Индивидуальный прием программ спутникового вещания (стр. 6 из 9)
Рисунок 3.9 − Схема демультиплексирования цифрового потока
По указанной пользователем программе Х из потока выделяются пакеты с PID = PX и анализируется состав прогаммы в таблице PMT. В ней указан номер программы, ее компоненты (видео, звук, данные), их идентификаторы, тип элементарного потока и его PID, а также PID пакетов, содержащих эталонные метки времени (PCR) программы. На основании полученных PID из потока извлекаются требуемые пакеты компонент программы, которые поступают на видеодекодер MPEG-2, аудиодекодер Musicam и интерфейс RS-232. Одновременно извлекаются данные для восстановления тактовой частоты.
Декодирование закрытых программ и данных, рассылаемых по подписке, осуществляется в демультиплексоре благодаря наличию в нем дескремблера, блока условного доступа (БУД) и абонентской карточки, находящейся в слоте БУД. Порядок декодирования закрытых программ следующий. По значениям PID, взятым из таблиц CAT и PMT, выделяются пакеты сообщений управления и разрешения на доступ. Эти сообщения поступают на абонентскую карточку, в памяти которой хранятся секретный алгоритм дешифрации ключей, ограничение на доступ и сеансовые ключи, обновляемые по эфиру вещателем. Если в процессе сравнения отсутствуют расхождения на запрашиваемую информацию, то МП дает команду дешифровать кодовое слово, выделенное из транспортных пакетов СУД, и подать его на дескремблер демультиплексора для восстановления исходной информации. Если при сравнении обнаружены расхождения (срок подписки истек, запрашиваемая программа не оплачена и др.), то МП не дает разрешения на доступ кодового слова к дескремблеру, и обработка сигнала прекращается.
DEMUX программируется и управляется с МП (по 8-битной шине данных и 13-битной шине адреса) при использовании различных управляющих сигналов: чтение/запись, подтверждение данных и др.
Видеодекодер MPEG-2 восстанавливает исходное изображение, реконструируя его из кадров I-, P- и В-типа. В процессе восстановления используется деквантование, обратное дискретное косинусное преобразование, декодирование кода Хаффмана, восстановление составляющих яркости и цветности каждого кадра и др. То есть используется набор процедур, обратных принятым при компрессировании. Поскольку для восстановления изображения необходимо удержание нескольких кадров, то емкость памяти ОЗУ MPEG-2 должна быть большой. Восстановленный поток видеоданных поступает на электронный коммутатор, управляемый синхрогенератором. Благодаря коммутатору во время кадрового гасящего импульса в видеосигнал вводится информация о цветовой синхронизации SECAM, телетекст и др.
С помощью необходимых установок со стороны пользователя или в соответствии с алгоритмом реализации вспомогательных функций в приемнике на полученное изображение могут накладываться графические данные: экранное меню, параметры настройки, титры, текущее время и др.
Восстановленный поток видеоданных поступает на ЦАП для получения компонентных сигналов яркости (Y) и цветности (CR, CB). Из этих сигналов в кодере PAL (SECAM) формируются сигналы R, G, B и полный аналоговый видеосигнал (CVBS) требуемого стандарта. Для правильной работы кодера используются опорные сигналы с частотой 25 и 13,5 МГц.
Аудиоданные с выхода демультиплексора поступают на декодер звука «Musicam» для декомпрессии сигнала в соответствии с алгоритмом, находящимся в ОЗУ. Звуковые данные задерживаются на время до 1 с для синхронизации звука и изображения. Эта задержка необходима, поскольку обработка видеосигналов длится дольше, чем обработка звуковых пакетов.
Во всех бытовых моделях ЦПСВ видео- и аудиосигналы преобразуются в радиомодуляторе в радиосигнал одного из каналов ДМВ-диапазона. Посредством согласующего устройства (СУ) (см. рисунок 7.6) к радиосигналу могут быть добавлены сигналы местного телевидения и совместно поданы на антенный вход телевизора.
Управление устройствами ЦПСВ осуществляет микропроцессор (МП) и микроконтроллер (МК). МП организует управление работой демультиплексора, блока условного доступа, видео- и звукового декодеров, а также системой меню приёмника. Он имеет собственные шины данных, адреса и управления, оперативную и флэш-память, которая используется для хранения программ управления. Программы могут обновляться с компьютера или по спутниковым каналам вещательной компанией. МК осуществляет управление параметрами блока настройки, демодулятора, блока исправления ошибок и кодера PAL/SECAM. Он контролирует режим источника питания и осуществляет связь с МП. При включении ЦПСВ МП производит загрузку программного обеспечения из флэш памяти и устанавливает все узлы приемника в состояние, соответствующее параметрам последней настройки.
4 РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕСТРОЙКИ И НАВЕДЕНИЯ АНТЕННЫ НА ЗАДАННЫЙ ИССКУСТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ
Прием сигналов осуществляется в г. Гродно с географическими координатами ψ=53,700 с.ш., φз=23,800 в.д. с спутника HotBird 6/7A (130 з.д.)
Большинство современных систем индивидуального и коллективного приёма программ спутникового вещания оснащены опорно-поворотным устройством (ОПУ) для оперативного наведения антенны на заданный ИСЗ. Наиболее простым механизмом перестройки антенны является опорно-поворотное устройство с полярной подвеской, у которого ось вращения антенны направлена на Полярную Звезду (ПЗ) и находится в плоскости Север-Юг. Для перестройки антенны по азимуту и углу места в этом ОПУ используется только один силовой привод (актуатор), работающий под управлением сигналов с позиционера. Недостатком такого типа ОПУ является то, что с увеличением диапазона азимутальной перестройки антенны при малых углах мест возрастает погрешность её наведения на требуемый ИСЗ. Для минимизации ошибки наведения антенны корректируют угол наклона оси ее вращения путем смещения оси в направлении на спутник.
Расчет будем проводить для открытых условий приёма сигналов с ИСЗ.
Минимальный угол места, ниже которого прием сигналов с ГО затруднен, примем εМИН = 8º. Определим для заданной географической широты места приема угловой обзор видимой части дуги геостационарной орбиты, в пределах которого возможен приём сигналов со спутников:
, град (4.1) 
, град (4.2)где
(4.3) 
= 6370 км - радиус Земли ;Н = 35786 км - высота геостационарной орбиты;
aП – угол относительного центра Земли между направлениями на ЗС и ИСЗ для случая e=eМИН.
Определим угловой диапазон азимутальной перестройки ОПУ антенны (от горизонта до горизонта), соответствующий максимальному угловому обзору дуги ГО:
, град (4.4) 
На широте
максимальный угол обзора равен 0, а на экваторе ( 
) 
. Реально верхней границей для широт, с которых целесообразен прием сигналов, считается 
, так как выше этого значения заметно возрастают энергетические потери и резко увеличивается уровень шумов.Определим угловое разнесение между крайними позициями спутников, находящихся на видимой с точки приёма части дуги ГО:
, град (4.5) 
Рисунок 4.1 – Геометрическое представление орбитальных показателей
Определим на видимой части дуги ГО значения крайних позиций восточного и западного спутников, находящихся под углами мест ε = εМИН (φЗ = 23,80о в.д.).
, град (4.6) 
, град (4.7) 
5. Определим для географической широты точки приема максимальный угол места εМ и диапазон угломестной перестройки ОПУ:
, град (4.8) 
, град (4.9) 
