CN103618581A

CN103618581A - 一种应急广播远程终端唤醒方法及远程唤醒终端、系统

Info

Publication number: CN103618581A
Application number: CN201210335681.8A
Authority: CN
Inventors: 李晓鸣; 郭沛宇; 赵翮; 刘春江; 王磊; 马艳
Original assignee: Academy of Broadcasting Science of SAPPRFT
Current assignee: Academy of Broadcasting Science of SAPPRFT
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2014-03-05

Abstract

本发明公开了一种应急广播远程终端唤醒方法及远程唤醒终端、系统，系统包括：中心控制子系统，用于接收应急广播发布消息，根据所述应急广播发布消息生成远程唤醒原始指令包，将所述远程唤醒原始指令包调制成音频指令信号插入到正常播放的广播信号的音频基带信号中，得到合成信号；传输网络，将合成信号传输给远程唤醒终端；远程唤醒终端，用于接收合成信号，提取音频指令信号，激活处于待机状态的播出设备，进行播出。本发明直接在音频基带信号中加入唤醒指令，实现了应急广播远程唤醒指令在所有广播电视传输通道中的透明传输，不受信号处理过程、环节、设备的影响，具有极强的鲁棒性；相比于通过数字方式进行指令插入的方法，节省了带宽。

Description

一种应急广播远程终端唤醒方法及远程唤醒终端、系统

技术领域

本发明涉及广播通讯技术领域，特别是涉及一种应急广播远程终端唤醒方法及远程唤醒终端、系统。

背景技术

应急广播是指在面临突发公共事件时，利用广播电视向公众通告紧急事件的信息传播手段。目前，国家应急广播系统由“一个中心，一张覆盖网”组成，即国家应急广播中心和国家应急广播传输覆盖网。其中，国家应急广播中心技术系统是由国家应急广播信息制作播发平台和中央应急广播调度控制平台等构成；国家应急广播传输覆盖网是由中短波和调频模拟广播网、直播卫星传输覆盖网、数字有线电视网、移动多媒体广播电视网和数字音频广播网等构成，系统结构如图1所示。

国家应急广播要求实现全国应急广播的多元化实时接收，即不论什么广电传输网络、什么广播电视频率、什么区域、什么终端，也不论终端是否开机，是固定或移动状态，全国广播电视用户都能实时接收到应急广播信息。

故而需要一种端到端的远程唤醒信号及指令的传输方法，可以在不改变或极少改变现有广播电视传输系统的前提下，利用广播电视传输通道进行远程唤醒指令的全国或区域下发，实现室内、外及公共场所的应急广播远程唤醒终端，并将接收到的模拟、数字等类型的应急广播节目向附近人群及时广播，对接收终端、场地无限制。

目前，国内外用于应急广播远程唤醒的技术有：美国的EAS、日本的EWS、我国的CMMB等，具体说明如下：

1、美国的EAS：设备采用统一的EAS协议，终端接收机采用统一协议的解码专用接收机，发布信息的手段主要采用数据广播系统（目前主要为RDS技术，radio data system），同时辅以电视、网络、手机短信、卫星等多种手段。

2、日本的EWS：当有紧急事件发生时，紧急告警信号通过广播方式进行发布，相应解码器的广播接收机（主要采用DARC，Data Audio Radio Channel，调频多工高速数据广播系统）和电视机在检测到相应的告警信息后被自动唤醒，正在收听收看的广播电视节目会自动切换到紧急频道。随着技术的进步，目前日本同时辅以网络、手机短信、卫星等多种手段发布预警信息。

3、我国的CMMB（China Mobile Multimedia Broadcasting，中国移动多媒体广播）实现了对应急广播的远程唤醒功能。CMMB通过紧急广播表实现远程唤醒功能；应急广播消息先经过拆分、分段后，将每个分段封装为应急广播数据段，应急广播数据段再封装为紧急广播表后进行复用传输；通过卫星对应急广播节目进行传输，最终由CMMB移动多媒体终端再通过解复用等过程对应急广播进行接收。

4、基于现有无线调频广播发射系统，是一种在SCA副信道上加装SCA数字编码器的唤醒技术，将终端开关机信号通过SCA编码器转换成符合我国《调频广播发射机技术规范》的67KHzSCA副载波信号，用来传送调频广播终端的开机（远程唤醒）指令。设备加电后会自动搜索带有SCA副载波信息的频率，并记忆到单片机中，只要设备处于待机状态，就会自动恢复到该频率上去，进行应急信息的播放。

5、远程唤醒机顶盒的方法，其主要为：调谐器解调接收到的网络信号，得到TS流信号，并将该TS流信号发送给单片机；单片机根据该TS流信号，确定机顶盒需要被唤醒。该发明实施例保留了机顶盒在“真待机”状态下对调谐器的供电，通过调谐器解调得到的TS流信号，确定机顶盒需要被唤醒，实现了机顶盒在真待机状态下，运营商可以随时唤醒机顶盒。

上述不同的唤醒技术，其产品形式也不尽相同，但其系统结构和功能模块划分基本类同：从系统结构上来看，一般都有中心控制和响应终端两个部分组成，其中，中心控制部分负责制作和发出特定的指令，响应终端负责从信道中接收、解析该指令，并根据约定的规则进行响应；从产品的内部功能模块划分上来看，中心控制部分一般由指令接收、指令调制、指令发送及其他器件附属部分组成，响应终端一般由信号接收、信号解调、指令解析、指令响应及其他器件附属部分组成。

美国的EAS技术、日本的EWS技术和加装SCA数字编码器的无线应急广播系统，都基于数据广播技术，需要对现有广播电视信号传输系统（主要是调频发射机）进行一定程度上的改造，这种改造对于我国目前数量众多的调频发射台站来说，耗资巨大；同时，该项技术不能适用于中波和短波广播，只能利用本地的调频台站对较近区域的终端进行唤醒，这在重大灾难发生时、本地调频台站瘫痪后，该项技术无法继续发挥作用。CMMB技术基于紧急广播表，受传输通道和接收终端限制，只能实现对CMMB终端实现唤醒，无法普及到其他传输通道及终端。基于TS流的机顶盒远程唤醒系统，对终端限制较大，尤其是在应急事件处置中发挥重大作用的无线广播（如短波广播中），该技术无法使用；而且对无法实现没有远程唤醒功能的机顶盒等终端普及的广大农村和偏远山区。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种应急广播远程终端唤醒方法及远程唤醒终端、系统，用以解决在不改变现有广播电视传输信道的基础上进行远程终端的跨通道、跨地域、多类型唤醒终端的问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种应急广播远程终端唤醒系统，包括：

中心控制子系统，用于接收应急广播发布消息，根据所述应急广播发布消息生成远程唤醒原始指令包，将所述远程唤醒原始指令包调制成音频指令信号插入到正常播放的广播信号的音频基带信号中，得到合成信号；

传输网络，将合成信号传输给远程唤醒终端；

远程唤醒终端，用于接收合成信号，提取音频指令信号，激活处于待机状态的播出设备，进行播出。

进一步，所述中心控制子系统包括：

信息接收单元，用于接收应急广播发布信息，以及，接收平时正常播出的广播信号；

音频指令信号制作单元，根据应急广播发布信息生成远程唤醒原始指令包，并对远程唤醒指令包进行调制加密，转换为音频指令信号；

插入单元，在所述广播信号中的音频基带信号中插入所述音频指令信号，生成合成信号；

调制单元，用于对合成信号进行信道调制。

进一步，所述传输网络包括以下网络中的一种或多种：

调频广播网络、中波广播网络、短波广播网络、数字音频广播网络、有线数字电视网络、地面数字电视网络或直播卫星网络。

进一步，所述远程唤醒终端包括：

信号解调单元，用于接收合成信号，并进行解调；

音频指令信号验证单元，用于对解调后的合成信号进行解码，并提取出音频指令信号，并验证其合法性；

唤醒单元，根据验证后的音频指令信号，对信道切换开关进行控制，控制播放设备，播放应急广播音视频信号。

进一步，所述远程唤醒终端还包括：

恢复单元，在播放设备播出过程中，在合成信号中持续检测是否有音频指令信号，检测到有音频指令信号后，当判定音频指令信号为终止播出指令时，则立即发出切换指令，终止应急广播音视频信号的播放；若在播放期间未收到终止播出指令，则在播出时长时间到后，发出切换指令，终止应急广播音视频信号的播放。

另一方面，本发明还提供一种远程唤醒终端，包括：

信号解调单元，用于接收合成信号，并进行解调；

进一步，还包括：

再一方面，本发明还提供一种应急广播远程终端唤醒系统进行远程终端唤醒的方法，包括：

中心控制子系统接收应急广播发布消息，根据所述应急广播发布消息生成远程唤醒原始指令包，将所述远程唤醒原始指令包调制成音频指令信号插入到正常播放的广播信号的音频基带信号中，得到合成信号；

传输网络将合成信号传输给远程唤醒终端；

远程唤醒终端接收合成信号，提取音频指令信号，激活处于待机状态的播出设备，进行播出。

进一步，在所述音频基带信号的任意频段中插入所述音频指令信号。

进一步，所述音频基带信号的频段包括：广播节目音频内容的基带信号频段300Hz~8KHz、广播节目的音频内容或电视节目的伴音内容的基带信号频段300Hz~15KHz或人耳无法感知的频段范围；所述音频指令信号的时间长度小于10S。

本发明有益效果如下：

本发明直接在音频基带信号中加入唤醒指令，实现了应急广播远程唤醒指令在所有广播电视传输通道中的透明传输，不受信号处理过程、环节、设备的影响，具有极强的鲁棒性；相比于通过数字方式进行指令插入的方法，节省了带宽。

附图说明

图1是现有技术中国家应急广播传输覆盖网的结构示意图；

图2是本发明实施例中一种应急广播远程终端唤醒系统进行远程终端唤醒的方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

各种广播电视信号，无论是广播，还是电视，都必然传输声音信号，在广播中为音频信号，在各种电视信号中为伴音信号。而且各种广播电视系统均对所传输的音频基带信号具有一定的品质保证。本发明将远程唤醒指令插入到音频基带信号中，使得该指令能通过各种广播电视传输系统的编码、调制、解调、解码过程而能够无失真地还原、接收和解析。

应急广播远程终端唤醒系统进行远程终端唤醒的方法的流程图如图2所示，主要通过中心控制子系统、传输网络、远程响应终端三部分实现唤醒指令的插入、处理、传输和响应。应急广播远程终端唤醒前端，传输网络和远程唤醒终端。其中应急广播远程终端唤醒前端主要由中心控制系统实现流程控制，中心控制系统实现了特定格式唤醒指令的制作、插入、调制等功能；传输网络包括：调频、中波、短波、数字音频广播、有线数字电视、地面数字电视、直播卫星等；远程唤醒终端实现了唤醒指令的提取、验证和响应等功能。

1、中心控制子系统

中心控制子系统部署在国家及地方应急广播发布中心控制调度平台中，能够根据手动输入或系统接口输入的应急广播发布需求，将指令包调制成音频基带信号，插入到应急广播音频节目或音视频节目的伴音信号中。中心控制子系统包括：信息接收单元、音频指令信号制作单元、插入单元、调制单元等。

（1）信息接收单元，用于接收由国家、地方应急部门、应急广播制作播发部门、应急广播生成发布系统发布的应急广播发布信息，同时接收平时正常（非应急情况）播出广播信号，其中，广播信号包括音频信号或音、视频信号。

（2）音频指令信号制作单元，根据应急广播发布信息生成远程唤醒原始指令包，并对远程唤醒指令包进行调制加密，转换为音频指令信号。音频指令信号可以为音频模拟指令信号或音频数字指令信号；根据实际情况判断是否对音频模拟指令信号进行编码，生成与目标音频格式（广播信号中的音频格式）相同的唤醒指令音频数字指令信号。

（3）插入单元，在广播信号中的音频基带信号中插入音频指令信号。将音频指令信号插入到原始音频基带信号中，生成合成信号。其中，若有先前分离的视频信号，应将视频信号与新生成的音频信号复合，形成音视频合成信号。该方法可以在音频基带信号的任意频段插入音频指令信号，包括广播节目音频内容的基带信号频段300Hz~8KHz、广播节目的音频内容或电视节目的伴音内容的基带信号频段300Hz~15KHz，以及人耳无法感知的频段范围。另外，音频指令信号的长度在保证数据量的情况下尽可能短（目前采用小于10S的时间），避免对原始音频内容的干扰。在实际应用中，为了避免对音频节目收听造成干扰并保证指令信息的完整性，音频指令信号可以选择0.5S左右长度。

（4）调制单元，用于对合成信号进行信道调制。对制作好的音视频合成信号进行信道调制，该发明对信道调制方式没有限制，可以根据合成信号和传输渠道的具体情况进行调制，包括：调频、调幅、QPSK（Quadrature Phase ShiftKeying的缩略语简称，意为正交相移键控）、QAM（Quadrature AmplitudeModulation，正交振幅键控）等。

2、传输网络

调制完成的音视频合成信号可以在所有广播电视传输通道中实现透传，包括调频、中波、短波、数字音频广播、有线数字电视、地面数字电视、直播卫星等。

3、远程唤醒终端

远程唤醒终端由嵌入式硬件及相关播出设备集成，部署于社区、学校、医院、广场、办公楼、公共交通工具等公共场所，用于接收应急广播信号，提取、验证并响应远程唤醒指令，激活处于待机状态的播出设施，输出应急广播信号进行播出。远程唤醒终端包括：信号解调单元、音频指令信号验证单元、唤醒单元、恢复单元等。

（1）信号解调单元，用于接收传来的音视频合成信号，并进行解调。远程唤醒终端始终加电待机，持续接收传来的音视频合成信号。

（2）音频指令信号验证单元，用于对解调后的音视频合成信号进行解码，检测到音频指令信号后，则提取出相应的音频指令信号，并验证其合法性。首先验证该音频指令信号的编码合法性，然后再按照音频指令信号的编码规则验证逻辑上的合法性；逐一进行目标区域匹配验证、发送源单位指令编号验证。

（3）唤醒单元，对信道切换开关进行控制，控制播放设备，播放应急广播音视频信号。输出音视频模拟信号到音视频输出设施，如现有的公共广播、消防广播、独立音箱、大屏幕显示器等，实现应急广播音视频内容的播出。

（4）恢复单元，在终端播出过程中，在合成信号中持续检测是否有音频指令信号信号，检测到有音频指令信号后，判断是否为“终止播出”指令，若是，则立即发出切换指令，终止应急广播音视频信号的输出；若否，则继续播出应急广播音视频信号。若在“播出时长”期间未收到“终止播出”指令包，则在“播出时长”时间到后，发出切换指令，终止应急广播音视频信号的输出。

其中，应急广播生成发布系统：用于对紧急广播信息进行处理，增加资源调度控制指令，形成并发布紧急广播消息的系统；

广播电视传输通道：是指在广播电视信号发送端和用户接收端之间的广播电视信号的传输手段，通常包括调频、中波、短波、数字音频广播、有线数字电视、地面数字电视、直播卫星、CMMB等；

应急广播中心控制系统：是应急广播远程唤醒系统工作流程的源端，部署在调度控制中心，负责唤醒指令生成与制作、加密、分发等功能；

应急广播唤醒终端：是应急广播远程唤醒系统工作流程的终端，分散部署在公共场所，负责唤醒指令的接收、解析、验证、响应，以及音视频信号的切换输出；

音频基带信号：没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始音频信号，其特点是频率较低，信号频谱从零频附近开始，具有低通形式。音频基带信号可分为音频数字基带信号和音频模拟基带信号；

唤醒信息：由唤醒指令信息和数字签名认证信息组成，携带代表某种应急发布需求的唤醒控制的相关指令信息以及证书发布更新数据；

应急广播音频流：是一种由上级应急广播发布单位或应急广播生成发布系统发布传递的应急广播信息。

表1列出了现有技术和本发明的技术对比。

表1

由上述实施例可见，本发明具有以下优点：

1、在不改变或极少改变现有广播电视传输系统的前提下，充分利用广播电视信号传输系统；实现了应急广播远程唤醒指令在所有广播电视传输通道中的透明传输，即可以通过中波、短波、调频模拟广播网、直播卫星传输覆盖网、数字有线电视网、移动多媒体广播电视网和数字音频广播网进行传输，实现对接受终端和地域的无限制接收。

2、不受信号处理过程、环节、设备的影响，即不管该信号经过了多少次频率转换、模数转换、编码和解码，只要最终能恢复正常的音频节目内容或伴音内容，则该唤醒指令始终存在；因此本方法具有极强的鲁棒性。

3、该方法直接在音频基带信号中加入唤醒指令，相比于通过数字方式进行指令插入的方法，节省了带宽。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims

1.一种应急广播远程终端唤醒系统，其特征在于，包括：

传输网络，将合成信号传输给远程唤醒终端；

2.如权利要求1所述的应急广播远程终端唤醒系统，其特征在于，所述中心控制子系统包括：

调制单元，用于对合成信号进行信道调制。

3.如权利要求1所述的应急广播远程终端唤醒系统，其特征在于，所述传输网络包括以下网络中的一种或多种：

4.如权利要求1所述的应急广播远程终端唤醒系统，其特征在于，所述远程唤醒终端包括：

信号解调单元，用于接收合成信号，并进行解调；

5.如权利要求4所述的应急广播远程终端唤醒系统，其特征在于，所述远程唤醒终端还包括：

6.一种远程唤醒终端，其特征在于，包括：

信号解调单元，用于接收合成信号，并进行解调；

7.如权利要求6所述的远程唤醒终端，其特征在于，还包括：

8.一种应急广播远程终端唤醒系统进行远程终端唤醒的方法，其特征在于，包括：

传输网络将合成信号传输给远程唤醒终端；

9.如权利要求8所述的应急广播远程终端唤醒系统进行远程终端唤醒的方法，其特征在于，在所述音频基带信号的任意频段中插入所述音频指令信号。

10.如权利要求9所述的应急广播远程终端唤醒系统进行远程终端唤醒的方法，其特征在于，所述音频基带信号的频段包括：广播节目音频内容的基带信号频段300Hz~8KHz、广播节目的音频内容或电视节目的伴音内容的基带信号频段300Hz~15KHz或人耳无法感知的频段范围；所述音频指令信号的时间长度小于10S。