā)生在時(shí)分多路復(fù)用(TDM)下行鏈路上，下行鏈路上具有在所述下行鏈路的不同TDM信道上傳輸?shù)乃鰪V播節(jié)目的不同節(jié)目；以及安裝在航空器艙內(nèi)的廣播接收機(jī)，所述廣播接收機(jī)包括一個(gè)多路分解器，后者用于多路分解所述TDM信道以便再現(xiàn)所述眾多廣播節(jié)目。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述廣播接收機(jī)適宜于接收并再現(xiàn)音頻和視頻廣播節(jié)目。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中至少一條所述TDM信道包含經(jīng)過加密的廣播節(jié)目，并且所述廣播接收機(jī)適宜于解密所述經(jīng)過加密的廣播節(jié)目。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中來自所述中繼衛(wèi)星的所述轉(zhuǎn)播發(fā)生在某束光點(diǎn)電子束內(nèi)，光點(diǎn)電子束包括所述航空器的至少一部分飛行路徑。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中來自所述中繼衛(wèi)星的所述轉(zhuǎn)播發(fā)生在眾多鄰接光點(diǎn)電子束內(nèi)，鄰接光點(diǎn)電子束共同包括所述航空器的至少一部分飛行路徑，其中在不止一束所述光點(diǎn)電子束內(nèi)傳輸至少一個(gè)所述廣播節(jié)目。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中所述眾多鄰接光點(diǎn)電子束具有不同的載波頻率，并且所述廣播接收機(jī)能夠在所述載波頻率中切換。
7．根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中來自所述中繼衛(wèi)星的所述轉(zhuǎn)播發(fā)生在1100MHz到2000MHz的頻帶內(nèi)。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述廣播接收機(jī)與某個(gè)艙內(nèi)旅客娛樂系統(tǒng)相連，以便向眾多旅客傳送廣播節(jié)目。
9．一種用于向空中旅客提供眾多實(shí)時(shí)廣播節(jié)目的艙內(nèi)廣播接收機(jī)，從時(shí)分多路復(fù)用(TDM)下行鏈路上的某顆衛(wèi)星傳輸所述廣播節(jié)目，下行鏈路上具有在所述下行鏈路的不同TDM信道上傳輸?shù)乃鰪V播節(jié)目的不同節(jié)目，所述廣播接收機(jī)包括一個(gè)由所述航空器攜帶的用于接收所述TDM下行鏈路的衛(wèi)星天線；一個(gè)與所述天線相連的用于解調(diào)所述TDM下行鏈路的解調(diào)器；以及一個(gè)與所述解調(diào)器相連的用于多路分解所述TDM下行鏈路以便再現(xiàn)所述眾多廣播節(jié)目的多路分解器。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的艙內(nèi)廣播接收機(jī)，其中所述廣播接收機(jī)適宜于接收并再現(xiàn)音頻和視頻廣播節(jié)目。
11．根據(jù)權(quán)利要求9的艙內(nèi)廣播接收機(jī)，其中至少一條所述TDM信道包含經(jīng)過加密的廣播節(jié)目，并且所述廣播接收機(jī)適宜于解密所述經(jīng)過加密的廣播節(jié)目。
12．根據(jù)權(quán)利要求9的艙內(nèi)廣播接收機(jī)，其中所述廣播接收機(jī)能夠在至少兩種不同載波頻率中切換。
13．根據(jù)權(quán)利要求9的艙內(nèi)廣播接收機(jī)，其中所述廣播接收機(jī)適宜于接收1100MHz到2000MHz載波頻率范圍內(nèi)的下行鏈路傳輸。
14．根據(jù)權(quán)利要求9的艙內(nèi)廣播接收機(jī)，其中所述廣播接收機(jī)與某個(gè)艙內(nèi)旅客娛樂系統(tǒng)相連，以便向眾多旅客傳送廣播節(jié)目。
15．一種向空中旅客提供實(shí)時(shí)廣播節(jié)目的方法，該方法包括以下步驟將來自至少一個(gè)陸地廣播站的眾多不同廣播節(jié)目傳輸?shù)侥愁w中繼衛(wèi)星；將所述廣播節(jié)目從所述中繼衛(wèi)星轉(zhuǎn)播到飛行中的航空器，所述轉(zhuǎn)播發(fā)生在時(shí)分多路復(fù)用(TDM)下行鏈路信號(hào)上，在所述下行鏈路信號(hào)中在不同TDM信道上傳輸所述廣播節(jié)目的不同節(jié)目；以及在所述航空器的艙內(nèi)接收并多路分解所述下行鏈路信號(hào)以便再現(xiàn)所述眾多廣播節(jié)目。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中至少一條所述TDM信道包含經(jīng)過加密的廣播節(jié)目，并且所述方法還包括解密所述經(jīng)過加密的廣播節(jié)目的步驟。
17．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中來自所述中繼衛(wèi)星的所述轉(zhuǎn)播發(fā)生在某束光點(diǎn)電子束內(nèi)，光點(diǎn)電子束包括所述航空器的至少一部分飛行路徑。
18．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中來自所述中繼衛(wèi)星的所述轉(zhuǎn)播發(fā)生在眾多鄰接光點(diǎn)電子束內(nèi)，鄰接光點(diǎn)電子束共同包括所述航空器的至少一部分飛行路徑，并且還包括在不止一束所述光點(diǎn)電子束內(nèi)傳輸至少一個(gè)所述廣播節(jié)目的步驟。
19．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中來自所述中繼衛(wèi)星的所述轉(zhuǎn)播發(fā)生在具有不同載波頻率的眾多鄰接光點(diǎn)電子束內(nèi)，所述鄰接光點(diǎn)電子束共同包括所述航空器的至少一部分飛行路徑，并且在所述航空器的艙內(nèi)接收并多路分解所述下行鏈路信號(hào)的步驟包括在不同時(shí)間接收并多路分解所述載波頻率的不同頻率。
20．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中來自所述中繼衛(wèi)星的所述轉(zhuǎn)播發(fā)生在1100MHz到2000MHz的頻帶內(nèi)。
全文摘要
采用基于衛(wèi)星的數(shù)字廣播系統(tǒng)向飛行中的空中旅客提供實(shí)時(shí)新聞、娛樂和信息節(jié)目。來自衛(wèi)星的傳輸發(fā)生在時(shí)分多路復(fù)用(TDM)下行鏈路上，下行鏈路上具有在不同TDM信道上傳輸?shù)牟煌瑥V播節(jié)目。廣播接收機(jī)安裝在航空器的艙內(nèi)，并包括一個(gè)多路分解器(60)，路分解器用于多路分解TDM信道以便再現(xiàn)原始廣播節(jié)目。廣播接收機(jī)適宜于接收并再現(xiàn)音頻(65)和視頻(76)廣播，以及提供其他類型的信息傳送服務(wù)?？梢圆捎脧V播節(jié)目的加密處理(72)以便將該節(jié)目限制到特定航空器或航空公司。
文檔編號(hào)H04B7/185GK1238077SQ97199761
公開日1999年12月8日 申請(qǐng)日期1997年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月15日
發(fā)明者達(dá)門德拉·庫馬爾·薩赫迪夫 申請(qǐng)人:世界空間公司