CN112996098A - 一种用于高塔高功率的5g广播单频网延时调整方法 - Google Patents

一种用于高塔高功率的5g广播单频网延时调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法，方法用于采用双向高吞吐的以太网方式连接的第一模块和第二模块，方法包括：第一模块接收5G广播基带信号并进行本地存储；第一模块将目标发射时刻和接收时刻发送给第二模块；第二模块将5G广播基带信号的总延时调整值划分为粗细延时调整值；第二模块根据粗延时调整值向第一模块请求5G广播基带信号；第一模块根据粗延时调整值进行单频网延时调整，并发送给第二模块；第二模块将接收到的5G广播基带信号进行本地存储，并根据细延时调整值进行单频网延时调整。本发明基于第一模块和第二模块的二级单频网延时调整结构，提高了5G广播单频网延时调整精度，扩大了延时调整动态范围。

Description

一种用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法
技术领域
本发明涉及5G广播单频网技术领域，特别是涉及一种用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法。
背景技术
5G广播单频网(MBSFN)是由多个位于不同地点、处于同步状态的发射机组成的多媒体蜂窝广播网络。该网络以相同的时频资源，发送相同的多媒体业务数据，以实现对特定服务区的可靠覆盖，可向多个用户提供共享的供免费接收的视音频等数据内容，支持5G手机的无SIM卡模式接收，最大化频率资源利用率。
5G广播单频网部署方案主要涉及到两个网元：BMSC(Broadcast MulticastService Center，广播多播业务中心)和eNB(eNodeB，LTE中基站)。其中，BMSC负责将接收到的业务数据流加入同步信息，并经MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service，多媒体广播多播业务)网关经过传输网络传输到单频网中的各个eNB，由后者进行同步发送。5G广播单频网的延时控制由eNB来执行，但主流的eNB由于主要支持范围较小的小区覆盖，在成本和功耗的要求下，存储资源较小，其射频功放功率较小，能调整的延时范围较小(如图1所示)。由于高塔高功率的eNB的传输网络有卫星传输等各式各样传输手段，其传输延时与传统5G传输网络比较相对较大，传统的延时调整方法一般采用单模块的嵌入式装置实现，由于单模块的存储资源有限，不满足高塔高功率单频网延时调整要求，无法支持高塔高功率的eNB的5G广播覆盖，无法充分利用高塔高功率站点的覆盖效率和成本优势。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法，以提高5G广播单频网延时调整精度，扩大延时调整动态范围。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法，所述方法用于采用双向高吞吐的以太网方式连接的第一模块和第二模块，所述方法包括：
第一模块接收5G广播基带信号并进行本地存储；
第一模块解析5G广播基带信号随路携带的目标发射时刻；
第一模块将所述目标发射时刻和接收5G广播基带信号的接收时刻发送给第二模块；
第二模块根据所述目标发射时刻和所述接收时刻计算5G广播基带信号的总延时调整值，并将所述总延时调整值划分为粗延时调整值和细延时调整值；所述粗延时调整值为第一模块的延时调整值，所述细延时调整值为第二模块的延时调整值；
第二模块根据所述粗延时调整值向第一模块请求5G广播基带信号；
第一模块根据粗延时调整值对第二模块请求的5G广播基带信号进行单频网延时调整，并发送给第二模块；
第二模块将接收到的5G广播基带信号进行本地存储，并根据细延时调整值对接收到的5G广播基带信号进行单频网延时调整，完成5G广播单频网延时调整。
可选地，第二模块根据第一模块到第二模块的传输延时抖动范围将所述总延时调整值划分为粗延时调整值和细延时调整值。
可选地，所述粗延时调整值包括第一模块将5G广播基带信号进行存储的时间以及第一模块的延时时间；所述细延时调整值包括第二模块接收5G广播基带信号的接收时间以及第二模块的延时时间。
可选地，所述第二模块的延时时间通过第二模块中的硬件存储资源确定，所述硬件存储资源为ping-pong架构。
可选地，所述第二模块根据所述粗延时调整值向第一模块请求5G广播基带信号，具体包括：
第二模块根据所述粗延时调整值和第一模块与第二模块之间的通讯时间确定5G广播基带信号的请求时刻；
第二模块基于所述接收时刻进行持续计数定时，当计数时刻达到所述请求时刻时，第二模块向第一模块请求5G广播基带信号。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开了一种用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法，所述方法用于采用双向高吞吐的以太网方式连接的第一模块和第二模块，所述方法包括：第一模块接收5G广播基带信号并进行本地存储；第一模块解析5G广播基带信号随路携带的目标发射时刻；第一模块将所述目标发射时刻和接收5G广播基带信号的接收时刻发送给第二模块；第二模块根据所述目标发射时刻和所述接收时刻计算5G广播基带信号的总延时调整值，并将所述总延时调整值划分为粗延时调整值和细延时调整值；所述粗延时调整值为第一模块的延时调整值，所述细延时调整值为第二模块的延时调整值；第二模块根据所述粗延时调整值向第一模块请求5G广播基带信号；第一模块根据粗延时调整值对第二模块请求的5G广播基带信号进行单频网延时调整，并发送给第二模块；第二模块将接收到的5G广播基带信号进行本地存储，并根据细延时调整值对接收到的5G广播基带信号进行单频网延时调整，完成5G广播单频网延时调整。本发明基于第一模块和第二模块的二级单频网延时调整结构，提高了5G广播单频网延时调整精度，扩大了延时调整动态范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为主流5G广播单频网延时调整原理图；
图2为本发明用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法原理图；
图3为本发明用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法流程图；
图4为本发明第一模块处理流程图一；
图5为本发明接收时刻、目标发射时刻与总延时调整值之间的关系示意图；
图6为本发明总延时调整值的构成示意图；
图7为本发明第二模块向第一模块请求5G广播基带信号时刻示意图；
图8为本发明第二模块处理流程图一；
图9为本发明第一模块处理流程图二；
图10为本发明第二模块处理流程图二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法，以提高5G广播单频网延时调整精度，扩大延时调整动态范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图2所示，用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法，用于采用双向高吞吐的以太网方式连接的第一模块和第二模块(图示中模块1即为第一模块，模块2即为第二模块)。其中，第一模块负责接收来自5G核心网的业务数据流，并根据第二模块的控制信令进行单频网粗延时调整。第二模块负责单频网的延时估计、粗细延时调整值的划分，和第一模块的粗延时控制的信令生成，并完成单频网细延时调整，并将调整后的5G广播基带信号传输到对应的射频调制单元。
如图3所示，用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法方法包括：
步骤101：第一模块接收5G广播基带信号并进行本地存储。
步骤102：第一模块解析5G广播基带信号随路携带的目标发射时刻。
步骤103：第一模块将所述目标发射时刻和接收5G广播基带信号的接收时刻发送给第二模块。
5G广播核心网中的MBSFN网关通过用户面接口(M1)将承载在GTP-U协议上的用户面PDUs数据传输到第一模块，第一模块通过对M1接口数据的解析，在单频网延时处理方面特别是同步(SYNC)协议的解析。解析时刻(也就是接收时刻)表征着核心网到第一模块的延时。步骤101-103流程如图4所示。
步骤104：第二模块根据所述目标发射时刻和所述接收时刻计算5G广播基带信号的总延时调整值，并将所述总延时调整值划分为粗延时调整值和细延时调整值；所述粗延时调整值为第一模块的延时调整值，所述细延时调整值为第二模块的延时调整值。
图5为本发明接收时刻、目标发射时刻与总延时调整值之间的关系示意图，图5中基带信号传输时刻T0是5G广播核心网向第一模块传输5G广播基带信号的时刻，传输延时(解析时刻)T1是第一模块接收5G广播基带信号的接收时刻，单频网调整延时T2是总延时调整值。总延时调整值为接收时刻与目标发射时刻的差值。
在本实施例中，第二模块根据第一模块到第二模块的传输延时抖动范围将所述总延时调整值划分为粗延时调整值和细延时调整值。
在本实施例中，所述粗延时调整值包括第一模块将5G广播基带信号进行存储的时间以及第一模块的延时时间；所述细延时调整值包括第二模块接收5G广播基带信号的接收时间以及第二模块的延时时间。
图6为本发明总延时调整值的构成示意图，图6中T4为粗延时调整值，T7+T8为细延时调整值，T5+T6＝T4，T4+T7+T8＝T2，T5为第一模块将5G广播基带信号进行存储的时间，T6为第一模块的延时时间，T7为第二模块接收5G广播基带信号的接收时间，T8为第二模块的延时时间。其中，T5和T7均近似于常数(但不是固定值)，T8通过第二模块中的硬件存储资源确定，一般该硬件存储资源为ping-pong架构，T8的最大值为延时调整存储大小/基带数据采样率/2，进而可估计出T4(T4＝T2-T7-T8)。
步骤105：第二模块根据所述粗延时调整值向第一模块请求5G广播基带信号。步骤105具体为：
第二模块根据所述粗延时调整值和第一模块与第二模块之间的通讯时间确定5G广播基带信号的请求时刻。
第二模块基于所述接收时刻进行持续计数定时，当计数时刻达到所述请求时刻时，第二模块向第一模块请求5G广播基带信号。图7为本发明第二模块向第一模块请求5G广播基带信号时刻示意图。
步骤106：第一模块根据粗延时调整值对第二模块请求的5G广播基带信号进行单频网延时调整，并发送给第二模块。第一模块进行粗延时调整过程如图8所示。第一模块将5G广播基带信号发送给第二模块的流程如图9所示。
为了简单说明，粗延时调整值可视为整数倍单位延时，细延时调整值可视为小数倍单位延时，细延时调整值的作用是对第一模块和第二模块的内部传输时间抖动进行补偿，提高延时调整精度。
整数倍单位延时即粗延时的数据缓存于第一模块中，其传输时刻由第二模块根据总延时调整值、细延时调整值缓存资源提前通过步骤105向第一模块请求，第一模块根据第二模块的请求，将相应的5G广播基带信号传输给第二模块。
步骤107：第二模块将接收到的5G广播基带信号进行本地存储，并根据细延时调整值对接收到的5G广播基带信号进行单频网延时调整，完成5G广播单频网延时调整。第二模块进行细延时调整过程如图10所示。
完成5G广播单频网延时调整后，第二模块可继续基于所述接收时刻进行持续计数定时，当计数时刻达到目标发射时刻，将存储在本地的且对应于目标发射时刻的5G广播基带信号传输至于第二模块对应的射频调制单元。
现有技术采用单模块延时调整，单模块不仅要存储数据，还要计算延时时间，存在调整精度低、延时调整动态范围小的缺陷。本发明采用两模块的eNB结构，其中第一模块存储5G核心网的时间序列业务数据流，作为本发明的大动态范围单频网延时调整(大动态范围单频网延时调整意思为可以调整更多的时间序列业务数据流)的前提；第二模块计算总延时调整值，并划分为粗延时调整值和细延时调整值，均衡了第一模块和第二模块大带宽异步传输延时抖动，并且第二模块计算总延时调整值后根据划分的细延时调整值进行单频网延时调整，实现了大动态范围单频网延时调整，以及延时调整精度高的技术效果。
本方法采用两模块的eNB结构，其中第一模块为处理能力强，存储资源丰富，成本低的通用计算平台，第二模块为具有延时控制精度高，同步资源接口丰富的定制处理平台。第一模块和第二模块构成的5G广播eNB在单频网延时控制中具有调整动态范围大，延时控制精度高的优点，解决了原有单模块eNB的调整动态范围、调整精度的限制。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法，其特征在于，所述方法用于采用双向高吞吐的以太网方式连接的第一模块和第二模块，所述方法包括：
第一模块接收5G广播基带信号并进行本地存储；
第一模块解析5G广播基带信号随路携带的目标发射时刻；
第一模块将所述目标发射时刻和接收5G广播基带信号的接收时刻发送给第二模块；
第二模块根据所述目标发射时刻和所述接收时刻计算5G广播基带信号的总延时调整值，并将所述总延时调整值划分为粗延时调整值和细延时调整值；所述粗延时调整值为第一模块的延时调整值，所述细延时调整值为第二模块的延时调整值；
第二模块根据所述粗延时调整值向第一模块请求5G广播基带信号；
第一模块根据粗延时调整值对第二模块请求的5G广播基带信号进行单频网延时调整，并发送给第二模块；
第二模块将接收到的5G广播基带信号进行本地存储，并根据细延时调整值对接收到的5G广播基带信号进行单频网延时调整，完成5G广播单频网延时调整。
2.根据权利要求1所述的用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法，其特征在于，第二模块根据第一模块到第二模块的传输延时抖动范围将所述总延时调整值划分为粗延时调整值和细延时调整值。
3.根据权利要求1所述的用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法，其特征在于，所述粗延时调整值包括第一模块将5G广播基带信号进行存储的时间以及第一模块的延时时间；所述细延时调整值包括第二模块接收5G广播基带信号的接收时间以及第二模块的延时时间。
4.根据权利要求3所述的用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法，其特征在于，所述第二模块的延时时间通过第二模块中的硬件存储资源确定，所述硬件存储资源为ping-pong架构。
5.根据权利要求1所述的用于高塔高功率的5G广播单频网延时调整方法，其特征在于，所述第二模块根据所述粗延时调整值向第一模块请求5G广播基带信号，具体包括：
第二模块根据所述粗延时调整值和第一模块与第二模块之间的通讯时间确定5G广播基带信号的请求时刻；
第二模块基于所述接收时刻进行持续计数定时，当计数时刻达到所述请求时刻时，第二模块向第一模块请求5G广播基带信号。
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