用于確定衛(wèi)星信號參數(shù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于確定存在于同軸電纜中的衛(wèi)星信號的參數(shù)的方法和系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟：將兩個電容耦合式傳感器接近于所述同軸電纜的長度對準(zhǔn)，其中所述電容耦合式傳感器之間的距離低于10厘米；從兩個電容耦合式傳感器接收信號，所述信號是在所述電容耦合式傳感器的位置之間同軸電纜中的差分電壓，其中所述電壓與同軸電纜中的電壓電平有關(guān)；通過帶通放大器放大所述差分電壓；檢測指示信號質(zhì)量的有效DiSEqC命令序列。
【專利說明】用于確定衛(wèi)星信號參數(shù)的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及確定衛(wèi)星信號的參數(shù)，如質(zhì)量。

【背景技術(shù)】
[0002]信號質(zhì)量的最常見量度之一是在通信信道上接收的數(shù)據(jù)流比特數(shù)目中由于噪聲、干擾、失真或比特同步誤差而改變的比特錯誤數(shù)目(來源:維基百科)。
[0003]比特錯誤率或比特錯誤比(BER)是在所研究的時間間隔期間比特錯誤的數(shù)目除以所傳送比特的總數(shù)目。BER是無單位的性能量度，經(jīng)常表達為百分比。
[0004]度量信號質(zhì)量的其它技術(shù)是分組錯誤率或信噪比(經(jīng)?？s寫為SNR或S/N)或任何上述技術(shù)的組合。
[0005]本文所提出的技術(shù)概念涉及一種可以應(yīng)用在衛(wèi)星天線設(shè)備中的方法。
[0006]當(dāng)前，幾乎所有的衛(wèi)星信號接收機(如機頂盒(STB))都配備有衛(wèi)星信號電平和質(zhì)量指示器。這類指示器可以顯示在顯示屏上或STB的前面板LED\IXD顯示器上。
[0007]當(dāng)衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)的安裝者使用已知的指示器時，通常需要另一個人，這個人將關(guān)于所述指示器的精確讀數(shù)值的信息傳遞至屋頂上的安裝者。如果安裝者具有對讀數(shù)信息的直接訪問，那么將會是有利的。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)公開了幫助對準(zhǔn)衛(wèi)星-電視(TV)碟形天線而不必將接收機帶到外部的衛(wèi)星信號表。這類衛(wèi)星信號表幫助優(yōu)化碟形天線對準(zhǔn)。為了使用這類衛(wèi)星信號表，必須將從接收機延伸至LNB (通常在LNB末端)的同軸電纜斷開連接，并且然后使用短的同軸電纜將衛(wèi)星信號表連接至LNB。接收機然后也可以連接至信號表。信號表然后也可以連接在接收機與LNB之間。
[0009]名稱為“衛(wèi)星天線安裝工具(Satellite antenna installat1n tool) ”的現(xiàn)有技術(shù)公布US6937188B1公開了一種用于評定天線與衛(wèi)星之間對準(zhǔn)度的便攜式裝置。在一個實施方案中，所述裝置包括便攜式殼體，所述殼體包括用于產(chǎn)生天線與衛(wèi)星對準(zhǔn)的音頻和/或視頻指示的部件。所述裝置可以是自備式的并且在對準(zhǔn)過程期間為天線的頻率轉(zhuǎn)換器提供電力。所述便攜式裝置通過同軸電纜電耦合至常規(guī)射頻(RF)輸入F-連接器。
[0010]這種解決方案的缺點為，測量是在與將最終使用信號的裝置不同的裝置上執(zhí)行。在實踐中存在不同的調(diào)諧器-解調(diào)器布置。
[0011]名稱為“用于使衛(wèi)星地面站天線精確地指向的方法和裝置(Method and devicefor accurately pointing a satellite earth stat1n antenna)，，的另一現(xiàn)有技術(shù)公布US20060181455A1公開了一種天線指向指示器系統(tǒng)60a，所述天線指向指示器系統(tǒng)60a還可以包括殼體140,所述殼體140封閉天線指向指示器系統(tǒng)60a的特定部件和/或天線指向指示器系統(tǒng)60a的特定部件安裝至殼體140上并且形成包括相關(guān)部件的單個物理裝置。圖2示出殼體140的兩種示例配置，以說明信號表180可以或不可以連同信號放大器170、濾波器選擇器160以及濾波器150 —起封閉在共用殼體140中。如果信號表180不與濾波器組件150、濾波器選擇器160以及任選的放大器170 —起封閉在共用殼體中；那么信號表180可以耦合至輸出端口 172，例如使用同軸電纜來連接所述兩個部件。在這種實施方案中，信號表180還可以被配置成通過所述同軸電纜或耦合兩個部件的其它元件向信號放大器170提供電力。然而，一般來說，天線指向指示器系統(tǒng)60a可包括被成形和/或配置成包括天線指向指示器系統(tǒng)60a的單獨元件的任何適當(dāng)組合的殼體140?；蛘?，天線指向指示器系統(tǒng)60a可不包括任何類型的殼體140，并且天線指向指示器系統(tǒng)60a的元件可均表示物理上分離的部件。
[0012]工作時，在所說明的實施方案中，天線指向指不器系統(tǒng)60a在輸入端口 162處接收輸入信號。天線指向指示器系統(tǒng)60a可耦合至用戶地面站天線20，并且這種輸入信號可包括由用戶地面站天線20從衛(wèi)星天線70接收的總復(fù)合信號，包括背景噪聲和干擾。在具體實施方案中，輸入端口 162通過同軸電纜耦合至用戶地面站天線20。
[0013]類似地，這種解決方案的缺點為，測量是在與將最終使用信號的裝置不同的裝置上執(zhí)行。在實踐中存在不同的調(diào)諧器-解調(diào)器布置。
[0014]因此希望有一種用于確定衛(wèi)星信號參數(shù)的改進方法和系統(tǒng)，其中測量是在將最終使用所述信號的同一裝置上執(zhí)行。此外，這種裝置應(yīng)具有成本效益并且提供關(guān)于接近衛(wèi)星天線的衛(wèi)星信號參數(shù)的信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的是一種用于確定存在于同軸電纜中的衛(wèi)星信號的參數(shù)的方法，所述方法包括以下步驟:將兩個電容耦合式傳感器接近于所述同軸電纜的長度對準(zhǔn)，其中所述電容耦合式傳感器之間的距離低于10厘米；從兩個電容耦合式傳感器接收信號，所述信號是在所述電容耦合式傳感器的位置之間同軸電纜中的差分電壓，其中所述電壓與同軸電纜中的電壓電平有關(guān)；通過帶通放大器放大所述差分電壓；檢測指示信號質(zhì)量的有效DiSEqC命令序列；將指示信號質(zhì)量的信號輸出至指示裝置。
[0016]優(yōu)選地，將兩個電容耦合式傳感器接近于同軸電纜的長度對準(zhǔn)意指將兩個電容耦合式傳感器鄰近于同軸電纜對準(zhǔn)。
[0017]優(yōu)選地，兩個電容耦合式傳感器是絕緣的。
[0018]優(yōu)選地，指示信號質(zhì)量的有效DiSEqC命令序列包括幀字節(jié)值EO (十六進制)、地址值40 (十六進制)、命令值44 (十六進制)。
[0019]優(yōu)選地，指示信號質(zhì)量的有效DiSEqC命令序列包括數(shù)據(jù)字節(jié)，所述數(shù)據(jù)字節(jié)包括關(guān)于信號質(zhì)量/強度的信息，如通過連接至所述同軸電纜的接收機所確定。
[0020]本發(fā)明的另一目的是一種用于確定存在于同軸電纜中的衛(wèi)星信號的參數(shù)的裝置，所述裝置包括接近于所述同軸電纜的長度的兩個電容耦合式傳感器，其中所述電容耦合式傳感器之間的距離低于10厘米；將所述兩個電容耦合式傳感器中的每個連接至帶通放大器的電路徑；連接至處理器的所述帶通放大器的輸出路徑，所述處理器包括用于檢測指示信號質(zhì)量的有效DiSEqC命令序列的裝置；被配置成將指示信號質(zhì)量的信號輸出至指示裝置的輸出路徑。
[0021]優(yōu)選地，鑒別電路存在于帶通放大器與處理器之間，所述鑒別電路被配置成從正弦信號獲得方波信號。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]本發(fā)明通過附圖上的示例性實施方案示出，其中:
[0023]圖1呈現(xiàn)衛(wèi)星天線調(diào)整環(huán)境的示意圖；
[0024]圖2呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置的詳細示意圖；
[0025]圖3呈現(xiàn)通用DiSEqC命令序列；以及
[0026]圖4示出用于使用圖2裝置進行衛(wèi)星天線對準(zhǔn)的方法。

【具體實施方式】
[0027]圖1呈現(xiàn)衛(wèi)星天線調(diào)整環(huán)境的示意圖。衛(wèi)星天線101接收來自衛(wèi)星發(fā)射機(未圖示)的信號。衛(wèi)星天線101包括收集來自衛(wèi)星碟形天線的無線電波的低噪聲塊下變頻器(LNB)。較低頻率IF輸出信號從LNB上同軸電纜102所連接的插座中發(fā)出。
[0028]同軸電纜102通常延伸至家庭內(nèi)部，在這里將它連接至衛(wèi)星信號接收機104，如機頂盒，所述信號接收機104包括衛(wèi)星調(diào)諧器和解調(diào)器。在處理所述衛(wèi)星信號之后，衛(wèi)星信號接收機104將其輸出信號傳遞至與它連接的顯示器105。
[0029]本發(fā)明的目的是校準(zhǔn)(或者“定位”)輔助裝置103，所述輔助裝置103在LNB附近接近于同軸電纜102定位。優(yōu)選地，裝置103鄰近同軸電纜102，但不要求與同軸電纜102的任何電元件直接接觸。換言之，接近被理解為在優(yōu)選地小于5毫米的范圍內(nèi)。因此，校準(zhǔn)輔助裝置103的安裝不要求現(xiàn)有天線-接收機設(shè)置(即同軸電纜102連接)中的任何物理變化。
[0030]DiSEqC (數(shù)字衛(wèi)星設(shè)備控制)是用于在衛(wèi)星接收機與LNB之間使用的專用通信協(xié)議。DiSEqC由歐洲衛(wèi)星提供商Eutelsat開發(fā)，該提供商現(xiàn)在作為本協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu)。
[0031]DiSEqC協(xié)議被用于衛(wèi)星天線101的接收機104與LNB之間。DiSEqC通信的傳輸通過同軸電纜102實現(xiàn)。
[0032]圖2呈現(xiàn)所述校準(zhǔn)裝置的詳細示意圖。本發(fā)明是基于對流過同軸電纜102、201的交流電的檢測。本發(fā)明被實施為衛(wèi)星信號探測器中使用的22kHz信號檢測器。22kHz是DiSEqC數(shù)據(jù)的傳輸頻率。
[0033]同軸電纜和它的護罩不是理想的，并且有可能將關(guān)于電纜電流的信息傳遞至另一電子電路，而不用破壞或切割同軸電纜或?qū)NB從接收機斷開連接。本發(fā)明使用電容耦合現(xiàn)象。
[0034]當(dāng)電流Il通過中心銅芯在接收機206與LNB205之間流動時，相同電流流過編織型銅護罩。電壓207由安裝在接收機206中的LNB電源產(chǎn)生以用于LNB。
[0035]由于所述護罩具有規(guī)定阻抗(Zshield202)，流過它的電流在Zshield上產(chǎn)生電壓。這個特定電壓可被傳遞至電容耦合的金屬板(傳感器)208、209并接著傳遞至用電池211供電的放大器210。優(yōu)選地，傳感器208、209是絕緣的，以便例如在不同環(huán)境條件下避免它們之間的電連接。
[0036]傳感器的跨距優(yōu)選地為低于10cm，因為隨著距離增加，將會引入可能需要屏蔽的干擾。為了獲得成本有效的解決方案，所述傳感器優(yōu)選地在1cm跨距以內(nèi)，其中兩個傳感器接近或鄰近同軸電纜102。
[0037]校準(zhǔn)輔助裝置103可通過如卡扣、卡環(huán)、鎖扣等允許將校準(zhǔn)輔助裝置103保持在同軸電纜102上一個選擇的穩(wěn)定位置處的一些附接/緊固裝置附接至同軸電纜102。
[0038]校準(zhǔn)裝置103與同軸電纜102之間的耦合效率是傳感器金屬板面積、與同軸電纜護罩的距離以及放大器輸入阻抗的函數(shù)。Zshield202上產(chǎn)生的電壓取決于Il電流值。
[0039]放大器210優(yōu)選地為差分帶通類型。帶通濾波器的中心頻率應(yīng)優(yōu)選地與檢測到的電壓頻率相同。其中帶通濾波器的中心頻率與檢測到的電壓頻率相同的實施方案是尤其有利的。
[0040]裝置(如放大器210)的內(nèi)部電路應(yīng)從電池211供電，并且優(yōu)選地掛在電纜上以便最小化接地的寄生電容。放大器210的輸入阻抗應(yīng)優(yōu)選地非常高(FET類型，在千兆歐姆(Giga Ohm)的范圍內(nèi))，以保證良好的耦合效率。
[0041]放大器210輸出的信號被輸入至處理單元212，所述處理單元212辨別DiSEqC命令序列并且可以識別指示信號質(zhì)量/強度的命令。當(dāng)識別出這種命令時，提供用于指示裝置213的驅(qū)動信號。指示裝置213可以是蜂鳴器，或揚聲器或發(fā)光二極管或顯示器(例如LCD)等。
[0042]具有兩個傳感器的電容耦合和其放大的存在允許檢測電壓變化，但必須有一個將具有可辨識圖案的這類電壓變化的源。為此，接收機104配備有一件硬件或軟件，這件硬件或軟件將分析所述信號的質(zhì)量和/或強度并且使用DiSEqC命令來將信號返回給DiSEqC環(huán)境。
[0043]圖3示出通用DiSEqC命令序列。DiSEqC命令序列作為一連串的加密數(shù)字字來傳輸。標(biāo)準(zhǔn)序列字為組成一個字節(jié)的八個比特(升序)，接著一個奇偶校驗比特(奇數(shù))。DiSEqC數(shù)據(jù)命令序列包括幀字節(jié)301、地址字節(jié)302以及命令字節(jié)303，其后面可以跟著數(shù)據(jù)字節(jié)304。
[0044]在用于接收同步的比特流序列之后，幀字節(jié)包括協(xié)議數(shù)據(jù)和方向標(biāo)識。在本發(fā)明中，優(yōu)選的幀字節(jié)值是E0305，其意指“來自主裝置的命令，無需回復(fù)，第一傳輸”并且是DiSEqC中最中性的命令。然而，出于衛(wèi)星天線對準(zhǔn)的目的，命令的選擇是依賴于實現(xiàn)方式的。在說明書的提示(reminder)中，EO(十六進制)將用作與衛(wèi)星天線對準(zhǔn)過程結(jié)合使用的幀字節(jié)值。
[0045]根據(jù)功能對DiSEqC部件進行不同的尋址。類似類型的部件編譯在地址組中。地址的前四個比特指示所述組，而最后四個限定所述組內(nèi)的變化。本文中，40 (十六進制)306將用作與衛(wèi)星天線對準(zhǔn)過程結(jié)合使用的地址值。這一命令指示DiSEqC標(biāo)準(zhǔn)中——安裝幫助(Help)ο
[0046]下一個字是命令。本文中，44 (十六進制)307將用作與衛(wèi)星天線對準(zhǔn)過程結(jié)合使用的地址值。原則上可以使用任何命令，因為優(yōu)選地具有地址306的部件不存于所述系統(tǒng)中。
[0047]數(shù)據(jù)字節(jié)304包括有關(guān)信號質(zhì)量/強度的信息，如由接收機104所確定的。在本實施例中，F(xiàn)F意指信號質(zhì)量處于最大值。值304可以限定308向天線調(diào)整人員輸出測量指示的蜂鳴器或二極管的工作周期。
[0048]305,306,307值的選擇應(yīng)優(yōu)選地使得它不會干擾DiSEqC系統(tǒng)的其它部件。
[0049]圖4示出用于使用圖2裝置進行衛(wèi)星天線對準(zhǔn)的方法。過程開始于從兩個電容耦合式傳感器208、209接收(401)信號，所述信號是在傳感器位置之間同軸電纜中的差分電壓，其中所述電壓與同軸電纜102中的電流電平有關(guān)。
[0050]接下來，在步驟402，通過帶通放大器210放大步驟401中獲取的電壓。
[0051]在步驟403，對所述信號進行鑒別以便從正弦信號獲得方波信號。這種鑒別過程可以是在處理器213的內(nèi)部。
[0052]此后，在步驟404，將信號輸入至處理器，所述處理器能夠檢測有效DiSEqC命令序列，具體地說如已經(jīng)在圖3中所呈現(xiàn)的。所檢測到的命令應(yīng)指示信號質(zhì)量。
[0053]在步驟405，通過指示裝置輸出信號強度和/或質(zhì)量的指示。
[0054]本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地認識到，用于確定衛(wèi)星信號參數(shù)的上述方法或其部分可通過一個或多個計算機程序來執(zhí)行和/或控制。通常利用裝置的計算資源來執(zhí)行這類計算機程序。計算機程序可存儲在非易失性存儲器(例如閃存存儲器)或易失性存儲器(例如RAM)中，并且通過處理單元來執(zhí)行。這些存儲器是用于存儲包括計算機可執(zhí)行指令的計算機程序的示例性記錄介質(zhì)，所述計算機可執(zhí)行指令執(zhí)行根據(jù)本文所提出的技術(shù)概念的計算機實現(xiàn)方法的所有步驟。
[0055]雖然已經(jīng)參考具體優(yōu)選的實施方案描繪、描述并且限定了本文所提出的發(fā)明，但前述說明書中實現(xiàn)方式的這類參考和實施例并不意味著對本發(fā)明的任何限制。然而，將顯而易見的是，可以在不脫離所述技術(shù)概念更廣泛范圍的情況下對此做出各種修改和變化。所呈現(xiàn)的優(yōu)選實施方案僅是示例性的，并且并非是本文所提出技術(shù)概念范圍的窮盡性說明。
[0056]因此，保護范圍不限于本說明書中所描述的優(yōu)選實施方案，而僅受所附權(quán)利要求書限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定存在于同軸電纜102中的衛(wèi)星信號的參數(shù)的方法，所述方法包括以下步驟: -將兩個電容耦合式傳感器208、209接近于所述同軸電纜102的長度對準(zhǔn)，其中所述電容耦合式傳感器208、209之間的距離低于10厘米； -從兩個電容耦合式傳感器208、209接收(401)信號，所述信號是在所述電容耦合式傳感器208、209的位置之間同軸電纜102中的差分電壓，其中所述電壓與同軸電纜102中的電壓電平有關(guān)； -通過帶通放大器210放大所述差分電壓； -檢測指示信號質(zhì)量的有效DiSEqC命令序列； -將指示信號質(zhì)量的信號輸出至指示裝置214。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述兩個電容耦合式傳感器208、209接近于所述同軸電纜102的長度對準(zhǔn)意指將所述兩個電容耦合式傳感器208、209鄰近于所述同軸電纜102對準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述兩個電容耦合式傳感器208、209是絕緣的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述指示信號質(zhì)量的有效DiSEqC命令序列包括十六進制的幀字節(jié)值E0、十六進制的地址值40、十六進制的命令值44。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述指示信號質(zhì)量的有效DiSEqC命令序列包括數(shù)據(jù)字節(jié)304，所述數(shù)據(jù)字節(jié)304包括關(guān)于通過連接至所述同軸電纜102的接收機104所確定的信號質(zhì)量/強度的信息。
6.一種用于確定存在于同軸電纜102中的衛(wèi)星信號的參數(shù)的裝置，所述裝置包括: -接近于所述同軸電纜102的長度的兩個電容耦合式傳感器208、209，其中所述電容耦合式傳感器208、209之間的距離低于10厘米； -將所述兩個電容耦合式傳感器208、209中的每個連接至帶通放大器210的電路徑；-連接至處理器213的所述帶通放大器210的輸出路徑，所述處理器213包括用于檢測指示信號質(zhì)量的有效DiSEqC命令序列的裝置； -被配置成將指示信號質(zhì)量的信號輸出至指示裝置214的輸出路徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，在所述帶通放大器210與所述處理器213之間存在鑒別電路，所述鑒別電路被配置成從正弦信號獲得方波信號。
【文檔編號】H04B7/185GK104348538SQ201410347813
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】羅伯特·基益斯基, 彼得·格瑞拉卡 申請人:遠升科技股份有限公司