基于解码转发的卫星通信和卫星电视信号IP融合中继方法技术

本发明专利技术公开了基于解码转发的卫星通信和卫星电视信号IP融合中继方法，包括卫视信号接入单元、卫通信号接入单元、中继单元和终端单元；卫视信号接入单元和卫通信号接入单元通过交换机与中继单元连接；在本方法中详细说明了其工作方式。本发明专利技术的效果是：1.相比于透明转发方案能明显改善卫视信号中继的效果；2.卫星电视信号通过基于LTE技术的解码转发方法进行中继，能与基于LTE解码转发方法实现的卫星通信信号中继方案更深度融合；3.卫星电视和卫星通信信号都通过基于LTE技术的解码转发方法进行中继，当隧道区域已有地面移动网的隧道中继设备时，能减少新设备的投放量，从而进一步降低卫星网在已有地面移动网覆盖的区域的接入成本，减少公共资源的浪费。

IP Fusion Relay Method for Satellite Communication and Satellite TV Signals Based on Decoding and Forwarding

The invention discloses a satellite communication and satellite TV signal IP fusion relay method based on decoding and forwarding, including satellite TV signal access unit, satellite communication signal access unit, relay unit and terminal unit; satellite TV signal access unit and satellite communication signal access unit are connected with relay unit through switch; in this method, it is described in detail. Know how it works. The effects of the present invention are as follows: 1. Compared with transparent forwarding scheme, the effect of satellite TV signal relay can be significantly improved; 2. Satellite TV signal can be relayed by decoding and forwarding method based on LTE technology, and can be more deeply integrated with satellite communication signal relay scheme based on LTE decoding and forwarding method; 3. Satellite TV and satellite communication signal No. 3 is relayed by decoding and forwarding method based on LTE technology. When the tunnel relay equipment of the existing ground mobile network is in the tunnel area, the amount of new equipment can be reduced, thus further reducing the access cost of satellite network in the area covered by the existing ground mobile network and reducing the waste of public resources.

【技术实现步骤摘要】
基于解码转发的卫星通信和卫星电视信号IP融合中继方法
本专利技术涉及一种基于解码转发的卫星通信和卫星电视信号IP融合中继方法。
技术介绍
高铁目前已经成为我们最普遍的出行方式，到2025年，我国高铁里程将达3.8万公里。目前，能极大提高旅客乘车体验的高铁移动互联系统主要是基于地面移动网实现的，而基于卫星通信实现的高铁移动互联系统目前尚无成熟应用案例。在基于地面移动网的高铁移动互联系统中，存在着网络建设成本高(每隔几百米就需要建一座基站)、小区切换频繁、网络优化复杂等缺点。在网络覆盖方面，在广大的中西部地区或者山区，城市密度低，建网的投资回报率将大大降低。由于各国地面移动网标准存在差异，且网络建设现状参差不齐，为高铁移动互联系统在更广区域内的应用造成实际困难。而基于卫星的高铁移动互联系统却能很好的解决这些困难，它不依赖于地面复杂的网络建设，不论是在广大中西部地区，还是走出国门，都能极大降低投资成本，加速高铁移动互联系统的广泛应用。另一方面，随着高通量卫星的快速发展，基于卫星的互联网能解决现有卫星带宽限制的问题，将极大推动基于卫星的高铁移动互联系统的应用。与地面移动网络一样，基于卫星的高铁移动互联系统同样需要解决在隧道、桥梁、沟堑、峡谷等特殊区域卫星信号被遮挡的难题。目前，对于卫星信号在特殊场景(特别是隧道)的中继问题，现有文献主要集中于GapFiller技术的研究，特别是基于DVB-S/S2/S2x(DigitalVideoBroadcasting-Satellite/2/2x)标准的GapFiller技术。通过以上研究内容发现，基于DVB-S/S2本身的中继技术受多径影响严重，虽然通过引入基于OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)技术的DVB-RCS/T(DigitalVideoBroadcasting-ReturnChannelviaSatellite/Terrestrial)技术能部分解决此问题，但这些研究也仅存在于仿真层面，并没有实物展示。
技术实现思路
本专利技术提出了一种将卫星通信信号和卫星电视信号进行IP融合中继传输的方法，在有限带宽条件下能实现卫星通信信号和卫星电视信号的同时中继。其中，本专利技术提出的基于解码转发的卫视信号中继方法，相比于现有的卫视信号透明转发方法，能明显改善卫视信号的中继质量(电视更流畅)。将卫星电视信号和卫星通信信号都通过解码转发方法进行中继，能进一步降低中继设备研制的成本。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：基于解码转发的卫星通信和卫星电视信号IP融合中继方法，包括卫视信号接入单元、卫通信号接入单元、中继单元和终端单元；卫视信号接入单元和卫通信号接入单元通过交换机与中继单元连接；卫视信号接入单元包括卫视信号接收天线、射频前端、Sat-IP网关和转码服务器；卫视信号接收天线接收到卫视信号并通过射频前端变频至L波段中频信号后，首先会通过Sat-IP网关将DVB-S2标准或ABS-S(AdvancedBroadcastingSystem-Satellite)标准的卫视信号进行解码并转成MPEG2格式的IP节目流；将MPEG2格式的IP节目流送入转码服务器进行数据压缩变成H.264/H.265格式的IP节目流；卫通信号接入单元包括卫通终端通信天线、射频前端和调制解调器；卫通信号中继是一个双向链路，对于前向链路，卫星中心站将需要的互联网内容通过卫星调制解调器调制后经过中心站射频前端和天线发射至通信卫星；卫通终端通信天线接收到卫星通信信号并通过射频前端变频至L波段中频信号后，通过卫星调制解调器将卫星通信信号解调成IP数据，并将其传递给交换机；对于返向链路，交换机将信息传输给调制解调器、射频前端，信号通过卫通终端通信天线发送给通信卫星，通信卫星将信号发送给卫通中心站天线，信号再依次通过射频前端和调制解调器传送到互联网；卫通IP数据和卫视IP节目流接入交换机后，通过LTE通道进行中继；中继单元，对于下行链路，首先通过LTE基站数字板将IP数据重新调制成LTE射频信号，再将LTE射频信号耦合进中继拉远的近端机数字板，在此将LTE射频信号转换成光信号后，通过光纤将光信号拉远至室内单元；在室内单元首先通过光纤拉远的远端机数字板将光信号恢复成LTE射频信号，之后通过功放将LTE射频信号进行放大，放大后的射频信号输出至漏缆进行无线覆盖；对于上行链路，室内单元接收到上行LTE射频信号后通过低噪声放大器将信号放大并送入光纤拉远的远端机数字板，在此将LTE上行射频信号转换成光信号后，通过光纤拉远至室外单元。在室外单元，首先通过光纤拉远的近端机数字板将光信号恢复成LTE射频信号，再耦合进LTE基站数字板，在此将LTE信号解码成上行卫通IP数据。作为优选方式，将MPEG2格式的IP节目流送入转码服务器进行数据压缩变成H.264/H.265格式的IP节目流。作为优选方式，在LTE基板数字板和近端机数字板之间设置耦合器和功分器。作为优选方式，室内单元为隧道中继室内单元，室外单元为隧道中继室外单元，以满足隧道通信要求。作为优选方式，终端单元为车载单元。作为优选方式，在车载单元，卫视信号和卫通信号首先被恢复成IP数据，恢复成IP数据后再通过路由器转成WI-FI信号，实现车内的无线覆盖。作为优选方式，车载单元的接入分成了三部分：隧道内中继信号的接入、隧道外卫星电视信号的接入、隧道外卫星通信信号的接入；对于隧道内中继信号的接入部分：首先通过隧道中继信号车载收发天线接收无线LTE射频信号，后通过LTE调制解调终端恢复出卫通信号的IP数据和卫视信号的IP节目流，之后送入软切换服务器；对于隧道外卫星电视信号的接入部分：当列车在隧道外时，可以通过车载卫视信号接收天线直接接收卫视直播信号，并将其通过Sat-IP网关和转码服务器进行IP化处理后接入软切换服务器；对于隧道外卫星通信信号的接入部分：隧道外的卫星通信，则是通过车载卫通信号收发天线进行接收和发射，对于接收链路，此天线接收到信号后，通过卫通终端将卫通数据解成IP数据后送入软切换服务器。作为优选方式，在隧道外，软切换服务器可以接收到来自隧道外卫星电视信号接入单元的电视IP节目流和隧道外卫星通信信号接入单元的通信IP数据，软切换服务器将它们直接送至路由器转成WI-FI信号后向车内实现无线覆盖；在隧道内，软切换服务器可以接收到来自隧道内中继信号接入单元的电视IP节目流和通信IP数据，将其送至路由器转成WI-FI信号后向车内实现无线覆盖；当列车从隧道外进入隧道内或者从隧道内驶向隧道外时，存在隧道内的中继系统与隧道外的通信或电视接入系统之间的切换；在目前的中继方式下，对于卫星通信，由于通信是与远端的人或物进行通信，隧道内和隧道外的两路系统都只起到中继的作用，数据源都在远端，它们之间的软切换可以直接通过网络层的路由寻址自动实现；而对于卫视信号，隧道内的中继系统和隧道外的卫视信号接入系统都各自独立的提供节目源，在通信终端要想隧道内外连续的收看电视信号，则需要通过部署于软切换服务器的软件来实现软切换。作为优选方式，中继设备基于LTE技术进行实现，中继设备的信号为1.4G和1.8G频段LTE信号；外场环境搭建如下：漏缆沿铁轨架设，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于解码转发的卫星通信和卫星电视信号IP融合中继方法，其特征在于：包括卫视信号接入单元、卫通信号接入单元、中继单元和终端单元；卫视信号接入单元和卫通信号接入单元通过交换机与中继单元连接；卫视信号接入单元包括卫视信号接收天线、射频前端、Sat‑IP网关和转码服务器；卫视信号接收天线接收到卫视信号并通过射频前端变频至L波段中频信号后，首先会通过Sat‑IP网关将DVB‑S2标准或ABS‑S标准的卫视信号进行解码并转成MPEG2格式的IP节目流；将MPEG2格式的IP节目流送入转码服务器进行数据压缩变成H.264/H.265格式的IP节目流；卫通信号接入单元包括卫通终端通信天线、射频前端和调制解调器；卫通信号中继是一个双向链路；对于前向链路，卫星中心站将需要的互联网内容通过卫星调制解调器调制后经过中心站射频前端和天线发射至通信卫星；卫通终端通信天线接收到卫星通信信号并通过射频前端变频至L波段中频信号后，通过卫星调制解调器将卫星通信信号解调成IP数据，并将其传递给交换机；对于返向链路，交换机将信息传输给调制解调器、射频前端，信号通过卫通终端通信天线发送给通信卫星，通信卫星将信号发送给卫通中心站天线，信号再依次通过射频前端和调制解调器传送到互联网；卫通IP数据和卫视IP节目流接入交换机后，通过LTE通道进行中继；中继单元，对于下行链路，首先通过LTE基站数字板将IP数据重新调制成LTE射频信号，再将LTE射频信号耦合进中继拉远的近端机数字板，在此将LTE射频信号转换成光信号后，通过光纤将光信号拉远至室内单元；在室内单元首先通过光纤拉远的远端机数字板将光信号恢复成LTE射频信号，之后通过功放将LTE射频信号进行放大，放大后的射频信号输出至漏缆进行无线覆盖；对于上行链路，室内单元接收到上行LTE射频信号后通过低噪声放大器将信号放大并送入光纤拉远的远端机数字板，在此将LTE上行射频信号转换成光信号后，通过光纤拉远至室外单元。在室外单元，首先通过光纤拉远的近端机数字板将光信号恢复成LTE射频信号，再耦合进LTE基站数字板，在此将LTE信号解码成上行卫通IP数据。...

【技术特征摘要】
1.基于解码转发的卫星通信和卫星电视信号IP融合中继方法，其特征在于：包括卫视信号接入单元、卫通信号接入单元、中继单元和终端单元；卫视信号接入单元和卫通信号接入单元通过交换机与中继单元连接；卫视信号接入单元包括卫视信号接收天线、射频前端、Sat-IP网关和转码服务器；卫视信号接收天线接收到卫视信号并通过射频前端变频至L波段中频信号后，首先会通过Sat-IP网关将DVB-S2标准或ABS-S标准的卫视信号进行解码并转成MPEG2格式的IP节目流；将MPEG2格式的IP节目流送入转码服务器进行数据压缩变成H.264/H.265格式的IP节目流；卫通信号接入单元包括卫通终端通信天线、射频前端和调制解调器；卫通信号中继是一个双向链路；对于前向链路，卫星中心站将需要的互联网内容通过卫星调制解调器调制后经过中心站射频前端和天线发射至通信卫星；卫通终端通信天线接收到卫星通信信号并通过射频前端变频至L波段中频信号后，通过卫星调制解调器将卫星通信信号解调成IP数据，并将其传递给交换机；对于返向链路，交换机将信息传输给调制解调器、射频前端，信号通过卫通终端通信天线发送给通信卫星，通信卫星将信号发送给卫通中心站天线，信号再依次通过射频前端和调制解调器传送到互联网；卫通IP数据和卫视IP节目流接入交换机后，通过LTE通道进行中继；中继单元，对于下行链路，首先通过LTE基站数字板将IP数据重新调制成LTE射频信号，再将LTE射频信号耦合进中继拉远的近端机数字板，在此将LTE射频信号转换成光信号后，通过光纤将光信号拉远至室内单元；在室内单元首先通过光纤拉远的远端机数字板将光信号恢复成LTE射频信号，之后通过功放将LTE射频信号进行放大，放大后的射频信号输出至漏缆进行无线覆盖；对于上行链路，室内单元接收到上行LTE射频信号后通过低噪声放大器将信号放大并送入光纤拉远的远端机数字板，在此将LTE上行射频信号转换成光信号后，通过光纤拉远至室外单元。在室外单元，首先通过光纤拉远的近端机数字板将光信号恢复成LTE射频信号，再耦合进LTE基站数字板，在此将LTE信号解码成上行卫通IP数据。2.根据权利要求1所述的基于解码转发的卫星通信和卫星电视信号IP融合中继方法，其特征在于：将MPEG2格式的IP节目流送入转码服务器进行数据压缩变成H.264/H.265格式的IP节目流。3.根据权利要求1所述的基于解码转发的卫星通信和卫星电视信号IP融合中继方法，其特征在于：在LTE基板数字板和近端机数字板之间设置耦合器和功分器。4.根据权利要求1所述的基于解码转发的卫星通信和卫星电视信号IP融合中继方法，其特征在于：室内单元为隧道中继室内单元，室外单元为隧道中继室外单元，以满足隧道通信要求。5.根据权利要求4所述的基于解码转发的卫星通信和卫星电视信号IP融合中继方法，其特征在于：终端单元为车载单元。6.根据权利要求5所述的基于解码转发的卫星通信和卫星电视信号IP融合中继方法，其特征在于：在车载单元，卫视信号和卫通信号首先被恢复成I...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡文波，王海龙，马达，钟顺林，樊星，高平，张霞，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51