一种传输流搬移设备及卫星电视天线共用系统
技术领域
本发明属于卫星电视技术领域,尤其涉及一种传输流搬移设备及卫星电视天线共用系统。
背景技术
卫星电视节目由运营商提供,以微波或光缆方式传送至上行站。上行站将电视节目信号通过上行通道传送到赤道上空的同步卫星。同步卫星上有几十个转发器,它将接收到的上行信号变频为下行信号。卫星电视节目的接收由接收天线、高频头和卫星机顶盒完成。
目前世界各国卫星电视广播普遍采用C频段(3.7~4.2GHz)和Ku频段(10.75~12.75GHz)来传输卫星电视节目信号。Ku频段的特点是频率高、频率范围宽、信道容量大,是卫星电视广播的优选频段。为充分利用带宽,卫星可以在同一个转发器中互不影响的传送相互垂直的两个不同极化方式的信号。
接收卫星电视节目信号的关键器件是高频头(Low Noise Block,LNB),又称下变频器。高频头由低噪声放大器和下变频器组成,它把下行信号放大后,从高频信号变频为950~2150MHz的中频信号,提供给卫星机顶盒。
Ku波段最常用的高频头为双极性双本振单输出高频头,有9.75GHz/10.60GHz两个本振频率,内置0/22k切换电路,通过卫星机顶盒输出的0/22kHz脉冲分别选择低、高本振,通过13/18V电压切换极化信号,实现Ku波段节目全频带接收。
数字卫星广播电视用户一般要单独架设天线,主要原因是机顶盒通过高低本振和极化方式来选择所需要的LNB输出信号,此过程不能被其他机顶盒干扰。在酒店、公寓的一些房间,以及部分城镇居民家中没有面向赤道(在中国为南向)的窗户或阳台用于架设天线,给数字卫星广播电视系统的覆盖区域造成了一些限制。如果要在以上场所提供数字卫星广播电视服务,必须使用卫星电视天线共用系统。
EN 50494定义了一种基于中频分发的卫星电视天线共用系统(SMATVsystem based on distribution at IF,SMATV-IF)的实现方式,利用单电缆接口设备(Single Cable Interface,SCIF)将LNB输出的950~2150MHz中频信号转发给多个机顶盒用户。
图1给出了SCIF设备的工作原理示意图。SCIF设备为每个卫星机顶盒设备分配一个特定的输出频点,图中所示的所有机顶盒用户(一共8个)都在收看TS3中的某套节目。
卫星机顶盒通过数字卫星设备控制(Digital Satellite Equipment Control,DiSEqC)命令来请求自己需要接收的TS流信号。例如卫星机顶盒1当前正在使用SCIF设备的输出频点UB1收看TS3中的节目,如果该用户希望切换频道至TS1中的节目,则卫星机顶盒1可以通过DiSEqC命令让SCIF设备将输入信号TS1输出到UB1上(图2显示了切台前后SCIF设备输出信号的状态变化),如此卫星机顶盒1可以实现Ku波段节目全频带接收。
从上述可知,单个SCIF设备能够支持的用户个数取决于SCIF设备的输出频点个数。目前EN 50494规定的最大用户个数为8。如果需要继续增加用户,需要级联SCIF设备。但目前SCIF设备的成本很高,给其应用和推广带来很大的局限性。
另外,机顶盒在安装SCIF设备和防止DiSEqC命令冲突方面的技术复杂,对机顶盒的开机和切台速度有负面影响。
目前已有一些卫星数字电视广播运营商希望单台SCIF设备能够支持更多的卫星机顶盒设备,但是由于以下两方面的原因,SCIF设备继续扩展的空间非常有限:
1、SCIF设备使用中心频点20MHz偏移的位置输出DiSEqC命令的应答信号,单个UB频点所占的带宽至少在60MHz以上,950~2150MHz中频带宽上最多只能分配出20个UB频点;如果需要卫星机顶盒支持自动获取UB频点功能,则单个UB频点所占的带宽至少在100MHz以上,最多只能分配出12个UB频点。
2、不同用户通过DiSEqC命令请求SCIF设备更换频点时会互相干扰(同一时间只能有一台机顶盒占用DiSEqC总线给SCIF设备发送命令,但机顶盒本身无法判断当前是否有其他用户正在给SCIF设备发送命令),必须通过复杂的命令重发机制来保证命令发送成功,对机顶盒切台速度有较大影响(以8用户同时切台为例,最长响应时间达5秒以上);如SCIF设备支持的卫星机顶盒进一步增多,可能导致EN 50494推荐的命令冲突重发机制崩溃,所有机顶盒都无法完成命令发送并反复尝试重发命令。
发明内容
本发明实施例提供了一种传输流搬移设备及卫星电视天线共用系统,旨在解决现有技术提供的单电缆接口设备所能连接的机顶盒个数有限,并且机顶盒在切台过程中相互干扰的问题。
一方面,提供一种传输流搬移设备,包括:
多选一开关、数字卫星调谐器、数字信号卫星处理器、多选一开关控制矩阵、多选一开关矩阵、第一混频矩阵、下变频振荡器矩阵、上变频本振矩阵、第二混频矩阵和频率合成单元;
所述数字信号卫星处理器,用于根据当前运营商的主频点信息,通过所述多选一开关从输入至所述传输流搬移设备的多路中频输入信号中选择一路中频输入信号,所述中频输入信号中包含与所述主频点信息对应的传输流;
所述数字信号卫星处理器,还用于控制所述数字卫星调谐器,锁定与所述主频点信息对应的传输流,并从所述传输流中提取出运营商服务器端下发的网络描述信息,所述网络描述信息中包括当前运营商网络下所有传输流的频点信息以及各个传输流预期的单频中频信号SIF输出频点;
所述数字信号卫星处理器,还用于设置多选一开关控制矩阵;
所述多选一开关矩阵,用于接收多路中频输入信号中当前运营商网络下的所有传输流;
所述数字信号卫星处理器,还用于根据当前运营商网络下所有传输流的频点信息控制所述下变频振荡器矩阵,将所述下变频振荡器矩阵输出的信号与所述多选一开关矩阵输出的中频信号在所述第一混频矩阵中进行混频处理,生成各个传输流的基带信号;
所述数字信号卫星处理器,还用于根据各个传输流预期的SIF输出频点设置上变频本振矩阵,将所述上变频本振矩阵输出的信号与所述第一混频矩阵输出的基带信号在所述第二混频矩阵中进行混频处理;
所述频率合成单元,用于对所述第二混频矩阵输出的信号进行频率合成,得到所述网络信息中所描述的输出信号,所述输出信号中包含了当前运营商网络下的所有传输流。
另一方面,提供一种卫星电视天线共用系统,包括至少一个高频头、分支器网络,还包括:至少一个传输流搬移设备;
所述传输流搬移设备包括:
多选一开关、数字卫星调谐器、数字信号卫星处理器、多选一开关控制矩阵、多选一开关矩阵、第一混频矩阵、下变频振荡器矩阵、上变频本振矩阵、第二混频矩阵和频率合成单元;
所述数字信号卫星处理器,用于根据当前运营商的主频点信息,通过所述多选一开关将从输入高频头至所述传输流搬移设备的多路中频输入信号中选择一路中频输入信号,所述中频输入信号中包含与所述主频点信息对应的传输流;
所述数字信号卫星处理器,还用于控制所述数字卫星调谐器,锁定与所述主频点信息对应的传输流,并从所述传输流中提取出运营商服务器端下发的网络描述信息,所述网络描述信息中包括当前运营商网络下所有传输流的频点信息以及各个传输流预期的单频中频信号SIF输出频点;
所述数字信号卫星处理器,还用于设置多选一开关控制矩阵;
所述多选一开关矩阵,用于接收多路中频输入信号中当前运营商网络下的所有传输流;
所述数字信号卫星处理器,还用于根据当前运营商网络下所有传输流的频点信息控制所述下变频振荡器矩阵,将所述下变频振荡器矩阵输出的信号与所述多选一开关矩阵输出的中频信号在所述第一混频矩阵中进行混频处理,生成各个传输流的基带信号;
所述数字信号卫星处理器,还用于根据各个传输流预期的SIF输出频点设置上变频本振矩阵,将所述上变频本振矩阵输出的信号与所述第一混频矩阵输出的基带信号在所述第二混频矩阵中进行混频处理;
所述频率合成单元,用于对所述第二混频矩阵输出的信号进行频率合成,得到所述网络信息中所描述的输出信号,并将所述输出信号输出至分支器网络,所述输出信号中包含了当前运营商网络下的所有传输流。
在本发明实施例中,提供了一种传输流搬移设备,通过该设备可以去除卫星、高低本振和极化方式的影响,将当前运营商网络下的所有传输流搬移到所述传输流搬移设备的SIF输出频点上(950~2150MHz中频信号),解决了接入机顶盒数量受限制的问题,利用分支器网络进行中频放大,即可方便的扩大信号覆盖范围,从根本上解决了卫星电视天线共用系统中机顶盒之间的相互干扰,是一种有效、经济的卫星电视天线共用系统解决方案。
附图说明
图1是本发明提供的SCIF设备的工作原理示意图;
图2是本发明提供的切台前后SCIF设备输出信号的状态变化示意图;
图3是本发明实施例一提供的传输流搬移设备的结构框图;
图4是本发明实施例二提供的卫星电视天线共用系统的具体结构框图;
图5是本发明实施例三提供的卫星电视天线共用系统的结构示意图;
图6是本发明实施例四提供的卫星电视天线共用系统的结构示意图;
图7是本发明实施例五提供的卫星电视天线共用系统的结构示意图;
图8是本发明实施例六提供的卫星电视天线共用系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在本发明实施例中,提供的传输流搬移设备,可以去除卫星、高低本振和极化方式的影响,将当前运营商网络下的所有传输流搬移到所述传输流搬移设备的单路中频信号(Single Intermediate Frequency,SIF)的输出频点上(950~2150MHz中频信号),解决了接入机顶盒数量受限制的问题,利用分支器网络进行中频放大,即可方便的扩大信号覆盖范围,从根本上解决了卫星电视天线共用系统中机顶盒之间的相互干扰,是一种有效、经济的卫星电视天线共用系统解决方案。
实施例一
图3示出了本发明实施例一提供的传输流搬移设备的结构框图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。所述传输流搬移设备包括:多选一开关31、数字卫星调谐器32、数字信号卫星处理器33、多选一开关控制矩阵34、多选一开关矩阵35、第一混频矩阵36、下变频振荡器矩阵37、上变频本振矩阵38、第二混频矩阵39和频率合成单元310。
其中,所述数字信号卫星处理器33,用于根据当前运营商的主频点信息,通过所述多选一开关31从通过高频头输入至所述传输流搬移设备的多路中频输入信号中选择一路中频输入信号,所述中频输入信号中包含与所述主频点信息对应的传输流;
所述数字信号卫星处理器33,还用于控制所述数字卫星调谐器32,锁定与所述主频点信息对应的传输流,并从所述传输流中提取出运营商服务器端下发的网络描述信息,所述网络描述信息中包括当前运营商网络下所有传输流的频点信息以及各个传输流预期的SIF输出频点;
所述数字信号卫星处理器33,还用于设置多选一开关控制矩阵34;
所述多选一开关矩阵34中包括多个多选一开关,用于接收多路中频输入信号中当前运营商网络下的所有传输流,多选一开关会从多路中频输入信号选择一路信号,例如要支持4路中频输入信号,那么就至少使用多个4选一开关(可以比4大)。多选一开关矩阵34中的多选一开关的个数决定传输流搬移设备能处理多少个运营商传输流,例如当前运营商有10个传输流,则所需的多选一开关个数至少是10个(如单个传输流搬移设备不够,可以是多个传输流设备级联)。同理,如果这里的“矩阵”表示10个,后面出现“矩阵”的地方也表示是10个,即每路运营商传输流有单独的信号通路;
所述数字信号卫星处理器33,还用于根据当前运营商网络下所有传输流的频点信息控制所述下变频振荡器矩阵37,将所述下变频振荡器矩阵37输出的信号与所述多选一开关矩阵34输出的中频信号在所述第一混频矩阵36中进行混频处理(减法运算),生成各个传输流的基带信号(当前运营商网络下的传输流,单路的),其中,所述第一混频矩阵36中包括多个混频器,用于对所述多选一开关矩阵34输出的多个中频信号进行混频处理;
所述数字信号卫星处理器33,还用于根据各个传输流预期的SIF输出频点设置上变频本振矩阵38的本振信号频率,将所述上变频本振矩阵38输出的信号与所述第一混频矩阵36输出的基带信号在所述第二混频矩阵39中进行混频处理(加法运算),得到预期的SIF输出频点信号,其中,所述第二混频矩阵39中包括多个混频器,用于对所述第一混频矩阵36输出的基带信号输出的多个基带信号进行混频处理;
所述频率合成单元310,用于对所述第二混频矩阵39输出的信号进行频率合成及滤波放大,得到所述网络信息中所描述的输出信号,并通过输出接口输出,所述输出信号中包含了当前运营商网络下的所有传输流。
进一步地,作为本实施例的一个优选实施例,所述的传输流搬移设备还包括:
命令接收单元311,用于接收来自机顶盒的数字卫星设备控制DiSEqC命令,并根据所述命令获取当前运营商的主频点信息。需要注意的是,当为特定运营商定制单个传输流搬移设备时,传输流搬移设备无需使用命令接收单元311。
进一步地,作为本实施例的另一个优选实施例,所述的传输流搬移设备还包括:中频信号环出接口312和主从设备通讯接口313。
其中,中频信号环出接口312,用于将输入至所述传输流搬移设备的多路中频输入信号环出,与另一台传输流搬移设备级联;
主从设备通讯接口313,用于在所述数字信号卫星处理器33的控制下,实现相互级联的主从传输流搬移设备之间协商SIF输出频点位置以及各自所需完成的传输流至SIF输出频点的转换工作。中频信号环出接口312和主从设备通讯接口313主要用于单个传输流搬移设备所支持的SIF输出频点个数小于当前运营商网络下传输流个数的情况。目前数字卫星电视广播运营商的频点个数一般在10个以内,因此传输流搬移设备的复杂程度可控,一般单个传输流搬移设备即可满足要求。
进一步地,作为本实施例的第三个优选实施例,所述的传输流搬移设备还包括:第一中频放大矩阵314、低通滤波矩阵315和/或第二中频放大矩阵316。
其中,第一中频放大矩阵314包括多个中频放大单元,用于对所述多选一开关矩阵35输出的多个中频信号进行放大后输出至所述第一混频矩阵36;和/或
低通滤波矩阵315包括多个低通滤波器,用于对所述第一混频矩阵36输出的各个传输流的基带信号进行低通滤波处理;和/或
第二中频放大矩阵316包括多个中频放大单元,用于对所述第一混频矩阵36或者所述低通滤波矩阵315输出的各个传输流的基带信号进行放大处理。
实施例二
图4示出了本发明实施例二提供的卫星电视天线共用系统的具体结构框图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。所述系统包括至少一个高频头41、分支器网络42、至少一个传输流搬移设备43。
其中,所述传输流搬移设备43包括多选一开关、数字卫星调谐器、数字信号卫星处理器、多选一开关控制矩阵、多选一开关矩阵、第一混频矩阵、下变频振荡器矩阵、上变频本振矩阵、第二混频矩阵、频率合成单元、中频信号环出接口和主从设备通讯接口。具体结构如图3所述,在此不再赘述。具体的工作过程是:通过传输流搬移设备43接收高频头41输出的多路中频输入信号,从中选择一路包含与运营商的主频点信息对应的传输流,并从所述传输流中提取出运营商服务器端下发的网络描述信息,所述网络描述信息中包括当前运营商网络下所有传输流的频点信息以及各个传输流预期的SIF输出频点,再根据所述网络描述信息将传输流搬移设备43的SIF输出频点分配给中频出入信号中的特定传输流,实现了将多路中频输入信号(可以是同一卫星的多路信号,HH:水平极化+高本振;HL:水平极化方式+低本振;VH:垂直极化+高本振;VL:垂直极化+地本振;也可以是来自多颗不同卫星的信号)合成为单路中频信号,通过分支器网络42对所述单路中频信号放大后,输出给机顶盒用户。
其中,作为本实施例的一个优选实施例,当出现单个传输流搬移设备所支持的SIF输出频点个数小于当前运营商网络下传输流个数的情况时,所述系统还包括:
频率合成器,用于将多个传输流搬移设备43的输出信号合成为一路输出信号,输出给所述分支器网络42。
实施例三
图5示出了本发明实施例三提供的卫星电视天线共用系统的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。所述系统包括一个高频头、分支器网络和一个传输流搬移设备。
运营商的所有卫星电视节目均由同一颗卫星下发,并且单个传输流搬移设备可以完成当前运营商所有传输流(Transport Stream,TS)到传输流搬移设备SIF输出频点的搬移工作。
TS流至传输流搬移设备的SIF输出频点(Transport Stream Band,TB)的对应关系来源于运营商主频点中包含的网络描述信息,经过传输流搬移设备处理后,当前运营商所有TS流TS1~TS8被搬移到传输流搬移设备的SIF输出频点TB1~TB8。卫星机顶盒无需发送控制信号或DiSEqC命令来申请信号,可以毫无障碍的接收当前运营商所有TS流中包含的卫星电视节目。
实施例四
图6示出了本发明实施例四提供的卫星电视天线共用系统的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。所述系统包括两个高频头(高频头1和高频头2)、分支器网络和一个传输流搬移设备。
运营商的卫星电视节目同时由两颗不同的卫星下发,并且单个传输流搬移设备可以完成当前运营商所有TS流到传输流搬移设备SIF输出频点的搬移工作。
本实施例中的传输流搬移设备可以同时接收两个高频头的8路输入信号,图6所示的用例中有六路中频输入信号中包含当前运营商的TS流。
实施例五
图7示出了本发明实施例五提供的卫星电视天线共用系统的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。所述系统包括一个高频头、分支器网络、频率合成器和三个传输流搬移设备。
单个传输流搬移设备所支持的SIF输出频点个数小于当前运营商网络中存在的TS流个数,需要多个传输流搬移设备级联来完成当前运营商网络TS流到传输流搬移设备SIF输出频点的搬移工作。
级联中传输流搬移设备可通过中频信号环出接口共享高频头输入的中频输入信号。
传输流搬移设备通过主从设备通讯接口协商传输流搬移设备SIF输出频点位置以及各个传输流搬移设备所需完成的TS流至SIF输出频点的搬移工作。
频率合成器将多个传输流搬移设备的输出信号合成到一路输出信号发送给分支器网络,分支器网络对所述一路输出信号进行放大后,发送给下端的机顶盒用户。
实施例六
图8示出了本发明实施例六提供的卫星电视天线共用系统的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。所述系统包括两个高频头(高频头1和高频头2)、分支器网络、频率合成器和两个传输流搬移设备。
运营商的卫星电视节目同时由两颗不同的卫星下发(可以分别是Ku波段和C波段的信号)。
级联的传输流搬移设备没有通过中频信号环出接口共享高频头输出的中频输入信号,而是各自负责不同卫星信号的TS流搬移工作。
级联的传输流搬移设备通过主从设备通讯接口协商传输流搬移设备的SIF输出频点位置以及各个传输流搬移设备所需完成的TS流至SIF输出频点的搬移工作。
频率合成器将多个传输流搬移设备的输出信号合成到一路输出信号发送给分支器网络,分支器网络对所述一路输出信号进行放大后,发送给下端的机顶盒用户。
在本发明实施例中,提供的传输流搬移设备,可以去除卫星、高低本振和极化方式的影响,将当前运营商网络下的所有传输流搬移到所述传输流搬移设备的SIF输出频点上(950~2150MHz中频信号),解决了接入机顶盒数量受限制的问题,利用分支器网络进行中频放大,即可方便的扩大信号覆盖范围,从根本上解决了卫星电视天线共用系统中机顶盒之间的相互干扰,是一种有效、经济的卫星电视天线共用系统解决方案。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。