Вы здесь

ПО для работы с эфемеридно-временной информацией по каналу DVB-T2

По заказу российской компании СОКБ «Вектор» мы разработали специальное ПО имитатора формирования, приема и передачи высокоточной эфемеридно-временной информации по каналу DVB-T2.

Спроектированная система задействует готовую сеть телевизионных вышек в качестве базовых станций для вычисления навигационных поправок и их передачи по эфиру. Программное обеспечение позволяет тестировать имитаторы в разных режимах работы для проверки достижения нужных параметров по дальности связи, скорости и задержкам передачи данных.
 

Заказчик

ЗАО «Специализированное опытно-конструкторское бюро систем и средств измерений «Вектор», которое занимается НИОКР в сфере телематики, а также производством, внедрением и сопровождением телематического оборудования.
 

Задача

Разработка специального программного обеспечения имитатора формирования, передачи и приема высокоточной эфемеридно-временной информации (ЭВИ) по каналу цифрового телевизионного вещания стандарта DVB-T2.
 

Решение

1. Этапы разработки

Разработка велась в несколько этапов.

Этап 1

Создание действующего прототипа системы передачи навигационных поправок GPS/GLONASS (ЭВИ — высокоточной эфемеридно-временной информации) по каналу эфирного телевидения в стандарте DVB-T2. Отладка и проверка основных режимов работы. Проведение экспериментальных испытаний в различных режимах работы с целью проверки достижения требуемых характеристик по дальности связи и скорости передачи информации. Разработка эксплуатационной и программной документации.

Программно-аппаратный комплекс должен обеспечивать:

  • Формирование транспортного потока в реальном времени, содержащего как минимум одну ТВ-программу и поток данных с навигационной информацией упакованных в секции DSM-CC
  • Излучение (передачу) сформированных данных в стандарте DVB-T2
  • Прием данных в стандарте DVB-T2
  • Выделение из цифрового потока навигационной информации и ТВ-программы
  • Передачу потребителю навигационной поправок.

 

Этап 2

Разработка специального программного обеспечения имитатора формирования, передачи и приема IP-пакетов цифровых сетей по каналу цифрового телевизионного вещания стандарта DVB-T2, шифр «СПО DVB-T2 шлюза».

СПО должно обеспечивать:

  • Формирование транспортного потока в реальном времени, содержащего одну ТВ-программу и поток данных, упакованных в DSM-CC секции, состоящий из IP-пакетов, маршрутизируемых на специальный виртуальный сетевой интерфейс
  • Излучение (передачу) сформированного потока в стандарте DVB -T2
  • Прием данных в стандарте DVB-T2
  • Выделение из цифрового потока передаваемых IP-пакетов
  • Пересылку принятых сетевых пакетов через физический сетевой интерфейс потребителю
  • IP-трафик должен передаваться на скорости не менее 10 Мбит/сек при передаче IP-пакетов размером 1480 байт.
     

2. Функциональная схема решения

Схема 1. Схема прототипа системы передачи навигационных поправок (ЭВИ)

 

Система состоит из следующих функциональных блоков:

  • Мультиплексор (формирует транспортный поток в реальном времени)
  • Модулятор (передает сформированный поток в стандарте DVB-T2 по эфиру)
  • ТВ-приставка — STB (принимает DVB-T2 поток по эфиру, проигрывает его, выделяет из потока и передает навигационную информацию)
  • Тестовый ПК (имитирует источник и приемник навигационной информации, а также используется для управления модулятором)


Схема 2. Структурная схема шлюза СПО DVB-T2

 

3. Аппаратное обеспечение

Особенностью аппаратной части системы является использование в качестве ТВ-приставки стандартной отладочной платы STiH251-HDK, стороннего аппаратно-программного комплекса TVB597A в качестве модулятора, а также стандартных ПК в качестве мультиплексора, источника и приемника навигационных данных. Также проводились тесты системы с базовой станцией Javad JNS100GG и навигационным приемником NAVIS NV08.
 

4. Программное обеспечение

Особенность ПО мультиплексора:

  • Инкапсуляция навигационных поправок последовательно в пакеты UDP — IP — MPE — TS
  • Формирование отдельной программы для потока с данными
  • Буферизация данных перед отправкой с целью уменьшения частоты следования TS-пакетов с данными (поскольку фильтр пакетов ТВ-приставки не справляется с потоком ~>1000 пакетов/сек)
  • Посылка буферизированных данных при отсутствии новых данных в течении определенного времени
  • Система автоматического запуска мультиплексора и модулятора при включении ПК мультиплексора
  • Система автоматической установки ПО мультиплексора и модулятора.

Была сделана доработка ПО модулятора для возможности проигрывания потоков из PEPI. В остальном ПО модулятора использовалось без изменений.

Особенность ПО ТВ приставки:

  • Использование в качестве базового программного обеспечения ПО, разработанного для проекта бытовой цифровой ТВ-приставки
  • Использование подсистемы PTI для получения потока данных
  • Использование двух потоков для приема и передачи данных
  • Система автоматической адаптации базовой прошивки ТВ-приставки.

Для тестирования задержек передачи данных были разработаны тестовые версии ПО модулятора и ТВ приставки. Тестовая версия ПО модулятора была разработана в двух версиях: с двух поточной схемой обработки (поток чтения навигационных данных и поток мультиплексора) и схема с неблокирующим чтением данных.

На втором этапе на основе разработанной технологии был создан прототип шлюза IP- DVB-T2. Получение и отправки IP-пакетов реализованы путем маршрутизации трафика средствами ядра Linux через виртуальные интерфейсы TUN на передающей и принимающей стороне. Высокая скорость передачи обеспечивается буферизацией данных на передающей стороне и отправкой данных секциями DVB-T2 размером 3Кб.
 

Преимущества

  • Возможность проведения экспериментальных испытаний имитаторов в различных режимах работы с целью проверки достижения требуемых характеристик по дальности связи, скорости передачи информации, задержек передачи информации
  • Спроектированная система позволяет использовать имеющуюся сеть телевизионных вышек в качестве базовых станций вычисления навигационных поправок и передачи их по эфиру
     

Интерфейсы и технологии

DVB-T/T2, MPEG2-TS, UDP, MPE

Программное обеспечение

STLinux-2.4, kernel-2.6.32, STAPISDK-A38.1