专利名称：省级多路分米波邻频数字无线电视传输系统的制作方法
技术领域：
本发明属于一种多路数字无线电视传输系统，特别是一种全省统一覆盖的省级多路分米波邻频数字无线电视传输系统。
背景技术：
现有的数字无线电视传输系统有DVB-T、ATSC及ISDB数字地面无线数字电视系统、MMDS多路微波数字电视传输系统、SDH数字微波传输系统等。其中DVB-T、ATSC及ISDB数字地面无线电视系统具有抗多径干扰，具有一定的移动性等优点，缺点是造价高、传输节目套数少、频谱利用率低，与数字有线网制式不同，不适合解决城市郊区与农村固定点等多径干扰可以忽略不计地区低成本覆盖。MMDS多路微波数字电视传输系统适合城市郊区与农村的固定点覆盖，缺点是存在上、下变频噪声，影响收视质量，加之相对带宽小、邻频隔离度不高、波长短、树衰、雨衰严重，MMDS系统难以实现优质覆盖。SDH数字微波传输系统主要是用于干线网的联网，不适合作为用户接入网。
技术内容本发明的目的在于提供一种全省统一覆盖、低成本的优质多路邻频无线数字电视传输系统，为解决城市郊区与农村现代多路电视覆盖及多媒体覆盖，提供一个切实可行的手段，还可提供移动式数字电视传输。
本发明由省无线数字电视中心平台、数字电视干线传输平台、市县局上山站、邻频多工合成型基站、两级控制CAS收费系统、中继分系统、用户分系统组成；其中省无线数字电视中心平台将节目源转换、打包成单一的数字电视节目TS流经加扰后输出至数字电视干线传输平台；数字电视干线传输平台通过SDH数字微波、SDH数字光纤或QAM/QPSK三种方式之一将每一路宽带TS流传输到市县局上山站；市县局上山站将来自数字电视干线传输平台的每一路宽带TS流加扰、64QAM调制、上变频、邻频混合和功放后发射到邻频多工合成型基站；邻频多工合成型基站将来自市县局上山站的每一路宽带TS流中频变频、64QAM解调、上变频和功放后发射出去；两级控制CAS收费系统分别与省无线数字电视中心平台、市县局上山站相连，并将收费管理信息及加扰信号调制到省无线数字电视中心平台和市县局上山站的TS流之中；中继分系统完成中继接收放大转发功能；用户分系统将数字电视信号解扰后，输入至用户端数字电视机播放。系统工作频率为400-800MHz分米波电视频段。
图1是本系统的总体原理结构框图；图2是省无线数字电视中心平台原理结构框图；图3是SDH数字微波干线传输平台原理结构框图；图4是SDH数字光纤干线传输平台原理结构框图；图5是QAM/QPSK数字微波干线传输平台原理结构框图；图6是市县局上山站原理结构框图；图7是邻频多工合成型基站原理结构框图；
图8是二级CAS收费管理系统原理结构框图；图9是基带中继站原理结构框图；图10是数字机顶盒STB的原理结构框图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明系统工作频率为400-800MHz分米波电视频段；全系统由省无线数字电视中心平台、数字电视干线传输平台、市县局上山站、邻频多工合成型基站、两级控制CAS收费分系统、中继分系统、用户分系统组成。
如图2所示，所述省无线数字电视中心平台包括三种通道第一种SDH干线接收机接收国家骨干网来的数字节目，它包括SDH干线接收机，4个E3口的SDH与TS转换适配器，一个转换器通常包括6套MPEG-2的数字电视节目；第二种是对A、V信号进行MPEG-2编码压缩打包，输出单一节目的TS流，每6套数字电视节目的TS流经TS流再复用器打包成一路宽带TS流；第三种是采用视音频数字服务器输出单一节目的TS流，每6套数字电视的TS流再复用打包成一路宽带TS流。
所述省无线数字电视中心平台还包括与两级控制CAS收费分系统的中心CA加扰机相连的省级用户授权收费管理中心，每一路宽带TS流(通常包括6套数字电视节目)通过中心CA加扰机进行加扰，每一台中心CA加扰机与省级用户授权收费管理中心相连。
如图3、图4、图5所示，所述数字电视干线传输平台有三种类型，即SDH数字微波干线传输平台、SDH数字光纤干线传输平台、QAM/QPSK数字微波干线传输平台。
如图3所示，所述SDH数字微波干线传输平台由宽带TS流与SDH转换适配器、SDH数字微波发射单元、SDH数字微波接收单元、SDH与宽带TS流转换适配器组成。省无线数字电视中心平台输出的每一路宽带TS流经宽带TS流与SDH转换适配器转换成SDH格式的数字信号，每4个SDH格式的数字信号通过E3口组成一组，更宽带宽的SDH格式的数字信号进入SDH数字微波发射单元传输到远端；远端SDH数字微波接收单元接收后，输出一个个单一的SDH格式的数字信号，每一个SDH格式的数字信号经SDH与TS适配器转换成宽带TS流。这样就把省无线数字电视中心平台输出的每一路宽带TS流传输到远处。
如图4所示，所述SDH数字光纤干线传输平台由宽带TS流与SDH转换适配器、SDH数字光纤发射单元、SDH数字光纤接收单元、SDH与宽带TS流转换适配器组成。省无线数字电视中心平台输出的每一路宽带TS流经宽带TS流与SDH转换适配器转换成SDH格式的数字信号，每4个SDH格式的数字信号通过E3口组成一组，更宽带宽的SDH格式的数字信号进入SDH数字光纤发射单元传输到远端；远端SDH数字光纤接收单元接收后，输出一个个单一的SDH格式的数字信号，每一个SDH格式的数字信号经SDH与TS适配器转换成宽带TS流。这样就把省无线数字电视中心平台输出的每一路宽带TS流传输到远处。
如图5所示，所述QAM/QPSK数字微波干线传输平台，包括发射端的QAM/QPSK调制器、微波上变频器、微波发射机、微波发射天线和接收端的微波接收天线、微波低噪声接收、微波下变频器、QAM/QPSK解调器。
所述省无线数字电视中心平台来的每一路宽带TS流在发射端分别进行QAM或QPSK调制，QAM调制视微波发射机的线性度从低到高可采用QPSK(4QAM)、16QAM、32QAM、64QAM数字调制，输出中频信号，进入微波上变频器，经微波发射功放放大及发射天线发射出去；远端微波接收天线接收后，经微波低噪声接收，微波下变频为中频，经QAM/QPSK解调器解调后输出宽带TS流；所述QAM/QPSK调制器与解调器均具有误码纠错功能；这样就把省无线数字电视中心的宽带TS流传输到了远方；所述干线传输还可以包括多级接力部分。
如图6所示，所述市县局上山站由用户授权管理分中心；每个通道一台CA过滤同扰机、64QAM调制器、上变频器及邻频混合器、分米波或微波高线性宽带发射机与发射天线组成。
数字干线网传输来的每一路宽带TS流分别通过CA过滤同扰机滤除非本地网用户，进入64QAM调制器进行误码纠错与调制，经分米波或微波邻频上变频，多路邻频射频数字电视信号经邻频混合器混合成一路宽带射频信号，经分米波或微波高线性宽带发射机进行功率放大并经定向发射天线发射出去；用户授权管理分中心与CA过滤同扰机相连，用户授权管理分中心通过宽带互联网与省级用户授权管理中心相连；这样就把省无线数字电视中心的宽带TS流处理后送到各个高山台上。
如图7所示，所述邻频多工合成型基站包括定向接收天线，分米波或微波低噪声接收分路单元，有多少路宽带TS流则分成多少路；每一路由中频变换单元、64QAM解调调制器、数字邻频上变频器、数字分米波高线性发射机、驻波检测隔离器组成；所述邻频多工合成型基站还包括数字型分米波邻频多工合成器与多路分米波天馈系统组成。
所述邻频多工合成型基站由接收天线定向接收上山站传输来的信号，经分米波或微波低噪声接收放大后分路，有多少路宽带TS流则分多少路；每一路经中频变频单元变成中频信号，经64QAM解调调制器解调后再调制，输出中频信号，64QAM解调调制的目的是为了利用其数字信号的再生与误码纠错功能，提高信号的品质；输出的中频信号经数字分米波邻频上变频器变成分米波邻频数字电视信号；经数字分米波高线性发射机进行高线性低误码功率放大，经驻波检测隔离器消除反射波及进行驻波检测；多路大功率分米波邻频数字电视信号经数字型分米波邻频多工合成器滤除带外信号，高隔离、低损耗地合成一路宽带大功率信号，经多路分米波宽带天馈系统发射传输出去。
如图8所示，所述二级CAS收费管理系统由省级用户授权收费管理中心、中心CA加扰机、用户授权收费管理分中心、CA过滤同扰机组成；所述用户授权收费管理分中心还包括与银行代办收费点及自营收费点的联网软件，包括IC卡管理软件。
所述省级用户授权收费管理中心与用户授权收费管理分中心通过宽带互联网相连，用户授权收费管理分中心与银行代办收费点及自营收费点通过宽带互联网相连；省级用户授权收费管理中心与中心CA加扰机通过以太网接口或RS232接口相连，用户授权管理分中心与CA过滤同扰机及IC卡管理分系统通过以太网接口或RS232接口相连；中心CA加扰机与CA过滤同扰机通过数字干线网相连。
所述省级用户授权收费管理中心通过宽带互联网从用户授权收费管理分中心获取用户节目预定及交费信息，形成用户收视控制信息；省级用户授权收费管理中心由用户管理分系统、节目管理分系统、分中心管理分系统、IC卡管理分系统组成。所述省级用户授权收费管理中心具有下列功能①具有对分中心及节目管理功能，对不服从管理、不按时上缴收入的分中心关闭部分或全部节目；②具有对用户的直接优先授权管理控制功能；③具有对分中心的IC卡管理系统的授权管理功能；④软件容量能支持100万户用户的授权控制，并能实现100-300万户的平滑扩容升级。
所述中心CA加扰机具有下列功能与组成①以CW控制字产生伪随机序列，以伪随机序列按加扰算法对TS流加扰，加扰算法符合国产未来的通用加扰算法标准；②将控制字CW放置在ECM中，用密钥K对ECM加密，ECM传至中心CA加扰机扦入宽带TS流中；③将K密钥放置在EMM中，用密钥P对EMM加密，EMM传至中心CA加扰机扦入宽带TS流中；④密钥放置用户数字机顶盒IC卡的安全区域中，并用M密钥对IC卡安全区域加密。
所述用户授权收费管理分中心具有用户管理、节目管理、IC卡管理、自营收费点管理及银行联网接口；并通过宽带互联网与省级用户授权收费管理分中心相连，能将用户信息传到省级用户授权收费管理分中心；通过以太网接口或RS232接口与CA过滤同扰机相连。
所述CA过滤同扰机可以滤除用户收费管理分中心范围内的非本地网用户，达到减少EMM流的目的，从而节省带宽，减少数字机顶盒STB中的存储容量，提高寻址授权的效率。
所述二级CAS收费管理系统其用户端数字机顶盒STB根据节目映射表PMT表和CAT表获取EMM与ECM的PID值，从宽带TS流中取出EMM与ECM，通过智能卡接口传给智能卡；智能卡读取M密钥，在安全区域中解密获取P密钥，用P密钥对EMM解密获取K密钥，用K密钥对ECM解密，获取CW，通过智能卡接口单元传给STB中的解扰单元；以CW在解扰单元中实现对宽带TS流的解扰。
所述中继分系统包括室内分布系统，用于解决城市大楼内的数字电视信号室内分布，以实现室内无线接收；所述中继分系统还包括可节省频率资源的直放中继站、抗干扰的变频中频中继站，能实现数字信号再生与误码纠错的基带中继站。
如图9所示，所述基带中继站由抛物接收天线、低噪声放大单元、第一级宽带滤波单元、分路单元、每一路的下变频器及64QAM解调调制单元与分米波邻频上变频单元组成。所述基带中继站还包括一个邻频频道混合器、一个宽带高线性功率放大器及一个全向发射天线。
所述基带中继站由抛物接收天线接收数字电视宽带射频信号，由低噪声放大单元进行放大；第一级宽带滤波单元滤除带外信号，由分路单元进行分路，有多少宽带TS流则分成多少路，每一路通过降频器降成中频；然后通过64QAM解调调制单元进行解调调制，以实现数字信号的再生及误码纠错；通过分米波邻频上变频器上变频成分米波邻频电视频道；通过邻频频道混合器将多路邻频信号高隔离地合成一路宽带多路邻频信号；经分米波宽带高线性发射机进行功率放大，经宽带全向发射天线发射出去。
所述用户分系统主要由用户接收天线、数字机顶盒STB及数字电视机组成。所述用户接收天线有无源接收天线、第一级顶端放大的有源接收天线及第二级顶端放大的有源接收天线三种类型。
如图10所示，所述数字机顶盒STB由网络接口单元、系统模块单元、存储器单元、智能卡模块单元、解码模块单元、模拟视音频编码单元组成。宽带射频信号DRF输入到网络接口单元，网络接口单元经高频头选频变成数字中频信号DIF，经A/D转换、QAM解调、误码纠错，输出宽带TS流到系统模块；系统模块在CPU控制下，通过存储器及接口、智能卡模块及解扰模块进行解扰；在CPU控制下，通过存储单元进行解复用与选台器控制配合，得到单一节目的TS流。TS流进入解码模块，首先分离出视、音频PES流，再进行MPEG-2解码；然后输入到视音频电视信号编码单元，音频数字信号进行D/A转换输出模拟音频信号，经放大输出；视频数字信号进行D/A转换，再进行PAL/NTSC编码，输出全电视视频信号CVBS，也可输出亮色信号格式的Y/C、TUV、RGB信号。
本发明还可传输HDTV高清晰度数字电视，将一部分分米波邻频频道改成适合移动传输的调制方式，还可实现移动式数字传输。
权利要求
1.一种省级多路分米波邻频数字无线电视传输系统，其特征在于它由省无线数字电视中心平台、数字电视干线传输平台、市县局上山站、邻频多工合成型基站、两级控制CAS收费系统、中继分系统、用户分系统组成；其中省无线数字电视中心平台将节目源转换、打包成单一的数字电视节目TS流经加扰后输出至数字电视干线传输平台；数字电视干线传输平台通过SDH数字微波、SDH数字光纤或QAM/QPSK三种方式之一将每一路宽带TS流传输到市县局上山站；市县局上山站将来自数字电视干线传输平台的每一路宽带TS流加扰、64QAM调制、上变频、邻频混合和功放后发射到邻频多工合成型基站；邻频多工合成型基站将来自市县局上山站的每一路宽带TS流中频变频、64QAM解调、上变频和功放后发射出去；两级控制CAS收费系统分别与省无线数字电视中心平台、市县局上山站相连，并将收费管理信息及加扰信号调制到省无线数字电视中心平台和市县局上山站的TS流之中；中继分系统完成中继接收放大转发功能；用户分系统将数字电视信号解扰后，输入至用户端数字电视机播放。
2.如权利要求1的一种省级多路分米波邻频数字无线电视传输系统，其特征在于所述省无线数字电视中心平台包括三种通道第一种SDH干线接收机接收国家骨干网来的数字节目，它包括SDH干线接收机，4个E3口的SDH与TS转换适配器，一个转换器通常包括6套MPEG-2的数字电视节目；第二种是对A、V信号进行MPEG-2编码压缩打包，输出单一节目的TS流，每6套数字电视节目的TS流经TS流再复用器打包成一路宽带TS流；第三种是采用视音频数字服务器输出单一节目的TS流，每6套数字电视的TS流再复用打包成一路宽带TS流；所述省无线数字电视中心平台还包括与两级控制CAS收费分系统的中心CA加扰机相连的省级用户授权收费管理中心，每一路通常包括6套数字电视节目的宽带TS流通过中心CA加扰机进行加扰，每一台中心CA加扰机与省级用户授权收费管理中心相连；所述数字电视干线传输平台包括SDH数字微波干线传输平台、SDH数字光纤干线传输平台、QAM/QPSK数字微波干线传输平台三种类型；所述市县局上山站由用户授权管理分中心；每个通道一台CA过滤同扰机、64QAM调制器、上变频器及邻频混合器、分米波或微波高线性宽带发射机与发射天线组成；数字干线网传输来的每一路宽带TS流分别通过CA过滤同扰机滤除非本地网用户，进入64QAM调制器进行误码纠错与调制，经分米波或微波邻频上变频，多路邻频射频数字电视信号经邻频混合器混合成一路宽带射频信号，经分米波或微波高线性宽带发射机进行功率放大并经定向发射天线发射出去；用户授权管理分中心与CA过滤同扰机相连，用户授权管理分中心通过宽带互联网与省级用户授权管理中心相连；所述邻频多工合成型基站包括定向接收天线，分米波或微波低噪声接收分路单元，有多少路宽带TS流则分成多少路；每一路由中频变换单元、64QAM解调调制器、数字邻频上变频器、数字分米波高线性发射机、驻波检测隔离器组成；所述邻频多工合成型基站还包括数字型分米波邻频多工合成器与多路分米波天馈系统组成；所述接收天线定向接收上山站传输来的信号，经分米波或微波低噪声接收放大后分路，有多少路宽带TS流则分多少路；每一路经中频变频单元变成中频信号，经64QAM解调调制器解调后再调制，输出中频信号，64QAM解调调制的目的是为了利用其数字信号的再生与误码纠错功能，提高信号的品质；输出的中频信号经数字分米波邻频上变频器变成分米波邻频数字电视信号；经数字分米波高线性发射机进行高线性低误码功率放大，经驻波检测隔离器消除反射波及进行驻波检测；多路大功率分米波邻频数字电视信号经数字型分米波邻频多工合成器滤除带外信号，高隔离、低损耗地合成一路宽带大功率信号，经多路分米波宽带天馈系统发射传输出去；所述二级CAS收费管理系统由省级用户授权收费管理中心、中心CA加扰机、用户授权收费管理分中心、CA过滤同扰机组成；所述用户授权收费管理分中心还包括与银行代办收费点及自营收费点的联网软件，包括IC卡管理软件；所述省级用户授权收费管理中心与用户授权收费管理分中心通过宽带互联网相连，用户授权收费管理分中心与银行代办收费点及自营收费点通过宽带互联网相连；省级用户授权收费管理中心与中心CA加扰机通过以太网接口或RS232接口相连，用户授权管理分中心与CA过滤同扰机及IC卡管理分系统通过以太网接口或RS232接口相连；中心CA加扰机与CA过滤同扰机通过数字干线网相连；所述中继分系统包括室内分布系统，用于解决城市大楼内的数字电视信号室内分布，以实现室内无线接收；所述中继分系统还可以包括可节省频率资源的直放中继站、抗干扰的变频中频中继站，能实现数字信号再生与误码纠错的基带中继站；所述用户分系统主要由用户接收天线、数字机顶盒STB及数字电视机组成；所述用户接收天线有无源接收天线、第一级顶端放大的有源接收天线及第二级顶端放大的有源接收天线三种类型。
3.如权利要求2的一种省级多路分米波邻频数字无线电视传输系统，其特征在于所述SDH数字微波干线传输平台由宽带TS流与SDH转换适配器、SDH数字微波发射单元、SDH数字微波接收单元、SDH与宽带TS流转换适配器组成；省无线数字电视中心平台输出的每一路宽带TS流经宽带TS流与SDH转换适配器转换成SDH格式的数字信号，每4个SDH格式的数字信号通过E3口组成一组，更宽带宽的SDH格式的数字信号进入SDH数字微波发射单元传输到远端；远端SDH数字微波接收单元接收后，输出一个个单一的SDH格式的数字信号，每一个SDH格式的数字信号经SDH与TS适配器转换成宽带TS流。
4.如权利要求2的一种省级多路分米波邻频数字无线电视传输系统，其特征在于所述SDH数字光纤干线传输平台由宽带TS流与SDH转换适配器、SDH数字光纤发射单元、SDH数字光纤接收单元、SDH与宽带TS流转换适配器组成；省无线数字电视中心平台输出的每一路宽带TS流经宽带TS流与SDH转换适配器转换成SDH格式的数字信号，每4个SDH格式的数字信号通过E3口组成一组，更宽带宽的SDH格式的数字信号进入SDH数字光纤发射单元传输到远端；远端SDH数字光纤接收单元接收后，输出一个个单一的SDH格式的数字信号，每一个SDH格式的数字信号经SDH与TS适配器转换成宽带TS流。
5.如权利要求2的一种省级多路分米波邻频数字无线电视传输系统，其特征在于所述QAM/QPSK数字微波干线传输平台，包括发射端的QAM/QPSK调制器、微波上变频器、微波发射机、微波发射天线和接收端的微波接收天线、微波低噪声接收、微波下变频器、QAM/QPSK解调器；所述省无线数字电视中心平台来的每一路宽带TS流在发射端分别进行QAM或QPSK调制，QAM调制视微波发射机的线性度从低到高可采用QPSK(4QAM)、16QAM、32QAM、64QAM数字调制，输出中频信号，进入微波上变频器，经微波发射功放放大及发射天线发射出去；远端微波接收天线接收后，经微波低噪声接收，微波下变频为中频，经QAM/QPSK解调器解调后输出宽带TS流；所述QAM/QPSK调制器与解调器均具有误码纠错功能；这样就把省无线数字电视中心的宽带TS流传输到了远方；所述干线传输还可以包括多级接力部分。
6.如权利要求2的一种省级多路分米波邻频数字无线电视传输系统，其特征在于所述基带中继站由抛物接收天线、低噪声放大单元、第一级宽带滤波单元、分路单元、每一路的下变频器及64QAM解调调制单元与分米波邻频上变频单元组成；所述基带中继站还包括一个邻频频道混合器、一个宽带高线性功率放大器及一个全向发射天线；所述基带中继站由抛物接收天线接收数字电视宽带射频信号，由低噪声放大单元进行放大；第一级宽带滤波单元滤除带外信号，由分路单元进行分路，有多少宽带TS流则分成多少路，每一路通过降频器降成中频；然后通过64QAM解调调制单元进行解调调制，以实现数字信号的再生及误码纠错；通过分米波邻频上变频器上变频成分米波邻频电视频道；通过邻频频道混合器将多路邻频信号高隔离地合成一路宽带多路邻频信号；经分米波宽带高线性发射机进行功率放大，经宽带全向发射天线发射出去。
7.如权利要求2的一种省级多路分米波邻频数字无线电视传输系统，其特征在于所述数字机顶盒STB由网络接口单元、系统模块单元、存储器单元、智能卡模块单元、解码模块单元、模拟视音频编码单元组成；宽带射频信号DRF输入到所述网络接口单元，网络接口单元经高频头选频变成数字中频信号DIF，经A/D转换、QAM解调、误码纠错，输出宽带TS流到系统模块；系统模块在CPU控制下，通过存储器及接口、智能卡模块及解扰模块进行解扰；在CPU控制下，通过存储单元进行解复用与选台器控制配合，得到单一节目的TS流。TS流进入解码模块，首先分离出视、音频PES流，再进行MPEG-2解码；然后输入到视音频电视信号编码单元，音频数字信号进行D/A转换输出模拟音频信号，经放大输出；视频数字信号进行D/A转换，再进行PAL/NTSC编码，输出全电视视频信号CVBS，也可输出亮色信号格式的Y/C、TUV、RGB信号。
全文摘要
一种省级多路分米波邻频数字无线电视传输系统，由省无线数字电视中心平台、数字电视干线传输平台、市县局上山站、邻频多工合成型基站、两级控制CAS收费系统、中继分系统、用户分系统组成；提供了一种全省统一覆盖、低成本的优质多路邻频无线数字电视传输系统，为解决城市郊区与农村现代多路电视覆盖及多媒体覆盖，提供一个切实可行的手段，还可提供移动式数字电视传输。
文档编号H04N7/167GK1595977SQ03124818
公开日2005年3月16日 申请日期2003年9月10日 优先权日2003年9月10日
发明者陈意辉 申请人:陈意辉