CN101404737B

CN101404737B - 利用蓝牙模块转发cmmb信号的装置及其控制方法

Info

Publication number: CN101404737B
Application number: CN2008102285931A
Authority: CN
Inventors: 陈锡民; 王铁军; 乔立君; 周毓林
Original assignee: Neusoft Corp
Current assignee: Neusoft Corp
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2028-11-06
Also published as: CN101404737A

Abstract

本发明涉及一种利用蓝牙模块转发CMMB信号的装置及其控制方法，该装置包括：天线，接收CMMB模拟射频信号；调谐器，将CMMB模拟射频信号转换为中频信号；解调器，对调谐器输出的中频信号进行解调处理；处理器，执行控制程序，将经解调器输出的数据进行调整、更新；蓝牙模块，将经过处理器处理过的CMMB信号发送至智能终端；电源控制模块，为调谐器、解调器、处理器及蓝牙模块提供工作电源；方法包括以下步骤：接收CMMB数据；对上述CMMB数据进行完整性动态校验及解复用；将上述校验及解复用后的数据进行调整、更新的再处理；将再处理后的数据发送至蓝牙模块。本发明适用面广，高性价比、低成本，终端用户不需要更换现有智能设备，就能够通过配置本发明装置收看CMMB电视节目。

Description

利用蓝牙模块转发CMMB信号的装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及电子产品技术领域中的智能终端的外置模块，具体地说是一种利用蓝牙模块转发CMMB信号的装置及其控制方法。

背景技术

目前，市场上和消费者手中未集成CMMB信号接收芯片的智能终端设备无法接收CMMB(China Mobile Multimedia Broadcasting，中国移动数字多媒体广播)标准信号，只能使用外置模块转发来接收CMMB信号，这些外置模块通过物理连接方式与智能终端设备实现连接，例如蓝牙模块、USB、SDIO等方式。其中，USB连接方式多适用于PC机、笔记本类设备，SDIO连接方式的智能设备受市场上产品结构特点等约束导致无法广泛使用，因此前述两种物理连接方式受到了手机等终端设备物理接口类型等因素的制约，如想广泛应用则存在诸多困难，而且成本高，适用范围小，不适宜大范围解决未集成CMMB接收单元的智能终端收看CMMB电视信号的问题，从而对CMMB技术推广构成很大障碍。蓝牙协议是智能终端设备中最广泛应用的接口，为解决上述问题提供了很好的应用基础。目前还没有发现通过蓝牙协议解决收看CMMB数字电视信号的装置和方法。

发明内容

本发明提供一种能够实现各种智能终端及PC类设备用户方便灵活的收看多媒体电视节目的利用蓝牙模块转发CMMB信号的装置及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种利用蓝牙转发CMMB信号的装置包括：

天线，接收CMMB模拟射频信号；

调谐器，将CMMB模拟射频信号转换为中频信号；

解调器，对调谐器输出的中频信号进行解调处理；

处理器，执行控制程序，将经解调器输出的数据进行调整、更新；

蓝牙模块，将经过处理器处理过的CMMB信号发送至智能终端；

电源控制模块，为调谐器、解调器、处理器及蓝牙模块提供工作电源。

本发明装置中所述蓝牙模块采用32～50MHz的有源晶振。

本发明一种利用蓝牙转发CMMB信号的装置的控制方法包括以下步骤：

接收CMMB数据；

对上述CMMB数据进行完整性动态校验及解复用；

将上述校验及解复用后的数据进行调整、更新的再处理；

将再处理后的数据发送至蓝牙模块；

所述解复用及完整性动态校验包括以下步骤：

判断接收到的CMMB数据是否是复用帧头；

如是，则依次读取数据字节；

以CMMB标准的第二部分作为解复用规则获取CMMB复用帧头数据长度；

利用上述解复用规则获取帧格式及音视频数据格式和长度；

判断读到的CMMB复用帧头数据长度是否等于CMMB发送数据的长度；

如等于，则利用上述解复用规则获取的CRC校验数据进行CMMB数据正确性的校验；

如校验结果正确，则依次读取复用子帧数据；

接续数据再处理步骤。

上述步骤中如校验结果不正确，则结束此次数据处理；

如判断读到的CMMB复用帧头数据长度不等于CMMB发送数据的长度，则返回依次读取数据字节步骤；

判断是否是复用帧头，如不是则转至依次读取复用子帧数据步骤。

所述对数字信号进行调整、更新的再处理包括以下步骤：

判断解复用后的数据是否为复用帧头数据；

如果是头数据，则动态生成新的头数据格式及内容；

接续将再处理后的数据发送至蓝牙模块步骤；

如果解复用后的数据不是CMMB的复用帧头数据，则判断解复用后的数据是否为复用子帧的头；

如是，则将动态生成新的头数据格式及内容加入音视频数据单元的头；

判断蓝牙带宽是否满足CMMB的传送质量要求；

如不满足，则动态对复用子帧进行裁减；

接续将再处理后的数据发送至蓝牙模块步骤；

如果蓝牙带宽满足CMMB的传送质量要求，则接续将再处理后的数据发送至蓝牙模块步骤。

上述步骤中，如果解复用后的数据不是复用子帧头，则接续判断蓝牙带宽是否满足CMMB的传送质量要求步骤。

所述动态对复用子帧进行裁减为：

依据视频规则对复用子帧中的视频数据单元进行动态删除，所述视频规则为视频数据单元中关键帧与非关键帧间的取舍关系。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.适用面广，便于推广应用。本发明选用蓝牙协议实现适应更多类型的智能终端及PC设备，解决当前市场上外置CMMB接收装置接口类型单一受智能终端物理接口限制、适用范围小等问题，为中国推广自主知识产权的CMMB标准助力。

2.适用性强。本发明一方面通过降低蓝牙模块带宽占用率，即通过对数据流进行裁剪和更新组装的方法降低了对蓝牙模块在空数据传输量的需求，提高蓝牙模块传输性能；另一方面通过改进蓝牙模块晶振，进一步提高蓝牙传输性能。从而保证蓝牙模块在实际应用中传输速度较低时，也能保证正常收看CMMB电视节目。

3.外型小巧，便于携带。本发明装置将各器件高度集成于一盒体中，外型小巧，体积仅为3cmx6cmx1.5cm，便于随身携带，为广大智能终端用户提供了极大便利。

4.本发明方法实现了高性价比、低成本的技术方案，终端用户不需要更换现有智能设备，就能够通过配置本发明装置收看CMMB电视节目。

附图说明

图1为本发明应用示意图；

图2为本发明装置结构原理图；

图3为本发明装置中的电源控制模块原理图；

图4为本发明装置中的电源控制模块与处理器的控制关系框图；

图5为本发明方法总流程图；

图6为本发明方法中解复用及完整性动态校验过程流程图；

图7为本发明方法中对数字信号进行再处理的过程流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种利用蓝牙转发CMMB信号的装置及其控制方法，是一种与智能终端相配合使用的装置及其控制方法，针对广电推出的多媒体移动电视CMMB标准，使现有市场及用户手中的智能终端具有收看CMMB信号的外置装置的功能，可以满足具有蓝牙功能的智能设备如手机、PSP、PDA以及计算机等智能终端设备通过此装置来接收CMMB电视信号，转发至上述各种智能终端的需求。

如图2～4所示，本发明利用蓝牙模块转发CMMB信号的装置由处理器4来控制，通过处理器接口SPI和IIC与解调器3连接，同时经UART口与蓝牙模块5进行连接，本发明装置具体构成包括天线1、调谐器2、解调器3、处理器4、蓝牙模块5以及电源控制模块7，其中天线1用于接收CMMB模拟射频信号；调谐器2(CMMB Tuner，采用ADI 102)将天线1接收的CMMB模拟射频信号转换为中频信号；解调器3(CMMB Demodulator，采用IF101)对调谐器2输出的中频信号进行解调处理；处理器4(采用MCUATmega 168)执行控制程序，将经解调器3输出的数据进行调整、更新；蓝牙模块5(Bluetooth，采用CSR BC4-EXT)将经过处理器4处理过的CMMB信号发送至终端；电源控制模块7(Power Control，采用AAT2552、RT8010A、XC6221)为调谐器2、解调器3、处理器4及蓝牙模块5等用电器件提供所需电压等级的工作电源，蓝牙模块5可采用32～50MHz的有源晶振，解决了蓝牙在空传输速率达不到CMMB的数据流量要求的问题。本实施例分别选用32MHz以及48MHz，其中32MHz为优选方案。

所述电源控制模块7包括充电单元U2和电源控制单元(DC-DC)U3、U4，其中充电单元U2的充电电压输出端与处理器4的ADC端相连接，对充电过程进行控制；电池采样点与处理器4的ADC端相连，对电池电量进行监控；充电状态引脚与处理器4的数字信号端相连，进行充电状态监控；为电源控制单元U3、U4提供标准电压；电源控制单元U3、U4接收充电单元U2的标准电压，为各用电器件提供工作电源。

如图5～7所示，本发明装置由处理器4执行控制程序实现其工作过程，具体控制方法如下：

通过天线1接收CMMB模拟射频信号；

通过调谐器2将CMMB模拟射频信号转换为中频信号；

通过解调器3对调谐器2输出的中频信号进行解调处理，生成数字信号；

处理器4将接收经解调器3输出的数字化的CMMB数据进行完整性动态校验及解复用；

将上述校验及解复用后的数据进行调整、更新的再处理操作；

将再处理后的数据经蓝牙模块5发送至智能终端。

其中，所述完整性动态校验及解复用包括以下步骤：

判断接收到的CMMB数据是否是复用帧头；

如是，则依次读取数据字节；

利用上述解复用规则获取帧格式及音视频数据格式和长度；

如校验结果正确，则依次读取复用子帧数据；

接续数据再处理步骤；

如校验结果不正确，则结束此次数据处理；

如判到的CMMB复用帧头数据长度不等于CMMB发送数据的长度，则返回依次读取数据字节步骤；

如接收到的CMMB数据不是复用帧头，则转至依次读取复用子帧数据步骤。

本发明方法中，对解复用后的数据进行调整、更新的再处理操作具体为：

判断解复用后的数据是否为复用帧头数据；

如果是头数据，则动态生成新的头数据格式及内容；

接续将再处理后的数据发送至蓝牙模块5步骤；

判断蓝牙带宽是否满足CMMB的传送质量要求；

如不满足，则动态对复用子帧进行裁减；

接续将再处理后的数据发送至蓝牙模块5步骤；

如果蓝牙带宽满足CMMB的传送质量要求，则接续将再处理后的数据发送至蓝牙模块5步骤；

如果解复用后的数据不是复用子帧头，则接续判断蓝牙带宽是否满足CMMB的传送质量要求步骤。

所述动态对复用子帧进行裁减为：依据视频规则对复用子帧中的视频数据单元进行动态删除，所述视频规则为视频数据单元中关键帧与非关键帧间的取舍关系。

目前蓝牙协议1.2理论可以达到560kbps，蓝牙协议2.0+EDR理论可达到3Mbps，基于现有的CMMB协议，最大数据流量504kbps，理论上传输的速度及带宽基本满足要求；但是考虑数据在转发时占用的资源，以及蓝牙协议在空速度的影响，远远达不到标称的理论值，蓝牙协议1.2的传输速率实测一般在300～400kbps，蓝牙协议2.0的传输速率实测一般在560～720kbps左右，并且蓝牙模块在无线传输时，速度会随环境的变化而上下波动，如果不考虑装置的成本问题，完全可以采用高性能处理器结合大容量的RAM，来实现缓存发送，但在低性能处理器下要完成同样的功能，又要保证数据转发的正确与完整，就需要进行必要的调整和处理，包括更换有源晶振提高蓝牙模块传输速度；软件格式验证、数据裁剪；电池电量监控软件管理等办法；才能良好的解决数据转发问题。其中，软件格式验证可以采用其他类似方法实现，不限于对数据包头填加本实施例中采用的方法指定标志。

针对本发明实现CMMB多媒体移动电视信号的接收和转发，对CMMB多媒体移动电视信号达到精确的控制，实现对信号的接收及转发。本发明在转发装置的技术方案中提出了采用Innofidei公司的IF101芯片及ADIADMTV102 Tuner并配合AVR单片机处理器实现对CMMB移动多媒体电视信号的解调功能后，采用CSR BC4-EXT蓝牙标准无线接口配合智能终端中的嵌入式程序支持达到转发移动多媒体电视信号到智能终端的功能。

本发明装置中，解调器3的工作原理是：有数据时，每秒钟会产生一次中断，在下次中断来之间必须将数据全部读取即可，即在一秒内要将63KB(不同的调制方式数据大小不同，目前CMMB信号数据量最大为63KB)的数据从解调器3中读出，并经蓝牙发送给接收设备，而作为单片机由于没有大容量的RAM，因此不可能将数据全部缓存后再发送，所以本发明着重解决了以下问题：

1.在无缓存并且蓝牙模块带宽足够下，如何在一秒内将数据完整转发。

由解调器通过SPI协议发送数据，考虑每秒产生63KB的数据，在一秒内即要完成接收，又要完成发送，而接收与发送是并行过程(即处理器只需要将数据送到UART接口即可，后续的发送不占用处理器资源，处理器可以继续接收CMMB数据)，而且因为处理器集成的RAM容量很小，数据无法缓存，只能接收一个字节发送一个字节，所以，处理器4及解调器3的SPI接口传输速率应设置为691～1382.4kbps；考虑蓝牙模块传输的稳定性，蓝牙模块与处理器间的UART传输速率也应设置为691～1382.4kbps，这样当63KB数据全部发送完成后，整个时间即为蓝牙传输时间，即：

504kbps/601kbps＝729ms

其中504kbps为CMMB的传输速率流量，601kbps为蓝牙模块的在空传输速率，加上对数据的处理，执行指令时间，处理中断，全部发送完成可以在900ms内完成，这样就保证了1秒数据全部转发完成，而不造成数据的丢失。

2.在蓝牙模块带宽达到CMMB数据量的要求，或智能终端性能较低时，如何使CMMB信号损失最小，又能达到播放质量，并且数据必须在1秒内处理完成并转发。

根据对CMMB信号的实际测试与分析，蓝牙协议2.0的理论速度是可以达到要求的，但实际情况是无线传输蓝牙模块的速度非常不稳定，而且蓝牙模块本身速率并不能等同于在手机上的效率，因为智能终端需要同时运行很多的功能，资源并不能为蓝牙模块全部占用，因此会造成数据到达智能终端后，无法立即响应事件，造成后续数据无法接收，而且为降低成本，所选的处理器RAM一般非常少，所以不能进行缓存处理。另外，现有的智能终端中很多仍旧采用蓝牙协议1.2，其速度本身非常低，难以满足CMMB的传输速率要求。考虑以上的两点，对本发明控制方法做了如下的改善：调整传输数据量的大小，当蓝牙传输的带宽小于CMMB的流量时，可以在控制程序中在保证播放流畅并不共屏的情况下去掉一些非关键帧(即对CMMB信号进行裁减)。并且为保证传输质量，自定义传输格式，在数据包头增加了验证位标志，以解决数据的正确性与完整性校验的问题。

3.解决标称蓝牙协议2.0的模块，速度只有160kbps远达不到CMMB的数据大小的要求。

采用常用的蓝牙模块配置16MHz晶振时传输速度只有160～240kbps，远达不到CMMB的传输要求，本发明通过进行必要的调整(即更换32MHz的有源晶振)，改善了传输速度(达到560kbps)和质量，达到了传输需求。

本发明通过蓝牙模块5(bluetooth)传输无线信号与智能终端的蓝牙模块建立连接，将CMMB信号转发到智能终端，最终实现收看移动多媒体电视的目的。由于本发明成本低，且传输质量符合CMMB信号传输标准的要求，达到流畅播放电视节目的目的，更适合于大范围使用。

本发明装置通过电源控制模块7监控当前电池的充电状态、电量大小、并对充电过程进行在线监控；处理器4通过程序运行判断，根据不同的运行状态与电源控制模块7状态，来控制充电显示，提示用户当前状态，解决了电源控制模块7本身没有充电状态提示的问题。通过执行此步骤，可以有效防止电池被过分地充放电，延长电池的使用寿命。

下面以手机为例，在实际应用中使用本发明的操作过程如下：

将本发明装置上电，完成初始化操作；

手机与本发明装置通过蓝牙协议配对连接；

手机通过其内置蓝牙模块向本发明装置发送调台命令；

本发明装置收到上述调台命令后，开始接收并转发数据；

手机端收到从本发明装置转发的数据后即可进行解码播放。

手机端播放软件退出时，向本发明装置发送关机命令，本发明装置随即停止数据接收与转发，用户可关闭本发明装置电源，退出工作模式，一次收看CMMB信号过程结束。

Claims

1.一种利用蓝牙转发CMMB信号的装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

接收CMMB数据；

对上述CMMB数据进行完整性动态校验及解复用；

将上述校验及解复用后的数据进行调整、更新的再处理；

将再处理后的数据发送至蓝牙模块；

所述对数字信号进行调整、更新的再处理包括以下步骤：

判断解复用后的数据是否为复用帧头数据；

如果是头数据，则动态生成新的头数据格式及内容；

接续将再处理后的数据发送至蓝牙模块步骤；

判断蓝牙带宽是否满足CMMB的传送质量要求；

如不满足，则动态对复用子帧进行裁减；

接续将再处理后的数据发送至蓝牙模块步骤；

所述解复用及完整性动态校验包括以下步骤：

判断接收到的CMMB数据是否是复用帧头；

如是，则依次读取数据字节；

利用上述解复用规则获取帧格式及音视频数据格式和长度；

如校验结果正确，则依次读取复用子帧数据；

接续数据再处理步骤；

所述动态对复用子帧进行裁减为：

2.按权利要求1所述的利用蓝牙模块转发CMMB信号的装置的控制方法，其特征在于：

3.按权利要求1所述的利用蓝牙模块转发CMMB信号的装置的控制方法，其特征在于：

4.按权利要求1所述的利用蓝牙模块转发CMMB信号的装置的控制方法，其特征在于：如判断读到的CMMB复用帧头数据长度不等于CMMB发送数据的长度，则返回依次读取数据字节步骤。

5.按权利要求1所述的利用蓝牙模块转发CMMB信号的装置的控制方法，其特征在于：判断是否是复用帧头，如不是则转至依次读取复用子帧数据步骤。