CN101841362B - Cmmb射频同步处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多媒体广播电视(简称CMMB)的同频同步组网覆盖的装置，尤其涉及一种可以基本消除CMMB单频多基站组网中的同频干扰，使得CMMB终端在整个覆盖区域的任何位置都可以连续稳定接收电视节目的射频同步处理装置。它包括：数字延时芯片，数字延时芯片的数据输入端口连接模数转换器，模数转换器连接下变频器，下变频器连接射频接收单元，数字延时芯片的数据输出端口连接数模转换器，数模转换器连接上变频器，上变频器连接射频输出端口。并且其结构简单、成本低廉。

Description

CMMB射频同步处理装置

技术领域

本发明涉及一种多媒体广播电视(简称CMMB)的同频同步组网覆盖的装置，尤其涉及一种可以基本消除CMMB单频多基站组网中的同频干扰，使得CMMB终端在整个覆盖区域的任何位置都可以连续稳定接收电视节目的射频同步处理装置。

背景技术

随着科技的发展、社会的进步、人们生活水平的不断提高，人们对信息消费的多元化需求日趋明显，传统的模拟信号移动电视已经越来越不能满足大众的使用需求。作为广播电视的补充和延伸，新兴的中国移动多媒体广播(CMMB)通过无线广播电视覆盖网向各种便携式终端设备提供数字音视频和信息服务，大有替代传统无线广播的趋势。

但是CMMB在每一个城市或地区内必须使用同频同步多基站组网，由于传统技术无法保证各基站发射的信号完全相同，所以在相邻基站的电波相交区域内必然会产生不同程度的同频干扰。轻微时，会造成画面失帧现象，严重时，无法正常播放电视图像。

要想解决这个问题，就应该想办法让每一个基站所发射的信号完全一致，不但让载波频率保持一致，还必须让载波相位保证一致。一致性越好，同频干扰现象就越轻微。

目前，解决同频干扰主要方法是，1)采用锁相环(PLL)技术；2)采用GPS同步技术。前者虽然成本比较低，但是离散性和稳定性都非常差，已经很少被使用；后者利用GPS导航卫星中高精度的时基信号，使每一个基站的载波信号都严格同频高度锁相，尽量让所有的载波信号保持一致，但是从理论推导和实际运行结果都表明：两个信号之间，无论使用任何方法进行精确同步，都无法保证它们100％的相同，也就是说，GPS同步技术也不能做到相邻基站发射的载波信号完全一样！该方法只能将同频干扰区域压缩到某种程度，实际检验结果表明：采用GPS同步技术时网络覆盖优良信号率平均只能达到95％。传统的方法都是在异地各自产生自己的载波信号，然后想方设法把这些不同的载波信号处理的和主基站载波信号尽量一致，一致性程的要求度越高，技术实现难度就越大，成本投入也成倍增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种CMMB射频同步处理装置，其可以基本消除CMMB单频多基站组网中的同频干扰，使得CMMB终端在整个覆盖区域的任何位置都可以连续稳定接收电视节目，并且其结构简单、成本低廉。

为解决上述技术问题，本发明包括：数字延时芯片，数字延时芯片的数据输入端口连接模数转换器，模数转换器连接下变频器，下变频器连接射频接收单元，数字延时芯片的数据输出端口连接数模转换器，数模转换器连接上变频器，上变频器连接射频输出端口。

所述的数字延时芯片连接监控单元，监控单元包括：CPU，CPU连接存储器和外设接口。

所述的数字延时芯片延时预设为1uS～5mS，步进大于等于0.1uS。

本发明采用数字延时芯片，根据实际需要预设延时值，使各CMMB单频基站到达等场强相交界面的射频信号差值无限趋近零，将各基站间的同频干扰降到最低，大大提高了多基站覆盖区内的信号质量，并有效控制了设备的成本和复杂程度。

附图说明

图1为本发明的第一种实施方式的结构原理框图。

图2为本发明的第二种实施方式的结构原理框图。

具体实施方式

本发明的第一种实施方式：如图1所示本发明采用数字延时芯片，数字延时芯片的数据输入端口连接模数转换器，模数转换器连接下变频器，下变频器连接射频接收单元，延时滤波芯片的数据输出端口连接数模转换器，数模转换器连接下变频器，下变频器连接射频输出端口。射频接收单元采用GSF2000-1光纤射频接收模块，除了完成光电转换之外，还同时进行自动光功率控制(APC)和自动增益放大(AGC)，内置波分复用器直接还原并输出原始射频信号。上变频器采用ADI公司的专用芯片AD6633，下变频器采用ADI公司的专用芯片AD6636。AD6636是一款新型宽带数字下变频器，而AD6633则是首款采用波峰因数降低技术的数字上变频器。它能通过降低波峰因数来防止信号失真。数字延时芯片为Analog Device公司的SHARC-DSP系列中的ADSP-21060DSP芯片，ADSP-21060是可并行扩展的32位浮点DSP，使用40MHz主时钟，运算能力可达120MFLOPS。模数转换器采用ADI公司的AD6640，最高采样率为65MSPS，精度为12bit；数模转换器采用ADI公司的AD9857，转换率为200MSPS，精度为14bit。各芯片间的连接电路为现有技术。为了保证射频信号时延均衡后较高的运态信噪比和波形不失真，须首先将射频信号进行下变频到中频频率上，将该中频信号进行高速模数变换成数字信号，然后通过数字延时芯片进行时延均衡处理，处理后的数字信号通过高速数模变换器还原中频信号，然后通过上变频转换成射频信号。数字延时芯片延时预设为1uS，步进为0.1uS。

本发明的第二种实施方式：如图2所示本发明延时和接收部分电路与第一种实施方式相同，只是增加了监控单元电路。监控单元包括：电路采用嵌入式工控主板，CPU采用ARM9系列的S3C2410核心模块，内置32M SDRAM和64M Flash，4线触摸屏接口，LCD接口，外部有一个USB1.1设备接口；网络通讯采用RJ-45接口，可以方便进行远程监控。系统软件使用嵌入式Win CE精简操作系统，工作软件采用组态思想和模块设计相结合的方式，直接固化在Flash内部，开机后自动运行。显示器采用彩色液晶智能显示器，自带透明压阻式触摸屏，图文编辑界面可以直观地实现人机对话、工作状态确认和延时时间调整。负责对整个系统的工作状况进行监控，直观显示定时纪录内部运行状态数据。根据工作环境、设备状况自动调整最佳工作状态，如果发现过压，过流，过热等异常现象，自动报警，严重时自动进入保护状态。数字延时芯片延时预设为5mS，步进为1uS。

本发明在使用前，首先要预先根据通过各个基站的位置和各自发射功率的大小以及发射天线的增益和类型，可以根据下列场强公式计算出各个基站距等场强相交点的距离r_i，

$E_i(\mathrm{mv}/m)=2\×\frac{222\sqrt{P_i\×G_i}}{r_i}\×F_i\left(\mathrm{\θ}\right)$

i＝1，2，3…N；

E_i：电视信号场强；

P_i：发射功率；

G_i：天线增益；

r_i：发射点到测试点的距离；

F_i(θ)：天线垂直方向函数

然后设最大的距离Max(r)为参考距离，可以得到各个基站之间的距离差，经验数据表明，射频信号在空间的传播速度为每公里3.3微秒，所以各个基站需要调整的延时时间Ti＝〔MAX(r)-r_i〕*3.3uS，各基站用Ti通过数字延时芯片对站内射频信号进行时延调整之后，就可以保证在任意相交界面的射频信号之间的相对频率误差等于零、相对瞬时相位误差等于零、相对调制误差均也等于零，从而可以使得同频保护率趋向于零。延时后的射频信号直接输出送至功率发射机。

Claims (3)

1.一种CMMB射频同步处理装置，包括数字延时芯片，其特征在于：所述的数字延时芯片的数据输入端口连接模数转换器，模数转换器连接下变频器，下变频器连接射频接收单元，数字延时芯片的数据输出端口连接数模转换器，数模转换器连接上变频器，上变频器连接射频输出端口；

使用时，首先根据通过各个基站的位置和各自发射功率的大小以及发射天线的增益和类型，利用场强公式计算出各个基站距等场强相交点的距离r_i，

$E_i(\mathrm{mv}/m)=2\×\frac{222\sqrt{P_i\×G_i}}{r_i}\×F_i\left(\mathrm{\θ}\right)$

i＝1，2，3…N；

E_i：电视信号场强；

P_i：发射功率；

G_i：天线增益；

r_i：发射点到测试点的距离；

F_i(θ)：天线垂直方向函数；

然后设最大的距离Max(r)为参考距离，得到各个基站之间的距离差，所以各个基站需要调整的延时时间Ti＝〔MAX(r)-r_i〕*3.3uS，各基站用延时时间Ti通过数字延时芯片对站内射频信号进行时延调整之后，就保证了在任意相交界面的射频信号之间的相对频率误差等于零、相对瞬时相位误差等于零、相对调制误差均也等于零，从而可以使得同频保护率趋向于零。

2.根据权利要求1所述的CMMB射频同步处理装置，其特征在于：所述的数字延时芯片连接监控单元，监控单元包括：CPU，CPU连接存储器和外设接口。

3.根据权利要求1所述的CMMB射频同步处理装置，其特征在于：所述的数字延时芯片延时预设为1uS～5mS，步进大于等于0.1uS。

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