CN105744333A - 一种用于接收卫星电视信号的lnb模块及相应的卫星电视机顶盒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于接收卫星电视信号的LNB模块及相应的卫星电视机顶盒，以及用于卫星电视机顶盒的信息交互方法，所述LNB模块包括直播卫星信号天线以及LNB电路，所述LNB模块还包括RDSS电路以及RDSS信号收发天线。采用本发明的技术方案后，卫星电视机顶盒与LNB之间连线简单，能够有效解决卫星电视机顶盒的区域限制问题及通信交互功能，尤其适用于偏远地区，没有3G信号覆盖的区域，在某些紧急情况下还可以提供应急通讯。

Description

一种用于接收卫星电视信号的LNB模块及相应的卫星电视机顶盒

技术领域

本发明涉及一种用于接收卫星电视信号的LNB模块及相应的卫星电视机顶盒，以及用于卫星电视机顶盒的信息交互方法。

背景技术

随着信息技术的发展，直播星机顶盒在农村区域得到极大的推广，但由于市场山寨机，黑盒子越来越多，甚至更有国家招标的盒子被拿到城市使用，冲击当地有线数字机顶盒的市场,给市场和管理造成混乱。

申请号为201210093138.1的中国专利申请《卫星电视机顶盒》公开了一种卫星电视机顶盒，包括处理器、射频模块、存取器、电源及输入输出设备，GPRS电子装置还包括一GPRS天线，所述GPRS天线包括：一介质基板，一单极天线导体，设置于所述介质基板表面上，包括一馈电部、由所述馈电部延伸一第一导电分支和一短臂、在所述第一导电分支中间位置形成一第二导电分支、在所述第一导电分支相对隔离的设置一谐振臂及用于连接第一导电分支和谐振臂的一加载元件。相对现有螺旋技术GPRS天线，结合低损耗的介质基板和优化的天线选型设计，设计出低成本的平板状的GPRS天线，方便与电子设备结合的GPRS天线。但是，采用GPRS模块定位的方式存在2点缺陷：1、GPRS模块成本较高；2、GPRS模块需要移动运营商基站支持在偏远地区可能存在没有基站的情况。

申请号为201110360171.1的中国专利申请《一种直播卫星电视机顶盒区域控制方法及系统》公开了一种直播卫星电视机顶盒区域控制方法和控制系统，该方法采用GPS定位系统获取机顶合的位置信息，并对位置信息进行处理判断是否在广播电视运营商规定的范围，确定是否让其收视。该系统包括获取机顶盒所在地的位置信息的GPS、判断机顶盒所在位置是否在运营商规定的范围内的区域判断单元、控制机顶盒是否正常使用的主控单元；所述的GPS的定位结果通过导线与所述的区域判断单元相连。本发明在不大量改变直播星机顶盒既有硬件的前提下，以更为便宜和使用范围更广的GPS模块替代需要基站支持的GPRS模块，实现区域控制功能，节约了硬件成本，且使用范围更广泛。但是该专利公开的内容较少，且天线部分将定位解算后的结果传送给机顶盒，导致传送路径远，需要单独的数据线等缺陷，应用起来比较困难。

目前，常规的LNB（LowNoiseBlock，低噪放模块，俗称“高频头”）通常包括转接头座以及设于头部下方的波导筒，导波筒下方通常又连接喇叭型接口，俗称集波器。通常集波器体积较大。高频头的作用是接收卫星电视信号，并进行频道选择、信号放大及降频处理，最终输出稳定的信号。

对于用户终端来讲，直播卫星电视系统仅仅是一个接收系统，类似于GNSS卫星导航定位系统。在实际应用中，这种单向系统不能使终端用户的广电运营商进行交互，用户终端不能及时给广电运营商发送其状态信息，广电运营商也不能及时统计用户信息；从而不能进一步扩展广电的业务系统。

发明内容

本发明的目的是在现有的卫星直播系统中加入通信交互功能，在实现通信的同时，还能够使广电运营商对用户终端进行精确定位，实现直播卫星电视的区域控制功能。

本发明提供一种用于接收卫星电视信号的LNB模块，所述LNB模块包括直播卫星信号天线以及LNB电路，所述LNB模块还包括RDSS电路以及RDSS信号收发天线。

更进一步，所述LNB模块还包括射频合路器，所述LNB电路的射频信号以及RDSS电路射频信号通过所述射频合路器进行合路，通过传输电缆传送给卫星电视机顶盒。

更进一步，所述LNB模块还包括50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路。

更进一步，所述RDSS电路还包括，接收带通滤波器BPF、接收低噪声放大器LNA、接收通路声表滤波器SAW、射频合路器、发射链路的驱动放大器DRIVER、发射链路的功率放大器PA以及发射链路隔离器ISOLATOR。

本发明还提供一种卫星电视机顶盒，所述机顶盒包括直播卫星信号处理电路，所述卫星电视机顶盒还包括RDSS卫星信号处理电路。

更进一步，所述卫星电视机顶盒还包括射频分路器，所述射频分路器将来自传输电缆的射频信号分成两路，一路通过所述直播卫星信号处理电路进行直播卫星信号的解调处理，一路通过所述RDSS卫星信号处理电路进行RDSS信号的解调处理。

更进一步，所述RDSS卫星信号处理电路还包括50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路。

更进一步，所述RDSS卫星信号处理电路还包括数模转换器DAC、数字信号处理单元及嵌入式主控MCU，所述数字信号处理单元完成来自所述嵌入式主控MCU的数据帧格式处理，数字调制后送入到数模转换器DAC，所述数模转换器DAC将要发送的所述数据帧转换成模拟信号，并经所述模拟信号处理单元调制高频载波。

本发明还提供一种用于卫星电视机顶盒的信息交互方法，所述卫星电视机顶盒包括RDSS卫星信号处理电路，其特征在于，通过所述RDSS卫星信号处理电路发送短报文信息；通过所述RDSS卫星信号处理电路接收短报文信息。

更进一步，所述发送的短报文信息为定位请求信息，所述接收的短报文信息为所述卫星电视机顶盒的位置信息。

采用本发明的技术方案后，卫星电视机顶盒与LNB之间连线简单，能够有效解决卫星电视机顶盒的区域限制问题及通信交互功能，尤其适用于偏远地区，没有3G信号覆盖的区域，在某些紧急情况下还可以提供应急通讯。

附图说明

图1为本发明实施例的组成框图；

图2为LNB部分的RDSS电路框图；

图3为机顶盒部分RDSS电路框图；

图4为RDSS的定位流程图；

图5为RDSS通信数据发送流程图；

图6为RDSS通信数据接收流程图。

具体实施方式

以下结合其中的较佳实施方式对本发明方案进行详细阐述。

本发明采用RDSS方法，其既可以实现用户终端的定位，又可以实现与广电运营商之间的数据交互，所有的数据通道都是通过LNB实现。

RDSS（RadioDeterminationSatelliteService，卫星无线电测定业务）的用户至卫星的距离测量和位置计算无法由用户自身独立完成，必须由外部系统通过用户的应答来完成。其特点是通过用户应答，在完成定位的同时，完成了向外部系统的用户位置报告，还可实现定位与通信的集成。我国的北斗一代卫星定位系统为RDSS，后面提到RDSS是指我国的北斗一代卫星定位系统。

图1为本发明实施例的组成框图，其包括LNB部分及机顶盒部分，传输电缆能够传输射频信号和直流电源信号。

LNB部分由包括天线A、天线B、LNB电路1、LNB的RDSS电路2以及射频合路器3，LNB电路1接收的LNB射频信号以及LNB的RDSS电路2接收的RDSS射频信号通过射频合路器3进行合路，通过传输电缆传送给机顶盒部分。天线A和天线B分别独立设计，天线A实现的是RDSS信号的收发，天线B实现的是直播卫星信号的接收。

机顶盒部分包含射频分路器4、原直播卫星信号处理电路5，RDSS卫星信号处理电路6、MCU主控电路7以及外围电源管理电路8；射频分路器4将经传输电缆来自LNB部分的射频信号分成两路，一路通过原直播卫星信号处理电路5进行直播卫星信号的解调处理，一路通过RDSS卫星信号处理电路6进行RDSS信号的解调处理；MCU主控电路7完成对整个机顶盒的控制功能；PMU电源管理8实现对整个LNB部分和机顶盒部分的电源处理及供应。

图2为LNB部分的RDSS电路框图。LNB部分的RDSS电路2包括接收带通滤波器BPF201、接收低噪声放大器LNA202、接收通路声表滤波器SAW203、射频合路器204、50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路205、发射链路的驱动放大器DRIVER206、发射链路的功率放大器PA207以及发射链路隔离器ISOLATOR208。天线A包括接收天线及发射天线，接收天线接收RDSS定位信号，用于用户终端的位置定位，接收天线还可以接收来自广电运营商的报文信息；发射天线可以将用户终端的报文信息发送给广电运营商；接收天线和发射天线分别引出馈点，连接到接收通路和发射通路。接收带通滤波器BPF201可以取出RDSS接收信号2491.75MHz。接收低噪声放大器LNA201对接收信号进行放大，可以是单管放大器或者级联放大器组。接收通路声表滤波器SAW203滤除干扰信号。50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路205用于实现不同特征阻抗之间的匹配。发射链路的驱动放大器DRIVER206使发射信号1615.68MHz能够驱动功放，发射链路的功率放大器PA207确保信号能够辐射到RDSS卫星，以及发射链路隔离器ISOLATOR208，防止功率放大器PA207在失配情况下损坏。接收天线的信号经过射频合路器204后并经过50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路205进行阻抗变换后到射频合路器3。LNB电路1接收的LNB射频信号以及RDSS电路2接收的RDSS射频信号通过射频合路器3进行合路，通过传输电缆传送给机顶盒部分。

图3为机顶盒部分RDSS电路框图。机顶盒部分RDSS电路6包括50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路601、射频分路器602、带通滤波器BPF603、低噪声放大器LNA1604、模拟信号处理单元605、模数转换器ADC606、数字信号处理单元607、嵌入式主控MCU608、数模转换器DAC609、低噪声放大器LNA2610以及声表滤波器SAW611。机顶盒部分RDSS电路6接收来自射频分路器4的RDSS信号，并经射频分路器4发送RDSS短报文消息。机顶盒部分RDSS电路6受MCU主控电路7控制。模拟信号处理单元605完成接收信号的下变频，并对下变频后的中频信号进行放大及滤波，送入模数转换器ADC606；此外模拟信号处理单元605完成发射信号的上变频，将要发送的数据信息调制在高频载波上。数模转换器609将要发送的短报文转换成模拟信号，并经模拟信号处理单元605调制高频载波。数字信号处理单元607完成接收通路的数字解调及数据解析，还原出信源信息，送入嵌入式主控MCU608；此外，数字信号处理单元607完成来自嵌入式主控MCU608的信源的数据帧格式处理，数字调制后送入到数模转换器DAC609。

图4为RDSS的定位流程图。首先MCU主控电路7向机顶盒部分RDSS电路6发出位置定位命令，嵌入式主控MCU608获取命令，并将命令数据进行解析，然后将数据送到数字信号处理单元607，数字信号处理单元607对命令数据进行帧格式打包，加密及信道编码，使之满足RDSS数据协议要求，然后送到数模转换器DAC609，

数模转换器DAC609对数据（数字信号）进行数模转换，然后送到模拟信号处理单元605的发射链路。模拟信号处理单元605对数据信号进行上变频调制，使之成为能够适应无线发射的频带信号；发射信号经低噪声放大器LNA2610放大，声表滤波器SAW611以及射频分路器602、50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路601、射频分路器4、传输电缆、射频合路器3的物理发射通道进入RDSS电路2；发射信号经50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路205、射频合路器204、发射链路的驱动放大器DRIVER206、发射链路的功率放大器PA207、发射链路隔离器ISOLATOR208这一系列的发射物理通道，完成功率放大后馈入发射天线，至此完成向卫星的定位申请。

RDSS卫星解析定位申请命令，并发送定位数据；接收天线收到卫星定位数据后，接收信号经接收带通滤波器BPF201、接收低噪声放大器LNA202、接收通路声表滤波器SAW203、射频合路器204、50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路205这一系列的物理接收通道，完成放大及滤波。

来自LNB部分的RDSS电路2的接收信号经射频合路器3、传输电缆、射频分路器4进入50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路601、射频分路器602、带通滤波器BPF603、低噪声放大器LNA1604接收物理通道，完成放大及滤波；模拟信号处理单元605接收链路对数据信号进行下变频解调，滤波及放大后，送入模数转换器ADC606后送入数字信号处理单元607处理，数字信号处理单元607对接收到的数字信号进行DSP处理，完成信号捕获、解码、帧格式解包，最后将数据送入嵌入式主控MCU608，嵌入式主控MCU608完成定位数据解析，并将数据送给MCU主控电路7，定位功能实现。

图5为RDSS通信数据发送流程图。MCU主控电路7向机顶盒部分RDSS电路6发出数据信息，嵌入式主控MCU608获取数据信息，并将命令数据进行解析，然后将数据送到数字信号处理单元607；数字信号处理单元607对命令数据进行帧格式打包，加密及信道编码，使之满足RDSS数据协议要求，然后送到数模转换器DAC609；数模转换器DAC609对数据（数字信号）进行数模转换，然后送到模拟信号处理单元605的发射链路；模拟信号处理单元605发射链路对数据信号进行上变频调制，使之成为能够适应无线发射的频带信号；发射信号经低噪声放大器LNA2610放大，声表滤波器SAW611滤波以及射频分路器602、50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路601、射频分路器4、传输电缆、射频合路器3等物理发射通道进入LNB的RDSS电路2；发射信号经50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路205、射频合路器204、发射链路的驱动放大器DRIVER206、发射链路的功率放大器PA207以及发射链路隔离器ISOLATOR208这一系列的发射物理通道，完成功率放大后馈入发射天线，至此完成向卫星的数据发送，卫星再向接收方转发数据。

图6为RDSS通信数据接收流程图。首先，接收天线收到卫星转发的数据，接收带通滤波器BPF201、接收低噪声放大器LNA202、接收通路声表滤波器SAW203、射频合路器204、50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路205这一系列的物理接收通道，完成放大及滤波。

来自LNB部分的RDSS电路2的接收信号经射频合路器3、传输电缆、射频分路器4进入50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路601、射频分路器602、带通滤波器BPF603、低噪声放大器LNA1604接收物理通道，完成放大及滤波；模拟信号处理单元605接收链路对数据信号进行下变频解调，滤波及放大后，送入模数转换器ADC606后送入数字信号处理单元607处理，数字信号处理单元607对接收到的数字信号进行DSP处理，完成信号捕获、解码、帧格式解包，最后将数据送入嵌入式主控MCU608，嵌入式主控MCU608完成定位数据解析，并将数据送给MCU主控电路7，数据接收完成后再按照数据发送流程向卫星发出收信回执。

当采用上述技术方案后，卫星电视机顶盒通过RDSS不仅可以完成定位，而且可以完成信息交互；能够完成卫星电视机顶盒的区域限制使用以及短报文信息的发送及接收。当卫星电视机顶盒获得其经纬度位置信息，机顶盒就可以根据收到的经纬度位置信息以及预设的机顶盒允许使用位置范围，判断该机顶盒是否在允许的使用范围内，如果在，控制卫星电视信号接收模块正常接收解调输出电视信号，否则，停止解调输出卫星电视信号并提示用户该机顶盒不允许在非允许范围内使用。

以上所述实例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于接收卫星电视信号的LNB模块，所述LNB模块包括直播卫星信号天线以及LNB电路，其特征在于，所述LNB模块还包括RDSS电路以及RDSS信号收发天线。

2.如权利要求1所述的LNB模块，其特征在于，所述LNB模块还包括射频合路器，所述LNB电路的射频信号以及RDSS电路射频信号通过所述射频合路器进行合路，通过传输电缆传送给卫星电视机顶盒。

3.如权利要求1所述的LNB模块，其特征在于，所述LNB模块还包括50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的LNB模块，其特征在于，所述RDSS电路还包括，接收带通滤波器BPF、接收低噪声放大器LNA、接收通路声表滤波器SAW、射频合路器、发射链路的驱动放大器DRIVER、发射链路的功率放大器PA以及发射链路隔离器ISOLATOR。

5.一种卫星电视机顶盒，所述机顶盒包括直播卫星信号处理电路，其特征在于，所述卫星电视机顶盒还包括RDSS卫星信号处理电路。

6.如权利要求5所述的卫星电视机顶盒，其特征在于，所述卫星电视机顶盒还包括射频分路器（4），所述射频分路器（4）将来自传输电缆的射频信号分成两路，一路通过所述直播卫星信号处理电路进行直播卫星信号的解调处理，一路通过所述RDSS卫星信号处理电路进行RDSS信号的解调处理。

7.如权利要求6所述的卫星电视机顶盒，其特征在于，所述RDSS卫星信号处理电路还包括50欧姆转75欧姆阻抗匹配电路。

8.如权利要求5至7中任意一项所述所述的卫星电视机顶盒，其特征在于，所述RDSS卫星信号处理电路还包括数模转换器DAC、数字信号处理单元及嵌入式主控MCU，所述数字信号处理单元完成来自所述嵌入式主控MCU的数据帧格式处理，数字调制后送入到数模转换器DAC，所述数模转换器DAC将要发送的所述数据帧转换成模拟信号，并经所述模拟信号处理单元调制高频载波。

9.一种用于卫星电视机顶盒的信息交互方法，所述卫星电视机顶盒包括RDSS卫星信号处理电路，其特征在于，所述方法包括，通过所述RDSS卫星信号处理电路发送短报文信息；通过所述RDSS卫星信号处理电路接收短报文信息。

10.如权利要求9所述的用于卫星电视机顶盒的信息交互方法，其特征在于，所述发送的短报文信息为定位请求信息，所述接收的短报文信息为所述卫星电视机顶盒的位置信息。