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Title:
DISTRIBUTION SYSTEM FOR SATELLITE BROADCASTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/054143
Kind Code:
A1
Abstract:
A distribution system for satellite broadcasts comprises a satellite receiver antenna for the reception of the satellite signals, a receiver, for the demodulation of the signals received by the antenna and a line system, for the distribution of the signals to several users, whereby the receiver and the satellite reception antenna are arranged close in space and only demodulated or decoded signals are distributed by means of the line system to the user.

Inventors:
HETZEL HERBERT (DE)
KLOS RAINER (DE)
HECK PATRICK (DE)
THIEL CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/014114
Publication Date:
June 24, 2004
Filing Date:
December 12, 2003
Export Citation:
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Assignee:
OASIS SILICON SYSTEMS AG (DE)
HETZEL HERBERT (DE)
KLOS RAINER (DE)
HECK PATRICK (DE)
THIEL CHRISTIAN (DE)
International Classes:
H04H40/90; H04N7/20; (IPC1-7): H04H1/00; H04N7/20
Domestic Patent References:
WO2002025847A12002-03-28
Foreign References:
US5404505A1995-04-04
US20020150061A12002-10-17
EP1009113A12000-06-14
Other References:
See also references of EP 1573942A1
Attorney, Agent or Firm:
Lohr, Georg (Eichenau, DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Distributionssystem für Satellitenrundfunk umfas send wenigstens eine SatellitenEmpfangsantenne (1) zum Empfang von SatellitenSignalen, wenigstens einen Vorverstärker (8) mit optiona lem Frequenzumsetzer (LNB) zur Verstärkung der empfangenen Signale, wenigstens einen Empfänger (9) zur Demodulation und/oder Dekodierung der Signale des Vorver stärkers und ein Leitungssystem (5) zur Verteilung der Sig nale des Empfängers an wenigstens einen Teil nehmer dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Vorverstärker (8) mit optionalem Frequenzumsetzer, sowie wenigstens ein Empfänger (9) zusammen mit einem Businterface (10) für ein digitales Bussystem, welches wahlweise auf elekt rischen Leitungen bzw. auf Lichtwellenleitern ba siert, wenigstens einer SatellitenEmpfangsan tenne (1) zugeordnet ist und weiterhin zur Weiter verteilung von demodulierten und/oder decodierten Signalen mittels des Bussystems an wenigstens ei nen Teilnehmer (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) ausgebildet ist.
2. Distributionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Vorverstärker (8) mit optionalem Frequenzumsetzer, sowie wenigstens ein Empfänger (9) zusammen mit einem Businterface (10) für ein digitales Bussystem, zu einer Empfangseinheit (3) integriert sind.
3. Distributionssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (3) in einem Gehäuse unterge bracht ist und ähnlich der dem Stand der Technik entsprechenden Vorverstärker bzw. LNBs an der An tenne angebracht ist.
4. Distributionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das digitale Bussystem (5) auch für weitere Kommu nikationsaufgaben wie die eines PCNetzwerkes oder zur Gebäudeautomatisierung verwendbar ist.
5. Distributionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Empfänger (9) zur EchtzeitKodie rung der empfangenen Signale in ein digitales Vi deoformat, vorzugsweise MPEG oder ein dazu ver wandtes Format ausgebildet ist.
6. Distributionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teilnehmer (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) zum Empfang der Daten in einem digitale Videoformat, vorzugsweise MPEG oder ein dazu verwandtes Format ausgebildet ist.
7. Distributionssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine DiversityEinheit vorgesehen ist, welche aus den Signalen mehrerer Empfänger das Signal mit der jeweils beste Qualität heraus filtert und weiter an die Teilnehmer übermittelt.
8. Verfahren zur Distribution'von Satellitenrundfunk signalen umfassend die folgenden Schritte : Empfang der Satellitensignale mittels wenigs tens einer Satellitenantenne, Demodulation der empfangenen Signale, Umsetzung der Signale in ein digitales Bus system mit einem in die Antenne integrierten Businterface und Distribution der demodulierte Signale über ein Leitungssystem an wenigstens einen Teil nehmer.
Description:
Distributionssystem für Satellitenrundfunk Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft ein Distributionssystem für Satellitenrundfunk und verwandte Dienste.

Stand der Technik Konventionelle Distributionssysteme für Satellitenrund- funk, wie sie beispielsweise in der US 5,787, 335 be- schrieben sind, basieren auf der Verteilung analoger Hochfrequenz-Signale mittels Koaxialkabeln. Zur gleichzeitigen Übertragung der Signale zweier Polarisa- tionen werden zwei Kabelstränge eingesetzt. Eine Ver- besserung zeigt hier die US 5,805, 975, bei der die Signale der zweiten Polarisation in einen anderen Frequenzbereich umgesetzt werden. Allerdings ist hier- bei ein wesentlich breitbandigeres Kabel sowie ein . breitbandigeres Verteilersystem notwendig. Das Problem bei derartigen Anordnungen ist, dass die bei herkömmli- chen Kabelsystemen zur Verfügung stehende Bandbreite bei weitem nicht ausreicht, um alle übertragbaren Kanäle, insbesondere bei gleichzeitigem Empfang mehre- rer Satelliten zu verteilen.

Eine Verbesserung bringen hier Empfangsysteme mit steuerbaren Kopfstationen, wie sie beispielsweise in der DE 195 28 589 Cl beschrieben sind. Hierin wird entsprechend der Kanalselektion der einzelnen Teilneh- mer der gewünschte Kanal in ein Zwischenband umgesetzt, welches über das Koaxialkabel übertragen werden kann.

Der Nachteil einer solchen Lösung ist die hohe Komple- xität der Kopfstation verbunden mit einer geringen

Flexibilität. So können nur speziell für die Kommunika- tion mit der Kopfstation ausgelegte Empfänger einge- setzt werden.

Ein anderer Ansatz wird in der US 5,995, 258 verfolgt.

Darin wird ein komplexes optisches Bussystem beschrie- ben, bei dem die Satelliten-Empfangssignale im Basis- band übertragen werden. Zur gleichzeitigen Übertragung mehrerer Polarisationen bzw. einer Kommunikation in der Gegenrichtung werden unterschiedliche optische Wellen- längen eingesetzt. Dieses System weist die Nachteile einer äußerst hohen Komplexität, eines hohen Aufwands der optischen Komponenten und gleichzeitig niedrige Übertragungsqualität durch optische Signalübertragung im Basisband auf.

Eine vereinfachte Lösung stellt hier die US 6,486, 907 B1 dar. Hier wird ein vereinfachtes optisches Verteil- system beschrieben, bei dem die Signale ebenfalls ohne weitere Modulation im Basisband übertragen werden. Der Nachteil dieser Anordnung besteht in einer niedrigen Übertragungsqualität aufgrund der optischen Signalüber- tragung im Basisband.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Distribu- tionssystem für Satellitenrundfunk zu gestalten, wel- ches die zuvor beschriebenen Nachteile nicht aufweist und für den gleichzeitigen Anschluss einer hohen Teil- nehmerzahl bei hoher Flexibilität und niedrigen Kosten geeignet ist.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Weiterbildun- gen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen An- sprüche.

Nachfolgend wird aus Gründen der Übersichtlichkeit ausschließlich auf den Begriff des Satellitenrundfunks Bezug genommen. Mit eingeschlossen seien hierbei Diens- te wie Satelliten-TV, Satelliten-Radio, sowohl in analoger als auch digitaler Form als auch rein digitale Dienste, wie die Verteilung von Internet-Daten über Satellitenkanäle.

Ein erfindungsgemäßes Distributionssystem umfasst wenigstens eine Satelliten-Empfangsantenne zum Emp- fang der Satelliten-Signale, wenigstens einen LNB (Low Noise Block) als Vorverstärker sowie wenigstens einen Empfänger zur Demodulation der von der Antenne empfangenen Signale. Weiterhin ist wenigstens ein Leitungssystem zur Verteilung der Signale an wenigstens einen Teilnehmer vorgesehen. Auf weitere Komponenten, welche zwar für die Funktion des Systems, aber nicht für die Erfindung selbst wesentlich sind, wird hier nicht weiter eingegangen.

Im Gegensatz zum Stand der Technik befindet sich der bzw. die Empfänger nicht auf Seiten der Teilnehmer, sondern sind der bzw. den Satelliten-Empfangsantennen zugeordnet. Unter Empfängern werden hier entsprechend des allgemein üblichen technischen Sprachgebrauchs nicht Frequenzumsetzer, welche ein Signal in ein ande- res Frequenzband umsetzen, verstanden. Vielmehr umfasst

der Begriff diejenigen Einheiten, welche die Signale demodulieren und gegebenenfalls dekodieren.

Erfindungsgemäß sind wenigstens ein LNB, eventuell notwendige Frequenzumsetzer, sowie wenigstens ein Empfänger zusammen mit einem Businterface wenigstens einer Antenne zugeordnet. Somit werden erfindungsgemäß ausschließlich demodulierte und/oder falls gewünscht oder notwendig decodierte Signale mittels des Bussys- tems an die Teilnehmer weiter verteilt. Somit sind selbstverständlich in den Teilnehmern selbst keine Empfänger zur Demodulation bzw. Dekodierung der Signale mehr notwendig. Der Begriff der Dekodierung bezieht sich hier auf spezielle Arten der Kodierung, wie zur hochfrequenten Übertragung der Satellitensignale vom Satelliten zum terrestrischen Empfänger verwendet werden. Selbstverständlich können die Signale zur Übertragung über das Bussystem entsprechend dem Bussys- tem-Standard neu kodiert werden. Kodierungen, die üblicherweise auch von Audio-und Videogeräten ohne eigenes HF-Empfangsteil ausgewertet werden können, wie MP3 oder ähnliche Standards müssen nicht zwangsläufig dekodiert werden. So können derart kodierte Signale auch ohne Dekodierung weiter an die Teilnehmer übertra- gen werden.

Vorzugsweise erfolgt eine enge räumliche Integration von Vorverstärker (8) mit optionalem Frequenzumsetzer (LNB), Empfänger (9), Sowie Businterface (10) mit der Antenne. Eine erfindungsgemäße Einheit aus diesen Komponenten kann beispielsweise in einem einzigen Gehäuse, vorzugsweise wie dies üblicherweise entspre-

chend dem Stand der Technik für LNBs verwendet wird, untergebracht und an der Antenne montiert werden.

Mit dem Begriff Antenne wird hier auf einen üblicher- weise eingesetzten Reflektor, wie beispielsweise einen Parabolspiegel Bezug genommen. Ein Modenwandler, wie beispielsweise ein Hornstrahler, welcher zur Umsetzung der Freiraum-Moden in Leitung geführte Moden der elekt- romagnetische Wellen eingesetzt wird, kann wahlweise dem Reflektor oder auch dem Vorverstärker zugeordnet werden. Bevorzugt ist er jedoch dem Vorverstärker zugeordnet. Grundsätzlich können im Sinne der Erfindung beliebige Reflektorformen bzw. Antennenformen einge- setzt werden. Ebenso sind erfindungsgemäß auch aktive oder passive Array-Antennen einsetzbar. Hierbei wird selbstverständlich wenigstens ein LNB, eventuell not- wendige Frequenzumsetzer, sowie wenigstens ein Empfän- ger in einer Einheit zusammen mit einem Businterface in die Antenne selbst integriert.

Entsprechend der Erfindung basiert das Bussystem auf elektrischen Leitungen und insbesondere auf Lichtwel- lenleitern. Alternativ kann dies auch ein schmalbandi- ges Funksystem oder auch ein wireless-LAN sein. Derar- tige Systeme werden derzeit beispielsweise vielfach im 13cm-Band angeboten.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Ausgestaltung des Bussystems als digitales Bussystem.

In derartigen digitalen Bussystemen ist auch regelmäßig eine bidirektionale Kommunikation möglich. Dadurch ist es besonders einfach, für die Teilnehmer, einem ent-

sprechenden Empfänger mitzuteilen, welchen Kanal des Satellitenbandes dieser empfangen und demodulieren soll. Ebenso ist über das Bussystem eine Reihe zusätz- licher Kommunikationsmöglichkeiten gegeben. So können beispielsweise weitere Parameter wie über die Signal- qualität oder andere Informationen wie Uhrzeit übertra- gen werden. Weiterhin lassen sich mit einem solchen Bussystem intelligente Steuerung realisieren. Fordern beispielsweise zwei oder mehr Teilnehmer den gleichen Kanal an, so ist es nun möglich, diesen Teilnehmern mitzuteilen, welcher Empfänger gerade diesen Kanal demoduliert bzw. in welchem Datenstrom die gewünschten Pakete zu finden sind. Somit entfällt die mehrfache Demodulation des gleichen Kanals durch mehrere Empfän- ger. Dieses ist insbesondere bei großen Systemen vor- teilhaft, da hier mit hoher Wahrscheinlichkeit zumin- dest einige Teilnehmer die gleichen Kanäle anfordern.

Somit kann die Anzahl der Empfänger geringer als die Anzahl der Teilnehmer gewählt werden. Dies führt zu einer weiteren Kosteneinsparung.

Weiterhin kann das Bussystem nicht nur zur Distribution der Satellitensignale, sondern zusätzlich auch zur Datenübertragung, wie beispielsweise in PC-Netzwerken oder zur Gebäudeautomatisierung eingesetzt werden.

Dadurch ist es nur noch notwendig, eine einzige Netzwerkinfrastruktur vorzusehen, welche alle möglichen Kommunikationsaufgaben in einem Gebäude bewältigt. Dies führt gegenüber den bekannten Lösungen mit mehreren Netzwerk-bzw. Kabelsystemen zu einer enormen Kosten- ersparnis.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist we- nigstens ein Empfänger zur Echtzeit-Kodierung der empfangenen Signale in wenigstens ein digitales Video- format ausgebildet. Derartige digitale Videoformate können beispielsweise MPEG oder hieraus abgeleitete bzw. dazu verwandte Formate sein. Durch die Kodierung in ein solches Videoformat müssen über das Leitungssys- tem bzw. über den digitalen Bus nur sehr stark redu- zierte Datenmengen übertragen werden. Damit ist über eine einfache Businfrastruktur eine hohe Anzahl unter- schiedlicher Kanäle gleichzeitig übertragbar.

Weiterhin sind die Teilnehmer vorteilhafterweise beson- ders kostengünstig auszugestalten, da diese nur noch Standard-Decoder, wie beispielsweise MPEG-Decoder aufweisen müssen. Somit sind an Stelle der bisher aufwändigen Satellitenempfänger einfache MPEG-Decoder, welche beispielsweise in PCs per Software realisiert werden können oder auch in DVD-Playern ohnehin integ- riert sind, einsetzbar. Dies führt zu einer starken Kostenreduzierung des Gesamtsystems.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht wenigs- tens eine Diversity-Einheit vor, welche aus den Signalen mehrerer Empfänger das Signal mit der jeweils besten Qualität herausfiltert und weiter an die Teil- nehmer übermittelt. Die Filterung kann wahlweise anhand der demodulierten Signale von Empfängern oder aber auch anhand von digitalen Signalen, welche über einen Bus übertragen werden, erfolgen. Besonders einfach ist die Auswahl des besten Kanals, wenn ein Empfänger bei der Echtzeit-Kodierung der Signale einen Güteparameter

errechnet und diesen an die Diversity-Einheit über- mittelt. Somit kann diese Diversity-Einheit anhand des Parameters eine einfache Auswahl des besten Kanals treffen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst die Schritte : Satellitenrundfunksignalen umfassend die folgenden Schritte : Empfang der Satellitensignale mittels wenigs- tens einer Satellitenantenne, Demodulation der empfan- genen Signale, Umsetzung der Signale in ein digitales Bussystem mit einem in die Antenne integrierten Busin- terface und Distribution der demodulierte Signale über ein Leitungssystem an wenigstens einen Teilnehmer.

Beschreibung der Zeichnungen Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs- beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exempla- risch beschrieben.

Fig. 1 zeigt in allgemeiner Form schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt in allgemeiner Form schematisch den Aufbau einer Empfangseinheit (3).' Fig. 3 zeigt eine Empfangseinheit mit mehreren Empfän- gern.

Das hier dargestellte Distributionssystem weist eine Satelliten-Empfangsantenne (1) zum Empfang der Satel- liten-Signale auf. Diese Antenne umfasst zumindest einen Reflektor (2). Weiterhin ist eine Empfangeinheit (3) vorgesehen, welche alle Komponenten enthält, die zum Abgriff der vom Reflektor konzentrierten Signale, deren Umsetzung und Abgabe als digitale Signale auf dem Bussystem (5) notwendig sind, enthält. Dies sind bei- spielsweise Modenwandler (7), Vorverstärker (8) sowie Empfänger (9). Die in der Empfangseinheit empfangenen und demodulierten Signale werden in eine geeignete digitale Form umgesetzt, welche über das Bussystemen (5) zu den einzelnen Teilnehmern (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) übertragen werden kann.

Bei dieser Anordnung ist der Empfänger nicht auf Seiten der Teilnehmer, sondern in unmittelbarer Nähe der Satelliten-Empfangsantenne angebracht.

In Fig. 3 ist schematisch eine Empfangseinheit darge- stellt. Ein Modenwandler (7), beispielsweise eine Hornantenne greift die von dem Reflektor (2) konzent- rierten elektromagnetischen Wellen auf und wandelt diese Leitung geführte Wellen um. Diese werden dann von einem Vorverstärker (8) verstärkt sowie von einem nachfolgenden Empfänger (9) demoduliert und gegebenen- falls decodiert. Zur Kommunikation zwischen dem Empfän- ger und den Teilnehmern mittels des Bussystems (5) ist ein Businterface (10) vorgesehen. Dieses Businterface kann wahlweise auch bidirektional ausgebildet sein, so dass dieses nicht nur Signale an den Bus aussenden, sondern auch Signale von Bus empfangen kann. Dadurch lassen sich beispielsweise der Empfangseinheit auch bestimmte Betriebszustände, wie die Selektion oder auch die Sperre bestimmter Kanäle signalisieren.

Fig. 3 zeigt schematisch die beispielhafte Ausgestal- tung mit zwei Empfängern. Es sind hier nun zwei Moden- wandler (7,17) vorgesehen, welche elektrische Signale an die Vorverstärker (8,18) abgeben. Die verstärkten Signale werden dann den entsprechenden Empfänger (9, 19) zur Demodulation zugeführt. Die empfangenen Signale werden nun mittels der lokalen Businterfaces (11,20) mit dem (externen) Businterface (10) verbunden. Hierzu besteht zwischen den Businterfaces (11,20, 10) ein interner Bus. Dieser Bus kann z. B. ein synchroner, Multimediafähiger Bus, wie der MediaLB sein. Selbst

verständlich können entsprechend diesem Ausführungsbei- spiel auch weitere Empfänger miteinander kombiniert werden. Eine Kombination ist auch entsprechend dem Stand der Technik beispielsweise über Multiplexer (Kanalschalter) möglich. Allerdings ist die hier darge- stellte Kombination über einen lokalen Bus wesentlich flexibler und leistungsfähiger. An Stelle des lokalen Busses kann selbst verständlich auch das Bussystem (5) verwendet werden.

Bezugszeichenliste 1 Satelliten-Empfangsantenne 2 Reflektor 3 Empfangseinheit 5 Bussystem 6a, 6b, 6c, 6d, 6e Teilnehmer 7 Modenwandler 8 Vorverstärker 9 Empfänger 10 Businterface 11 Lokales Businterface 17 Zweiter Modenwandler 18 Zweiter Vorverstärker 19 Zweiter Empfänger 20 Zweites Lokales Businterface