СПОСОБ И СИСТЕМА ОРГАНИЗАЦИИ СПУТНИКОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ С БУФЕРИЗАЦИЕЙ НА НАЗЕМНОМ ТРАНСПОРТЕ
METHOD AND SYSTEM OF SATELLITE TELEVISION ORGANIZATION WITH BUFFERING AT LAND TRANSPORT

Изобретение относится к области средств связи и может быть использовано для приема спутникового телевизионного сигнала на наземном транспорте, например на поездах во время движения.
Известна система [1] для приема цифровых телевизионных сигналов DVB-S/S2 со спутника-ретранслятора на стационарные спутниковые антенны. Недостатком системы является отсутствие возможности приема сигнала в движении.
Известна система DVB-T2 [2], для приема цифровых телевизионных сигналов как на стационарных, так и на подвижных объектах. Недостатком системы является ограниченная зона обслуживания ретрансляторов DVB-T2, которая, как правило, не превышает в радиусе 60 км. Выход из зоны обслуживания ретранслятора приводит к полной потере сигнала. Кроме, того система DVB-T2 работает неустойчиво при скорости движения объекта более 70 км/ч.
Известна система [3], распространения телевизионного сигнала в формате IP через существующие каналы беспроводной связи, такие как Wi-Fi, 3G, 4G, LTE, VSAT и др. Недостатком такой системы также является ограниченная зона обслуживания и высокая стоимость сервиса, связанная с передачей большого объема трафика.
Известно устройство [4] для приема спутникового сигнала на подвижном объекте, содержащее спутниковую следящую приемную антенну, приемник (ресивер) и устройство отображения монитор. Недостатком устройства [4] при установке на наземный транспорт, является неустойчивый прием сигнала, обусловленный помехами при кратковременном перекрытии прямой видимости спутника деревьями, мостами и другими препятствиями, что влияет на качество изображения.
Известно устройство и способ [5] управления видеобуфером содержащее спутниковую приемную антенну, приемник (ресивер), модулятор, демодулятор, процессор, буфер хранения информации и устройство отображения монитор (телевизор). [5] обеспечивает прием, запись в буфер нескольких видеопотоков, их идентификацию и воспроизведение на монитор с задержкой по времени, с целью компенсации фазовых или частотных искажений транспортных потоков. Недостатком устройства [5] является следующее: при приеме сигнала на подвижном объекте имеет место кратковременное (например, 5 минут) перекрытие прямой видимости спутника деревьями, туннелями, мостами и другими препятствиями, при этом упомянутый способ буферизации не позволяет производить устойчивый просмотр видеосигнала на мониторе.
Наиболее близким аналогом-прототипом является устройство [5].
Целью изобретения является улучшение качества телевизионного изображения на мониторе и снижение стоимости Интернет сервиса.
Сущность способа заключается в том, что на подвижном объекте с помощью следящей спутниковой телевизионной приемной подсистемы через канал связи осуществляют прием программ (телевизионного сигнала) цифрового телевизионного сигнала со спутника ретранслятора, его обработку (формирование фрагментов-файлов заданного размера) и буферизацию (хранение). Из принятого телевизионного сигнала выделяют и помечают нарушенные (полученные с ошибками) фрагменты-файлы, искаженные вследствие помех. Таким образом, в буфер подсистемы на подвижном объекте поступают как целые, так и нарушенные фрагменты-файлы с соответствующими кодовыми метками времени и качества.
Одновременно с приемом телевизионного сигнала на подвижном объекте тот же самый сигнал принимают с помощью наземной приемной стационарной подсистемы, где происходит его обработка (формирование фрагментов-файлов заданного размера) и буферизация (хранение). Так как наземная станция находится в прямой видимости спутника, то в буфер наземной стационарной подсистемы поступают только целые (эталонные) фрагменты-файлы с соответствующими кодовыми метками времени. Получаемый в результате буферизации файловый массив делают доступным через сеть Интернет.
Далее подсистемой мобильного доступа в Интернет через канал связи и телекоммуникационную среду Интернет получают с наземной стационарной спутниковой приемной телевизионной подсистемы только те эталонные фрагменты-файлы, которые по меткам времени соответствуют нарушенным фрагментам-файлам и осуществляют их замену эталонными в буфере приемной телевизионной (тв) спутниковой подсистемы на подвижном объекте. При этом доступ в Интернет на подвижном объекте реализуют любым известным способом, обеспечивающим необходимую пропускную способность.
Затем исправленные программы (без помех) телевизионного сигнала выводят-проигрывают на телемонитор в виде, например, мультиплекса в формате DVB-C, с задержкой-сдвигом на время t (например, t=5 минут) от реального времени. Задержка проигрывания мультиплекса (связанный непосредственно с размером буфера) позволяет произвести анализ, обработку, прием эталонных файлов-фрагментов и исправление телевизионного сигнала. Время задержки-сдвига воспроизведения t определяют исходя из условий эксплуатации системы, количества принимаемых телевизионных программ и пропускной способности канала Интернет.
Изобретение иллюстрируется графически:
На фиг.1 представлена общая структурная схема системы телевидения с буферизацией.
На фиг.2 представлена блок схема приемной телевизионной (тв) спутниковой подсистемы на подвижном объекте.
На фиг.3 представлена блок схема подсистемы мобильного доступа в Интернет (например, VSAT, 4G) на подвижном объекте.
На фиг.4 представлена структурная схема наземной стационарной спутниковой приемной телевизионной подсистемы.
На фиг.5 представлена временная диаграмма работы системы.
В систему входит телевизионная следящая приемная спутниковая подсистема 1 на подвижном объекте, подсистема 2 спутникового мобильного доступа в Интернет на подвижном объекте, телевизионная стационарная приемная спутниковая подсистема 3, телевизионный спутник-ретранслятор 4, телекоммуникационная среда сети Интернет 5, каналы связи 6.
Приемная спутниковая телевизионная (тв) подсистема 1 на подвижном объекте (фиг.2) содержит спутниковую приемную следящую антенну 7, первую группу n (где n – количество принимаемых программ) приемников (ресиверов) 8, сервер (компьютер) 9, телевизор 10.
Подсистема спутникового мобильного доступа в Интернет на подвижном объекте 2 (фиг.3) содержит приемопередающую антенну 11, Интернет модем 12.
Наземная стационарная спутниковая приемная телевизионная подсистема 3 (фиг.4) содержит стационарную спутниковую приемную антенну 13, вторую группу n (где n – количество принимаемых программ) приемников (ресиверов) 14, сервер 15 с выходом в сеть Интернет.
Серверы 9 и 15 дополнены необходимыми устройствами ввода-вывода, файловым хранилищем и специальным программным обеспечением.
Приемопередающая антенна 11 может быть выполнена, например, как спутниковая следящая приемопередающая антенна.
1
2
3
4
Приемная спутниковая телевизионная подсистема 1 на подвижном объекте входом, через первый канал связи 6, связана с телевизионным спутником-ретранслятором 4, а входом/выходом с первым входом/выходом системы мобильного доступа в сеть Интернет 2, второй вход/выход которой через второй канал связи 6 связан с телекоммуникационной средой сети Интернет 5, вход/выход наземной стационарной спутниковой приемной подсистемы 3, через третий канал связи 6, связан с телекоммуникационной средой сети Интернет 5, а вход, через четвертый канал связи 6 связан с телевизионным спутником-ретранслятором 4, причем вход подсистемы 1 является входом спутниковой приемной следящей антенны 7, выход которой связан с входами n спутниковых приемников 8, входы/выходы которых соединены с соответствующими входами/выходами первого сервера 9, выход которого соединен с телевизором 10, причем сервер 9 включает в себя устройства ввода-вывода, файловое хранилище и специальное программное обеспечение, а его вход/выход является входом/выходом подсистемы 1 (Интернет), приемопередающая антенна 11 выходом связана с входом модема 12, стационарная спутниковая приемная антенна 13 выходом связана с входами n приемников 14, входы/выходы которых соединены с соответствующими входами/выходами второго сервера 15.
Система конструктивно выполнено так. На подвижном объекте, например на крыше железнодорожного вагона поезда устанавливают спутниковую приемную следящую антенну 7 и приемо-передающую Интернет антенну для работы, например, в сети 3G, 4G или VSAT - 11. Остальное оборудование, предназначенное для подвижного объекта, располагают, например, внутри вагона в техническом купе. Наземную телевизионную приемную стационарную спутниковую подсистему 3 располагают в зоне видимости спутника-ретранслятора 4, например, спутника Eutelsat 36A, для приема сигналов НТВ+. Телевизионный сигнал и доступ в сеть Интернет для пользователей осуществляется любым известным способом.
Система для реализации предложенного способа работает следующим образом.
Телевизионная следящая приемная спутниковая подсистема 1 на подвижном объекте, например, на железнодорожном вагоне поезда, с помощью спутниковой приемной следящей антенны 7 принимает несколько программ цифрового телевизионного сигнала, например, из пакета НТВ+, со спутника, например, Eutelsat 36A. Причем прием осуществляется как на стоянке, так и в движении. Сигнал с антенны 7 поступает на спутниковые приемники (ресиверы) 8, количество которых соответствует количеству принимаемых программ. На первом сервере 9 эти цифровые телевизионные программы (сигналы) обрабатываются, и из них формируются фрагменты-файлы заданной длительности, например, по 5 секунд, которые записываются в файловое хранилище первого сервера с кодовыми метками времени и качества. Так как работа системы происходит в движении, то сигнал со спутника имеет прерывания из-за встречающихся препятствий: деревьев, мостов, домов и др. При этом получаемый телевизионный сигнал обрабатывается и в буфер сервера 9 записываются как целые, так и нарушенные фрагменты-файлы с соответствующими кодовыми метками времени и качества. Сервер помечает нарушенные файлы-фрагменты и через сеть Интернет получает соответствующие эталонные файлы-фрагменты для замены.
Одновременно (синхронно) с приемной телевизионной антенной на подвижном объекте осуществляется прием с помощью приемной стационарной спутниковой подсистемы 3 этих же программ телевизионного сигнала, их обработка и формирование эталонных файлов-фрагментов в файловом хранилище на втором сервере к которому обеспечивается доступ из сети Интернет.Подсистема 3 располагается стационарно на земле в зоне прямой видимости спутника-ретранслятора, поэтому прием и формирование файлов-фрагментов осуществляется без ошибок.
Таким образом “исправленные” программы в виде пакета, например, формата DVB-C с выхода сервера 9 выводятся на телевизор 10. Причем телевизионный сигнал на телевизор выводится с задержкой t, например, 5 минут от реального времени, вследствие чего обеспечивается качественное изображение без помех на телевизоре даже в случае полного отсутствия сигнала со спутника-ретранслятора на время t<5 минут.
Изобретение соответствует критерию “изобретательский шаг”, так как включает совокупность существенных признаков с соответствующими связями, а именно: телевизионная следящая приемная спутниковая подсистема на подвижном объекте, подсистема мобильного доступа в сеть Интернет, телевизионная приемная стационарная спутниковая подсистема, телевизионный спутник ретранслятор, сеть Интернет.
Техническое решение является “новым“ и “промышленно применимым”, так как указанная совокупность существенных признаков позволяют принимать спутниковый телевизионный сигнал на подвижном объекте, а способ формирования телевизионного сигнала с буферизаций позволяет воспроизводить телевизионные программы на мониторах (телевизорах) без подрывов и помех.
1. Данилин А.А. Спутниковое телевидение. Установка, подключение, ремонт. Солон-Пресс, 2009 г.
2. Корякин В.Л. Цифровое телевидение. Солон-Пресс, 2012 г.
3. Патент США US 20120151083 A1, H04L29/06, H04L12/56, H04N5/00, H04N7/24.
4. Патент США US 20090224988 A1, G01R 29/08, H01Q3/00, H01Q1/3275, H01Q1/1257 H01Q1/08.
5. Патент США US 20140059620 A1 H04H20/74, H04H40/90, H04N7/20 (прототип).