用于确定卫星信号参数的方法和系统的制作方法
【专利摘要】一种用于确定存在于同轴电缆中的卫星信号的参数的方法和系统，所述方法包括以下步骤：将两个电容耦合式传感器接近于所述同轴电缆的长度对准，其中所述电容耦合式传感器之间的距离低于10厘米；从两个电容耦合式传感器接收信号，所述信号是在所述电容耦合式传感器的位置之间同轴电缆中的差分电压，其中所述电压与同轴电缆中的电压电平有关；通过带通放大器放大所述差分电压；检测指示信号质量的有效DiSEqC命令序列。
【专利说明】用于确定卫星信号参数的方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及确定卫星信号的参数，如质量。
【背景技术】
[0002]信号质量的最常见量度之一是在通信信道上接收的数据流比特数目中由于噪声、干扰、失真或比特同步误差而改变的比特错误数目(来源:维基百科)。
[0003]比特错误率或比特错误比(BER)是在所研究的时间间隔期间比特错误的数目除以所传送比特的总数目。BER是无单位的性能量度，经常表达为百分比。
[0004]度量信号质量的其它技术是分组错误率或信噪比(经常缩写为SNR或S/N)或任何上述技术的组合。
[0005]本文所提出的技术概念涉及一种可以应用在卫星天线设备中的方法。
[0006]当前，几乎所有的卫星信号接收机(如机顶盒(STB))都配备有卫星信号电平和质量指示器。这类指示器可以显示在显示屏上或STB的前面板LED\IXD显示器上。
[0007]当卫星信号接收系统的安装者使用已知的指示器时，通常需要另一个人，这个人将关于所述指示器的精确读数值的信息传递至屋顶上的安装者。如果安装者具有对读数信息的直接访问，那么将会是有利的。
[0008]现有技术公开了帮助对准卫星-电视(TV)碟形天线而不必将接收机带到外部的卫星信号表。这类卫星信号表帮助优化碟形天线对准。为了使用这类卫星信号表，必须将从接收机延伸至LNB (通常在LNB末端)的同轴电缆断开连接，并且然后使用短的同轴电缆将卫星信号表连接至LNB。接收机然后也可以连接至信号表。信号表然后也可以连接在接收机与LNB之间。
[0009]名称为“卫星天线安装工具(Satellite antenna installat1n tool) ”的现有技术公布US6937188B1公开了一种用于评定天线与卫星之间对准度的便携式装置。在一个实施方案中，所述装置包括便携式壳体，所述壳体包括用于产生天线与卫星对准的音频和/或视频指示的部件。所述装置可以是自备式的并且在对准过程期间为天线的频率转换器提供电力。所述便携式装置通过同轴电缆电耦合至常规射频(RF)输入F-连接器。
[0010]这种解决方案的缺点为，测量是在与将最终使用信号的装置不同的装置上执行。在实践中存在不同的调谐器-解调器布置。
[0011]名称为“用于使卫星地面站天线精确地指向的方法和装置(Method and devicefor accurately pointing a satellite earth stat1n antenna)，，的另一现有技术公布US20060181455A1公开了一种天线指向指示器系统60a，所述天线指向指示器系统60a还可以包括壳体140,所述壳体140封闭天线指向指示器系统60a的特定部件和/或天线指向指示器系统60a的特定部件安装至壳体140上并且形成包括相关部件的单个物理装置。图2示出壳体140的两种示例配置，以说明信号表180可以或不可以连同信号放大器170、滤波器选择器160以及滤波器150 —起封闭在共用壳体140中。如果信号表180不与滤波器组件150、滤波器选择器160以及任选的放大器170 —起封闭在共用壳体中；那么信号表180可以耦合至输出端口 172，例如使用同轴电缆来连接所述两个部件。在这种实施方案中，信号表180还可以被配置成通过所述同轴电缆或耦合两个部件的其它元件向信号放大器170提供电力。然而，一般来说，天线指向指示器系统60a可包括被成形和/或配置成包括天线指向指示器系统60a的单独元件的任何适当组合的壳体140。或者，天线指向指示器系统60a可不包括任何类型的壳体140，并且天线指向指示器系统60a的元件可均表示物理上分离的部件。
[0012]工作时，在所说明的实施方案中，天线指向指不器系统60a在输入端口 162处接收输入信号。天线指向指示器系统60a可耦合至用户地面站天线20，并且这种输入信号可包括由用户地面站天线20从卫星天线70接收的总复合信号，包括背景噪声和干扰。在具体实施方案中，输入端口 162通过同轴电缆耦合至用户地面站天线20。
[0013]类似地，这种解决方案的缺点为，测量是在与将最终使用信号的装置不同的装置上执行。在实践中存在不同的调谐器-解调器布置。
[0014]因此希望有一种用于确定卫星信号参数的改进方法和系统，其中测量是在将最终使用所述信号的同一装置上执行。此外，这种装置应具有成本效益并且提供关于接近卫星天线的卫星信号参数的信息。
【发明内容】
[0015]本发明的目的是一种用于确定存在于同轴电缆中的卫星信号的参数的方法，所述方法包括以下步骤:将两个电容耦合式传感器接近于所述同轴电缆的长度对准，其中所述电容耦合式传感器之间的距离低于10厘米；从两个电容耦合式传感器接收信号，所述信号是在所述电容耦合式传感器的位置之间同轴电缆中的差分电压，其中所述电压与同轴电缆中的电压电平有关；通过带通放大器放大所述差分电压；检测指示信号质量的有效DiSEqC命令序列；将指示信号质量的信号输出至指示装置。
[0016]优选地，将两个电容耦合式传感器接近于同轴电缆的长度对准意指将两个电容耦合式传感器邻近于同轴电缆对准。
[0017]优选地，两个电容耦合式传感器是绝缘的。
[0018]优选地，指示信号质量的有效DiSEqC命令序列包括帧字节值EO (十六进制)、地址值40 (十六进制)、命令值44 (十六进制)。
[0019]优选地，指示信号质量的有效DiSEqC命令序列包括数据字节，所述数据字节包括关于信号质量/强度的信息，如通过连接至所述同轴电缆的接收机所确定。
[0020]本发明的另一目的是一种用于确定存在于同轴电缆中的卫星信号的参数的装置，所述装置包括接近于所述同轴电缆的长度的两个电容耦合式传感器，其中所述电容耦合式传感器之间的距离低于10厘米；将所述两个电容耦合式传感器中的每个连接至带通放大器的电路径；连接至处理器的所述带通放大器的输出路径，所述处理器包括用于检测指示信号质量的有效DiSEqC命令序列的装置；被配置成将指示信号质量的信号输出至指示装置的输出路径。
[0021]优选地，鉴别电路存在于带通放大器与处理器之间，所述鉴别电路被配置成从正弦信号获得方波信号。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]本发明通过附图上的示例性实施方案示出，其中:
[0023]图1呈现卫星天线调整环境的示意图；
[0024]图2呈现根据本发明的校准装置的详细示意图；
[0025]图3呈现通用DiSEqC命令序列；以及
[0026]图4示出用于使用图2装置进行卫星天线对准的方法。
【具体实施方式】
[0027]图1呈现卫星天线调整环境的示意图。卫星天线101接收来自卫星发射机(未图示)的信号。卫星天线101包括收集来自卫星碟形天线的无线电波的低噪声块下变频器(LNB)。较低频率IF输出信号从LNB上同轴电缆102所连接的插座中发出。
[0028]同轴电缆102通常延伸至家庭内部，在这里将它连接至卫星信号接收机104，如机顶盒，所述信号接收机104包括卫星调谐器和解调器。在处理所述卫星信号之后，卫星信号接收机104将其输出信号传递至与它连接的显示器105。
[0029]本发明的目的是校准(或者“定位”)辅助装置103，所述辅助装置103在LNB附近接近于同轴电缆102定位。优选地，装置103邻近同轴电缆102，但不要求与同轴电缆102的任何电元件直接接触。换言之，接近被理解为在优选地小于5毫米的范围内。因此，校准辅助装置103的安装不要求现有天线-接收机设置(即同轴电缆102连接)中的任何物理变化。
[0030]DiSEqC (数字卫星设备控制)是用于在卫星接收机与LNB之间使用的专用通信协议。DiSEqC由欧洲卫星提供商Eutelsat开发，该提供商现在作为本协议的标准机构。
[0031]DiSEqC协议被用于卫星天线101的接收机104与LNB之间。DiSEqC通信的传输通过同轴电缆102实现。
[0032]图2呈现所述校准装置的详细示意图。本发明是基于对流过同轴电缆102、201的交流电的检测。本发明被实施为卫星信号探测器中使用的22kHz信号检测器。22kHz是DiSEqC数据的传输频率。
[0033]同轴电缆和它的护罩不是理想的，并且有可能将关于电缆电流的信息传递至另一电子电路，而不用破坏或切割同轴电缆或将LNB从接收机断开连接。本发明使用电容耦合现象。
[0034]当电流Il通过中心铜芯在接收机206与LNB205之间流动时，相同电流流过编织型铜护罩。电压207由安装在接收机206中的LNB电源产生以用于LNB。
[0035]由于所述护罩具有规定阻抗(Zshield202)，流过它的电流在Zshield上产生电压。这个特定电压可被传递至电容耦合的金属板(传感器)208、209并接着传递至用电池211供电的放大器210。优选地，传感器208、209是绝缘的，以便例如在不同环境条件下避免它们之间的电连接。
[0036]传感器的跨距优选地为低于10cm，因为随着距离增加，将会引入可能需要屏蔽的干扰。为了获得成本有效的解决方案，所述传感器优选地在1cm跨距以内，其中两个传感器接近或邻近同轴电缆102。
[0037]校准辅助装置103可通过如卡扣、卡环、锁扣等允许将校准辅助装置103保持在同轴电缆102上一个选择的稳定位置处的一些附接/紧固装置附接至同轴电缆102。
[0038]校准装置103与同轴电缆102之间的耦合效率是传感器金属板面积、与同轴电缆护罩的距离以及放大器输入阻抗的函数。Zshield202上产生的电压取决于Il电流值。
[0039]放大器210优选地为差分带通类型。带通滤波器的中心频率应优选地与检测到的电压频率相同。其中带通滤波器的中心频率与检测到的电压频率相同的实施方案是尤其有利的。
[0040]装置(如放大器210)的内部电路应从电池211供电，并且优选地挂在电缆上以便最小化接地的寄生电容。放大器210的输入阻抗应优选地非常高(FET类型，在千兆欧姆(Giga Ohm)的范围内)，以保证良好的耦合效率。
[0041]放大器210输出的信号被输入至处理单元212，所述处理单元212辨别DiSEqC命令序列并且可以识别指示信号质量/强度的命令。当识别出这种命令时，提供用于指示装置213的驱动信号。指示装置213可以是蜂鸣器，或扬声器或发光二极管或显示器(例如LCD)等。
[0042]具有两个传感器的电容耦合和其放大的存在允许检测电压变化，但必须有一个将具有可辨识图案的这类电压变化的源。为此，接收机104配备有一件硬件或软件，这件硬件或软件将分析所述信号的质量和/或强度并且使用DiSEqC命令来将信号返回给DiSEqC环境。
[0043]图3示出通用DiSEqC命令序列。DiSEqC命令序列作为一连串的加密数字字来传输。标准序列字为组成一个字节的八个比特(升序)，接着一个奇偶校验比特(奇数)。DiSEqC数据命令序列包括帧字节301、地址字节302以及命令字节303，其后面可以跟着数据字节304。
[0044]在用于接收同步的比特流序列之后，帧字节包括协议数据和方向标识。在本发明中，优选的帧字节值是E0305，其意指“来自主装置的命令，无需回复，第一传输”并且是DiSEqC中最中性的命令。然而，出于卫星天线对准的目的，命令的选择是依赖于实现方式的。在说明书的提示(reminder)中，EO(十六进制)将用作与卫星天线对准过程结合使用的帧字节值。
[0045]根据功能对DiSEqC部件进行不同的寻址。类似类型的部件编译在地址组中。地址的前四个比特指示所述组，而最后四个限定所述组内的变化。本文中，40 (十六进制)306将用作与卫星天线对准过程结合使用的地址值。这一命令指示DiSEqC标准中——安装帮助(Help)ο
[0046]下一个字是命令。本文中，44 (十六进制)307将用作与卫星天线对准过程结合使用的地址值。原则上可以使用任何命令，因为优选地具有地址306的部件不存于所述系统中。
[0047]数据字节304包括有关信号质量/强度的信息，如由接收机104所确定的。在本实施例中，FF意指信号质量处于最大值。值304可以限定308向天线调整人员输出测量指示的蜂鸣器或二极管的工作周期。
[0048]305,306,307值的选择应优选地使得它不会干扰DiSEqC系统的其它部件。
[0049]图4示出用于使用图2装置进行卫星天线对准的方法。过程开始于从两个电容耦合式传感器208、209接收(401)信号，所述信号是在传感器位置之间同轴电缆中的差分电压，其中所述电压与同轴电缆102中的电流电平有关。
[0050]接下来，在步骤402，通过带通放大器210放大步骤401中获取的电压。
[0051]在步骤403，对所述信号进行鉴别以便从正弦信号获得方波信号。这种鉴别过程可以是在处理器213的内部。
[0052]此后，在步骤404，将信号输入至处理器，所述处理器能够检测有效DiSEqC命令序列，具体地说如已经在图3中所呈现的。所检测到的命令应指示信号质量。
[0053]在步骤405，通过指示装置输出信号强度和/或质量的指示。
[0054]本领域技术人员可容易地认识到，用于确定卫星信号参数的上述方法或其部分可通过一个或多个计算机程序来执行和/或控制。通常利用装置的计算资源来执行这类计算机程序。计算机程序可存储在非易失性存储器(例如闪存存储器)或易失性存储器(例如RAM)中，并且通过处理单元来执行。这些存储器是用于存储包括计算机可执行指令的计算机程序的示例性记录介质，所述计算机可执行指令执行根据本文所提出的技术概念的计算机实现方法的所有步骤。
[0055]虽然已经参考具体优选的实施方案描绘、描述并且限定了本文所提出的发明，但前述说明书中实现方式的这类参考和实施例并不意味着对本发明的任何限制。然而，将显而易见的是，可以在不脱离所述技术概念更广泛范围的情况下对此做出各种修改和变化。所呈现的优选实施方案仅是示例性的，并且并非是本文所提出技术概念范围的穷尽性说明。
[0056]因此，保护范围不限于本说明书中所描述的优选实施方案，而仅受所附权利要求书限制。
【权利要求】
1.一种用于确定存在于同轴电缆102中的卫星信号的参数的方法，所述方法包括以下步骤: -将两个电容耦合式传感器208、209接近于所述同轴电缆102的长度对准，其中所述电容耦合式传感器208、209之间的距离低于10厘米； -从两个电容耦合式传感器208、209接收(401)信号，所述信号是在所述电容耦合式传感器208、209的位置之间同轴电缆102中的差分电压，其中所述电压与同轴电缆102中的电压电平有关； -通过带通放大器210放大所述差分电压； -检测指示信号质量的有效DiSEqC命令序列； -将指示信号质量的信号输出至指示装置214。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述两个电容耦合式传感器208、209接近于所述同轴电缆102的长度对准意指将所述两个电容耦合式传感器208、209邻近于所述同轴电缆102对准。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两个电容耦合式传感器208、209是绝缘的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指示信号质量的有效DiSEqC命令序列包括十六进制的帧字节值E0、十六进制的地址值40、十六进制的命令值44。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述指示信号质量的有效DiSEqC命令序列包括数据字节304，所述数据字节304包括关于通过连接至所述同轴电缆102的接收机104所确定的信号质量/强度的信息。
6.一种用于确定存在于同轴电缆102中的卫星信号的参数的装置，所述装置包括: -接近于所述同轴电缆102的长度的两个电容耦合式传感器208、209，其中所述电容耦合式传感器208、209之间的距离低于10厘米； -将所述两个电容耦合式传感器208、209中的每个连接至带通放大器210的电路径；-连接至处理器213的所述带通放大器210的输出路径，所述处理器213包括用于检测指示信号质量的有效DiSEqC命令序列的装置； -被配置成将指示信号质量的信号输出至指示装置214的输出路径。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在所述带通放大器210与所述处理器213之间存在鉴别电路，所述鉴别电路被配置成从正弦信号获得方波信号。
【文档编号】H04B7/185GK104348538SQ201410347813
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】罗伯特·基益斯基, 彼得·格瑞拉卡 申请人:远升科技股份有限公司