发明名称 地面数字电视广播的单频网系统及其实现方法
摘要 地面数字电视广播的单频网系统及其实现方法属于数字通信技术领域,所述的系统主要由单频网适配器、GPS接收机、支持单频网的地面数字电视广播调制器三部分组成。在中心发射端,单频网适配器在传输码流中插入MIP包,MIP包中携带与GPS接收机相关的同步时间标签和到各个中继站的系统最大延时等信息。在各个中继站,同步系统检测MIP包,从中读出时间标签和最大延时,测量接收信号延时,计算出附加延时,并按照附加延时适当延迟TS流,使得各个中继站再次发射的信号同步。本发明提出的单频网实现方案已经用FPGA实现,并且应用在清华大学提出的地面数字多媒体广播传输系统中,实际试播和测试取得了良好的效果。
申请公布号 CN1678068A 申请公布日期 2005.10.05
申请号 CN200410003492.6 申请日期 2004.04.01
申请人 清华大学 发明人 杨知行;王劲涛;房海东;潘长勇;王军;韩猛
分类号 H04N7/24;H04N7/015;H04N7/04;H04L7/00;H04J11/00 主分类号 H04N7/24
代理机构 代理人
主权项 1.地面数字电视广播的单频网系统,含有单频网适配器、GPS接收机、分布式网络和同步系统等,其特征在于,它含有:(1)MPEG-2复用器,包括:带有视频信号输入端的视频子系统,带有音频信号输入端的音频子系统,复用器,它由单节目复用电路和多节目复用电路串接而成,单节目复用电路的两个输入端分别与视频子系统、音频子系统的基本业务流输出端相连,多节目复用电路的几个输入端分别依次与单节目复用电路的几个传送流输出端相连;(2)单频网适配器即SFN适配器,它含有:(2.1)接口格式变换电路,包括:同步并行接口即SPI转换到异步串行接口即ASI的芯片,异步串行接口转换到同步并行接口的芯片;根据要求的传输流即TS流的接口格式,在信号输入时,ASI到SPI接口格式变换电路的输入端与MPEG-2复用器中多节目复用电路的TS流输出端相连;(2.2)空包滤除电路,在数字电路中实现,包括:三个依次串接的移位寄存器,其中第一个移位寄存器的输入端与接口格式变换电路的TS流输出端相连;空包判断电路,它的三个输入端依次分别与第一、第二、第三个移位寄存器的TS流输入端相连;(2.3)缓存器,在数字电路中实现,它是一个FIFO存储器,它的输入端与空包虑除电路的经空包滤除后的TS流输出端相连;(2.4)大帧初始化包即MIP包的形成电路,在数字电路中实现,其中,MIP包的结构和MPEG-2的TS流的帧结构完全一致,它包括4字节的包头和184字节的有效载荷,具体由以下各部分组成,它们是对各个大帧初始化包都相同且对应的:a)包头,b)同步指示,c)块长度,排除填充字节,d)指针域,它是一个2字节的二进制整数,它表示随后大帧的第一包距离此MIP包的TS流包数,e)同步时间标签即STS,第M个大帧中的MIP包的同步时间标签表示第M+1个大帧的实际起始时间与最近的由发射端GPS得到的参考脉冲即1pps之间的差值,f)最大延迟即MD,它表示从发射天线发出的数字基带信号中的第M+1个大帧开始时间和单频网适配器中的第M+1个大帧的开始时间的差值,最大处理的延时是1秒,g)CRC校验,共32比特,h)填充字节;(2.5)发送端的GPS接收机,它通过RS232接口与MIP包形成电路互连,它的10M信号和参考脉冲即1pps的输出端与MIP包形成电路的相应输入端相连;(2.6)复用及速率适配电路,在数字电路中实现,它含有:复用及速率适配子电路,它在数字电路中实现,它有四个信号输入端:MIP包指示有效信号、MIP包、缓存器空指示信号和滤除空包后的TS流信号,它的输出信号有三种情况:MIP包指示信号有效时,优先传输MIP包;MIP包指示信号无效且缓存器不空时,传输TS流;MIP包指示信号无效且缓存器为空时,传输空包;节目时钟参考即PCR校正电路,它的输入端与复用及速率适配子电路的输出端相连;(3)发送端的传输网络适配器,它的输入端与单频网适配器的符合MPEG-2标准的TS流输出端相连,它是市售产品;(4)分布式网络,它的输入端与传输网络适配器的网络传输信号输出端相连;(5)接收端的多个传输网络适配器,它们的每一个输入都是网络传输信号;(6)接收端的多个GPS接收机,它们的每一个的10MHz信号和参考脉冲即1pps的输出端与同步系统中的MIP检测电路的相应输入端相连,每一个的10MHz信号输出端还与同步系统中的锁相环的相应输入端相连;(7)接收端的多个同步系统,它们的输入端分别与各传输网络适配器的符合MPEG-2标准的TS流输出端相连,每个同步系统含有:(7.1)接口格式变换电路,包括:同步并行接口即SPI转换到异步串行接口即ASI的芯片,异步串行接口转换到同步并行接口的芯片;根据要求的传输流即TS流的接口格式,在信号输入时,ASI到SPI接口格式变换电路的输入端与接收端的传输网络适配器的TS流输出端相连;(7.2)寄存器,在数字电路中实现,它的输入端与格式变换电路的TS流输出端相连;(7.3)传输码流包头检测电路,在数字电路中实现,它的输入端与寄存器的输出端相连,它的输出是上述STS和MD值;(7.4)计数器,在数字电路中实现,它的被测信号输入端与传输码流包头检测电路的输出端相连,它的两个计数控制输入信号分别是来自接收端GPS接收机的10MHZ时钟和1pps脉冲,它的输出是本地测量延时信息;(7.5)延时电路,在数字电路中实现,它含有:计算附加延时的减法器,它的被减数输入端与传输码流包头检测电路的输出端相连,它的减数输入端与上述计数器的本地测量延时输出端相连;缓存器,它的一个输入端与减法器的输出端相连,另一个输入端与上述寄存器的TS流输出端相连;(7.6)数字锁相环电路,它的输入端与接收端GPS接收机的10MHz时钟信号输出端相连;(8)多个地面数字电视广播调制器,它的第一个输入端与锁相环电路的调制载波输出端相连,第二个输入端与延时电路的全局复位信号即Reset输出端相连,第三个输入端与延时电路的延时输出TS码流信号输出端相连。
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