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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Senden von Daten über einen
Satelliten, und insbesondere ein Verfahren zum Senden von Daten
geringer Priorität,
welches die ungenutzten Zeiten eines Satelliten-Transponders ausnutzt,
der Dienstleistungen mit hoher Priorität (zum Beispiel als „Satellite News
Gathering", oder
SNG, bekannten Dienstleistungen) zugewiesen ist.
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Fernsehgesellschaften
und dergleichen halten gewöhnlicherweise,
entweder im analogen FM-Format oder im digitalen Format, ständige Erreichbarkeit
von Satelliten-Transpondern
zum Hochladen externer Audio/Video-Aufnahmen von beweglichen Stationen
zu Produktionszentren aufrecht. Gewöhnlicherweise wird der Satelliten-Transponder von mehreren
beweglichen Stationen gemäß einer
Frequenz-Aufteilungs-Technik
(FDMA) genutzt, die Zugriff auf einen Schlitz des verfügbaren Kanals
(gewöhnlicherweise
72 MHz oder 36 MHz) ermöglicht.
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Solche
Verbindungen mit hoher Priorität
sind offensichtlicherweise zeitlich schwer vorhersehbar und erfordern,
dass die Verfügbarkeit
des Kanals garantiert ist, wann immer die Dienstleistungen ihn anfordern.
Folglich stellt sich heraus, dass die Ausnutzung der Satellitenressourcen
sehr gering ist, üblicherweise
weniger als 50% der Zeit.
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Die
US-A-5 815 506 offenbart,
wie Band-externe Signalisierungskanäle zum Senden von Signalen
von einer ersten Station zu einer zweiten Station über einen
Satelliten-Transponder
genutzt werden können
und dabei die Ineffizienz des Systems reduziert wird. Dieses Verfahren
nutzt jedoch nur die kapazitätsbegrenzten
Band-externen Signalisierungskanäle,
es erlaubt nur das Senden von Kurznachrichten und nutzt nicht die
unbelegten Ressourcen hoher Kapazität des Satelliten-Transponders.
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Die
Erfindung hat das Ziel, die ungenutzten Kapazitäten solcher Transponder zum
Senden von Daten geringer Priorität besser zu nutzen, ohne die SNG-Sende-Dienstleistungen,
denen der Satellit zugewiesen ist, zu behindern oder zu verzögern, und ohne
dass Änderungen
entweder an der benutzten Vorrichtung oder an den in der Vorrichtung
genutzten Verfahren notwendig sind.
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Die
Erfindung verwirklicht die oben genannten und andere Aufgaben und
Vorteile, wie sie aus der folgenden Offenbarung ersichtlich sind,
mit einem Verfahren zum Senden von Daten geringer Priorität über einen
Satelliten, das die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird nun mit Hilfe eines nichteinschränkenden Beispiels,
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,
offenbart, wobei es sich bei:
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1 um
ein Frequenzdiagramm, welches die Nutzung der Sende-Bandbreite eines
Satelliten-Transponders zeigt; und bei
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2 um
ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Senden von Daten über einen
Satellit, in der das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird,
handelt.
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1 zeigt
einen Transponderkanal als ein Frequenzdiagramm mit 36 MHz Bandbreite,
der in vier Frequenzschlitze A, B, C und D unterteilt ist, die eine
9 MHz Bandbreite aufweisen. Beispielsweise werden die Schlitze A,
C und D als belegt, d. h. von Dienstleistungen mit hoher Priorität, beispielsweise SNG
Dienstleistungen, belegt angenommen, während angenommen wird, dass
Schlitz B nicht belegt ist, obwohl er jederzeit und ohne Vorwarnung
von einer Sendung mit hoher Priorität, wie einem Audio/Video-Hochladen
oder einer Audio/Video-Verbindung, belegt werden kann.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
basiert im Wesentlichen auf dem folgenden Ansatz:
- – Benutzen
des momentan unbelegten Schlitzes auf dem Transponder zum Senden
eines Datensignals mit geringer Priorität;
- – sofortiges
Abbrechen der Sendung, und dadurch Freigeben des Schlitzes, sobald
ein anderes Signal (sei es analog oder digital) in dem selben Zeitschlitz
gesendet wird;
- – falls
eines oder mehr Datenpakete bei der Unterbrechung der Sendung mit
geringer Priorität verloren
gehen, auf Anfrage des Empfängers
erneutes Senden der verloren gegangenen Pakete über einen erdbasierten Rück-Kanal.
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Mit
Hilfe des oben genannten Ansatzes bleibt der Transponder für die Dienstleistungen
mit hoher Priorität
ständig
verfügbar,
jedoch werden die Transponder-Ressourcen, die ansonsten verschwendet werden
würden,
zumindest teilweise nutzbar gemacht.
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Der
oben genannte Ansatz wird vorteilhafterweise in der diagrammatisch
in 2 gezeigten Vorrichtung verwendet, wobei es sich
bei T um eine erfindungsgemäße Sende/Empfangs-Station
und bei R um eine entfernt von der erst genannten liegende Empfangs-Station
handelt.
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In
der Sendestation T ist eine Parabolantenne 10 zum Senden
von Daten geringer Priorität
auf einen Satelliten-Transponder 12 gerichtet, auf den auch
eine Parabolantenne 14 zum Empfangen von Daten mit geringer
Priorität
in einer Empfangsstation R gerichtet ist.
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Ein
Spektrumanalysator 16 ist mit der Antenne 10 verbunden.
Der Spektrumanalysator 16 wird von einer programmierten
digitalen Steuereinheit 18 gesteuert, zum Empfangen von
durch den Transponder in dem gewünschten
Kanal (üblicherweise
mit 36 MHz Frequenz-Bandbreite) gesendeten Signalen und zum Messen
der Signalleistung, die in einem gewünschten der Frequenzschlitze
empfangen wurde, in die der Kanal unterteilt ist (üblicherweise
vier Frequenzschlitze, von denen jeder eine Breite von 9 MHz aufweist),
und Ausgeben solcher Messwerte an die Steuereinheit 18.
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Die
Sendestation T weist auch einen Modulator 20, zum Beispiel
gemäß DVB-S
(Digital Video Broadcasting-Satellite, Standard ETSI EN 300 421) auf,
dessen Ausgang mit einer Antenne 10 verbunden ist und dessen
Eingang von zu sendenden Signalen, die von einem DVB-Netzübergang
bzw. -Gateway 22 stammen, gesteuert wird. Der Netzübergang 22 empfängt mit
dem Protokoll UDP/IP Dateien von Sendedaten von einem Datenserver 24,
in dem die auf das Senden wartende Daten geringer Priorität gespeichert
sind, und formatiert die Daten gemäß einem passenden Protokoll,
vorzugsweise gemäß DVB-Verkehrs-Datenstrom,
wie aus dem Stand der Technik bekannt. Der Aufgabenbereich der Abfolge von
Vorrichtungen 20, 22, 24, die alle dem
Fachmann bekannt sind, wird von der Steuereinheit 18 gesteuert,
bei der es sich um einen programmierten digitalen Mikrocomputer
handeln kann, der per se bekannt ist, zum Ausführen des hier offenbarten Arbeitszyklusses.
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In
der Empfangsstation R ist die Antenne 14 mit dem Eingang
des DVB-S-Demodulators 26 verbunden,
der dazu in der Lage ist, die Daten des Signals, das von der Antenne
empfangen wurde, zu demodulieren und sie einem DVB Netzübergang
bzw. -Gateway 28 zuzuführen, ähnlich dem
DVB-Netzübergang 22,
der wiederum die Daten einem Datenserver 30 zum Speichern
zuführt.
Der Demodulator 26 wird von einer digitalen Steuereinheit 32, ähnlich der
Steuereinheit 18, gesteuert und weist deshalb ebenfalls
einen in geeigneter Weise programmierten digitalen Mikrocomputer
auf. Beide Steuereinheiten 18, 32 sind dazu im
Stande, sich über
das Telefonnetzwerk oder über
das Internet oder das Intranet 34 in einer per se bekannten
Weise zum Senden von Kurznachrichten untereinander miteinander zu
verbinden.
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Im
Betrieb vergleicht die Steuereinheit 18 den Leistungsmesswert
in dem Schlitz, so wie er von dem Spektrumanalysator 16 bereitgestellt
wurde, mit einem vorbestimmten Schwellwert, der höher als
der Rauschpegel und geringer als der Pegel der Signale hoher Priorität ist. Wann
immer die Leistung in dem Schlitz unter den Schwellwert fällt, erkennt
die Steuereinheit 18, dass der Schlitz unbelegt ist und
ermöglicht
somit dem Server 24, Daten zu speisen und dem Modulator 20,
das Senden von Daten über
die Antenne 10 zu initiieren. Den nutzbaren Daten geht
eine kodierte Nachricht voraus, die an die Steuereinheit 32 gesendet
wird, enthaltend eine Liste der zu sendenden Daten in der Form von
Dateinamen oder Paketkopfzeilen und Anzahl von Paketen.
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Die
von dem Transponder 12 erneut zur Erde gesendeten Daten
werden von der Antenne 14 empfangen, von dem Modulator 26 demoduliert
und von dem Datenserver 30, wie oben beschrieben, gespeichert.
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Der
Empfänger
R hört
ständig
den Transponder 12 ab und ist in der Lage, basierend auf
dem Sende-Protokoll der Daten geringer Priorität, die nutzbaren Daten von
anderen Daten zu unterscheiden, die nicht für die unter genauer Überprüfung befindliche Verbindung
von Bedeutung sind, zum Beispiel SNG-Sendungen von Daten hoher Priorität.
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Die
Antenne 10, die auch als Empfangsantenne betrieben wird,
ist auch mit dem Eingang des Demodulators 36 verbunden
(ähnlich
wie der Demodulator 26 mit der Antenne 14 in Verbindung
steht), der das ursprünglich
von dem Modulator 20 erzeugte und gesendete Signal empfängt, welches
von dem Satellit 12 zur Erde zurückkehrt. Das Ausgangssignal des
Demodulators 36 wird in einen Fehler-Korrektur-Dekoder 38,
vorzugsweise einen Reed-Solomon Decoder, gespeist. Der Ausgang des
Demodulators 36 und der Ausgang des Decoders 38 werden
weiter an die zwei Eingänge
eines digitalen Vergleichsglieds 40 angelegt, welches an
seinem Ausgang, zum Steuern der Steuereinrichtung 18, einen
Messwert der Fehlerrate des empfangenen Signals ausgibt. Die Steuereinheit 18 ist
zum Unterbrechen von Datensendungen, zum Deaktivieren des Servers 24 und
des Modulators 20, sobald die von dem Vergleichsglied 40 bereitgestellte
Fehlerrate einen vorbestimmten Schwellwert, bei spielsweise 0,1%, überschreitet,
programmiert. Es versteht sich, dass unter normalen Sendebedingungen
die Fehlerrate gering ist, jedoch wird sich, falls der Nutzer des
Schlitzes mit hoher Priorität
anfängt,
seine eigenen Signale zu dem Transponder zu senden, die Fehlerrate
schnell und beträchtlich
erhöhen.
Eine solche Erhöhung
der Fehlerrate wird von der Steuereinheit 18 als ein Indiz dafür angesehen,
dass die Transponder-Dienstleistungen von einer beweglichen Station
oder einem anderen Hauptnutzer des Transponders benötigt werden.
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Nachdem
die Steuereinheit 18 eine Datensende-Sitzung aufgrund einer
Belegung des Schlitzes durch SNG-Dienstleistungen unterbrochen hat, re-aktiviert
sie den Spektrumanalysator 16, so dass er wieder beginnt,
die Schlitze zu überwachen,
und wartet, bis diese wieder frei werden. Andererseits vergleicht
die Steuereinheit 32 in dem Empfänger die empfangenen Daten
mit der Liste der angekündigten Daten
und sendet der Steuereinheit 18 über das Internet/Intranet eine
Nachricht enthaltend eine Liste von Daten, die nicht empfangen wurden,
so dass die Steuereinheit 18 solche Daten in die nächste Sendung
einfügen
kann.
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Es
ist ersichtlich, dass das oben offenbarte Verfahren eine vollkommen
automatische Abwicklung von Datensendungen geringer Priorität gewährleistet
und keine Änderung
in dem Übertragungsverfahren
des SNG Signals benötigt,
welches höchste Priorität beibehält.
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Obwohl
sich die obige Beschreibung auf die Anwendung der Prinzipien der
Erfindung zum Ausnutzen nur eines Schlitzes bezieht, kann das oben
offenbarte Verfahren auf einfache Weise zur Verwendung mehrerer
Frequenzschlitze erweitert werden, zum Beispiel auf vier Schlitze
eines 36 MHz Standards oder sogar auf Schlitze, die zu mehreren
verschiedenen Kanälen
gehören.
Dies kann durch bloße Verdopplung
der Ausrüstung
erfolgen, jedoch ist es für
den Fachmann offensichtlich, dass der Spektrumanalysator 16 von
der Steuereinheit 18 zum zyklischen Abtasten der Schlitze
gesteuert werden kann. In diesem Fall, wenn die Steuereinheit 18 den
Modulator 20 und den Demodulator 36 aktiviert,
wird er auch für
jeden Fall die Betriebs-Träger-Frequenz festsetzen.
Eine von dem Empfänger über das
Internet/Intranet zu der Steuereinheit 32 gesendete Nachricht
des Beginns der Sendung soll einen Hinweis auf den für das Senden
genutzten Schlitz enthalten, und die Steuereinheit 32 soll
dazu in der Lage sein, den Demodulator 26 auf den ausgewählten Schlitz
einzustellen.
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Es
ist offensichtlich, dass zahlreiche weitere Änderungen in dem oben als Beispiel
offenbarten Verfahren und der Vorrichtung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche bestimmt
sind, vorgenommen werden können.