СИСТЕМА РАДИОВЕЩАНИЯ

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к области радиовещания, в частности, к радиовещанию с использованием спутниковой и сотовой передачи радиосигнала.
Уровень техники
В настоящее время радиовещание имеет широкое распространение и разработаны различные способы радиовещания. Наиболее известна передача непосредственно с передающей антенны радиостанции вещания, которая имеет большое покрытие. Однако в последнее время стали использоваться другие системы связи, которые позволяют передавать сигнал за зону покрытия передающей антенны, например с помощью радиорелейной связи, по оптоволокну или через спутник. Обычно в таких системах связи сигнал, передаваемый по закрытым каналам связи, принимается удаленной передающей антенной радиостанции вещания. Недостатком такого способа передачи сигнала является то, что сигнал радиостанции вещания может приниматься только в зонах покрытия передающих антенн, а на тех пространственных промежутках, в которых сигнал передается посредством закрытых каналов связи, приемное устройство сигнал принять не может.
Существует система радиовещания, раскрытая в патенте US 7634224, в которой сигнал радиовещания передается в открытых системах передачи, таких как спутниковая связь и система сотовой связи с использованием базовых станций. Преимуществом такой системы связи является то, что сигнал может быть принят во всех местах, где принимается сигнал спутника или базовой станции, входящей в систему сотовой связи, а не только в зоне покрытия антенны радиостанции вещания.
В то же время система обладает таким недостатком, что если приемное устройство не может принимать сигнал спутника, то вещание радиостанции происходит через систему сотовой связи, которая получает сигнал через другие каналы связи, которые могут быть весьма дорогими.
Раскрытие полезной модели
Настоящая полезная модель направлена на снижение стоимости вещания радиостанции в системе радиовещания в том случае, если приемное устройство не может принимать сигнал со спутника. Дополнительной задачей настоящей полезной модели является выравнивание задержки в такой системе радиовещания независимо от вида канала, по которому передается сигнал.
Задача настоящей полезной модели решается с помощью системы радиовещания, содержащей множество радиостанций вещания, систему спутниковой связи, систему сотовой связи, имеющей в своем составе базовые станции с передающими антеннами, и множество приемных устройств, выполненных с возможностью приема спутникового сигнала и сигналов базовых станций. Указанные приемные устройства также выполнены с возможностью передачи сигналов на базовую станцию, причем приемные устройства могут передавать информацию о том, сигнал какой радиостанции вещания оно принимает со спутника, и передавать принимаемый со спутника сигнал радиостанции вещания. В то же время приемные устройства также могут передавать запрос в систему сотовой связи на передачу из системы сотовой связи в приемное устройство сигнала радиостанции в случае отсутствия спутникового сигнала и, соответственно, принимать из системы сотовой связи в приемное устройство сигнал радиостанции в случае отсутствия спутникового сигнала. Снижение стоимости вещания обеспечивается тем, что система сотовой связи выполнена с возможностью передачи из базовой станции, в зоне действия которой находится приемное устройство, в приемное устройство сигнала радиостанции вещания, получаемого из другого приемного устройства, осуществляющего прием сигнала указанной радиостанции со спутника или другой базовой станции, осуществляющего прием сигнала указанной радиостанции со спутника. В том случае, если ни одно приемное устройство не передает в базовую станцию, в зоне действия которой находится приемное устройство, сигнал запрошенной радиостанции вещания, и, соответственно, ни одно приемное устройство не принимает сигнал запрошенной радиостанции вещания со спутника или из другой базовой станции, то тогда система сотовой связи передает сигнал, получаемый со спутника или из другой базовой станции.
В предпочтительном варианте система сотовой связи составляет список принимаемых приемными устройствами радиостанций вещания и может сохранять его на сервере. Вещание этих радиостанций постоянно поддерживается с помощью приемников, имеющих сигнал со спутника. При этом приемные устройства могут принимать со спутника и передавать в систему сотовой связи сигналов радиостанций вещания, находящихся в списке, по запросу из системы сотовой связи. Для этой цели приемное устройство может содержать блок приемопередачи, выполненный с возможностью сквозной передачи сигнала, принимаемого со спутника, в систему сотовой связи. В одном из предпочтительных вариантов базовые станции могут принимать сигнал со спутника, имея для этого соответствующее оборудование.
В одном из вариантов система сотовой связи выполнена с возможностью сохранения передаваемого радиостанцией вещания сигнала, причем сохраняемый сигнал может представлять собой музыкальную или аудиокомпозицию. Предпочтительно сохранение сигнала выполняется по запросу приемного устройства. Кроме того, приемное устройство может выравнивать временные задержки сигналов, поступающих из разных приемных устройств, базовых станций и/или спутника для обеспечения непрерывного восприятия потока аудиоданных при переключении с одного канала передачи на другой. С другой стороны, система сотовой связи также или вместо приемного устройства может выравнивать временные задержки сигналов, поступающих из разных приемных устройств, базовых станций и/или спутника для обеспечения непрерывного восприятия потока аудиоданных при переключении с одного канала передачи на другой.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в том, что благодаря представленной полезной модели снижается стоимость передачи сигнала радиовещания в том случае, если в спутниковой и сотовой системе радиовещания приемное устройство не может принимать сигнал со спутника. Экономия достигается за счет того, что другое приемное устройство принимает со спутника ту же радиостанцию, что и необходима для того приемного устройства, которое не может принять ее со спутника, таким образом, система сотовой связи может получить сигнал указанной станции из приемного устройства, а не через другие дорогостоящие каналы связи, использование которых в данной ситуации исключается. Другим технически результатом настоящей полезной модели является выравнивание временных характеристик потоков, то есть устранение временной задержки.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена система радиовещания.
На фиг.2 показана структура приемного устройства и его взаимодействие с базовой станцией.
На фиг.3 структура части приемного устройства.
На фиг.4 представлена система радиовещания с множеством приемных устройств.
Осуществление полезной модели
Система согласно настоящей полезной модели предназначена для радиовещания через спутниковые и сотовые каналы связи, причем в некоторых случаях трансляция может проводиться через сеть Интернет, то есть на основании Интернет-протоколов с использованием спутниковых и сотовых каналов связи. Работа системы показана на структурной схеме, представленной на фиг.1.
На фиг.1 видно, что на радиостанции 1, помимо вещания в виде FM сигнала, сигнал преобразуется в цифровой поток данных и далее по выделенному каналу поток поступает на спутниковый сервер, который передает его на спутник 2. Приемник 3, установленный в автомобиле, может получать сигнал со спутника 2 или же с антенны 4 сотовой связи, а также отправлять сигнал в сотовый сервер через ближайшую антенну 4 базовой станции сотовой связи.
На фиг.2 показана структура приемного устройства и его взаимодействие с базовой станцией через антенну 4 сотовой связи. Сигнал с блока управления (БУ) поступает на блок вешания, где выбирается понравившаяся радиостанция. Далее цифровой поток со спутника через антенну поступает на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и одновременно отправляется адрес радиостанции в блок приемопередатчика, после чего сигнал попадает на антенну 4 сотовой связи. Еще одна задача блока вещания заключается в выравнивании и переключение потоков информации с двух источников сигнала: базовой станции и спутника. Через антенну 4 адрес радиостанции поступает на сотовый сервер. На сервере радиостанция записывается в список (если такой радиостанции нет в списке). Этот список свой для каждой сотовой базы. В случае если сигнал со спутника пропадет, то в дело вступает блок приемопередатчик, подробная структурная схема которого представлена на фиг.3. Блок вещания предпочтительно одновременно получает сигналы с 2х источников (спутник и базовая станция) и выравнивает их, а затем уже пропускает общий выравненный поток в ЦАП, поскольку если он не будет одновременно получать сигнал с 2х источников, то образуется пауза из-за времени получения потока из другого источника в момент потери источника вещания приемника.
Блок вещания при получении запроса на скачивание композиции настраивается на следующий адрес от адреса трансляции, и пакеты отправляются в блок сохранения, т.е. блок вещания обрабатывает информацию, получаемую сразу с двух адресов, причем информация может быть как потоковой (например, при вещании), так и пакетной (например, при сохранении данных). Блок вещания также принимает пакеты информации (трек) со спутника и отправляет их в блок сохранения, т.е. запрос на сохранение трека поступает на: блок сохранения и одновременно в блок вещания вместе с адресом, после чего блок сохранения уже ждет пакетов со спутника или же с сотовой базовой станции. Если пакеты придут со спутника (есть сигнал со спутника), то блок сохранения сохранит их в блоке памяти (трек) и отправит эти же пакеты одновременно на ближайшую сотовую базовую станцию. Если же сигнала со спутника нет, то пакеты (трек) поступят в блок сохранения через сотовую базовую станцию через другие приемники которые имеют сигнал со спутника.
Задачей блок приемопередатчика является сквозная передача с минимальной задержкой потока со спутниковой антенны на ближайшую антенну сотовую базовой станции.
На фиг.3 приемопередатчик показан состоящим из управляемых приемопередатчиков, которые принимают и передают n-ое количество каналов, входящего блока, имеющего входы и выходы, по которым сигналы передаются в блок вещания и из блока вещания, в блок памяти, в приемопередатчики передается управляющий сигнал УС, а также происходит передача и прием сигналов на ближайшую сотовую базу с помощью антенны. Приемопередатчик на фиг.3 также содержит блок сохранения, на который поступают сигналы из антенны, а также передаются сигналы на эту антенну. Кроме того, блок сохранения получает пакеты с блока вещания, а также адрес скачки и сохранение. Полученные пакеты с антенны попадают в блок памяти.
Входящий блок, обозначенный на фиг.3 как «Вх. блок», сохраняет и передает адрес вещания (радиостанции) после ее выбора в блоке вещания и сообщения с помощью сигнала «С блока вещания». Сигнал «В блок вещания» - это поток, который приходит с антенны, поступающий в дальнейшем в блок вещания с последующим преобразованием цифрового сигнала в аналоговый. Сигнал «УС» (управляющий сигнал) предназначен для следующего. Входящий блок получает с антенны адрес радиостанции, далее сохраняет ее в буфер, передает сигнал в блок управляемых приемопередатчиков и удаляет адрес из буфера, образуя тем самым т.н. конвейер. Память буфера может иметь очень малый размер, например, только на один адрес, поэтому адреса, поступающие последовательно с антенны, последовательно отправляются в блок управляемых приемопередатчиков.
Блок памяти представляет собой область большого объема хранимой информации с последующей ее передачей на внешние носители, либо при поступлении сигнала с блока «БУ»(Блок Управления) на воспроизведение хранимой информации в данной области памяти.
Блок сохранения выполняет следующие функции: выбор источника получения информации необходимой для дальнейшего ее сохранения в блоке памяти; настройка на нужный адрес получения пакетов; играет роль буферной памяти для временного хранения пакетов информации и контроль получения всех пакетов информации; а также передает пакеты на сотовую базовую станцию.
Работа принимающего устройства в различных режимах описана со ссылкой на фиг.4. Возможны несколько режимов:
1. Отсутствие сигнала со спутника
На фиг.4 можно увидеть, что не все приемники 3-1 - 3-6 получают сигнал со спутника 2, причем не все пользователи могут слушать одну и ту же радиостанцию. При отсутствии сигнала на спутнике 2 приемники 3-1, 3-2, 3-6 получают вещаемый поток через антенны 4-1, 4-2 сотовой связи, покрывающие непосредственно зоны 5-1, 5-2, где находятся приемники 3-1, 3-2, 3-6 (см. фиг.4). Само вещание на антеннах сотовой связи управляется сотовыми серверами (не показаны).
Работа сотового сервера заключается в том, чтобы на антенне сотовой связи всегда транслировались те радиостанции, которые прослушиваются пользователями, находящиеся в зоне ближайшей сотовой антенны.
Вещание через антенну сотовой связи происходит следующим образом. В зоне действия антенны 4-1 в данный момент вещаются 3 радиостанции (фиг.4). Сервер постоянно отправляет Управляющие Сигналы (УС) на все приемники. Эти сигналы попадают во все входящие блоки приемопередатчиков каждого приемника 3-1, 3-2, 3-3, находящихся в зоне действия антенны 4-1. Далее сигнал отправляется в блок «управляемые приемо-передатчики». Управляющие сигналы - это адреса радиостанций, которые вещаются в данный момент на антенне 4-1.
Итак, сигналы об адресах радиостанции дошли до приемника 3-3 (антенна 4-1). Затем УС (например, Рекорд, Европа плюс) поступают в «блок приемопередатчика» и записывается в свободные из приемо передатчиков (ПП) допустим номер 1 и 2. Если же адрес совпадает в ПП, т.е. прием потока по данному адресу уже происходит, то такой адрес просто игнорируется. Если в приемнике уже заполнены все ПП, такой запрос тоже игнорируется.
Затем эти ПП передают сигнал на сотовою базу 4-1 (фиг.4), через которую и будет осуществляться трансляция радиостанции приемников 3-1 и 3-2. Причем сервер высылает УС не в тот момент, когда пропал сигнал у приемников 3-1, 3-2, а на протяжении всего времени прослушивания радиостанций, находящихся в зоне 5-1 действия антенны 4-1 с момента появления радиостанции в списке на сервере. Таким образом, происходит динамика в работе ПП и в работе системы. Т.е. в данном случае (фиг.4) в зоне 5-1 действия антенны 4-1 оказался приемник 3-3, принимающий сигнал со спутника 2, но в какое-то время приемник 3-3 будет вне зоны действия спутника 2, но на замену придет другой приемник. И через него уже будет осуществляться процесс вещания. Так же можно постоянно принимать потоки не с одного приемника, а с нескольких, дублируя трансляцию. Тем самым, обеспечивая более надежное вещание, например: антенна 4-2 с зоной 5-2 действия, приемники 3-4, 3-5, 3-6 (фиг.4).
Как только не оказывается пользователей, прослушивающих ту или иную радиостанцию в зоне действия сотовой базы, данная радиостанция удаляется из списка на сервере и автоматически прекращается рассылка УС с адресом данной радиостанции. Если в зоне действия базовой станции 4-1 в какой-то момент времени будет отсутствовать сигнал со спутника у всех приемников 3-1 - 3-3, то вещание будет проходить через приемники ближайших базовых станции 4-2. Таким образом, прохождение сигнала будет выглядеть так. Сервер отправит управляющие сигналы УС на приемники базовой станции 4-2., после чего через приемники 3-4, 3-5 сигнал будет поступать на базовую станцию 4-2. Базовая станция 4-2 будет передавать эти потоки непосредственно на базовую станцию 4-1, а та в свою очередь будет передавать получаемый поток на приемники 3-1 - 3-3. Так же возможен и такой вариант работы системы. Когда на сотовую базовую станцию 4-2 ставится непосредственно спутниковая антенна и через базовую станцию 4-2 уже ведется вещание всех приемников находящихся в зоне действия ближайших станций станции 4-2, сервер в данном случае отправляет уже потоки на ближайшие базовые станции согласно спискам.
2. Настройка приемника в не зоны действия спутника
Также во время работы системы может быть такой вариант. Пользователь включил устройство и хочет прослушать радиостанцию, но присутствует сигнал только с сотовой базы. Тогда отправляется специальный запрос на сотовый сервер, и в ответ присылается список со всеми адресами радиостанций, которые вещаются в данной системе. Далее пользователь выбирает нужную радиостанцию, и если данную радиостанцию уже прослушивают пользователи, находящиеся в зоне действия данной сотовой базы, то прослушивание начнется незамедлительно. Если же выбрана радиостанция, которой нет в списке на сервере, то вначале радиостанция будет записана в список, затем отправлен УС на приемники, а затем уже будет осуществляться вещание. Как только появится сигнал со спутника, вещание будет осуществляться через спутник.
3. Скачивание композиций с радиостанции
Предположим, что радиослушатель решил сохранить понравившуюся композицию, звучащую на радиостанции. Для этого он отправляет запрос на сохранение трека и адрес радиостанции в «блок сохранения» блока «приемопередатчика». Этот блок, получив сигнал о сохранении, сразу же подключается к следующему адресу от адреса радиостанции. Т.е. если адрес вещания радиостанции был 192.168.0.7, то адрес пакетов информации будет 192.168.0.8. И ждет пакетов с этого адреса.
Как только закончится звучать композиция, которую необходимо сохранить и начнется следующая, на данный адрес будут поступать пакеты информации, которые, попав в блок сохранения, будут отправлены в «блок памяти» или же отправлены на сотовую базовую станцию (фиг.3).
Приоритетным является прием пакетов со спутника. Если же пользователь в данный момент не имеет доступа к спутнику, то скачивание пакетов информации будет через сотовую базу таким же образом, что и при вещании, т.е. один приемник принял пакет и в тоже время отправил его на сотовую базу, через которую смогут сохранить информацию все те, у кого нет связи со спутником. Таким образом, данную композицию сохранят все пользователи, пожелавшие ее сохранить одновременно.
Описанная система может быть реализована еще одним способом. В дополнительном варианте на сотовую базовую станцию 4-2 (фиг.4) ставится спутниковая антенна, которая будет принимать сигнал непосредственно со спутника 2 и обеспечивать сигналом приемные устройства в зоне действия базовой станции 4-2. Далее сотовый сервер согласно спискам адресов радиостанций полученных от приемных устройств будет посылать потоки радиостанций согласно этим спискам на ближайшие сотовые базовые станции, находящиеся в зоне действия базовой станции 4-2. т.е. базовая станция 4-1 (фиг.4), а полученные потоки будут направляться в приемные устройства, находящиеся в зоне действия базовой станции 4-1. Таким образом, необходимость получения сигналов на сотовые базовые станции через приемные устройства может отсутствовать. Т.е. одна антенна, установленная на базовую станцию 4-2, обеспечивает непрерывным сигналом все приемные устройства, находящиеся в зоне действия базовой станции 4-2 (3-3 - 3-6) и ближайших базовых станций 4-1 (3-1 - 3-3) (фиг.4). Это приводит к уменьшению задержки в прохождении сигнала, но при этом увеличиваются затраты на установку спутниковых антенн на сотовые базовые станции.