Телерадіоінформаційна система, що поєднана з системою збирання відеоінформації (uwms)

Телерадіоінформаційна система, що поєднана з системою збирання відеоінформації, яка містить центральну станцію, при цьому центральна станція містить принаймні один передавальноприймальний ствол, що включає в себе передавач, ви хід якого через дуплексер підключений до антени, та приймальний тракт (d-конвертор), вхід якого через дуплексер підключений до антени, а вихід - до блока подільника, а до складу центральної станції введена головна приймальна станція, що включає в себе d-конвертор, вихід якого підключений до входу блока подільника, виходи якого з'єднані з блоками демодуляції, і комп'ютер, до якого підключені блоки демодуляції, яка відрізняється тим, що містить центральну станцію та U 2 (19) 1 3 36562 Із конструкції наведеного пристрою зовсім не зрозуміло, яким чином у передавачі даної системи можна організувати багаточастотний груповий сигнал і передачу до 200 ТБ програм, з огляду на той факт, що при використанні сигналів стандарту DVB - S кількість ТБ каналів, що передані на одній несущій, не перевищує восьми. У тім же випадку, коли дані в прямому каналі мультиплексовані із сигналами телевізійного мовлення в один потік MPEG-2, відокремити телевізійні програми від даних downstream можна тільки за допомогою дорогого професійного приймача - декриптора, а не побутового тюнера DVB - S, що економічно зовсім не виправдано. Найбільш близьким пристроєм, який застосовується за тим же призначенням, що й заявлений, є пристрій, що включає центральну і абонентські станції, причому центральна станція містить принаймні один передавально-приймальний ствол, що включає в себе передавач, вихід якого через дуплексер підключений до антени, та приймальний тракт (d - конвертор), вхід якого через дуплексер підключений до антени, а вихід - до блока поділювача. До складу центральної станції введена головна приймальна станція, що включає в себе d - конвертор, вихід якого підключений до входу блока поділювача, виходи якого з'єднані з блоками демодуляції і комп'ютер, до якого підключені блоки демодуляції [2]. Зазначений пристрій вибраний як найближчий аналог. У наведеному пристрої, використовується один передавач, на який від інформаційного сервера надходить один цифровий потік. Оскільки швидкість даного цифрового потоку обмежена (не перевищує 56 Мбит/с), то і можливості по передачі більших обсягів інформації також обмежені. Орієнтовно - це до 10-ти програм цифрового ТВ при стисканні за стандартом MPEG-2, або до 15-ти програм при стисканні MPEG-4 AVC. Якщо врахувати, що в тім же потоці даних повинні також передаватися і дані Інтернет, то стане очевидним, що система жорстко обмежена за обсягом інформації, що передається. По суті, вона призначена тільки для передачі даних Інтернет, а застосування її для ТВ мовлення має прикладний характер. До причин, що перешкоджають досягненню очікуваного технічного результату при використанні відомого пристрою відноситься неможливість забезпечення передачі в напрямку центральної станції більших обсягів відеоінформації і прийому цієї інформації центральною станцією. Відомий пристрій не здатний вирішити зазначене завдання, тому що в ньому не передбачена організація системи збирання відеоінформації в якому б то не було вигляді, а в стр уктурі його центральної станції не передбачені можливості відокремлення сигналів системи збирання відеоінформації від сигналів зворотних каналів мережі передачі даних. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій, який заявляється, має центральну станцію та систему збирання відеоінформації, при цьому центральна станція має антенну систему, яка включає N - секторних антен, відповідно до яких центральна станція має N - сегментів, кожний із яких включає секторну антену яка входом-виходом 4 з'єднана з дуплексером, що з'єднаний виходом з понижуючим перетворювачем, який виходом з'єднаний з багатоканальним розподільником потужності, який N - виходами з'єднаний з модемом, який входом-виходом з'єднаний з цифровою платформою центральної станції, а виходом з'єднаний з суматором, який виходом з'єднаний з підвищуючим перетворювачем, який виходом з'єднаний з дуплексером, а суматор з'єднаний з входом подільника потужності, який входом з'єднаний з багатоканальним суматором, який N - входами з'єднаний з модуляторами станції ремультиплексирування центральної станції, а багатоканальний подільник потужності кожного сегмента виходом з'єднаний з приймачем системи збирання відеоінформації, цифрова платформа центральної станції виходом з'єднана з комп'ютером центральної станції, асистема збирання відеоінформації включає пост збирання відеоінформації та приймальні стаціонарні чи мобільні пункти збирання відеоінформації, при цьому пункти збирання відеоінформації з'єднані з постом збирання відеоінформації, а пост збирання відеоінформації з'єднаний з центральною станцією. Виходячи із зазначеного, саме поєднання наведених ознак і сукупність суттєви х ознак телерадіоінформаційної системи, що поєднана з системою збирання відеоінформації забезпечує виявлення нових технічних властивостей корисної моделі, які пов'язані із забезпеченням збільшення обсягу інформації, що передається, за рахунок системи секторних антен і повторного використання частот, формування в передавачах багаточастотних групови х сигналів, що складаються з декількох радіочастотних каналів передачі цифрового ТВ і декількох прямих каналів передачі інформаційних сигналів, можливості обслуговування абонентських станцій двох типів для прийому сигналів ТБ мовлення і приймання/передавання інформаційних повідомлень, для приймання сигналів тільки ТБ мовлення, істотного розширення функцій за рахунок додавання системи збирання відеоінформації, що має дворівневу стр уктуру. Здатність збирання значних обсягів відеоінформації підвищує споживчі властивості телерадіоінформаційних систем, які зазвичай призначені для теле- і радіомовленя, а також обміну інформаційними повідомленнями між центральною станцією і чисельними абонентськими станціями. Потреба в збиранні значних обсягів відеоінформації, яка надходить від великої кількості пунктів збирання відеоінформації (точок розміщення відеокамер) до постів збирання відеоінформації і далі до центральної станції системи, може бути викликана необхідністю здійснення відеорепортажу або відеоспостереження за великою кількістю розосереджених об'єктів. Поєднання в одній системі функцій телерадіоінформаційної системи і системи збирання відеоінформації дозволяє значно підвищити ефективність використання зазначеного пристрою. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням на Фіг. де зображена структурна схема телерадіоінформаційної системи, що поєднана з системою збирання відеоінформації. 5 36562 Телерадіоінформаційна система, що поєднана з системою збирання відеоінформації, складається з наступних головних елементів (Фіг.): центральної станції 1, системи збирання відеоінформації 2 та абонентських станцій 3. Центральна станція (ЦС) 1 складається із сегментів 4, кількість яких залежить від кількості секторів антенної системи ЦС (від 1 до 8 секторів). Кожен із сегментів 4 містить секторну антену 5, яка входом - виходом з'єднана з дуплексером 6, який входом з'єднаний з підвищуючим перетворювачем 7, а виходом з понижуючим перетворювачем 8. Понижуючий перетворювач 8 виходом з'єднаний з багатоканальним подільником потужності 9, який N виходами з'єднаний з модемом 10, а виходом з'єднаний з приймачами системи збирання відеоінформації. Модем 10 входом-виходом з'єднаний з цифровою платформою 12, виходом з'єднаний з суматором 11, який виходом з'єднаний з підвищуючим перетворювачем 7. Цифрова платформа 12 N входами-виходами з'єднана з модемами 10 N сегментів 4 ЦС, а виходом з'єднана з головним комп'ютером ЦС (сервером), що має вихід до зовнішніх розподільчих мереж. Багатоканальний дільник потужності ЦС 13 N виходами з'єднаний з суматорами 11 N сегментів 4, а входом з'єднаний з багатоканальним суматором ЦС 14, який N входами з'єднаний з N модуляторами станції ремультиплексування. Система збирання відеоінформації 2 включає пост збирання відеоінформації 15, який з'єднаний через радіо чи кабельний зв'язок з приймальними стаціонарними 16 чи тільки через радіозв'язок з мобільними пунктами збирання відеоінформації 17 та через радіо зв'язок з'єднаний з ЦС 1. Телерадіоінформаційна система, що поєднана з системою збирання відеоінформації (Фіг.) працює таким чином. 1. Формування телевізійних мовних сигналів (ТБ). Сигнали ТБ формуються станцією ремультиплексування (на Фіг. вона не зображена). Станція ремультиплексування звичайно являє собою телепорт, що приймає сигнали супутникового, кабельного, ефірного ТБ, а також сигнали від місцевої студії. На ЦС ці сигнали належним чином обробляються. Ця обробка включає розкодування тих сигналів, які закодовані системами умовного доступу (дескремблювання), ремультиплексування транспортних потоків з метою формування нових пакетів ТБ програм і скремблювання цих потоків власною системою адресного кодування. Після зазначених операцій, необхідних для формування скрембльованих потоків DVB - S, отримані потоки даних надсилаються на модулятори, на виходах яких одержують несущі, що модульовані сигналами багатопрограмного ТБ. Модульовані несущі поєднуються у багаточастотний груповий сигнал багатоканальним суматором ЦС 14. Далі груповий сигнал ділиться за потужністю на N частин (по кількості сегментів системи) за допомогою дільника потужності 13. На виходах дільника потужності 13 одержують N копій групового сигналу, кожна з яких спрямовується на суматор 11 одного із сегментів 4 ЦС. 6 2. Формування прямого каналу передачі даних (спадного потоку). Спадний потік даних формується передавальною частиною модему 10 ЦС (CMTS). У ньому пакети даних DVB з розподілом у часі (TD M) модулюють заздалегідь встановлену несущу, утворюючи прямий канал передачі даних. Цей сигнал об'єднується за допомогою суматора 11 із груповим сигналом мовлення, утворюючи повний прямий канал передачі для даного сектора на проміжній частоті. Далі цей сигнал перетворюється потужним підвищуючим перетворювачем 7 у необхідний діапазон частот, підсилюється і, пройшовши через дуплексер 6, випромінюється секторною антеною 5 у вигляді променя З60град/N завширшки (де N - кількість секторів антенної системи). Сигнал приймається абонентськими станціями (АС1 - АСn) 3, причому, станції виду АС1 приймають тільки мовні сигнали, а станції виду АСn приймають як сигнали мовлення, так і сигнал прямого каналу передачі даних. 3. Передача висхідного потоку даних. Сигнали висхідного потоку даних передаються станціями типу АСn у напрямку до ЦС. При цьому використовується частотний та часовий розподіл каналів (метод FDMA/TD MA). При використанні такого методу розподілу деяка кількість АС працює на одній частоті і передає повідомлення у вигляді пакетів за командами модему 10 ЦС. Ці команди вбудовані в стр уктур у спадного каналу даних у вигляді спеціального каналу (каналу керування). Таким шляхом досягається безконфліктна робота АС при передачі висхідних пакетів даних. У такий же спосіб працюють і інші АС, подібні АСn, але ті, що працюють на іншій частоті, а також ті з них, які належать до сегментів 4 ЦС з номерами 2...N. 4. Передача сигналів системою збирання відеоінформації. Система збирання відеоінформації має дворівневу стр уктуру. Така необхідність обумовлена тим, що сигнали, передані стаціонарними 16 чи мобільними пунктами збирання відеоінформації 17, можуть мати різні стандарти, наприклад, DBS для аналогових пунктів і DVB - Т - для цифрових. Крім того, для першого рівня сигналів важко одержати достатню відстань передачі, яка потрібна для безпосередньої передачі на ЦС, через обмежену потужність передавачів пунктів збирання відеоінформації (особливо мобільних), низького розташування передавальних антен, а також складних умов поширення радіохвиль (відсутності "прямої видимості", наявності великої кількості відбитих сигналів і т.д.). Введення до складу системи деякої кількості постів збирання відеоінформації, які розташовуються так, щоб забезпечувався режим "прямої видимості" з ЦС, дозволяє вирішити ці завдання. Приймачі, що входять до складу поста збирання відеоінформації 15, приймають і обробляють різнорідні сигнали, що надходять від пунктів збирання відеоінформації і перетворюють їх до одного вигляду (до вигляду транспортних потоків TS стандарту DVB). Далі ці TS м ультиплексуются в єдиний потік, що модулює несущу на проміжній частоті. Потім цей сигнал перетворюється і підси 7 36562 люється потужним підвищуючим перетворювачем для передавання в напрямку ЦС. На кожен сегмент 4 ЦС надходять сигнали від АСn і постів збирання відеоінформації 15, які розташовані в зоні дії антени 5 ЦС. Прийняті антеною сигнали через дуплексер 6 надходять на понижуючий перетворювач, що має низький рівень шуму 8, у якому вони підсилюються і перетворюються в сигнали проміжної частоти. Сигнали проміжної частоти надходять на багатоканальний подільник потужності 9. Цей подільник має кількість виходів, яка дорівнює кількості входів модему 10 ЦС, плюс ще один вихід, що направляє одну з копій прийнятого сигналу на приймачі системи збирання відеоінформації (на Фіг. не зображені). У якості приймачів можуть використовува тись звичайні тюнери DVB - S. Число входів модему 10 ЦС дорівнює кількості частот, на яких передають АСn (метод FDMA). Сигнали, прийняті і опрацьовані модемом 10 ЦС утворюють зворотний канал передачі даних (висхідний потік). Вся організація режиму роботи мережі передачі даних покладена на модеми 10 ЦС, кількість яких дорівнює кількості сегментів 4. Трафіки окремих модемів 10 поєднуються цифровою платформою ЦС 12, а об'єднаний трафік надходить на комп'ютер (головний комп'ютер системи - сервер), що забезпечує взаємодію із зовнішніми мережами передачі даних. Телерадіоінформаційна система, що поєднана з системою збирання відеоінформації (Фіг.), може бути реалізована на основі телерадіоінформаційної системи "МІТРІС", яка використовує для передачі частоти 11,7-12,5 ГГц, а на прийом - 10,7-11,5 ГГц. У якості модему ЦС використовується CMTS системи DOCSIS, наприклад, BSR 2000 Motorola. При передачі високошвидкісних висхідних потоків даних з швидкостями до 10,24 Мбит/с за допомогою даної системи може в інтерактивному режимі обслуговуватися до 2560 абонентів, а максимальна кількість абонентів може дорівнювати 24000. До переваг такої побудови системи можна віднести наступне: сумісність мовних і інтерактивних абонентських приймачів в межах однієї системи. З огляду на те, що приймачі інтерактивних абонентських станцій у декілька разів дорожче за мовні приймачі, абонент, якому "інтерактив" не потрібний, може обрати мовний приймач, який надасть йому мож 8 ливість приймати 128 програм ТБ. Такий підхід до побудови системи дозволяє здійснити її поетапне введення, а саме: на першому етапі система може бути сформована як мовна. Потім, по мірі розвитку, вона може перетворюватися в інтерактивну з невеликою кількістю інтерактивних абонентів. І, нарешті, її інтерактивна складова може нарощуватися шляхом додавання в тих секторах, в яких кількість абонентів значна, додаткових CMTS. Граничні можливості системи визначаються можливостями цифрової платформи; - максимальне використання пристроїв, що масово випускаються, і тих, що вже розроблені раніше, що дозволить зменшити вартість системи і підвищити її здатність до масштабування. Запропонована система дозволяє надавати дуже широкий комплекс послуг, а саме: - багатоканального (128 ТБК) цифрового ТБ; - високошвидкісного Інтернет як в прямому, так і в зворотному напрямах; - оперативного отримання правоохоронними органами, органами місцевої влади і самоврядування, а також місцевими телестудіями великих об'ємів необхідної відеоінформації - в окремих випадках система збирання відеоінформації може бути дуже корисна для управління складними технологічними процесами на виробництвах, окремі підрозділи яких можуть бути розпорошені по всьому населеному пунктові. Система, що заявляється цілком достатня для середніх розмірів міста, а в мегаполісі - для великого району. Правоохоронним органам і службі безпеці руху система, що заявляється, може надати до 640 пунктів відеоспостереження, з яких безперервно ведеться передача високоякісних зображень в реальному масштабі часу. Для місцевих органів влади - можливість постійно вести репортаж про роботу прямо із залів засідань, завдяки чому громадяни мають можливість отримувати оперативну інформацію про їх роботу. Для місцевих студій теле- і радіомовлення - це постійні пости для репортажу з театральних і концертних залів, стадіонів та інших спортивних споруд. Причому репортаж може вестись одразу вісьма телекамерами, зокрема з мобільних пунктів - і некамерними передавачами. Джерела інформації. 1. Патент України № 23044, Бюл. № 6, 2007р. 2. Патент України №51495, Бюл. № 1, 2005р. 9 Комп’ютерна в ерстка І.Скворцов а 36562 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601