Ensimmäinen satelliittiradiotilauspalvelu yritti korjata kaikki maanpäällisen kaupallisen radion ongelmat
Radion kuuntelu ja autoilu liittyvät erottamattomasti yhteen kuin maapähkinävoi ja hyytelö. Vaikka et olisikaan koskaan ajanut bulevardilla katto auki ja radio pauhaten, olet luultavasti kuullut siitä, miten hienoa se on jossakin Beach Boysin kappaleessa (jonka olet luultavasti kuullut radiosta ajaessasi autossasi).
Sitä huolimatta radiota kuunnellessa autossa oli alusta asti turhautumisensa. Satelliittiradio suunniteltiin vastaukseksi kaikkiin niihin asioihin, jotka maanpäällisessä yleisradiossa ärsyttivät.
Valitus nro 1? Mainokset. Perinteinen yleisradiotoiminta on näennäisesti ilmaista, kunhan on valmis altistumaan huutaville mainoksille, joista kaupalliset radioasemat elävät. Toinen ärsyttävä seikka on monipuolisuuden puute. Useimmissa maissa kaupallista radiota hallitsee halpamainen popmusiikki, jonka lisäksi osassa Yhdysvaltoja on paljon talk show’ta, countrya, salsaa tai meksikolaisia formaatteja, kuten banda ja mariachi. Jos pidät klassisesta musiikista, jazzista, folkista tai indierockista, onnea aseman löytämiseen. Toinen ongelma on useimpien asemien suhteellisen rajallinen maantieteellinen kattavuus. Pitkällä matkalla tuntuu yleensä siltä, että heti kun alat lämmetä asemalle, poistut sen kuuluvuuskartalta. Lisäksi riippuen siitä, missä päin maailmaa olet, asemien määrä saattaa olla vähäinen. Joissakin paikoissa signaalit ovat täysin ulottumattomissa.
Satelliittiradio sen sijaan on tilauspohjainen, joten siinä ei ole mainoksia. Eri kanavia on kymmeniä, joten jokaiselle löytyy jotain. Osallistutko 80-luvun hiusbändeihin? Grateful Dead? ”Tunnepitoinen alt rock”? Niitä varten on omat kanavansa. Lisäksi jokainen kanava on saatavilla kaikkialla, missä on palvelua. Ja jos yläpuolellasi on taivas, saat signaalin.
Nämä saattoivat olla perustelut Sirius Satellite Radio -järjestelmän perustamiselle, mutta ne eivät olleet syy, sanoo Robert Briskman, yksi Sirius Radion perustajista.
Briskmanin kokemus satelliittiteknologiasta on pitkä. Hän sai töitä NASA:lta vuonna 1959, vuosi sen perustamisen jälkeen, ja työskenteli sen jälkeen Communications Satellite Corp. (Comsat) ja sen jälkeen Geostar Corp. Vuonna 1990 eräs Briskmanin ystävä perusti yrityksen kilpailemaan kaapelitelevisiopalvelujen tarjoajien kanssa. Yritys aikoi lähettää kotitalouksien televisiopalveluja suoraan kiertoradalla olevasta satelliitista. Briskman tarjosi teknistä asiantuntemustaan.
”Autoin Eddy Hartensteinia tuomaan DirecTV:n kotiin, ja ehdotin radiokanavien lisäämistä videokanaviin”, Briskman kertoi IEEE Spectrumille. ”Hän sanoi: ’Tiedätkö, Rob, ihmiset katsovat kotona televisiota ja kuuntelevat radiota autossa.’ Sanoin: ’Olet oikeassa, Eddy, miksi emme tekisi sitä myös autossa?’ Hän sanoi: ”Se on teknisesti mahdotonta. Ne olivat minulle taistelusanoja.”
Satelliittiviestinnän edellytyksenä on, että satelliitin ja vastaanottimen välinen näköyhteys (LOS) säilyy. Se, mikä sai satelliittiradion tuntumaan mahdottomalta, oli se, että ajoneuvot kulkivat väistämättä siltojen alta, ajoivat puiden katosten alta tai parkkihalleihin, menivät tunneleihin tai eristäytyivät syviin luonnon tai kaupunkien kanjoneihin.
Briskmanin haasteena oli suunnitella satelliitit ja niitä täydentävät vastaanottimet niin, että ne pystyisivät jollain tavalla säilyttämään LOS-yhteyden niin pitkälle kuin mahdollista. Jos ajaisi maanalaiseen parkkihalliin ja pysäköisi, signaali katoaisi, eikä sille voisi tehdä mitään. Mutta jos LOS menetettäisiin vain hetkeksi, täytyi olla jokin keino varmistaa, että vastaanotin voisi jatkaa soittamista, kunnes se saisi signaalin takaisin.
Briskman, joka on IEEE:n Life Fellow, sanoo, että häneltä kesti seitsemän tai kahdeksan vuotta ja ainakin viiden patentin verran teknologiaa tehdä mahdottomasta todellisuutta.
Suuri osa ratkaisua LOS-yhteyden ylläpitämiseen vastaanottimen ja satelliitin välillä oli satelliittien monimuotoisuus. ”Se tarkoittaa vain sitä, että sinne laitetaan kaksi satelliittia, jotka säteilevät samaa signaalia, mutta ne sijoitetaan eri puolille taivasta. Jos autolla ei ole yhteyttä toiseen satelliittiin, sillä on toivottavasti selkeä näköyhteys toiseen”, Briskman selittää.
Kaupungeissa, joissa on korkeita rakennuksia, satelliitteja täydennetään maanpäällisillä toistimilla, maalla sijaitsevilla antenneilla, jotka säteilevät signaaleja suoraan kaupunkikanjoniin. Nämä toimenpiteet merkitsivät sitä, että Siriusta kuuntelevat autoilijat saisivat lähes aina signaalin, mutta ”lähes aina” ei riittäisi. Briskman totesi, että pelkästään Yhdysvalloissa on satojatuhansia alikulkukäytäviä, ja minkä tahansa alikulkukäytävän alle meneminen voisi estää molemmat satelliitit.
”Ratkaisu tähän oli toinen patentti, joka koski satelliitti-aikadiversiteettiä”, Briskman sanoo. ”Se tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että kaksi satelliittia säteilee samaa signaalia, mutta me viivytämme toista vaikkapa noin 5 sekuntia.”
Vastaanottimessa on 5 sekunnin puskuri, joten jos satelliitit estyvät, vastaanotin toistaa puskuroitua dataa. Jos satelliitti on poissa näkyvistä yli 5 sekuntia, tulee katkos, mutta 5 sekuntia osoittautui riittäväksi, jotta useimmat Siriuksen tilaajat pääsevät useimpien alikulkukäytävien läpi ilman ohjelmakatkoksia.
Vastaanottimessa saapuvat signaalit puretaan ja dekoodataan. Sirius-radio on Briskmanin mukaan epätavallinen, koska siinä on itse asiassa kolme itsenäistä vastaanotinta, yksi kummallekin satelliitille ja yksi maanpäällisille toistimille. Kolmea erillistä vastaanotinta varten Briskman kehitti niin sanotun maksimisuhteen yhdistimen. Jos vastaanottimista tulee kaksi tai kolme voimakasta signaalia, tämä piiri asettaa ne vaiheeseen ja – kuten nimikin kertoo – yhdistää ne. Jos taas yksi tai kaksi signaalia on huono, se vaimentaa ne.
Siriusradio koostuu itse asiassa kahdesta erillisestä yksiköstä. Ensimmäinen, jossa on vastaanottimet, on ajoneuvon matkustamossa. Se on se osa, joka näyttää tyypilliseltä kojelaudan radiolta, jossa on näyttö. Toinen on asennettu katolle tai tavaratilaan. Siinä on antenni ja hiljainen vastaanotin. Se ottaa vastaan satelliiteista tulevat signaalit (hieman eri taajuuksilla 2300 megahertsin taajuusalueella), vahvistaa ne, muuntaa ne alaspäin noin 75 MHz:iin ja syöttää ne ensimmäiseen, matkustamossa olevaan yksikköön.
Ympärisäteilevä antenni on melko pieni, noin 30 millimetriä leveä, eli suunnilleen Yhdysvaltain puolen dollarin kolikon kokoinen. Briskman on vielä tänäkin päivänä raivoissaan siitä, että autonvalmistajat yleensä vaativat, että hänen satelliittiradioantenninsa pakataan GPS-antennin kanssa, mikä tekee yhdistetystä antenniyksiköstä paljon isomman kuin hän haluaisi.
Briskman muistelee, että sekä satelliittien että radiovastaanottimien käyttöönotto sujui ongelmitta. Käyttäjän käyttöliittymän suunnittelu oli kehitystyön raskain ja eniten iteraatioita vaatinut osa, jota vaikeutti se, että jokaisella eri autonvalmistajalla oli erilaiset käsitykset siitä, miten käyttöliittymän pitäisi toimia. ”Ei uskoisi, että tällaiseen tarvitsee käyttää paljon aikaa, mutta meidän oli pakko. Se kannatti kuitenkin, koska asiakkaat arvostivat radion helppokäyttöisyyttä”, hän sanoo.
Siriuksella oli noina huumaavina alkuaikoina kilpailija nimeltä XM. Sirius hankki ensimmäisenä lähetysluvan, mutta XM ehti ennen sitä markkinoille ja aloitti toimintansa syyskuussa 2001. Sirius aloitti lähetyksensä helmikuussa 2002. XM sai alun perin sijoituspaikan GM:ltä, Hondalta ja Toyotalta. Samaan aikaan BMW, Chrysler ja Ford liittyivät Siriukseen.
Satelliittiradiomarkkinat olivat kuitenkin kovat. XM hakeutui lopulta 11 luvun mukaiseen konkurssisuojaan. Yhtiöt väittivät, että molempien ainoa keino selviytyä oli fuusioitua, ja ne saivat sääntelyviranomaisilta luvan tehdä niin vuonna 2008. Fuusion jälkeen yhdistelmällä on ollut tarpeeksi tilaajia pysyäkseen kannattavana.
SiriusXM kehitti jatkuvasti tekniikkaansa. Siriuksen alkuperäisen radion piirisarja oli kaksi-IC-sarja, ja sirut valmistettiin 160 nanometrin suunnittelusäännöillä. Yhtiö pienensi tämän parin yhteen 130 nm:n siruun vuonna 2004. Fuusion jälkeinen yritys jatkoi samaa rataa; vuonna 2014 siru pienennettiin jälleen 40 nm:iin, Briskman toteaa.
Hartenstein nimitettiin yhtiön XM-puolen puheenjohtajaksi vuonna 2009; hän on edelleen yhdistetyn SiriusXM:n hallituksen jäsen. Briskman kruisailee edelleen moottoritiellä BMW:ssään katto alas laskettuna (”Olen avoautotyyppi”) ja soittaa Siriusly Sinatraa (Ch. 71) ja ’40s Junctionia (Ch. 73). SiriusXM-radiot on nyt asennettu kolmeen neljäsosaan kaikista maailmassa valmistetuista autoista.