CN100508590C - 一种音视频信号一次调制同频同步传输方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线音视频信号一次调制同频同步传输方法及系统，解决音视频信号在同频传输过程中产生干扰失真问题，该方法包括以下步骤：A、将音视频信号调制为第一载频信号后发送到各相邻发射基站；B、将第一载频信号变频为各相邻发射基站发射使用的第二载频信号；C、各相邻发射基站将所述第二载频信号发射到接收端；步骤B包括以下步骤：B1、将第一载频信号变频为中频信号；B2、对所述中频信号进行滤波；B3、将滤波后信号进行锁相频率合成，产生第二载频信号。本发明用于一次调制同频同步传输音视频信号，达到同频干扰小、节约成本的效果。

Description

一种音视频信号一次调制同频同步传输方法及系统

技术领域

本发明涉及音视频信号传输领域，尤其涉及一种音视频信号一次调制同频同步传输方法及系统。

背景技术

为了实现音视频信号(广播信号、电视信号等)大面积覆盖，常用的方法是采用多台发射机，同频进行音视频信号传输。要使相邻发射机的音视频信号交叉区内实现同步接收，必须使相邻发射机的信号频率、相位、调制度均相同。

如图1所示，现有技术的音视频信号同频传输技术方案如下：

将音视频信号通过调制器转换为传输载频；

由传输载体将信号传输到各相邻发射基站；

在相邻发射基站中首先将音视频信号解调出来，再调制到各载频发射机。

可以看出，上述技术方案，存在着以下几个问题：

音视频信号经各基站载频解调、调制后，各个部分在解调、调制过程中会产生不同程度的失真，最终导致两个基站发出的无线载频信号调制度出现相对误差，使两个基站信号的动态频率、相位、调制频偏出现差异。

现有技术中，由于音视频信号在每个相邻发射基站都要经过多次调制，而信号调制的过程是一个非线性的过程，会引起信号不同程度的失真，因此很难使相邻基站发出的信号实现调制度、频率、相位完全相同。原有技术实现起来设备成本高，信号在相干区内干扰失真大。

发明内容

本发明提供一种音视频信号一次调制同频同步传输方法及系统，用以解决现有的多点调制同频信号传输中存在的信号干扰失真问题。

本发明方案包括：

一种音视频信号一次调制同频同步传输方法，包括如下步骤：

A、将音视频信号调制为第一载频信号后发送到各相邻发射基站；

B、在各相邻发射基站将所述第一载频信号变频为各相邻发射基站发射使用的第二载频信号；

C、所述各相邻发射基站将所述第二载频信号发射到接收端。

所述步骤B包括以下步骤：

B1、将所述第一载频信号变频为中频信号；

B2、对所述中频信号进行滤波；

B3、将所述滤波后信号进行锁相频率合成，产生第二载频信号。

所述第一载频信号的发射端经所述各相邻发射基站到所述接收端的距离相等。

所述步骤C还包括以下步骤：

C1、调整各所述各相邻发射基站的发射功率和/或天线增益和/或天线高度，使得第二载频信号到达所述接收端的场强相等。

上述音视频信号为广播信号或者电视信号。

一种信号一次调制同频同步传输系统，包括：

音视频信号调制网络、各相邻发射基站及接收端；

所述音视频信号调制网络将音视频信号转换为f1载频信号并发送到各所述各相邻发射基站；

所述各相邻发射基站内包括：

载频信号变频单元，所述载频信号变频单元将所述f1载频信号变频为f0载频信号；

发射机，用于将所述f0载频信号发射到接收端；

所述载频信号变频单元包括：

载频变频单元，接收所述f1载频信号，并将所述f1载频信号变频成f2中频信号；

中频滤波单元，接收所述f2中频信号，并将所述f2中频信号进行滤波；

频率合成单元，接收所述滤波后信号，并将所述滤波后信号进行合成，产生所述f0载频信号；

所述f1载频信号的发射端经所述各相邻发射基站到达所述接收端的距离相等。

本发明有益效果如下：

本发明由于采用了一次调制，使用变频产生音视频信号载频的方法，对原始音视频信号进行了一次调制，直接通过线性变换变频产生广播、电视基站发射信号使用的频率载频。避免了音视频信号在各音视频基站由于多点调制产生的相对相位失真，避免了音视频信号在相邻音视频基站之间所产生的频率、相位、调制度不同所引起的失真。

本发明通过线性频率变换，避免了音视频信号经过多次调制、解调、延时等容易产生信号波形失真的过程，利用空间电波传递时延解决了在等场强区内因信号不同时延而引起的相位失真。该方案对原始信号只进行了一次调制，在各基站省去了技术要求很高的编码调制激励设备，因此本方案的硬件设备投资成本明显减少。

本发明通过载频变频、中频滤波、频率合成的步骤使各相邻发射基站产生的音视频载频信号没有经过多次调制、解调、延时等容易产生信号波形失真的过程，因此各相邻发射基站发出的音视频信号载频的频率、相位、调制频偏都是完全相同的，有效解决了等场强区内相邻基站载频信号因频率相位误差而引起的干扰失真。利用自由空间电波传递时延和调整发射场强覆盖区域的方法，简便有效地解决了信号延时所产生的干扰噪声问题。

附图说明

图1为现有技术音视频信号一次调制同频同步传输方法流程图；

图2为本发明方法流程图；

图3为本发明方法中将第一载频信号进行变频的流程图；

图4为本发明系统结构框图；

图5为本发明实施例一方法的流程图；

图6为本发明实施例二系统的结构框图；

图7为本发明实施例二中各相邻发射基站与馈点及等场强点的空间位置图；

图8为本发明实施例二中各相邻发射基站发射的信号覆盖区及等场强区示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。

如图2所示，是本发明一种音视频信号一次调制同频同步传输方法的主流程示意图，从图中可见，主要包括以下步骤：

S201、将音视频信号调制为第一载频信号；

即将音视频信号调制为第一载频信号后发送到各相邻发射基站，所述音视频信号经过调制器调制为第一载频信号，然后再用载频发射机将所述第一载频信号通过传输载体发送到各相邻发射基站；

上述方案中的音视频信号，可以为广播信号、电视信号等无线音视频信号。

该步骤中的传输载体可以包括卫星信号、光纤、无线发射信号等。

S202、将第一载频信号变频为第二载频信号；

即在各相邻发射基站将所述第一载频信号通过线性变换变频为各相邻发射基站发射使用的第二载频信号。

进一步所述步骤S202还可以通过以下步骤来实现变频：

S301、将第一载频信号变频为中频信号；

即将所述第一载频信号变频为中频信号，该过程为一个线性过程，这样可以通过线性变频而减少现有技术中非线性变换所导致的失真。

S302、对中频信号进行滤波；

即对所述中频信号通过中频滤波器进行滤波。

S303、将滤波后信号进行锁相频率合成；

即将所述滤波后信号通过频率合成器进行频率合成，产生第二载频信号。

其中，所述步骤S301、S302中，所述中频信号包含所述第一载频信号的所有信号变量。

S203、将第二载频信号发射到接收端；

即所述各相邻发射基站将所述第二载频信号发射到接收端。

较佳地，所述步骤S203还包括以下步骤：

调整各相邻发射基站的发射功率和/或天线增益和/或天线高度，使得第二载频信号到达所述接收端的场强相等。

所述步骤S203、S303中，所述第二载频信号包含所述第一载频信号的所有信号变量。

所述第一载频信号的发射端经所述各相邻发射基站到所述接收端等场强区的距离相等。

与上述方法相对应的一种音视频信号一次调制同频同步传输系统，如图4所示，包括：

音视频信号调制网络401，各相邻发射基站402以及接收端403；

所述音视频信号调制网络401包括：

调制器405，用来对原始音视频信号进行调制，调制为f1载频信号；

载频发射器406，用来发射所述f1载频信号，通过传输载体将所述载频信号发送到各相邻发射基站；

所述各相邻发射基站402包括：

载频信号变频单元404，用来将所述f1载频信号变频为可以被所述各相邻发射基站402发射的f0载频信号。

较佳地，所述载频信号变频单元404还包括：

载频变频单元407，接收所述f1载频信号，并将所述f1载频信号变频成f2中频信号；

中频滤波单元408，接收所述f2中频信号，并将所述f2中频信号进行滤波；

频率合成单元409，接收所述滤波后信号，并将所述滤波后信号进行锁相频率合成，产生所述f0载频信号；

发射机410，用来发射所述变频后信号到接收端；

所述接收端403用来接收f0载频信号，它可以为收音机。

所述f1载频信号的发射端经所述各相邻发射基站到所述接收端403的各距离相等，即在组网中，根据网络的覆盖要求，设定各相邻发射基站和f1载频信号的发射端的地理位置，求得等距离点(接收端403)，即从f1载频信号的发射端经各相邻发射基站到等距离点的空间路径的长度相等，因此只需调整各相邻发射基站的发射功率和/或天线增益和/或天线高度，让f0载频信号到达等距离点的场强相等，在接收端接收到的音视频信号感觉较好，同频干扰减到最小。

实施例一：

当音视频信号为立体声广播信号时，如图5所示，运用本发明方法实现对该立体声广播信号进行一次调制同频同步传输的具体步骤如下：

S501、将立体声广播信号转换为复合信号；

所述立体声广播信号通过立体声编码器转换为所述复合信号；

S502、将复合信号调制为F1载频信号；

即经载频发射器将所述复合信号调制到载频F1上，并将该F1载频信号发射到各相邻发射基站；

S503、将F1载频信号变频为F2中频信号；

即将所述F1载频信号进行放大变频，产生F2中频信号；

S504、对F2中频信号进行滤波；

即对所述F2中频信号通过中频滤波器进行滤波，并将滤波后信号送到锁相频率合成器；

所述步骤S503、S504中所述F2中频信号包含所述F1载频信号的所有信号变量。

S505、对滤波后信号进行频率合成；

即将所述滤波后信号通过频率合成器进行锁相频率合成，产生F0载频信号，其中所述频率合成器的基准频率锁相信号从F2中频信号中提取；

所述F0载频信号包含所述F1载频信号的所有信号变量。

S506、调整发射机相关指标；

即调整各所述各相邻发射基站的发射功率和/或天线增益和/或天线高度，将所述F0载频信号发射到接收端，使得所述F0载频信号到达所述接收端等距离点的场强相等；

S507、接收F0载频信号；

即在接收端接收所述F0载频信号。

所述F1载频信号的发射端经所述各相邻发射基站到达所述接收端的空间距离相等的点为等距离点，调整上述各相邻发射基站的功率的方法是使到达等距离点的信号场强相等。

实施例二：

当音视频信号为立体声广播信号时，如图6所示，运用本发明实现对该立体声广播信号进行一次调制同频同步传输的系统包括：

立体声广播信号调制网络616；

所述立体声广播信号调制网络616用来将原始立体声广播信号调制为各相邻发射基站发射使用的载频信号，并将该载频信号发送到各相邻发射基站，该立体声广播信号调制网络616还包括：立体声编码器601、载频发射机602；

发射基站A608；

所述发射基站A608包括：载频变频单元A607、发射机A606；

所述载频变频单元A607包括：载频变频单元A603、中频滤波单元A604、频率合成单元A605；

发射基站B614；

所述发射基站B614包括：载频变频单元B613、发射机B612；

所述载频变频单元B613包括：载频变频单元B609、中频滤波单元B610、频率合成单元B611；

接收端615。

所述立体声广播信号通过微波传送到立体声编码器601，立体声编码器601将左右声道信号转换为复合信号；该复合信号经载频发射机602调制到载频F1’上，选定F1’载频频率为925MHZ，发送到发射基站A608和发射基站B614；在发射基站A608和发射基站B614内将F1’载频信号分别经过载频变频单元A603和载频变频单元B609放大变频产生F2’中频信号，选定F2’中频为10MHZ，再分别经中频滤波单元A604和中频滤波单元B610中的中频滤波器进行滤波，滤波后分别送入频率合成单元A605和频率合成单元B611中的频率合成器；由频率合成器产生广播载频F0’，设定F0’广播载频为92.6MHZ，分别设定发射基站A608和发射基站B614内的发射机A606和发射机B612功率为3千瓦，天线增益均为8db，发射基站A608的发射天线海拔高度为200米，发射基站B614的发射天线海拔高度为350米，把F1’载频的发射端设为馈点K，馈点K与发射基站A608和发射基站B614的空间位置及空间路径如图7所示，K为馈点K的位置，D为发射基站A608的位置，E为发射基站B614的位置，C为接收端位置，馈点K与发射基站A608的距离为50KM，馈点K与发射基站B614的距离为40KM，发射基站A608与发射基站B614的距离为70KM。

根据KD+DC＝KE+EC的关系，求得C点位置，此处公式KD+DC＝KE+EC的推导过程如下：

两个相邻发射基站的发射功率、天线高度、天线增益完全相等时的信号覆盖如图8所示：

S801、S803分别为两个发射基站的信号覆盖区域，S802为所述两个发射基站发射的信号等场强区，如果在S802区两个发射基站发射的信号的到达时延相等，且这两个信号的频率、相位、频偏均相等，则在S802区就不会产生同频干扰失真。

在组网中，根据网络的覆盖要求，设定两个相邻发射基站和馈点的地理位置，求得等距离点，即从馈点经两个相邻发射基站到等距离点的空间路径的长度相等，因此只需调整两个相邻发射基站的发射功率、天线增益、天线高度，让信号到达等距离点的场强相等，在接收区的同频干扰就会减到最小。

因此求得C点与发射基站A的距离为30KM，C点与发射基站B的距离为40KM；然后调整发射机的发射功率，发射机A606的发射功率为1.5千瓦，发射机B612的发射功率为2.5千瓦时，在C点分别测试发射基站A发射的广播信号场强为62db，发射基站B发射的广播信号场强为62db，此时用立体声收音机接收FM92.6的广播信号立体感较好，基本感觉不到同频干扰，达到本发明方案的发明效果。

其他音视频信号如电视信号等与此类似处理即可。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1、一种音视频信号一次调制同频同步传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将音视频信号调制为第一载频信号后发送到各相邻发射基站；

B、将所述第一载频信号变频为各相邻发射基站发射使用的第二载频信号；

C、所述各相邻发射基站将所述第二载频信号发射到接收端；

所述步骤B包括以下步骤：

B1、将所述第一载频信号变频为中频信号；

B2、对所述中频信号进行滤波；

B3、将所述滤波后信号进行锁相频率合成，产生第二载频信号。

2、如权利要求1所述方法，其特征在于，所述第一载频信号的发射端经所述各相邻发射基站到达所述接收端的距离相等。

3、如权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤C还包括以下步骤：

C1、调整所述各相邻发射基站的发射功率和/或天线增益和/或天线高度，使得第二载频信号到达所述接收端的场强相等。

4、如权利要求1——3任意一项所述的方法，其特征在于，所述音视频信号为广播信号或电视信号。

5、一种音视频信号一次调制同频同步传输系统，包括：音视频信号调制网络、各相邻发射基站及接收端，所述音视频信号调制网络将音视频信号转换为f1载频信号并发送到所述各相邻发射基站，其特征在于，所述各相邻发射基站内包括：

载频信号变频单元，所述载频信号变频单元将所述f1载频信号变频为f0载频信号；

发射机，用于将所述f0载频信号发射到接收端；

所述载频信号变频单元包括：

载频变频单元，接收所述f1载频信号，并将所述f1载频信号变频成f2中频信号；

中频滤波单元，接收所述f2中频信号，并将所述f2中频信号进行滤波；

频率合成单元，接收所述滤波后信号，并将所述滤波后信号进行锁相频率合成，产生所述f0载频信号。

6、如权利要求5所述系统，其特征在于，所述f1载频信号的发射端经所述各相邻发射基站到达所述接收端的距离相等。

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