Способ передачи данных в полосе частот аналогового тв

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для передачи данных в полосе частот аналогового ТВ. Технический результат состоит в обеспечении магнитной совместимости телевизионных операторов в одной полосе частот. Для этого способ основан на выборе в полосе ТВ частотных окон, пригодных для применения вторичными операторами, при этом частотные окна выбирают из сетки звуковых полос аналогового ТВ, для таких окон определяют показатель "негауссовости" ТВ сигнала и выбирают окна с максимальным показателем "негауссовости", измеряют уровни ТВ сигналов в выбранных окнах и устанавливают уровень сигнала вторичного оператора в каждом из окон на 20 дБ ниже соответствующего измеренного уровня, после чего информацию передают в выбранных окнах одновременно с передачей ТВ сигналов, а на приемной стороне вторичного оператора смесь ТВ сигнала и сигнала вторичного оператора переносят на промежуточную частоту и выполняют ее нелинейное преобразование для подавления ТВ сигнала, после чего выделяют передаваемую информацию. 5 ил.

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для передачи данных в полосе частот аналогового ТВ.

Известен способ передачи данных в полосе частот аналогового ТВ, называемый телетекстом (ГОСТ Р 50861 - 96). Передача сигналов телетекста осуществляется в незанятых изображением телевизионных строках. То есть осуществляется временное разделение телевизионного канала для передачи изображения и для передачи телетекста.

Для приема телетекста телевизионный приемник дополняется декодером.

Недостатком указанного способа является то, что технология телетекста встроена в телевизионную аппаратуру и передачу данных могут осуществлять только ТВ операторы. Передача данных другими, независимыми операторами в полосе частот аналогового ТВ возможна только по согласованию с ТВ операторами.

Известен способ передачи сигналов в диапазоне УКВ, называемый RDS (Radio Data System) (МСЭ-Р 643-2). Данный способ основан на передаче операторами УКВ ЧМ вещания в составе основного сигнала дополнительной информации с использованием поднесущих. При этом спектр сигнала RDS размещается таким образом, чтобы не оказывать влияния на основной вещательный сигнал. Этот способ может применяться и операторами ТВ вещания.

Недостатком указанного способа является то, что технология RDS встроена в аппаратуру первичного оператора и использование этой технологии независимыми вторичными пользователями невозможно без согласования с основным оператором.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ-прототип передачи данных, использующий стандарт ЕСМА-392 (Гурьянов И.О. Когнитивное радио: новые подходы к обеспечению радиочастотным ресурсом перспективных радиотехнологий. Журнал "Электросвязь", №8, 2012; Standard ЕСМА-392). Способ основан на поиске в полосе аналогового ТВ незанятых частотных областей (частотных окон), пригодных для передачи данных, и использовании их для передачи данных без согласования с операторами ТВ, которым принадлежат эти полосы частот.

Недостатком этого способа является возможность использования по вторичному назначению только свободных частотных окон.

Предлагаемый способ обеспечивает передачу данных в полосе аналогового ТВ без согласования с операторами ТВ в выбранных частотных окнах и отличается от способа-прототипа передачей данных не в свободных окнах, а в занятых передачей ТВ программ.

Предлагаемый способ передачи данных в полосе частот аналогового ТВ вторичными операторами без оказания помех основному ТВ оператору, основанный на выборе в полосе ТВ частотных окон, пригодных для применения вторичными операторами, отличающийся тем, что частотные окна выбирают из сетки звуковых полос аналогового ТВ, для таких окон определяют показатель "негауссовости" ТВ сигнала и выбирают окна с максимальным показателем "негауссовости", измеряют уровни ТВ сигналов в выбранных окнах и устанавливают уровень сигнала вторичного оператора в каждом из окон на 20 дБ ниже соответствующего измеренного уровня, после чего информацию передают в выбранных окнах одновременно с передачей ТВ сигналов, а на приемной стороне вторичного оператора смесь ТВ сигнала и сигнала вторичного оператора переносят на промежуточную частоту и выполняют ее нелинейное преобразование для подавления ТВ сигнала, после чего выделяют передаваемую информацию.

Таким образом, предлагаемый способ реализуется при следующих условиях:

1. Из сетки звуковых полос аналогового ТВ вещания выбираются те полосы, в которых временной ТВ сигнал минимально искажен внешними помехами. Назовем эти полосы частотными окнами вторичного пользования. Полоса такого частотного окна составляет 200 кГц.

2. Вторичный оператор использует эти окна для передачи цифровых данных со скоростью v<10000 бит/сек.

3. Уровень сигнала вторичного оператора устанавливается ниже уровня аналогового ТВ сигнала в выбранном окне на 20 дБ с целью исключения мешающего действия первичному пользователю.

4. На приемной стороне вторичного оператора используются алгоритмы, рассчитанные на оптимальный прием вторичного сигнала на фоне первичного аналогового ТВ сигнала.

Возможность вторичного использования занятой полосы частот основана на стабильных статистических свойствах первичного сигнала: первичный сигнал в звуковой полосе аналогового ТВ является существенно негауссовским процессом с распределением огибающей по закону Раиса, так как формируется путем частотной модуляции (Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. - 2-е изд. - М.: Радио и связь, 1982. - 624 с.). При этом его одномерная плотность вероятности огибающей W(A) практически не зависит от содержания звуковой программы. Это значительно облегчает прием вторичного сигнала на фоне первичного при применении в приемнике вторичного пользователя оптимального алгоритма приема. Внешние электромагнитные помехи могут искажать первичные сигналы, снижая их «негауссовость». Поэтому выбор частотных окон вторичного пользования проводится по критерию максимальной «негауссовости» сигнала в этом окне.

Выбор частотных окон вторичного пользования осуществляется из сетки звуковых полос аналогового ТВ вещания следующим образом. Анализируется огибающая сигнала A(t) в выбранном частотном окне. Анализ заключается в сравнении значения средней мощности сигнала A(t) на различных участках его спектра. Выделяются два участка: примыкающий к нулевой частоте с полосой FH (участок с полосой НЧ) и область за пределами полосы НЧ (участок с полосой ВЧ). В передающей аппаратуре вторичного пользователя измеряются значения мощности РНЧ и РВЧ первичного сигнала A(t) на обоих участках. По измеренным значениям рассчитывается значение параметра

α=РНЧВЧ

Параметр α характеризует степень "негауссовости" первичного сигнала в анализируемом частотном окне. Далее выбираются окна с наибольшими значениями параметра α. Эти окна и используются для передачи данных вторичным пользователем.

Прием сигнала во вторичной сети, близкий к оптимальному в данных условиях, реализуется приемником, показанным на фиг.1. Здесь 1 - входная цепь, 2 - усилитель радиочастоты, 3 - преобразователь частоты, 4 - усилитель промежуточной частоты, 5 - блок нелинейной обработки, 6 - умножитель, 7 - схема формирования опорного сигнала, 8 - интегратор со сбросом, 9 - блок тактовой синхронизации, 10 - пороговое устройство. Схема приемника до БНО является частью типовой схемы супергетеродинного приемника. Обоснование схемы приемника, следующей за БНО, дано в (Камнев В.Е., Черкасов В.В., Чечин Г.В. Спутниковые сети связи. Учебн. пособие. - М.: "Альпина Паблишер", 2004. - 536 с.). Наличие БНО обусловлено "негауссовостью" помехи (Валеев В.Г., Корнилов И.Н. Нелинейная обработка сигналов для подавления помех в приемном тракте радиоэлектронных систем / Журнал «Радиотехника», 2010. №6. С.37-42).

На входе БНО действует аддитивная смесь полезного сигнала вторичной сети S2(t), сигнала первичного пользователя S1(t) и сторонних помех n2(t):

x(t)=Ax(t)cos[ω0t-φx(t)],

где Ax(t) - огибающая смеси, ω0 - несущая частота, φx(t) - закон изменения фазы смеси.

Оптимальный алгоритм обработки сигнала в приемнике вторичного пользователя (фиг.1) обоснован в (Валеев В.Г., Корнилов И.Н. О возможностях вторичного использования занятого частотного ресурса. VI Всероссийская научно-техническая конференция "Радиолокация и радиосвязь": Сборник трудов конференции. Москва: ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН, 2012. Том 1, с.272-275) и имеет следующий вид:

Z = 0 T f [ x ( t ) ] S О П ( t ) dt,                                                                                 (2)

f ( x ) = g ( A x ( t ) cos [ ω 0 t ϕ x ( t ) ] , g ( A x ( t ) ) ( A x ( t ) ( A 0 ( t ) ) / P В Ч ,           (3)

где Z - процесс на выходе интегратора; f(x) - характеристика БНО; g(Ax(t)) - амплитудная характеристика БНО по первой гармонике; A0(t) - среднее значение огибающей; Т - время интегрирования; SОП(t) - опорное колебание, сформированное блоком СФОС.

Для подтверждения эффективности предлагаемого способа было выполнено полунатурное моделирование приемника на фиг.1. В качестве сигнала первичного пользователя S1(t) рассматривался реальный сигнал в полосе частот звукового сопровождения выбранной программы аналогового ТВ. В этом сигнале присутствует также составляющая n2(t), которая соответствует помехам окружающей среды. На фиг.2 показана временная реализация огибающей такого сигнала для одного из каналов ТВ (сигнал записан в полосе 83,65…83,85 МГц) на интервале длительностью 20 секунд, а на фиг.3 - гистограмма огибающей, построенная по записанному фрагменту. По виду гистограммы можно сделать вывод, что этот процесс близок к райсовскому.

Сигнал S2(t) моделировался в виде

S2(t)=AS2 cos(2πf0t+φ),

где сдвиг фазы φ при переходе от передачи «1» к передаче «0» принят равным π, а несущая частота f0 выбрана в центре полосы (83,65…83, 85) МГц. Опорное колебание в синхронном детекторе принято в виде

SОП(t)=cos2πf0t,

тактовая синхронизация считается установленной. Пороговое значение принято равным Z0=0.

Блок БНО был реализован по схеме фиг.4. Здесь 11 - детектор огибающей, 12 - компенсатор, 13 - блок оценки среднего, 14 - блок вычитания, 15 - ограничитель, 6 - умножитель. Эта схема соответствует обработке по алгоритмам (2) и (3).

Для выбора амплитуды сигнала S2(t) проводилось измерение уровня мощности P1 сигнала S1(t). Амплитуда As2 вторичного сигнала S2(t) задавалась на 20 дБ меньше амплитуды первичного сигнала.

Исследовалась зависимость вероятности ошибки РОШ на символ во вторичной сети от скорости V=1/Т передачи данных. Скорость передачи устанавливалась выбором длительности Т сигнала S2(t). Вероятность ошибки на символ оценивалась по массиву переданных символов размером N=20V.

Результаты моделирования приведены на фиг.5 в виде зависимости вероятности ошибки на символ от скорости передачи данных во вторичной сети. График 1 получен для приемника с линейным коррелятором (без БНО), а график 2 - для приемника с БНО. Если компенсатор в БНО заменить фильтром верхних частот с частотой среза 10 Гц, получаем график 3. Результаты показывают, что полосы частот звукового сопровождения ТВ можно использовать одновременно по основному назначению и для передачи данных вторичными пользователями.

Техническим результатом является электромагнитная совместимость функционирования ТВ оператора и вторичного оператора в одной полосе частот, позволяющая использовать занятые звуковые полосы ТВ для передачи данных одновременно по основному назначению и для передачи данных вторичными пользователями. Электромагнитная совместимость достигается благодаря тому, что мешающее действие вторичных сигналов на прием ТВ программ практически отсутствует. Уровень вторичных сигналов по отношению к ТВ сигналам в полосе звукового сопровождения ТВ составляет минус 20 дБ. При таком уровне помехи на входе частотного детектора приемника ТВ, отношение сигнал/помеха на выходе частотного детектора будет составлять 30-40 дБ (Зюко А.Г., Кловский Д.Д., В.И.Коржик, Назаров М.В. Теория электрической связи: Учебник для вузов / под ред. Кловского Д.Д. - М.: Радио и связь, 1999. - 432 с.). Такого отношения достаточно для качественной передачи звукового сопровождения.

Способ передачи данных в полосе частот аналогового ТВ вторичными операторами без оказания помех основному ТВ оператору, основанный на выборе в полосе ТВ частотных окон, пригодных для применения вторичными операторами, отличающийся тем, что частотные окна выбирают из сетки звуковых полос аналогового ТВ, для таких окон определяют показатель "негауссовости" ТВ сигнала и выбирают окна с максимальным показателем "негауссовости", измеряют уровни ТВ сигналов в выбранных окнах и устанавливают уровень сигнала вторичного оператора в каждом из окон на 20 дБ ниже соответствующего измеренного уровня, после чего информацию передают в выбранных окнах одновременно с передачей ТВ сигналов, а на приемной стороне вторичного оператора смесь ТВ сигнала и сигнала вторичного оператора переносят на промежуточную частоту и выполняют ее нелинейное преобразование для подавления ТВ сигнала, после чего выделяют передаваемую информацию.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике радиосвязи, может быть использовано для цифрового телевещания одного стереоканала или двух моноканалов на одной несущей частоте. Техническим результатом является сокращение числа элементов преобразования видеосигналов цветов R, G, В в три раза без потери разрешения кадра, а также исключение процесса сканирования кадра.

Изобретение относится к панорамному телевизионному наблюдению. Техническим результатом является предоставление оператору цветного изображения днем и черно-белого изображения вечером или ночью в автоматическом режиме переключения и с повышенным отношением сигнал/шум для монохромного изображения при одновременном увеличении площади кольцевого изображения.

Изобретение относится к панорамному телевизионному наблюдению, которое выполняется телевизионной системой при помощи телевизионной камеры кругового обзора в области, близкой к полусфере, т.е.

Изобретение относится к средствам обработки цифровых изображений. Техническим результатом является повышение степени сжатия изображения без потерь.

Изобретение относится к средствам оцифровки изображения кадра. Техническим результатом является выполнение оцифровывания кадра не тремя преобразователями в каждом элементе матрицы, а одним преобразователем в каждом элементе матрицы, выполняющем за период кадра параллельно и синхронно три последовательных преобразования цветов R, G, В по 15 бит каждое, и оцифровывание изображения заканчивается с окончанием периода кадра.

Изобретение относится к телевизионной технике и преимущественно может быть использовано для анализа интерферограмм по методу рекурсивной фильтрации сигнала изображения в телевизионных системах, в телекамерах которых в качестве датчиков видеосигнала применены матрицы приборов с зарядовой связью (матрицы ПЗС).

Изобретение относится к устройству передачи данных динамического изображения. .

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для цифрового телевещания одного стереоканала или двух моноканалов на одной несущей частоте. .

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для цифрового телевещания одного стереоканала или двух моноканалов на одной несущей. .

Изобретение относится к устройству освещения, включающему в себя множество плоских источников света, устройству отображения и телевизионному приемнику. .

Группа изобретений относится к панорамному телевизионному наблюдению, которое выполняется телевизионной системой при помощи телевизионной камеры кругового обзора в области, близкой к полусфере, т.е. в пространственном угле, 360 градусов по азимуту и десятки градусов по углу места. Техническим результатом является сокращение избыточной полосы пропускания канала связи телевизионной камеры с сервером. Результат достигается тем, что мишень фотоприемника имеет форму кругового кольца, а линейки светочувствительных и линейки экранированных от света элементов расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там выходному регистру сдвига, который является «кольцевым», причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области равно числу элементов в «кольцевом» регистре сдвига. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 10 ил.
Группа изобретений относится к панорамному телевизионному наблюдению. Техническим результатом является устранение избыточной полосы пропускания канала связи телевизионной камеры с сервером за счет использования для фотоприемника телевизионной камеры кристалла мишени в форме кругового кольца и с организацией «кольцевого» растра изображения. Результат достигается тем, что мишень фотоприемника имеет форму кругового кольца, а линейки светочувствительных и линейки экранированных от света элементов фотоприемной области, а также линейки экранированных от света элементов секции памяти расположены вдоль радиальных направлений от воображаемого центра кругового кольца к его внешней периферии и расположенному там выходному регистру сдвига, который является «кольцевым», причем число элементов в каждой «кольцевой» строке фотоприемной области и в каждой «кольцевой» строке секции памяти фотоприемника равно числу элементов в его «кольцевом» регистре сдвига, таким образом, наблюдение выполняется в области, близкой к полусфере, т.е. в пространственном угле 360 градусов по азимуту и десятки градусов по углу места. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Группа изобретений относится к панорамному телевизионному наблюдению, которое выполняется телевизионной системой при помощи телевизионной камеры кругового обзора в области, близкой к полусфере, т.е. в пространственном угле 360 градусов по азимуту и десятки градусов по углу места. Техническим результатом является автоматический выбор характера изображения (цветного или черно-белого) в зависимости от времени суток. Результат достигается тем, в состав телевизионной камеры дополнительно введены оптический блок, последовательно соединенные селектор синхроимпульсов и формирователь импульсов (ФИ) записи и сброса, последовательно соединенные детектор видеосигналов, блок выборки-хранения и компаратор, установочный вход которого подключен к пороговому напряжению, а выход - к управляющему входу коммутатора, первый информационный вход которого подключен к выходу цифрового телевизионного сигнала первого датчика ЦТС, второй информационный вход коммутатора - к выходу цифрового телевизионного сигнала второго датчика ЦТС, а выход коммутатора является выходом «видео» телевизионной камеры. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к панорамному телевизионному наблюдению, которое выполняется телевизионной системой при помощи телевизионной камеры кругового обзора в области, близкой к полусфере, т.е. в пространственном угле 360 градусов по азимуту и десятки градусов по углу места. Техническим результатом является устранение избыточной полосы пропускания канала связи телевизионной камеры с сервером. Результат достигается путем использования для фотоприемника телевизионной камеры кристалла мишени в форме кругового кольца и с организацией «кольцевого» растра изображения. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к панорамному телевизионному наблюдению, которое выполняется компьютерной системой при помощи монохромной (черно-белой) телевизионной камеры кругового обзора в области, близкой к полусфере, т.е. в пространственном угле 360 градусов по азимуту и десятки градусов по углу места. Техническим результатом является оптимизация полосы пропускания канала связи телевизионной камеры с сервером с обеспечением при этом повышенной разрешающей способности формируемого изображения. Результат достигается за счет использования для фотоприемника кристалла мишени в форме кругового кольца и реализации в телевизионной камере дополнительной функции сканера с увеличенным числом элементов. 4 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.

Изобретение относится к телевизионному мониторингу, который выполняется компьютерной системой по методу панорамного телевизионного сканирования при помощи изготовленных по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС) однострочного кольцевого фотоприемника монохромного (черно-белого) изображения или цветного сенсора, имеющего несколько «кольцевых» фоточувствительных строк. Техническим результатом является сохранение (поддержание неизменным) параметра угол места и исключение пассивных пикселов. Результат достигается за счет использования в качестве фотоприемника однострочного кольцевого монохромного сенсора или «малострочного» кольцевого цветного сенсора путем его механического сканирования в перпендикулярном направлении относительно неподвижной плоскости изображения панорамного объектива. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к панорамному наблюдению, которое может выполняться телевизионно-компьютерной системой в течение всего времени суток при помощи телевизионной камеры кругового обзора в области, близкой к полусфере, т.е. в пространственном угле 360 градусов по азимуту и десятков градусов по углу места. Технический результат заключается в применении оптимизированных фотоприемников, которые содержат меньшее число пикселов на мишени при сохранении разрешающей способности и угла места в поле зрения панорамного изображения. Результат достигается за счет использования для ПЗС-фотоприемников кристалла мишени в форме кольца и организацией в телевизионной камере «кольцевого» растра изображения. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к панорамному телевизионному сканированию, которое выполняется компьютерной системой при помощи однострочного кольцевого фотоприемника монохромного (черно-белого) изображения, выполненного по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС). Техническим результатом является поддержание неизменным параметра угол места и исключение пассивных пикселов. Результат достигается за счет использования в качестве фотоприемника однострочного кольцевого сенсора путем его механического сканирования в перпендикулярном направлении относительно неподвижной плоскости изображения панорамного объектива. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к панорамному телевизионному сканированию, которое выполняется компьютерной системой при помощи кольцевого фотоприемника цветного изображения, выполненного по технологии приборов с зарядовой связью (ПЗС). Техническим результатом является поддержание неизменным параметра угол места и исключение пассивных пикселов. Результат достигается за счет использования в качестве фотоприемника четырехстрочного кольцевого сенсора путем его механического сканирования в перпендикулярном направлении относительно неподвижной плоскости изображения панорамного объектива. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение предназначено для кормления и поения домашних животных, в частности кошек и собак. В корпусе кормушки установлены по меньшей мере одно устройство подачи еды в лоток, по меньшей мере одна видеокамера, микрофон, монитор или средство для подключения планшетного компьютера или смартфона, по меньшей мере один динамик, модуль связи, блок питания и средство управления. Устройство подачи еды содержит контейнер с поворотной створкой для загрузки и хранения корма. Поворотная створка расположена над лотком для выгрузки корма и соединена с шаговым двигателем. Устройство подачи воды содержит контейнер с заслонкой и лоток для питья. Заслонка расположена над лотком и соединена с электропневматическим приводом. Средство управления выполнено в виде контроллера с блоком индикации и клавишами управления. Выводы контроллера соединены соответственно с блоком индикации и клавишами управления с видеокамерой, микрофоном, монитором, динамиком, электропневматическим приводом заслонки и шаговым двигателем. Вход контроллера соединен с выводом модуля связи. Контроллер связан с заслонкой и шаговым двигателем посредством соответствующего z-wave реле контроллера. Изобретение обеспечивает одновременную двустороннюю коммуникацию с животным посредством видеосвязи при удаленном кормлении. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх