基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统的制作方法与工艺

文档序号:12925573
基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统的制作方法与工艺
本实用新型属于广播通信领域,具体涉及一种基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统。

背景技术:
电力网是世界上分布最广的有线网络,利用电力线进行通信无需铺设额外的通信线路,以降低运营成本、减少构建新的通信网络的支出。同时,电力线通信作为未来“四网合一”的关键技术,拥有广阔的发展前景。使用电力线上网可以做到“即插即用”,接入电源即等于接入网络,非常地简单方便。电力线在建筑物内基本实现了各个房间的全覆盖。由于电力线通信(简称:宽带PLC)的种种优点,国内外对此进行了大量的研究,其标准化工作亦正在进行中。但由于电力线上有多种电力设备的同时接入,噪声干扰源多且大,通信环境十分恶劣,加上电力线本身的介质特性,传输衰减大,可用的通信频段带宽受到限制,其传输速率远比不上同轴电缆。另一方面,地面数字电视信号通过电视发射塔基站实现远距离的传输和大面积的覆盖,但是由于是以无线电磁波的方式进行传输,室内的地面数字电视信号会大幅衰减,一般要用室外天线来接收,需要铺设较长的馈线引到接收设备上,除了布线不便,还会引起信号的衰减,影响接收效果。中国地面数字电视标准为DTMB,目前已经全面实施建设,预计在2020年前覆盖绝大部分地区,并关闭所有模拟电视。如何使得在室内可以方便收看DTMB地面数字电视是一个需要解决的问题。

技术实现要素:
有鉴于此,本实用新型的目的在于提供一种基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统,旨在通过室内布设的电力线网来传输地面数字电视信号。为此,本实用新型提供了一种基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统,包括用于对地面数字电视信号调制耦合到电力线网上的信号调制设备和用于对电力线网上的传输信号解调的信号解调设备,所述信号调制设备的输入接口与一数字信号接收器连接,输出接口与所述电力线网连接;所述信号解调设备的输入接口与所述电力线网连接,输出接口与至少一影音设备连接。根据本实用新型提供的基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统,所述信号调制设备包括用于对地面数字电视信号预处理生成TS流的预处理模块、用于对所述TS流进行调制的调制电路、用于将所述调制后的TS流上变频到UHF频段的射频信号的上变频电路和用于放大所述射频信号的射频功率放大电路和用于将所述射频信号耦合到所述电力线网的第一隔离耦合电路,所述信号预处理模块的输入端口与所述数字信号接收器连接,输出端口与所述调制电路、上变频电路、射频功率放大电路和第一隔离耦合电路依次连接;所述第一隔离耦合电路的输出端口与所述电力线网连接。根据本实用新型提供的基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统,所述预处理模块包括多个用于锁定所述电力线网的传输信号的频率的调谐器、用于DTMB信号解调的第一解调电路、用于TS流过滤和解扰生成TS透明流的TS流处理电路、用于将所述TS透明流和PSI信息表复用处理生成TS传输流的TS流复用电路,其中,所述多个调谐器的输入端口与所述数字信号接收器连接,输出端口与所述第一解调电路、TS流处理电路和TS流复用电路依次连接;所述TS流复用电路的输出端口与所述调制电路的输入端口连接。根据本实用新型提供的基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统,所述信号解调设备包括:用于对所述电力线网进行隔离耦合获得传输信号的第二隔离耦合电路,所述第二隔离耦合电路的输入端口与所述电力线网连接;用于对所述传输信号进行滤波和功率放大的信号处理电路,所述信号处理电路的输入端口与所述隔离耦合电路的输出端口连接;用于对所述传输信号进行下变频处理的下变频电路,所述下变频电路的输入端口与所述信号处理电路的输出端口连接;用于将模拟信号转化为数字信号的模数转换电路,所述模数转换电路的输入端口与所述下变频电路的输出端口连接;用于对所述数字信号进行TDS-OFDM解调的第二解调电路,所述第二解调电路的输入端口与所述模数转换电路的输出端口连接;用于对解调后的信号进行解码并输出显示信号的主处理电路,所述主处理电路的输入接口与所述第二解调电路的输出端口连接,输出端口与所述影音设备连接。根据本实用新型提供的基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统,还包括一遥控器,所述信号解调设备还包括与所述遥控器对应的无线通讯电路,所述无线通讯电路与所述主处理电路连接。根据本实用新型提供的基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统,所述遥控器通过红外通信、蓝牙通信、2.4G无线和ZigBee通信方式的一种或多种与所述信号解调设备连接。根据本实用新型提供的基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统,所述数字信号接收器包括一地面数字电视天线,所述电力线信号调制设备通过同轴电缆与所述地面数字电视天线连接。根据本实用新型提供的基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统,所述TS流复用电路包括一FPGA芯片,所述FPGA芯片连接所述TS流处理电路和调制电路。根据本实用新型提供的基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统,所述第一解调电路包括DTMB芯片,所述DTMB芯片分别与所述一个或多个调谐器和TS流处理电路连接。根据本实用新型提供的基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统,所述调制电路包括一TDS-OFDM调制芯片,所述TDS-OFDM调制芯片分别与TS流复用电路和上变频电路连接。相较于现有技术,本实用新型提供的一种基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统通过电力线信号调制设备将接收到的地面数字电视信号调制成适合在电力线网中传输的信号,并且将调制后的信号耦合到电力线网上传输,通过连接于电力线网的信号解调设备对电力线网上传输的信号进行解调和解码即可在影音设备上呈现出地面数字电视节目,利用电力线网在室内实现地面数字电视信号的传输和覆盖,不需要额外铺设电视信号网络。附图说明图1是本实用新型一实施方式所述基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统的结构示意图;图2是本实用新型一实施方式所述基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统的信号调制设备的结构示意图;图3是本实用新型一实施方式所述基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统的信号解调设备的结构示意图;图4是本实用新型一实施方式所述基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统的工作流程图;主要元件符号说明:如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。具体实施方式为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本实用新型保护的范围。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本实用新型。图1是本实用新型一实施方式所述基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统的结构示意图,如图1所示,该地面数字电视信号接收系统包括用于对地面数字电视信号调制耦合到电力线网500上的信号调制设备100和用于对电力线网500上的传输信号解调的信号解调设备200,所述信号调制设备100的输入接口与一数字信号接收器400连接,输出接口与所述电力线网500连接。所述数字信号接收器400包括一地面数字电视天线,所述电力线信号调制设备100通过同轴电缆与所述地面数字电视天线连接。所述信号解调设备200的输入接口与所述电力线网500连接,输出接口与至少一影音设备300连接。地面数字电视信号(DigitalTelevisionTerrestrialMultimediaBroadcasting,DTMB)从安装在室外的数字信号接收器400传输至信号调制设备100进行转化处理成适合在电力线网500中传输的30Mbps以下的低速率信号后,调制耦合到电力线网500进行传输。室内的信号解调设备200从电力线网500上耦合接收电力线网500上的传输信号,经过信号处理、解调和解码后向影音设备300输出影音视频信号,在影音设备300上呈现地面数字电视信号的节目,实现利用电力线在室内形成的电力线网500实现了地面数字电视信号的全室内覆盖。图2是本实用新型一实施方式所述基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统的电力线信号调制设备100的结构示意图,如图2所示,所述信号调制设备100包括预处理模块110、调制电路120、上变频电路130、射频功率放大电路140和第一隔离耦合电路150。其中,所述信号预处理模块110的输入端口与所述数字信号接收器400连接,输出端口与所述调制电路120、上变频电路130、射频功率放大电路140和第一隔离耦合电路150依次连接;所述第一隔离耦合电路150的输出端口与所述电力线网500连接。本实施方式中,预处理模块110用于对地面数字电视信号预处理生成TS流。所述预处理模块110包括多个调谐器111、第一解调电路112、TS流处理电路113、TS流复用电路114。所述多个调谐器111的输入端口与所述数字信号接收器400连接,输出端口与所述第一解调电路112、TS流处理电路113和TS流复用电路114依次连接。所述TS流复用电路114的输出端口与所述调制电路120的输入端口连接。在本实施方式的预处理模块110中,调谐器111用于锁定所述电力线网500的传输信号的频率。第一解调电路112用于DTMB信号解调。所述第一解调电路112包括DTMB芯片,所述DTMB芯片分别与所述一个或多个调谐器111和TS流复用电路114连接。TS流处理电路113用于对解调后的TS流过滤和解扰生成TS透明流。其中,所述TS流处理电路113包括一定制的现场可编程门阵列(FPGA)芯片,所述FPGA芯片连接所述第一解调电路112和TS流复用电路114。本实施方式中,该FPGA芯片具备ISO7816智能卡接口,并内置操作系统,可实现与条件接收系统(CAS)的通信和解扰,可实现单张卡对多路节目的同时解扰。处理器170接收遥控指令,控制该FPGA芯片,按用户选择的节目PID进行过滤并解扰出透明流,同时把必要的节目的节目特殊信息(ProgramSpecialInformation,PSI)信息表(包括节目关联表(ProgramAssociationTable,PAT)、节目映射表(ProgramMapTable,PMT)、网络信息表(NetworkInformationTable,NIT)、条件访问表(ConditionAccessTable,CAT)等)也一同送入TS流复用处理芯片得到复用的传输流。TS流复用电路114用于将所述TS透明流和PSI信息表复用处理生成TS流。调制电路120用于对所述复用处理生成的TS流进行调制。本实施方式中,所述调制电路120包括一TDS-OFDM调制芯片,所述TDS-OFDM调制芯片分别与TS流复用电路114和上变频电路130连接。上变频电路130用于将所述调制后的TS流上变频到UHF频段的射频信号;射频功率放大电路140用于放大所述射频信号。第一隔离耦合电路150用于将所述射频信号耦合到所述电力线网500上。图3是本实用新型一实施方式所述基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统的信号解调设备200的结构示意图,如图3所示,所述信号解调设备200包括依次连接的第二隔离耦合电路210、信号处理电路220、下变频电路230、模数转换电路240、第二解调电路250和主处理电路260,其中,所述第二隔离耦合电路210的输入端口与所述电力线网500连接,所述主处理电路260的输出端口与所述影音设备300连接。第二隔离耦合电路210用于对所述电力线网500进行隔离耦合获得传输信号;信号处理电路220用于对所述传输信号进行滤波和功率放大;下变频电路230用于对所述传输信号进行下变频处理;模数转换电路240用于将模拟信号转化为数字信号,所述模数转换电路240的输入端口与所述下变频电路230的输出端口连接;第二解调电路250用于对所述数字信号进行TDS-OFDM解调,所述第二解调电路250的输入端口与所述模数转换电路240的输出端口连接。主处理电路260用于对解调后的信号进行解码并输出显示信号,所述主处理电路260的输入接口与所述第二解调电路250的输出端口连接。在上述的实施方式中,该地面数字电视信号接收系统还可以包括一遥控器,所述信号解调设备200还包括与所述遥控器对应的无线通讯电路270,所述信号调制设备100具有与该遥控器对应的通信模块180,所述无线通讯电路270与所述主处理电路260连接,所述通信模块180与处理器170连接。所述遥控器通过红外通信、蓝牙通信、2.4G无线和ZigBee通信方式的一种或多种与所述信号解调设备200和信号调制设备100连接。遥控器和无线通讯电路270工作在低速率、低阶调制、高穿透性无线频率的无线模式下,通过无线通讯电路270控制信号解调设备200,信号调制设备100的通信模块180通过无线的方式与信号解调设备200的信号无线通讯电路270连接,实现控制命令的相互传递。遥控器和信号解调设备200是一一对应的,当存在多个信号解调设备200和遥控器时,该遥控器只控制与其对应的信号解调设备200和共用的信号调制设备100。用户观看电视节目时,信号解调设备200提供人机交互接口,遥控器可以控制信号解调设备200进行节目搜索、节目切换,同时信号解调设备200把相关控制指令发送给信号调制设备100,控制信号调制设备100同步进行频点切换、解调、解码和TS流过滤等处理工作。信号调制设备100和信号解调设备200在遥控器的控制和设定的通信协议下,同步完成各自的工作。图4是本实用新型一实施方式所述基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统的工作流程图。如图4所示,地面数字电视信号接收系统的工作流程包括步骤S401~S405。其中,步骤S401~S403由信号调制设备100完成,步骤S404和S405由信号解调设备200完成。步骤S401:对地面电视信号预处理,输出TS传输流。工作时,数字信号接收器400接收的数字电视信号被送入一个或多个调谐器111,处理器170控制调谐器111锁定相应的频点,并将下变频后的中频信号送入第一解调电路112的DTMB芯片中。DTMB芯片按用户选择的节目PID进行过滤并解扰出透明流,同时把必要的节目的PSI信息表(包括PAT、PMT、NIT、CAT等)也一同送入TS流复用电路114的TS流复用处理芯片处理得到复用的TS传输流。步骤S402:调制电路120的时域同步的码分多址(TDS-OFDM)调制芯片,根据复用码流的带宽选择合适参数进行调制,以达到较优的传输效果。在满足带宽前提下,参数选择以应对更复杂的电力环境和传输距离为准则。TDS-OFDM调制芯片直接输出I/Q合成后的零中频信号,经过上变频电路130上变频到UHF频段的某个频点的射频信号,频率带宽8M。步骤S403:功率放大处理和电力线信号耦合处理。为了保证较远的传输距离,射频功率放大电路140对射频信号放大后再通过第一隔离耦合电路150的耦合线圈将射频信号耦合到电力线网500上进行传输。步骤S404:从电力线网500接收信号并进行下变频和解调处理,输出TS传输流。本实施方式中,分布在各个房间的电力线网500上都能接收到信号调制设备100耦合在电力线网500的传输信号,信号解调设备200的第二隔离耦合电路210对电力线网500耦合隔离后获得的射频信号通过信号处理电路220根据其中心频点和带宽先进行滤波,滤除带宽外的干扰信号后由低噪声放大器将信号放大。然后通过下变频电路230通过下变频处理得到中频信号,中频信号送入模数转换电路240转变成数字信号,通过第二解调电路250的TDS-OFDM芯片解调得到电力线网500上传输的全部TS传输流。步骤S405:TS流信号处理,输出音视频信号。TS传输流送入带有解码功能、显示输出接口的主处理电路260进行处理。主处理电路260可以通过无线通讯电路270接收遥控器的指令,在节目搜索时解析传输过来的TS传输流中的PSI信息,得到节目信息。在播放时,根据用户选择节目,选择向影音设备300传输过来的TS传输流中对应的音视频。本实施方式提供的一种基于电力线传输的地面数字电视信号接收系统的电力线信号调制设备100接收地面数字电视信号后,信号调制设备100先通过预处理模块110只传输用户选择的节目信息,从而可以大幅降低通信带宽,使其在电力线网500上的传输成为可能,同时在预处理时候,支持多个频点的同时锁定和多节目的同时解扰,只需要一张解扰卡,就可使得多个用户可在各个房间把专用接收设备插在电力线插座上同时收看不同节目。另外,由于信号调制设备100将接收到的地面数字电视信号调制成适合在电力线网500中传输的信号,并且将调制后的信号耦合到电力线网500上传输,通过连接于电力线网500的信号解调设备200对电力线网500上传输的信号进行解调和解码即可在影音设备300上呈现出地面数字电视节目,利用电力线网500在室内实现地面数字电视信号的传输和覆盖,不需要额外铺设电视信号网络,为用户提供更佳的性价比服务,具有广阔的市场应用前景。在本实用新型所提供的几个具体实施方式中,应该理解到,所揭露的系统和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的系统实施方式仅仅是示意性的,例如,所述模块或电路的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,显然“包括”一词不排除其他单元或步骤,单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由同一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一,第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序。以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本实用新型进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本实用新型技术方案的精神和范围。...
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