CN110677709A - 一种支持4k或8k电视直播的cpe设备及其应用系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种支持4K或8K电视直播的CPE设备及其应用系统，包括带有路由功能的处理器，处理器连接有通信模块、与移动终端通信连接的WiFi模块、与固定终端通信连接并可接入宽带网络的网络模块、直播卫星码流转换模块，直播卫星码流转换模块包括依次连接的卫星接收天线、多路Tuner模块、带有解扰芯片的解扰模块，直播卫星码流转换模块将解扰后的视频数据发送至处理器，并通过WiFi模块或网络模块对终端用户进行视频分发。将该CPE设备用于终端连接网络通信基站及接收卫星电视信号的应用系统。该发明的CPE设备集成各模块于一体，使得网络通信信号和4K或8K电视直播信号能够各自独立运行，解决了传统CPE设备在使用中电视直播信号需要占用网络信道来传输的问题。

Description

一种支持4K或8K电视直播的CPE设备及其应用系统
技术领域
本发明涉及视频处理与通信技术领域，尤其是一种支持4K、8K电视直播的CPE设备及其应用系统。
背景技术
CPE,英文全称为Customer Premise Equipment,直译：客户前置设备；实际是一种接收移动信号并以无线WIFI信号转发出来的的移动信号接入设备，它也是一种将高速4G或者5G信号转换成WiFi信号的设备，可支持较多的移动终端同时上网，将其大量应用于农村，城镇，医院，单位，工厂，小区等无线网络接入后，能节省铺设有线网络的费用。
同时在通讯5G时代的到来后，增强带宽（EMMB）则是5G的一个重要的应用场景，根据国家标准，单路8K电视直播信号达到150MBps，4K信号也达到36MBps，对于传统CPE设备来说，如图3中所示，传统CPE设备是将4K、8K电视信号通过骨干网进入运营商的云资源平台内，成为其云资源的一部分，然后经过注入、转码、切片等技术处理后传输至终端设备，如手机、PAD等移动端设备，机顶盒、电视机等固定端接收设备就可以通过运营商CDN来观看直播内容，但这样的方式会大量消耗运营商的干线网及无线分配网的带宽资源，占用宝贵的5G频段资源，在8K电视节目开播、4K电视节目普及以后，全国共计100余套直播电视节目，总带宽将达到1G以上，采用以上技术实施方案，将大量消耗运营商带宽资源，对高品质的视频传输造成影响，造成信号传输不顺畅的问题。
发明内容
针对现有的不足，本发明提供一种支持4K、8K电视直播的CPE设备及其应用系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种支持4K或8K电视直播的CPE设备，包括带有路由功能的处理器，处理器连接有用于4G/5G通讯的通信模块、与移动终端通信连接的WiFi模块、与固定终端通信连接并可接入宽带网络的网络模块、直播卫星码流转换模块，所述直播卫星码流转换模块包括依次连接的卫星接收天线、多路Tuner模块、带有解扰芯片的解扰模块，所述直播卫星码流转换模块将解扰后的视频数据发送至处理器，并由处理器通过WiFi模块或网络模块对终端用户进行视频分发。
作为优选，所述通信模块包括通信单元、通信接收天线、用户身份识别电路单元，所述通信单元和用户身份识别电路单元分别与处理器相连接，所述用户身份识别电路单元是USIM电路单元或SIM电路单元。
作为优选，所述Tuner模块是依照ABS-S、DVB-S、DVB-S2标准中的任意一种标准形成的支持多路同时接收处理的Tuner模块。
作为优选，所述解扰模块是支持DVB标准和CA系统的单向可下载条件接收系统的解扰模块。
作为优选，所述处理器连接有多个网络接口，所述网络接口包括多个WAN网口和多个LAN网口，所述通信模块通过其中一个WAN网口与处理器相连接，所述直播卫星码流转换模块通过其中一个LAN网口与处理器相连接。
作为优选，所述通信模块、WiFi模块、网络模块、直播卫星码流转换模块是连接集成在同一主芯片上的。
一种支持4K或8K电视直播的CPE设备的应用系统，包括如前边任意一项所述的CPE设备、终端设备、电视直播卫星、4G/5G通信基站，所述CPE设备设置在终端设备的前端并同时设置在电视直播卫星和4G/5G通信基站的后端，分别接收电视直播卫星传输的直播卫星电视信号和4G/5G通信基站传输的网络信号并传输至终端设备。
本发明的有益效果在于：该发明的CPE设备集成通信模块、直播卫星码流转换模块和处理器于一体，将其用于终端连接网络通信基站及接收卫星电视信号的应用系统后，使得网络通信信号和4K或8K电视直播信号能够各自独立运行，直播卫星码流转换模块实现电视直播信号的接收、解密、解扰、码流存储、切片、转发等，电视直播信号的传输不会占用网络信道，不会消耗带宽资源确保了电视节目信号以及网络的顺畅运行，外部设备通过WIFI、网线等可以直接访问直播电视的播放地址，从而实现既能够通过5G上网，又能够观看4K、8K等直播电视的目标，解决了传统CPE设备在使用中电视直播信号需要占用网络信道来传输而导致传输不顺畅的问题。
附图说明
图1是本发明实施例的结构框图；
图2是本发明实施例应用的原理框图；
图3是传统CPE设备应用的原理框图；
图中零部件名称及序号：1-处理器2-通信模块20-通信单元21-通信接收天线22-用户身份识别电路单元3-WiFi模块4-直播卫星码流转换模块40-卫星接收天线41-Tuner模块42-解扰模块5-电源电路单元6-WAN网口60-LAN网口。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的目的、技术方案和优点，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。此外，本发明中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等，仅是参考附加图示的方向，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明，而不是指示或暗指本发明必须具有的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例如图1至图2中所示，一种支持4K或8K电视直播的CPE设备，包括带有路由功能的处理器1，该路由可支持有线网络以及4G/5G无线网络，处理器1则对接收到的信号进行处理后并予以储存，同时还对各模块予以操控，处理器1连接有用于4G/5G通讯的通信模块2、与移动终端通信连接的WiFi模块3、与固定终端通信连接并可接入宽带网络的网络模块、直播卫星码流转换模块4，此时通过通信模块2来接收运营商的4G/5G信号，然后将接收到的无线信号转化为有线网络信号，并传输至处理器1，经过处理器1后再输送至WiFi模块3，WiFi模块3上可设置单个的频段或多个不同的频段，如 2.4G频段或5.8G频段，这样就能满足使用不同频段的终端设备与CPE设备的无线连接，在CPE设备通过天线接收到某一频段连接信号后，将相关信息传输至处理器1，处理器1分析识别并启动对应的频段与该终端设备进行连接，通过WiFi模块3就可以无线连接多个终端设备，方便人们使用，同时也可以通过网络模块，即通过使用WAN和LAN的其他宽带来与固定终端通信连接；所述直播卫星码流转换模块4包括依次连接的卫星接收天线40、多路Tuner模块41、带有解扰芯片的解扰模块42，所述直播卫星码流转换模块将解扰后的视频数据发送至处理器，并由处理器通过WiFi模块或网络模块对终端用户进行视频分发。卫星接收天线40收集卫星传来的微弱电视信号并尽可能去除杂讯后传输至Tuner模块41，Tuner模块41是卫星数字电视高频头，Tuner模块41接收到直播卫星信号后将射频信号转换为中频信号，然后将中频信号进行信道解码，将信号解调成符合MPEG标准的TS流信号，之后TS流信号经过解扰模块42的解扰将音视频信号分流成不同的音频和视频流，比如采用数字电视芯片来对卫星电视信号进行解扰处理，经过解扰后在解扰模块42被加扰的数字信号就被恢复为原有的数字信号成为清流而输送入处理器1，处理器1直接从解扰模块42的芯片底层获取解扰后的TS流，此时处理器1与直播卫星码流转换模块4可以是通过LAN网口60通信连接的，通过相应软件程序来操控，处理器1就直接从直播卫星码流转换模块4获取解扰后的TS流，不需要额外的信息传输导线，在处理器1就对清流进行切片并予以储存；此后处理器1就将信息通过WiFi模块3等网络直接将信息分发到各类移动终端设备上，比如：手机、平板、笔记本电脑等；通过网络模块（WAN/LAN）将信息分发至固定终端，比如：机顶盒、智能电视机、电脑、投影仪等，这样通过将通信模块2、直播卫星码流转换模块4和处理器1集成于一体形成的CPE设备，使得网络通信信号和4K或8K电视直播信号能够各自独立运行，电视直播信号的传输不会占用网络信道，不会消耗带宽资源确保了电视节目信号以及网络的顺畅运行，外部设备通过WIFI、网线等可以直接访问直播电视的播放地址，从而实现既能够通过5G上网，又能够观看4K、8K等直播电视的目标，解决了传统CPE设备使用中电视直播信号需要占用网络信道来传输而导致的传输不顺畅的问题。此时处理器1作为CPE设备的核心通过其芯片来接收、处理各模块传输的信号，与各模块的连接可以通过网口来连接并集成在同一线路板上，也可以是将某一个或某几个模块与处理器1集成在同一芯片，而为了CPE设备更广泛的使用，所述通信模块2、WiFi模块3、网络模块、直播卫星码流转换模块4是连接集成在同一主芯片上的，此时集成在同一芯片上就可以简化该CPE设备，可以使其小型化，从而可以更方便的将其应用在不同地方，比如农村，城镇，医院，单位，工厂，小区等的无线网络接入，为运营商组网大幅降低成本，还可以在偏远农村、社区、海洋、高铁、航空等领域发挥作用。
进一步的改进，如图1和图2中所示，所述通信模块2包括通信单元20、通信接收天线21、用户身份识别电路单元22，所述通信单元20和用户身份识别电路单元22分别与处理器1相连接，通信接收天线21收集4G/5G通讯信号，并传输至通信单元20，在使用者通过用户身份识别电路单元22的确认后，通讯信号经过通信单元20就传输至处理器1，通过处理器1的操控来与终端设备连接，这样通过用户身份识别电路单元22就能对使用设备的使用者身份进行识别，避免错误人员的接入而造成的对网络环境的破坏，所述用户身份识别电路单元22是USIM电路单元或SIM电路单元，在运行时通过往相应电路单元中插入USIM卡或者SIM卡就能很方便的确认用户身份，这也是目前移动通讯中在广泛使用的卡，也就扩大了该CPE设备的使用。所述Tuner模块41是依照ABS-S、DVB-S、DVB-S2标准中的任意一种标准形成的支持多路同时接收处理的Tuner模块，满足不同的需求，即在Tuner模块41中使用ABS-S、DVB-S、DVB-S2任意一种芯片来实现相应的功能，ABS-S芯片在功耗降低50%的前提下，其速率高出50%，同时还支持4K和8K模式，在8K模式下，提供45MSPS符号率和最高120MBPS的净码率，可同时实现搭载15路高清卫星电视节目的传输，在优化芯片功能的同时还简化了芯片的结构；DVB-S2具有良好的扩展性，涵盖了更大的载噪比范围，在同样的频谱效率下可得到更强的接收效果。所述解扰模块是支持DVB标准和CA系统的单向可下载条件接收系统的解扰模块，即DCAS系统，解扰模块42的解扰芯片则采用TVOS规范集成的DCAS芯片，即可下载条件接收系统芯片，TVOS规范兼容了Linux、Android等操作系统，同时还融合了传统的DVB技术，使用范围广，满足人们不同的需求。所述处理器1还连接有电源电路单元5，该电源电路单元5可外接电源并通过处理器1来给CPE设备内各模块的运行提供电力，即以太网供电或220V转换电源供电；也可以通过在CPE设备内内置与电源电路单元5连接的电源来提供电力，即电池供电。
进一步的改进，如图1中所示，所述处理器1连接有多个网络接口，所述网络接口包括多个广域网接口6（WAN）和多个局域网接口60（LAN），所述通信模块2通过其中任意一个广域网接口6与处理器1相连接，所述直播卫星码流转换模块4通过其中任意一个局域网接口60与处理器1相连接，通过其它的网络接口就可以直接接入运营商的有线网络，实现有线接入来进行上网。同时处理器1还可连接有多个USB接口，通过USB接口就使得终端设备能有线接入CPE设备，在不方便使用无线接入时也能方便人们通过有线接入的使用。
一种支持4K或8K电视直播的CPE设备的应用系统，如图2中所示，包括如前边任意一项所述的CPE设备、终端设备、电视直播卫星、4G/5G通信基站，所述CPE设备设置在终端设备的前端并同时设置在电视直播卫星和4G/5G通信基站的后端，分别接收电视直播卫星传输的直播卫星电视信号和4G/5G通信基站传输的网络信号并传输至终端设备，这样CPE设备中的直播卫星码流转换模块就能用来直接处理直播卫星电视信号，直播电视信号就不需要通过骨干网进入运营商的云资源平台内，成为其云资源的一部分，CPE设备中的通信模块则用来接收传输运营商的4G/5G信号，在这样的应用系统中CPE设备就实现了直接与直播卫星电视信号间的接收、解密、解扰、码流存储、切片、转发等功能，并可以实现单播、组播等形式的变换，不会占用网络信道，不会消耗带宽资源确保了电视节目信号以及网络的顺畅运行，外部终端设备则通过WIFI、网线等与CPE设备进行通信，就可以直接访问直播电视的播放地址，从而实现既能够通过4G/5G上网，又能够观看4K、8K等直播电视的目标，解决了传统CPE设备在使用中电视直播信号需要占用网络信道来传输而导致传输不顺畅的问题。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种支持4K或8K电视直播的CPE设备，其特征在于：包括带有路由功能的处理器，处理器连接有用于4G/5G通讯的通信模块、与移动终端通信连接的WiFi模块、与固定终端通信连接并可接入宽带网络的网络模块、直播卫星码流转换模块，所述直播卫星码流转换模块包括依次连接的卫星接收天线、多路Tuner模块、带有解扰芯片的解扰模块，所述直播卫星码流转换模块将解扰后的视频数据发送至处理器，并由处理器通过WiFi模块或网络模块对终端用户进行视频分发。
2.根据权利要求1所述支持4K或8K电视直播的CPE设备，其特征在于：所述通信模块包括通信单元、通信接收天线、用户身份识别电路单元，所述通信单元和用户身份识别电路单元分别与处理器相连接，所述用户身份识别电路单元是USIM电路单元或SIM电路单元。
3.根据权利要求1所述支持4K或8K电视直播的CPE设备，其特征在于：所述Tuner模块是依照ABS-S、DVB-S、DVB-S2标准中的任意一种标准形成的支持多路同时接收处理的Tuner模块。
4.根据权利要求1所述支持4K或8K电视直播的CPE设备，其特征在于：所述解扰模块是支持DVB标准和CA系统的单向可下载条件接收系统的解扰模块。
5.根据权利要求1所述支持4K或8K电视直播的CPE设备，其特征在于：所述处理器连接有多个网络接口，所述网络接口包括多个WAN网口和多个LAN网口，所述通信模块通过其中一个WAN网口与处理器相连接，所述直播卫星码流转换模块通过其中一个LAN网口与处理器相连接。
6.根据权利要求1所述支持4K或8K电视直播的CPE设备，其特征在于：所述通信模块、WiFi模块、网络模块、直播卫星码流转换模块是连接集成在同一主芯片上的。
7.一种支持4K或8K电视直播的CPE设备的应用系统，其特征在于：包括如权利要求1至6中任意一项所述的CPE设备、终端设备、电视直播卫星、4G/5G通信基站，所述CPE设备设置在终端设备的前端并同时设置在电视直播卫星和4G/5G通信基站的后端，分别接收电视直播卫星传输的直播卫星电视信号和4G/5G通信基站传输的网络信号并传输至终端设备。
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