[发明专利]基于地面数字电视信道的双向无线嵌入式网关

说明书

技术领域

如今数字电视通过无线传输的技术已经比较成熟，主要是通过TDS-OFDM(Time Division Synchronic Orthogonal Frequency Division Multiplexing，时分同步正交频分复用)技术 实现。现在市场上普遍运用带有标准TS(Transport Stream，传输流)流的无线调制解调装 置来进行数字电视信号的传输。本发明就是匹配这些设备接口的网关，用于远距离、高速度 下的无线互联网传输，拓展了数字电视无线信道的应用范围。

背景技术

随着计算机技术和互联网技术的成熟，越来越多的设备提供了网络互联功能。这些功能 的最主要目的在于满足实时数据传输的需求。但当前的互联网传输技术仅限于有线传输和短 距离、低移动速度下的无线传输。本发明匹配TS接口，可通过TS调制解调器实现远距离、 高数据率传输。本发明可以根据不同的网络结构做各种灵活的配置，如：两个IP(Internet Protocol，网络之间互连的协议)地址段之间的单、双向无线通讯；一个地址段的单、双向 无线通讯。

发明内容

本发明的主要功能就是利用数字电视信道来传输以太网数据。本系统捕获以太网的IP数 据包，并判定数据包是否需要转发。如果需要转发则将IP数据包打包为TS数据包，反之， 丢弃此数据包。同时，当接收到TS数据包时需要对其针对帧标志位进行过滤，如果所传输的 为IP数据，则将接收到的TS数据重新打包为IP数据，然后再通过以太网发送。

使用者可通过不同IP地址来分配两个网段的不同设备，而所有IP对应的设备所发送的 IP包均被打包成统一的TS流数据包，汇总到TS调制器接口进行无线发射，接收端做相反的 工作，最后将接收到的TS包还原成IP包，并由嵌入式处理器进行地址解析工作，实现了发 端与终端的对应传输。

本网关可以根据不同的网络构架可以做出各种灵活的配置，如：网段内单向、双向，跨 网段的单向，双向传输。对各种配置的支持实际上只发生在软件处理协议的区别上。抛开软 件层的差异来单纯的从硬件视角观察整个系统，概括出硬件的连接框架如图1所示。

本发明中系统连接关系及功能如下：

1、如图2所示一种基于地面数字电视信道的双向无线嵌入式网关，含有嵌入式处理器(1)、 闪存(2)、串行配置口(3)、数据存储器(4)、以太网控制芯片(5)、网线插座(6)、输出双口缓 冲器(7)、输入双口缓冲器(8)、可编程逻辑器件(9)、TS输出口(10)、TS输入口(11)。其中：

1.1.嵌入式处理器(1)通过以太网控制芯片(5)与网络链接，接收或发送IP包，并且做处 理数据的工作，即IP包与标准TS流格式的相互转换，称此过程为IP包封装为TS流数据包 和TS流数据包解封为IP包。

1.2.闪存(2)、串行配置口(3)、数据存储器(4)和嵌入式处理器(1)组成嵌入式最小系统， 闪存(2)用来装载操作系统内核、驱动程序及上层应用程序；数据存储器(4)用来作为数据处 理过程中的交换缓存空间；串行配置口(3)用来烧写程序、配置脚本文件、配置系统属性及传 输方式。

1.3.输出双口缓冲器(7)、输入双口缓冲器(8)分别作为发送、接收两个数据通路方向的 数据缓冲。根据自订协议实现嵌入式处理器与可编程逻辑器件的数据通信。

1.4.可编程逻辑器件(9)负责TS流接口时序的匹配，同时连接TS输出口(10)和TS输入 口(11)，进行全双工工作，并且可根据不同的TS调制解调器灵活配置接口时序参数。TS接 口总共包括11位信号线，其中8位并行数据线，1位时钟信号线，1位同步信号线，1位数 据有效信号线，接口示意图如图3(a)、图3(b)所示。

2、在1.1中所述的以太网控制芯片(5)为10MHz/100MHz自适应芯片。嵌入式处理器(1) 通过驱动程序来驱动该芯片，连接到以太网进行全双工收发IP包。

3、通过串行配置口(3)可以实现对操作系统的移植，并且整合驱动程序及上层应用程序。 所有的驱动程序和上层应用程序均存储在闪存(2)中，包括单向驱动程序、双向驱动程序、跨 网段解析程序、同网段解析程序。修改开机脚本可配置网关地址和配置系统架构，即同网段 的单向或双向系统、跨网段的单向或双向系统。