CN101534382B - 一种广播电视信号射频同步发射的方法、系统及装置 - Google Patents

一种广播电视信号射频同步发射的方法、系统及装置 Download PDF

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本发明公开了一种广播电视信号射频同步发射的方法、系统及装置，用以解决现有技术射频信号传输过程中噪声积累形成的信号劣化，以及系统必须依赖全球定位系统时钟源进行同步的问题。本发明提供的一种广播电视信号射频同步发射方法包括：广播电视传输中心设备生成同步导频信号；将广播电视基带信号进行调制，生成射频信号；所述广播电视传输中心设备将所述射频信号进行数字化处理，得到符合传输标准的数字信号，将所述数字信号以及所述同步导频信号发送给各基站；所述基站根据所述同步导频信号，对所述数字信号进行同步存储处理后还原射频信号，以及将所述射频信号放大发射给用户终端。

Description

一种广播电视信号射频同步发射的方法、系统及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种广播电视信号射频同步发射的方法、系统及装置。
背景技术
目前地面无线广播电视信号系统在进行多发射基站同频同步组网时，广播电视传输中心将广播电视基带信号进行调制，生成已调波射频信号，并将这些已调波射频信号通过微波或光端机传输到各个基站，然后各个基站对接收到的已调波射频信号进行同步处理放大后发射出去。
如图1所示的广播电视信号的传输组网结构，广播电视传输中心将广播电视基带信号通过调制器进行调制，生成已调波射频信号，通过传输载体，例如光端机或者微波机，发送给基站，基站通过光端机或者微波机接收到已调波射频信号后，在全球定位系统(GPS，Global Positioning System)时钟信号的相干控制下，对接收到的射频信号直接进行同步延时处理，经功率放大发射出去。
可以看出现有技术是将已调波射频信号通过传输载体传输到各个基站，当传输距离较远时，需要通过多个中继站进行接力传递，射频信号在传输过程中就会形成噪声的积累和叠加，使基站的发射机发出的射频信号质量劣化。同时，现有技术系统同步是利用GPS时钟信号进行的相干控制，一旦GPS时钟信号出现故障或受天气影响出现不正常时，广播电视信号的发射系统将不能正常工作，系统可靠性降低。
发明内容
本发明实施例提供了一种广播电视信号射频同步发射的方法、系统及装置，用以解决现有技术射频信号传输过程中噪声积累形成的信号劣化，以及系统必须依赖GPS时钟源进行同步的问题。
本发明实施例提供的一种广播电视信号射频同步发射的方法包括：
广播电视传输中心设备生成同步导频信号，并对广播电视基带信号进行调制，生成射频信号；
所述广播电视传输中心设备将所述射频信号进行数字化处理，得到数字信号，将所述数字信号以及所述同步导频信号发送给每个基站；
所述每个基站根据所述同步导频信号，对所述数字信号进行同步存储处理，得到射频信号，以及将所述射频信号发射给用户终端。
本发明实施例提供的一种广播电视信号射频同步发射的系统包括：广播电视传输中心设备和至少一个基站，其中，
所述广播电视传输中心设备，用于生成同步导频信号，并对广播电视基带信号进行调制，生成射频信号；将所述射频信号进行数字化处理，得到数字信号，将所述数字信号以及所述同步导频信号发送给每个基站；
所述基站，用于根据所述同步导频信号，对所述数字信号进行同步存储处理，得到射频信号，以及将所述射频信号发射给用户终端。
本发明实施例提供的一种广播电视传输中心设备，包括：
调制单元，用于对广播电视基带信号进行调制，生成包含广播电视基带信号的射频信号；
基准时钟频率单元，用于根据基准时钟，生成同步导频信号；
数字化处理单元，用于根据所述基准时钟频率单元生成的本振频率信号以及时钟信号，将调制单元生成的射频信号进行数字化处理，得到数字信号；
传输单元，用于发送所述数字信号，以及所述同步导频信号。
本发明实施例提供的一种基站，包括：
传输单元，用于接收广播电视传输中心设备发送的数字信号及同步导频信号；
同步时钟频率单元，用于在接收到的同步导频信号的相干控制下，产生同步时钟频率信号；
射频同步处理单元，用于利用所述同步时钟频率信号，对接收到的数字信号进行同步存储处理，并将处理后的数字信号转换为含有广播电视基带信号的射频信号；
发射单元，用于将所述射频信号进行放大发射给用户终端。
本发明实施例，广播电视传输中心设备生成基准同步导频信号，并对广播电视基带信号进行调制，生成射频信号；将所述射频信号进行数字化处理，转换为数字信号后，将所述数字信号以及所述基准同步导频信号发送给基站；所述基站根据所述同步导频信号，对所述数字信号进行同步存储处理后，转换为射频信号发射给用户终端，从而实现了广播电视射频信号的数字同步传输发射，减少了传输过程中射频信号的噪声积累和叠加，同时系统同步不依赖GPS等外接时钟源进行同步，使广播电视发射系统的运行更加安全可靠。
附图说明
图1为现有技术中地面无线电视覆盖组网示意图；
图2为本发明实施例提供的一种广播电视信号射频同步发射方法的流程示意图；
图3本发明实施例提供的一种广播电视信号射频同步发射系统的总体结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种数字化处理单元的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种射频处理单元的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种数字电视信号射频同步发射系统的具体结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种广播电视信号射频同步传输发射的方法、系统及装置，用以解决现有技术射频信号传输过程中噪声积累形成的信号劣化，以及系统必须依赖GPS时钟源进行同步的问题。
本发明实施例中，广播电视传输中心设备产生同步导频信号，并将广播电视基带信号调制成射频信号，将该射频信号经数字化处理后转换为对应的数字信号后，该同步导频信号以及数字信号传送到各基站，各基站根据接收到的同步导频信号，对数字信号进行同步存储处理，存储处理后的数字信号经数模变换，恢复还原为射频信号，经功率放大发射给用户终端。参见图2，具体实现过程如下：
S201、广播电视传输中心设备生成基准同步导频信号；并对广播电视基带信号进行调制，生成射频信号。
广播电视传输中心设备可以根据基准时钟，生成同步导频信号，并根据广播电视发射信号的制式标准，采用相对应的调制方式对广播电视基带信号进行调制，生成射频信号。
S202、广播电视传输中心设备将所述射频信号进行数字化处理，得到数字信号。
可以根据基准时钟频率单元产生的本振频率信号，将所述射频信号的频率进行下变频处理，得到适合数字处理的中频信号，将该中频信号进行模数转换，得到数字信号，然后，根据基准时钟频率单元产生的时钟信号，对该数字信号进行高速处理，得到符合传输标准的数字信号。
S203、广播电视传输中心设备将数字信号以及基准同步导频信号发送给各基站。
这里，广播电视传输中心设备将可以通过光纤传输通道将所述数字信号以及所述同步导频信号发送给每个基站；或，通过微波传输通道将所述数字信号以及所述同步导频信号发送给每个基站；或，通过卫星信号传输通道将所述数字信号以及所述同步导频信号发送给每个基站。
S204、基站根据所述同步导频信号，对所述数字信号进行同步存储处理后，恢复还原射频信号发射给用户终端。
每个基站从接收到的信号中，还原出同步导频信号和数字信号后，在同步导频信号的相干控制下产生同步时钟频率信号，利用该同步时钟频率信号对接收到的数字信号进行同步存储处理，然后将同步存储处理后的数字信号进行数模转换，得到射频中频信号，并根据同步导频信号产生本的振频率信号，对所述射频中频信号进行混频上变频处理，还原广播电视基带信号的射频信号的频率，得到含有广播电视基带信号的射频信号，最后将还原后的射频信号经功率放大、天馈系统发射给用户终端。
下面结合附图对本发明实施例提供的技术方案进行说明。
参见图3，本发明实施例提供的一种广播电视信号射频同步发射的系统包括：广播电视传输中心设备100和多个基站200。
广播电视传输中心设备100，用于生成同步导频信号，并对广播电视基带信号进行调制，生成射频信号；将所述射频信号进行数字化处理，得到数字信号，将所述数字信号以及所述同步导频信号发送给基站200。
基站200，用于根据所述同步导频信号，对所述数字信号进行同步存储处理，得到射频信号，将所述射频信号发射给用户终端。
其中，广播电视传输中心设备100包括：调制单元110、基准时钟频率单元120、数字化处理单元130和传输单元140。
调制单元110，用于对广播电视基带信号进行调制，生成含有广播电视基带信号的射频信号。广播电视基带信号包括：音视频信号。调制单元110根据广播电视发射信号的制式标准采用相对应的调制方式。因此，调制单元可以包括：调频广播调制激励器、模拟电视调制激励器、数字电视调制激励器等不同制式标准的调制设备。
基准时钟频率单元120，用于根据基准时钟，生成同步导频信号。
数字化处理单元130，用于根据基准时钟频率单元120生成的本振频率信号以及时钟信号，将调制单元110生成的射频信号进行数字化处理，得到数字信号。
传输单元140，用于将数字化处理单元130转换后的数字信号，以及基准时钟频率单元120生成的同步导频信号发送给基站200。传输单元140可以包括：光端机、微波机或卫星信号传输设备。
基站200包括：传输单元210、同步时钟频率单元220、射频同步处理单元230和发射单元240。
传输单元210，用于接收广播电视传输中心设备100发送的数字信号及同步导频信号，这里，可以接收广播电视传输中心设备100中的传输单元140发送的数字信号及同步导频信号。同样，这里传输单元210也包括：光端机、微波机或卫星信号传输设备。
同步时钟频率单元220，用于在接收到的同步导频信号的相干控制下，产生同步时钟频率信号，即根据同步导频信号产生系统同步所需的同步时钟频率信号。
射频同步处理单元230，用于根据同步时钟频率单元220产生的同步时钟频率信号，对接收到的数字信号进行同步存储处理，并将处理后的数字信号转换为含有广播电视基带信号的射频信号，即将处理后的数字信号恢复还原为含有广播电视基带信号的射频信号。
发射单元240，用于将经过射频同步处理单元230处理后的射频信号进行放大发射给用户终端。
较佳地，参见图4，广播电视传输中心设备中的数字化处理单元130包括：下变频处理子单元131、模数转换子单元132和高速数字处理子单元133。
下变频处理子单元131，用于将基准时钟频率单元产生的本振频率信号，与射频信号进行混频下变频处理，得到中频信号，该中频信号适合数字化处理。
模数转换子单元132，用于将中频信号进行采样模数转换，得到数字信号。
高速数字处理子单元133，用于根据基准时钟频率单元产生的时钟信号，对模数转换子单元132得到的数字信号进行高速处理，得到符合传输标准的数字信号。
参见图5，基站的射频同步处理单元230包括：数字存储处理子单元231、数模转换子单元232和上变频处理子单元233。
数字存储处理子单元231，用于根据同步时钟频率单元220产生的同步时钟频率信号，对接收到的数字信号进行同步存储处理。
数模转换子单元232，用于将数字同步存储处理后的数字信号进行数模转换，得到中频信号。
上变频处理子单元233，用于将数模转换子单元232送入的中频信号，与同步时钟频率单元220产生的本振频率信号进行混频，上变频处理恢复还原射频信号。
下面参见图6，以数字电视射频同步组网系统为例进行说明。这里，广播电视传输中心的调制器将数字电视基带信号进行调制，产生20频道(530MHz)的射频信号，该射频信号与基准同步频率单元产生的520MHz本振频率信号在下变频器进行混频，产生10MHz的中频信号，该中频信号送入模数转换器经量化采样转换成数字信号，高速数字处理器根据基准时钟频率单元产生的时钟信号，将该数字信号转换成符合传输标准的数字信号，转换后的数字信号与基准时钟频率单元产生的同步导频信号合路，一起送入传输单元，传输单元将数字信号与同步导频信号一起发送给各个基站。传输单元可以是光端机，微波机或卫星信号发射设备。
各发射基站从传输单元恢复接收数字信号与同步导频信号，并还原同步导频信号和数字信号，由同步导频信号控制同步时钟频率单元，产生系统同步时钟频率信号，在该信号的控制下，数字存储处理器对接收到的信号进行同步时延处理，处理后的数字信号送入数模转换器转换为10MHz的中频信号，该中频信号与同步时钟频率单元产生的520MHz本振频率信号进行上变频处理，恢复还原20频道530MHz的射频信号，最后经功率放大发射给数字电视接收终端。这里，传输单元也可以是光端机，微波机或卫星信号发射设备。
综上所述，本发明实施例中的广播电视传输中心设备生成基准同步导频信号，并对广播电视基带信号进行调制，生成射频信号，将所述射频信号进行数字化处理，转换为数字信号后，将所述数字信号以及所述基准同步导频信号发送给基站；基站所述同步导频信号的相干控制下，对所述数字信号进行同步存储处理，得到射频信号，将所述射频信号发射给用户终端，从而实现了广播电视射频信号的数字化同步传输发射，减少了现有技术在传输射频信号过程中噪声积累形成的信号劣化，同时该技术不须依赖GPS等外接时钟源进行同步，使系统的工作运行更加稳定可靠。
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 (16)

1.一种广播电视信号射频同步发射的方法，其特征在于，该方法包括：
广播电视传输中心设备生成同步导频信号，并对广播电视基带信号进行调制，生成射频信号；
所述广播电视传输中心设备将所述射频信号进行数字化处理，得到数字信号，将所述数字信号以及所述同步导频信号发送给每个基站；
所述每个基站根据所述同步导频信号，对所述数字信号进行同步存储处理，得到射频信号，以及将所述射频信号发射给用户终端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述广播电视传输中心设备将所述射频信号进行数字化处理，得到数字信号包括：
所述广播电视传输中心设备根据基准时钟频率单元产生的本振频率信号，将所述射频信号的频率进行下变频处理，得到中频信号；
所述广播电视传输中心设备将所述中频信号进行模数转换，得到数字信号；
所述广播电视传输中心设备根据所述基准时钟频率单元产生的时钟信号，对所述数字信号进行高速处理，得到符合传输标准的数字信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站根据所述同步导频信号，对所述数字信号进行同步存储处理，得到射频信号包括：
所述基站在同步导频信号的相干控制下产生同步时钟频率信号，利用所述同步时钟频率信号对接收到的数字信号进行同步存储处理；
所述基站将同步存储处理后的数字信号进行数模转换，得到射频中频信号；
所述基站根据所述同步导频信号产生本振频率信号，并将所述本振频率信号与所述射频中频信号进行混频上变频处理，得到含有广播电视基带信号的射频信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述数字信号以及 所述同步导频信号发送给每个基站包括：
通过光纤传输通道将所述数字信号以及所述同步导频信号发送给每个基站；或，
通过微波传输通道将所述数字信号以及所述同步导频信号发送给每个基站；或，
通过卫星信号传输通道将所述数字信号以及所述同步导频信号发送给每个基站。
5.一种广播电视信号射频同步发射的系统，其特征在于，该系统包括：广播电视传输中心设备和至少一个基站，其中，
所述广播电视传输中心设备，用于生成同步导频信号，并对广播电视基带信号进行调制，生成射频信号；将所述射频信号进行数字化处理，得到数字信号，将所述数字信号以及所述同步导频信号发送给每个基站；
所述基站，用于根据所述同步导频信号，对所述数字信号进行同步存储处理，得到射频信号，以及将所述射频信号发射给用户终端。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述广播电视传输中心设备包括：
调制单元，用于对广播电视基带信号进行调制，生成包含广播电视基带信号的射频信号；
基准时钟频率单元，用于根据基准时钟，生成同步导频信号；
数字化处理单元，用于根据所述基准时钟频率单元生成的本振频率信号以及时钟信号，将调制单元生成的射频信号进行数字化处理，得到数字信号；
传输单元，用于发送所述数字信号，以及所述同步导频信号。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述数字化处理单元包括：
下变频处理子单元，用于将所述射频信号与基准时钟频率单元产生的本振频率信号进行混频下变频处理，得到中频信号；
模数转换子单元，用于将所述中频信号进行模数转换，得到数字信号； 
高速数字处理子单元，用于根据基准时钟频率单元产生的时钟信号，对所述数字信号进行高速处理，得到符合传输标准的数字信号。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述基站包括：
传输单元，用于接收广播电视传输中心设备发送的数字信号及同步导频信号；
同步时钟频率单元，用于在接收到的同步导频信号的相干控制下，产生同步时钟频率信号；
射频同步处理单元，用于利用所述同步时钟频率信号，对接收到的数字信号进行同步存储处理，并将处理后的数字信号转换为含有广播电视基带信号的射频信号；
发射单元，用于将所述射频信号进行放大发射给用户终端。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述射频同步处理单元包括：
数字存储处理子单元，用于在所述同步时钟频率信号的相干控制下，对接收到的数字信号进行同步存储处理；
数模转换子单元，用于将同步存储处理后的数字信号进行数模转换，得到中频信号；
上变频处理子单元，用于将所述中频信号与同步时钟频率单元产生的本振频率信号，进行混频上变频处理，得到含有广播电视基带信号的射频信号。
10.一种广播电视传输中心设备，其特征在于，包括：
调制单元，用于对广播电视基带信号进行调制，生成包含广播电视基带信号的射频信号；
基准时钟频率单元，用于根据基准时钟，生成同步导频信号；
数字化处理单元，用于根据所述基准时钟频率单元生成的本振频率信号以及时钟信号，将调制单元生成的射频信号进行数字化处理，得到数字信号；
传输单元，用于发送所述数字信号，以及所述同步导频信号。 
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述数字化处理单元包括：
下变频处理子单元，用于将所述射频信号与基准时钟频率单元产生的本振频率信号进行混频下变频处理，得到中频信号；
模数转换子单元，用于将所述中频信号进行模数转换，得到数字信号；
高速数字处理子单元，用于根据基准时钟频率单元产生的时钟信号，对所述数字信号进行高速处理，得到符合传输标准的数字信号。
12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述传输单元包括：光端机、微波机或卫星信号传输设备。
13.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述调制单元包括：
调频广播调制激励器、模拟电视调制激励器和数字电视调制激励器不同制式标准的调制设备。
14.一种基站，其特征在于，包括：
传输单元，用于接收广播电视传输中心设备发送的数字信号及同步导频信号；
同步时钟频率单元，用于在接收到的同步导频信号的相干控制下，产生同步时钟频率信号；
射频同步处理单元，用于利用所述同步时钟频率信号，对接收到的数字信号进行同步存储处理，并将处理后的数字信号转换为含有广播电视基带信号的射频信号；
发射单元，用于将所述射频信号进行放大发射给用户终端。
15.根据权利要求14所述的基站，其特征在于，所述射频同步处理单元包括：
数字存储处理子单元，用于在所述同步时钟频率信号的相干控制下，对接收到的数字信号进行同步存储处理；
数模转换子单元，用于将同步存储处理后的数字信号进行数模转换，得到中频信号；
上变频处理子单元，用于将所述中频信号与同步时钟频率单元产生的本振频率信号，进行混频上变频处理，得到含有广播电视基带信号的射频信号。
16.根据权利要求14所述的基站，其特征在于，所述传输单元包括：光端机、微波机或卫星信号传输设备。 
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