專利名稱：交互式衛(wèi)星廣播系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及提供交互式業(yè)務給終端用戶的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。
其中服務提供者直接廣播給家中的小的接收拋物面天線的直播衛(wèi)星DBS系統(tǒng)是眾所周知的。最初，有允許純粹被動接收的單向服務。最近，電話操作公司已開始通過地面線路提供返回線路以接納諸如收費電視、家中購物、家庭銀行和類似其他業(yè)務的業(yè)務的用戶返回能力，HUGHESDirect TV目前使用POTS線路作為返回線路來傳送有關提供的服務帳單的信息。這個解決方案要求使用交換電話網絡，并且是效率低的，尤其在用于傳送諸如訂購信息等的少量數(shù)據(jù)時。
一些DBS服務利用通過衛(wèi)星在寬帶信道上提供的下行數(shù)據(jù)和通過窄帶地面鏈路通常是常規(guī)POTS電話線路的返回路徑提供因特網接入。這個安排要求交換電話電路和連接公共交換網，即使偶爾在返回鏈路上發(fā)送相對少量的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的一個目的是提供改善的交互式直播系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供交互式直播站，包括用于在寬帶衛(wèi)星鏈路上通過衛(wèi)星發(fā)送廣播信號給終端用戶的裝置；用于在提供返回路徑的單獨的窄帶衛(wèi)星返回鏈路上從終端用戶接收返回信號的裝置；和用于解釋所述返回信號以響應終端用戶的請求的裝置。
廣播信號能是常規(guī)的廣播視頻信號或包括文本、圖形、聲音與視頻的多媒體信號。因特網是多媒體信號源的一個示例。
寬帶鏈路具有適于廣播用途的類型，諸如分配用于衛(wèi)星業(yè)務的KU頻段，窄帶鏈路具有更通常與移動通信有關的類型，諸如L頻段。
前向廣播信號最好在KU波段中傳送，而返回命令信號在L波段中傳送，其中L波段一般用于移動通信。本發(fā)明于是利用兩個不同的衛(wèi)星組合兩個不同的單向衛(wèi)星傳輸。在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明使用最靠近KU波段廣播衛(wèi)星的L波段衛(wèi)星來提供各個用戶低成本返回路徑，估計利用每個300KHz電路能提供L波段衛(wèi)星上每小時多達百萬的交易。目前在用戶房屋上的置頂盒(set top box)具有來自允許只接收功能的衛(wèi)星拋物面天線的單向路徑。
本發(fā)明于是提供便宜的窄帶發(fā)射機給提供低成本返回的系統(tǒng)，估計單個交易的費用和利用POTS交易費用的小部分。
將L段衛(wèi)星用于低速率數(shù)據(jù)傳輸所涉及的費用小于將KU波段衛(wèi)星用于高速返回數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁M用；L段發(fā)射機能以低成本將低信號電平與具有低增益的天線組合，協(xié)調L段系統(tǒng)以處理低電平寬射束廣播信號，從而能克服相鄰衛(wèi)星干擾問題。
在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，CDMA(碼分多址)用于保證在返回鏈路上發(fā)送的許多信息最低可能的RF發(fā)射電平，從而以低成本提供返回能力，本發(fā)明利用與KU段中的廣播信號同時操作的CDMA L波段提供接收機與發(fā)射機新的組合。本發(fā)明具體與優(yōu)選實施例涉及其對于現(xiàn)有家庭衛(wèi)星拋物面天線的適用性，此天線能以低成本進行改造以符合本發(fā)明的教導。
此系統(tǒng)包括窄射束準確定向的KU段天線(目前出現(xiàn)在DBS系統(tǒng)中)和根據(jù)本發(fā)明的第二低增益寬射束L段天線，L段天線可以獨立于窄射束天線，或它可以利用拋物面天線或反射器與DBS天線進行組合。后一實施例在L段產生非常寬的射束，這是因為反射器相對L段波長是小的。
最好能與窄射束天線一起安裝在同一拋物面天線上，例如靠近其外圍進行安裝，這是因為L段天線不利用拋物面天線的聚焦特性并且不必準確指向。
可選擇地，L段天線可以獨立于KU段天線，它可以安裝在KU段拋物面天線外圍或可選擇地以微帶接插(Patch)或幾圈短螺旋形式遠離KU段天線，以提供合適的相對低的對此應用的增益。
本發(fā)明組合L段中衛(wèi)星移動通信的優(yōu)點和KU段廣播能力的優(yōu)點，此系統(tǒng)提供高數(shù)據(jù)速率廣播信號出(在KU段上)和低數(shù)據(jù)速率返回信號(在L段上)，而且，這能利用現(xiàn)有的衛(wèi)星獲得。
本發(fā)明另一個新穎和有創(chuàng)造性的方面在于在置頂盒與天線單元之間配置的部件的安排，這些部件主要包括提供L段返回信號調制的CDMA模塊，此模塊還包括用于L段的Tx單元。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供家庭直接廣播接收系統(tǒng)，包括用于在寬帶鏈路上通過衛(wèi)星從主站接收寬帶廣播信號的接收機、用于生成返回信號以便向所述主站進行特定請求的裝置和用于在單獨的窄帶鏈路上通過衛(wèi)星將所述返回信號發(fā)回給所述基站的發(fā)射機。
根據(jù)本發(fā)明還一個方面，提供一種方法來提供交互式廣播業(yè)務，包括步驟通過寬帶衛(wèi)星鏈路發(fā)送廣播信號給終端用戶；從所述用戶接收在單獨的窄帶衛(wèi)星鏈路上發(fā)送的返回信號；和響應所述返回信號而提供所述用戶所請求的業(yè)務。
本發(fā)明于是提供包括均構造為形成單個通信系統(tǒng)的兩個不同衛(wèi)星，其中每個衛(wèi)星處于單向通信但一起提供雙向通信。更具體地，本發(fā)明的一方面涉及用戶房屋上的終端設備，包括系統(tǒng)中返回鏈路中小的低成本發(fā)射機。
現(xiàn)在將通過示例僅結合附圖更詳細地描述本發(fā)明。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的交互式衛(wèi)星廣播系統(tǒng)的概圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的主站的方框圖；圖3是利用窄帶返回鏈路增強的DTH/DBS終端的方框圖；和圖4是表示置頂控制器軟件必要補充的方框圖。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)示于圖1中，此系統(tǒng)組合使用均操作在單向方式中的兩個衛(wèi)星系統(tǒng)。前向鏈路1是向幾百萬用戶廣播的直播/直接對家庭衛(wèi)星系統(tǒng)，本質上是單向系統(tǒng)。大部分廣播業(yè)務包括娛樂視頻業(yè)務，這包括按觀看次數(shù)計費和即興按觀看計費電視，后兩者可以利用非常低容量返回鏈路2來預訂特定業(yè)務或傳送使用特定業(yè)務的信息，也可以提供也要求低容量返回鏈路的各種信息娛樂業(yè)務，例如家庭購物、財務業(yè)務、視頻拍賣、賽馬下注、視頻賭場、旅行安排、意見投票、游戲表演等。
通過單向使用L段，對地靜止軌道、移動衛(wèi)星系統(tǒng)3提供返回鏈路2。由于在返回鏈路中僅要求非常低的容量，所以發(fā)射機使用碼分多址技術，這導致低成本并且理想地適合于此應用，這是因為返回路徑上的大多數(shù)容易涉及相對少量數(shù)據(jù)脈沖串。100至200比特對于大多數(shù)交易是足夠的，并且傳輸速率標稱在1200至4800b/s的范圍內，設計L段鏈路為一般允許每電路每秒400消息。
在圖1中，已給主機輸送各種業(yè)務，諸如DBS業(yè)務提供者、家庭購物業(yè)務提供者和財務業(yè)務提供者輸送的業(yè)務，并且主機將這些業(yè)務利用KU段衛(wèi)星6上的信道從常規(guī)衛(wèi)星廣播發(fā)射機5廣播給諸如7的家庭用戶，每個家庭用戶包括KU段接收天線8、組合L段TX/KU段RX單元9和連到電視機11的置頂單元10，置頂單元10可以由無線遙控單元12以常規(guī)方式進行控制。
操作中，一般用戶7能利用他的遙控單元12以常規(guī)方式選擇廣播信道。另外，用戶能通過將合適的代碼輸入遙控單元11來請求特定業(yè)務，例如收費電影。這些隨后利用CDMA技術在L段鏈路上發(fā)回給主機4，主機11隨后能通過使用戶定址在廣播信道上進行響應以便同意接入所請求的電影。返回鏈路也能用于發(fā)送家庭購物業(yè)務的訂購信息或指令給財務業(yè)務提供者以執(zhí)行某些交易。返回鏈路2上數(shù)據(jù)的主要特征是與廣播信號相比非常低的帶寬，這是因為此數(shù)據(jù)主要由涉及廣播信號的用戶指令組成。
擁塞控制技術能用于提供單個應用所要求的可用性，一般為99.9％，但如果要求的話將更高。L段發(fā)送單元的費用應是US 100或更少。
現(xiàn)在參見圖2，表示在上行鏈路和下行鏈路主地球站中采用的主要單元包括重要接口。
除了許多單元之外還使用現(xiàn)有DTH/DBS上行鏈路20和移動衛(wèi)星饋送鏈路地球站30以實施低成本衛(wèi)星返回鏈路系統(tǒng)。
上行鏈路20包括用于存儲電影等的存檔的視頻服務器21和從DTH/DBS業(yè)務提供者接收信號并對這些信號進行編碼以允許僅由授權用戶接收的實時編碼器22。編碼器22的輸出與視頻服務器21的輸出一起饋送給多路復用與格式化單元23，此單元23格式化來自天線27的在KU段衛(wèi)星鏈路1上廣播的通過前向糾錯單元24、調制解調器25與KU段Tx單元26之后的信號。
L段中的返回信號由移動衛(wèi)星饋送鏈路接收天線31接收并通過饋送單元32到達接口單元40中的CDMA解調器41。在CDMA解調之后，信號通過前向糾錯單元42以校正誤差并從那到達應用接口處理器43。
應用接口處理器43接收這些信號，并且或將它們傳送給與上行鏈路單元20中的網絡控制系統(tǒng)45接口的返回網絡控制器44，或將他們傳送給合適的第三方提供者，諸如財務業(yè)務提供者等。
來自FEC單元42的信號也饋送給網絡性能監(jiān)視處理器45，再饋送給返回網絡控制器44。這利用合適的擁塞控制策略來控制返回終端傳輸以保證信號損失不超過可用性規(guī)定。
DTH/DBS 50接收機示于圖3中。置頂單元50處理正發(fā)送的應用涉及數(shù)據(jù)和由主站上的返回網絡控制器44生成的網絡控制數(shù)據(jù)。一般的置頂單元是分別由Tee-Comm、RCA與Scientific Atlanta制造的StarTrak 1000、DSS model 4430和Power Vu Model D9223數(shù)字衛(wèi)星接收機。
KU波段天線51饋送信號給低噪聲接收機52，低噪聲接收機52又將信號傳送給解調器53、FFC解碼器54、MPEG多路分用器55和解密器56，解密器56僅傳送用戶授權的信號。信號從解密器56傳送給MPEG視頻解碼器57、MPEG音頻解碼器58和數(shù)據(jù)接口單元59。單元57至59連到PAL或NTSC編碼器60以便連到電視機或PC，提供例如寬帶下行流接入Internet。
置頂單元50由與連到置頂控制器63的無線接口單元62通信的無線遙控器61控制，迄今所述的方塊50是常規(guī)的，但是置頂控制器63進行修改以采用軟件來處理利用本文所述的返回鏈路能力的應用。特別是，附加軟件格式化和生成傳送給前向糾錯編碼器71的返回鏈路信號。
根據(jù)本發(fā)明的這個實施例，置頂控制器63也連到前向糾錯編碼器71、CDMA調制器72和L段發(fā)送單元73，這又饋送給L段天線74，天線74緊靠近KU段天線51，以便繼續(xù)傳送給一般靠近KU段天線的獨立的L段衛(wèi)星。
以常規(guī)方式接收下行信號，應用數(shù)據(jù)進行編碼和調制以便通過所用的移動衛(wèi)星由低功率L段發(fā)射機73向上傳輸，實際傳輸定時在服務的特定應用所實踐的擁塞控制策略的控制下，L段發(fā)送天線最好實際上與DTH/DBS接收天線進行綜合，但也可以是分開的單獨天線，這取決于所使用的DTH/DBS和移動衛(wèi)星的靠近程度。
圖4更詳細地表示置頂控制器，此控制器由節(jié)目數(shù)據(jù)存儲器100、選擇節(jié)目指南單元101(具有IR遙控)、顯示節(jié)目指南GUI(圖形用戶界面)102、允許GUI與IR遙控單元之間的交互作用的單元103和用于在TV屏幕上顯示所選頻道的單元104，這些部件在常規(guī)置頂單元中找到。另外，本發(fā)明中采用的修改的控制器包括交互性數(shù)據(jù)存儲器110、用于允許用戶利用IR遙控單元選擇交互性模式的單元111、用于顯示所選應用的GUI的單元112、用于允許GUI 112與IR遙控單元61之間交互作用的單元113和消息格式器144，這個格式器144根據(jù)來自IR遙控單元61的發(fā)送指令格式化此消息這些消息，隨后由單元115傳送給L段發(fā)射機。
本發(fā)明的典型示例可以是家庭購物服務，這由已提供郵寄與快遞地址、信用卡號碼等給家庭購物網的登記與注冊用戶使用。為了利用交互性返回能力，家庭購物廣播信號將包括根據(jù)遙控單元的指令顯示給用戶TV的訂購屏幕，繼續(xù)使用遙控單元，用戶能巡視訂購屏幕，填入有關要購買的項的訂購信息，諸如數(shù)量、顏色、大小等。完成時，用戶能利用遙控單元上的“發(fā)送消息”鈕發(fā)送作為“購物信息請求”的信息給家庭的購物服務中心，家庭購物服務中心將立即發(fā)回包含價格，可購買性、傳送信息等以及屏幕上的“是的，我想購買”、“付款方法”、“訂購變化”或“取消”等選擇塊的尋址消息給用戶。在選擇合適的塊之后，用戶能再次使用遙控單元上的“發(fā)送消息”鈕，家庭購物服務中心隨后發(fā)送確認消息給用戶。
用戶終端尋址能力已是合適的DTH/DBS系統(tǒng)一部分，解碼與顯示涉及交互應用的屏幕的能力要求修改置頂單元50中的置頂控制器軟件，也要求具有諸如“顯示交互式屏幕”與“發(fā)送消息”的涉及交互模式的附加功能按鈕的修改的無線遙控單元61。諸如菜單滾動與菜單項選擇的遙控功能通?？稍谝话愕木哂蠨BS置頂盒的無線遙控器上獲得，但置頂控制器63也要求進行修改以處理交互性有關的TV顯示屏幕、消息格式化和發(fā)送指令功能。涉及特定應用的格式化消息隨后由L段發(fā)射機70進行處理，并通過L段衛(wèi)星發(fā)送給家庭購物服務中心(在這種情況中)。對于與可獲得的DTH/DBS服務一起使用的標準單元的置頂控制器軟件增加與遙控單元修改適應用戶感興趣的更大范圍的應用。
本發(fā)明提供在典型客戶應用中提供返回路徑問題的一種可選的解決方案，其中在返回路徑上發(fā)送的數(shù)據(jù)量相對在前向路徑上接收的數(shù)據(jù)量小。
權利要求
1．一種交互式直播站，包括用于在寬帶衛(wèi)星鏈路上通過衛(wèi)星發(fā)送廣播信號給終端用戶的裝置；用于通過提供返回路徑的分開的窄帶衛(wèi)星返回鏈路從終端用戶接收返回信號的裝置；和用于解釋所述返回信號以響應來自終端用戶的請求的裝置。
2．根據(jù)權利要求1的交互式直播站，還包括CDMA解調器，用于解調在返回鏈路上接收的CDMA調制信號。
3．根據(jù)權利要求1或2的交互式直播站，還包括廣播材料源和接口單元，其中接口單元接收所述返回信號并用于響應此來控制所述源、以選擇要發(fā)送給終端用戶的廣播材料。
4．根據(jù)權利要求1至3中任何一個權利要求的交互式直播站，其中用戶接口單元包括用于在寬帶鏈路上建立與提供廣播信號的不同業(yè)務提供者通信的端口。
5．根據(jù)權利要求1至4中任何一個權利要求的交互式直播站，其中所述寬帶鏈路是KU段鏈路，而所述窄帶鏈路是L段鏈路。
6．一種直接至家庭廣播接收系統(tǒng)，包括用于在寬帶衛(wèi)星鏈路上通過衛(wèi)星從主站接收寬帶廣播信號的接收機；用于生成返回信號以便傳送給所述主站的裝置；和用于在與所述第一鏈路分開的第二窄帶鏈路上通過衛(wèi)星發(fā)回所述返回信號給主站的發(fā)射機。
7．根據(jù)權利要求6的直接至家庭廣播接收系統(tǒng)，還包括CDMA調制器，用于在返回路徑上傳輸之前CDMA調制所述返回信號。
8．根據(jù)權利要求6或7的直接至家庭廣播接收系統(tǒng)，還包括用于接收所述廣播信號的窄射束天線和用于發(fā)送所述窄帶信號的寬射束天線，所述寬射束與窄射束天線緊靠近進行安裝。
9．根據(jù)權利要求8的直接至家庭廣播接收系統(tǒng)，其中所述天線安裝在公共拋物面天線上。
10．根據(jù)權利要求6至9中任何一個權利要求的直接至家庭廣播接收系統(tǒng)，其中所述發(fā)射機連到所述控制器，從用戶接收指令以便發(fā)回給基站。
11．根據(jù)權利要求10的直接至家庭廣播接收系統(tǒng)，其中所述控制器利用CDMA調制器連接發(fā)射機，CDMA調制器CDMA調制返回信號以便在窄帶鏈路上傳輸。
12．用于提供交互式廣播服務的一種方法，包括步驟利用寬帶衛(wèi)星鏈路發(fā)送廣播信號給終端用戶；從所述用戶接收在與所述第一鏈路分開的窄帶衛(wèi)星鏈路上發(fā)送的返回信號；和響應所述返回信號以提供所述業(yè)務用戶所請求的業(yè)務。
13．根據(jù)權利要求12的方法，其中所述返回信號是CDMA調制信號。
14．根據(jù)權利要求12的方法，其中所述廣播信號在KU段中進行發(fā)送并在L段中發(fā)送返回信號。
15．根據(jù)權利要求12至14中任何一個權利要求的方法，其中所述返回信號用于選擇終端用戶所要的特定廣播材料。
16．根據(jù)權利要求12至14中任何一個權利要求的方法，其中所述返回信號用于控制多媒體信息從Internet或其他源至終端用戶的下載。
17．一種交互式直播衛(wèi)星系統(tǒng)，包括用于從KU廣播衛(wèi)星接收第一KU段信號的裝置；用于解碼從所述KU廣播衛(wèi)星中接收的所述KU段信號的裝置；用于提供編碼的返回信號的裝置；用于調制所述編碼的返回信號以提供編碼的CDMA調制信號的CDMA調制裝置；和用于發(fā)送所述調制的編碼的返回信號給L段衛(wèi)星的裝置。
18．根據(jù)權利要求17的直播衛(wèi)星系統(tǒng)，其中KU段廣播衛(wèi)星與L段衛(wèi)星主站相互連接。
19．根據(jù)權利要求17的直播衛(wèi)星系統(tǒng)，還包括一個置頂單元，用于接收從所述KU廣播衛(wèi)星收到的解碼的KU段信號，并用于提供返回信號以便由所述裝置進行編碼來提供解碼的返回信號。
20．根據(jù)權利要求19的直播衛(wèi)星系統(tǒng)，其中用于接收第一KU段信號的所述裝置和用于發(fā)送調制的編碼的返回信號的所述裝置包括單個發(fā)送與接收天線。
21．根據(jù)權利要求19的直播衛(wèi)星系統(tǒng)，其中用于發(fā)送調制的編碼的返回信號的所述裝置與現(xiàn)有的KU段接收天線一起安裝并進行組合。
22．用于置頂單元與天線之間連接的調制與解調發(fā)送和接收單元，包括接收和編碼注定給所述天線裝置的來自置頂單元的信息的裝置；和接收與解碼注定給所述置頂單元的來自所述天線裝置的信息的裝置。
全文摘要
在提供交互式廣播業(yè)務的方法中,通過寬帶衛(wèi)星鏈路發(fā)送廣播信號給終端用戶。從用戶接收在與第一鏈路分開的窄帶衛(wèi)星鏈路上發(fā)送的返回信號,返回信號允許業(yè)務用戶發(fā)回指令給基站以請求特別業(yè)務。
文檔編號H04N5/00GK1218600SQ97194513
公開日1999年6月2日 申請日期1997年3月14日 優(yōu)先權日1996年3月19日
發(fā)明者M·祖利昂里, H·C·豪格利 申請人:維斯塔電信公司