專利名稱：基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信技術(shù)，尤其涉及一種基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
無線數(shù)字廣播技術(shù)是通信技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，應用這項技術(shù)，可以提高廣播網(wǎng)的覆蓋質(zhì)量，擴大廣播網(wǎng)的覆蓋范圍。
在實際應用中，若直接采用地面覆蓋，網(wǎng)絡的建設(shè)成本和維護成本都很大；若采用直接衛(wèi)星覆蓋，農(nóng)村和偏遠山區(qū)可以直接接收，在城市中無遮攔區(qū)域也可以直接接收，但對于城市中建筑遮擋比較多的地方，其覆蓋效果很不理想，因此，對于這些覆蓋質(zhì)量差的區(qū)域，必須采用地面增補轉(zhuǎn)發(fā)的模式進行覆蓋。
現(xiàn)有技術(shù)中采用地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器進行無線數(shù)字廣播的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。該無線數(shù)字廣播系統(tǒng)包括數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)、衛(wèi)星、以及數(shù)字信號接收系統(tǒng)。在數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)中，信源數(shù)據(jù)調(diào)制器將信源編碼器輸出的數(shù)據(jù)進行調(diào)制，再通過Ku波段發(fā)射機以Ku波段發(fā)射到衛(wèi)星上。衛(wèi)星對接收到的Ku波段進行轉(zhuǎn)發(fā)。衛(wèi)星以S波段直接向數(shù)字信號接收系統(tǒng)中的終端解調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)信源數(shù)據(jù)，同時，衛(wèi)星還以Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)信源數(shù)據(jù)。以Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)的信源數(shù)據(jù)由增補轉(zhuǎn)發(fā)器的衛(wèi)星天線接收后，再以S波段轉(zhuǎn)發(fā)給終端解調(diào)器。終端解調(diào)器對接收到的S波段的信源數(shù)據(jù)進行解調(diào)，再由信源解碼器進行解碼，之后發(fā)送給對應的移動終端。
在上述無線數(shù)字廣播系統(tǒng)中，地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器是呈網(wǎng)狀分布的，各個地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器接收同一衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的Ku波段的信源數(shù)據(jù)，并以S波段轉(zhuǎn)發(fā)給對應的終端解調(diào)器。對于終端解調(diào)器來說，其同時接收衛(wèi)星直接轉(zhuǎn)發(fā)的S波段的信源數(shù)據(jù)和通過增補轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)的S波段的信源數(shù)據(jù)。由于衛(wèi)星中存在晶體的偏移，或者地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的處理延時等多種原因，可能導致衛(wèi)星直接轉(zhuǎn)發(fā)的S波段數(shù)據(jù)與地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)的S波段數(shù)據(jù)在到達終端解調(diào)器時存在頻率，碼和時間的偏差，對于終端解調(diào)器來說，這些偏差將直接導致其不能正確的解調(diào)信源數(shù)據(jù)。
針對上述缺陷，現(xiàn)有技術(shù)中在無線數(shù)字廣播系統(tǒng)增加單頻網(wǎng)適配器和GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng))等關(guān)鍵設(shè)備，借助于這些設(shè)備實現(xiàn)系統(tǒng)的頻率同步、時間同步和碼同步。
通過利用GPS設(shè)備提供精確的秒脈沖信號，由數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)利用單頻網(wǎng)適配器對發(fā)送的數(shù)據(jù)流進行巨幀處理，數(shù)字信號接收系統(tǒng)接收到轉(zhuǎn)發(fā)下來的數(shù)據(jù)流后，進行解巨幀處理，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的時間同步和碼同步。
針對頻率同步的要求，從GPS設(shè)備得到基準頻率和秒脈沖信號，用GPS設(shè)備的基準頻率來驅(qū)動每部地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)所有的級聯(lián)振蕩器，進而實現(xiàn)載波頻率的同步。
可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中對載波同步、時間同步和碼同步都依賴于獨立的GPS設(shè)備，而在實際應用中，一旦缺失了GPS設(shè)備的信息，將導致整個系統(tǒng)由于沒有進行同步而處于癱瘓狀態(tài)。這時，即使是有人工干預也是無濟于事的。而且，采用GPS設(shè)備進行同步，也導致系統(tǒng)成本的增加，使各地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器之間的組網(wǎng)聯(lián)調(diào)更加復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步系統(tǒng)及其方法。
基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步系統(tǒng)包括數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)、衛(wèi)星、數(shù)字信號接收系統(tǒng)，數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為信源編碼器與信源數(shù)據(jù)調(diào)制器、業(yè)務同步激勵器、Ku波段發(fā)射機相接，信源數(shù)據(jù)調(diào)制器與Ku波段發(fā)射機相接，數(shù)字信號接收系統(tǒng)內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為衛(wèi)星天線與地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器相接，信源解碼器與終端解調(diào)器相接，衛(wèi)星分別與衛(wèi)星天線，終端解調(diào)器相接。
所述的業(yè)務同步激勵器內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為系統(tǒng)時刻產(chǎn)生器與PN碼擴頻通道系統(tǒng)時刻封裝器、Ku波段上變頻器相接，系統(tǒng)時刻產(chǎn)生器與信源數(shù)據(jù)系統(tǒng)時間戳封裝器相接。
地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為Ku波段下變頻模塊與數(shù)據(jù)通路模塊、S波段上變頻和功率放大模塊相接，數(shù)據(jù)通路模塊與同步模塊相接。
數(shù)據(jù)通路模塊內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為Ku波段數(shù)據(jù)解調(diào)模塊與數(shù)據(jù)S波段編碼模塊、數(shù)據(jù)S波段調(diào)制模塊相接。
同步模塊內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為載波頻率和相位同步跟蹤模塊與PN碼同步和跟蹤模塊、時間同步跟蹤模塊、同步發(fā)送控制模塊相接。
基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步的方法包括如下步驟1)數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射包含信源數(shù)據(jù)、系統(tǒng)時間的數(shù)據(jù)包，以及與系統(tǒng)時間對應的PN碼；2)數(shù)字信號接收系統(tǒng)根據(jù)接收到信源數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)載波頻率和相位的同步調(diào)整和根據(jù)PN碼進行碼的同步調(diào)整；3)數(shù)字信號接收系統(tǒng)解調(diào)接收到的數(shù)據(jù)包，并根據(jù)其中的系統(tǒng)時間信息啟動接收系統(tǒng)。
所述的系統(tǒng)時間對應的PN碼的對應關(guān)系是系統(tǒng)時間對應于PN碼周期的整數(shù)倍。信源數(shù)據(jù)與系統(tǒng)時間對應的PN碼之間的關(guān)系是信源數(shù)據(jù)與PN碼按設(shè)定的幅度比疊加發(fā)射。
數(shù)字信號接收系統(tǒng)根據(jù)接收到信源數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)載波頻率和相位的同步調(diào)整和根據(jù)PN碼進行碼的同步調(diào)整方法包括如下步驟1)根據(jù)對信源數(shù)據(jù)定時和相位跟蹤完成系統(tǒng)載波頻率和相位的同步捕獲；2)根據(jù)對接收到的PN碼進行全相關(guān)或部分相關(guān)計算進行PN碼的同步捕獲；3)根據(jù)對接收到的信源數(shù)據(jù)的定時和相位跟蹤完成載波頻率和相位的跟蹤，根據(jù)接收到的PN碼的完成碼相位的跟蹤。
本發(fā)明中，在數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)中增加發(fā)射反映系統(tǒng)時間信息的PN碼，數(shù)字信號接收系統(tǒng)根據(jù)其接收到的信源數(shù)據(jù)進行載波頻率和相位的同步調(diào)整和根據(jù)接收到的PN碼進行碼的同步調(diào)整，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的同步。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在不增加接收系統(tǒng)設(shè)備的情況下實現(xiàn)了系統(tǒng)的同步，不僅節(jié)省了系統(tǒng)建設(shè)的開支，也提高了系統(tǒng)通信的可靠性和方便性。


圖1是基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步系統(tǒng)電路框圖；圖2是本發(fā)明的業(yè)務同步激勵器的電路框圖；圖3是本發(fā)明的地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的電路框圖；圖4是本發(fā)明的地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器中數(shù)據(jù)通路模塊的電路框圖；圖5是本發(fā)明的地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器中同步模塊的電路框圖；圖6是本發(fā)明中無線數(shù)字廣播同步的方法流程圖；圖7是本發(fā)明中數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)疊加發(fā)送的數(shù)據(jù)包與PN碼的幅度比示意圖；圖8是本發(fā)明中數(shù)字信號接收系統(tǒng)進行載波頻率與碼的同步調(diào)整的方法流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明中，通過在發(fā)射系統(tǒng)的上行信道中同時疊加發(fā)射數(shù)據(jù)包和PN碼，接收系統(tǒng)根據(jù)信源數(shù)據(jù)的跟蹤完成系統(tǒng)載波頻率和相位的恢復和根據(jù)PN碼相關(guān)和跟蹤完成碼同步，兩者結(jié)合實現(xiàn)整個無線數(shù)字廣播系統(tǒng)的時間同步和碼同步。
如圖1所示，基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步系統(tǒng)包括數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)、衛(wèi)星、數(shù)字信號接收系統(tǒng)，數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為信源編碼器與信源數(shù)據(jù)調(diào)制器、業(yè)務同步激勵器、Ku波段發(fā)射機相接，信源數(shù)據(jù)調(diào)制器與Ku波段發(fā)射機相接，數(shù)字信號接收系統(tǒng)內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為衛(wèi)星天線與地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器相接，信源解碼器與終端解調(diào)器相接，衛(wèi)星分別與衛(wèi)星天線，終端解調(diào)器相接。
其中，數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)包括信源數(shù)據(jù)調(diào)制器，用于將信源編碼器輸出的編碼信號進行調(diào)制，并將調(diào)制的數(shù)據(jù)信號輸出至Ku波段發(fā)射機和業(yè)務/同步激勵器；信源編碼器，用于對信源數(shù)據(jù)進行編碼，并輸出至信源數(shù)據(jù)調(diào)制器；業(yè)務/同步激勵器，用于接收信源數(shù)據(jù)調(diào)制器發(fā)送來的信源數(shù)據(jù)，并將信源數(shù)據(jù)以及生成的系統(tǒng)時間打包，與生成的PN碼疊加發(fā)送至Ku波段發(fā)射機；Ku波段發(fā)射機，用于在上行的業(yè)務信道發(fā)射接收到業(yè)務/同步激勵器打包的數(shù)據(jù)包和信源數(shù)據(jù)調(diào)制器輸出的信源數(shù)據(jù)，在上行的同步信道發(fā)射接收到的業(yè)務/同步激勵器發(fā)送來的PN碼擴頻的系統(tǒng)時間信號或通過PN碼的組合表示的系統(tǒng)時間信號。如下面的詳細解釋中未對PN碼做明確說明，那么PN碼的表述指的就是PN碼擴頻的系統(tǒng)時間信號或通過PN碼的組合表示的系統(tǒng)時間信號。
所述衛(wèi)星用于向數(shù)字信號接收系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)接收到的信源數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)包、以及PN碼。
所述數(shù)字信號接收系統(tǒng)包括地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器，用于接收衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的信源數(shù)據(jù)、以及PN碼，并根據(jù)接收到的PN碼進行系統(tǒng)載波與碼的同步調(diào)整，再根據(jù)同步后解調(diào)數(shù)據(jù)包確定的系統(tǒng)時間信息發(fā)送信源數(shù)據(jù)信息至終端解調(diào)器；終端解調(diào)器，用于接收轉(zhuǎn)發(fā)的信源數(shù)據(jù)信息，并對接收到的信源數(shù)據(jù)信息進行解調(diào)輸出；信源解碼器，用于對終端解調(diào)器輸出的數(shù)據(jù)信息進行解碼。
上述系統(tǒng)中，數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)在發(fā)射信源數(shù)據(jù)信息時，同時疊加發(fā)射反映系統(tǒng)時間的PN碼，這樣，數(shù)字信號接收系統(tǒng)就可以根據(jù)該PN碼進行碼的同步調(diào)整，并且利用信源數(shù)據(jù)完成載波頻率的調(diào)整，在經(jīng)過上述載波頻率與碼的同步調(diào)整后，解調(diào)數(shù)據(jù)包，從中獲得系統(tǒng)時間信息，所有的地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器根據(jù)此系統(tǒng)時間信息向終端解調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，從而實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的同步。
如圖2所示，所述的業(yè)務同步激勵器內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為系統(tǒng)時刻產(chǎn)生器與PN碼擴頻通道系統(tǒng)時刻封裝器、Ku波段上變頻器相接，系統(tǒng)時刻產(chǎn)生器與信源數(shù)據(jù)系統(tǒng)時間戳封裝器相接。
如圖3所示，地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為Ku波段下變頻模塊與數(shù)據(jù)通路模塊、S波段上變頻和功率放大模塊相接，數(shù)據(jù)通路模塊與同步模塊相接。
如圖4所示，數(shù)據(jù)通路模塊內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為Ku波段數(shù)據(jù)解調(diào)模塊與數(shù)據(jù)S波段編碼模塊、數(shù)據(jù)S波段調(diào)制模塊相接。
數(shù)據(jù)解調(diào)模塊用于實現(xiàn)從載波中提取數(shù)據(jù)，并進行解碼；數(shù)據(jù)S波段編碼模塊用于將解碼后的數(shù)據(jù)按照S波段所要求的數(shù)據(jù)格式進行編碼。例如，按照CDM或者OFDM進行編碼。
如圖5所示，同步模塊內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為載波頻率和相位同步跟蹤模塊與PN碼同步和跟蹤模塊、時間同步跟蹤模塊、同步發(fā)送控制模塊相接。
載波頻率和相位同步跟蹤模塊，用于根據(jù)接收到的信源數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)頻率和相位的同步和跟蹤；PN碼同步和跟蹤模塊，用于根據(jù)接收到的PN碼進行碼的同步捕獲及跟蹤；時間同步跟蹤模塊，用于將本地時鐘跟蹤到的發(fā)射源時鐘，將不同的地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器進行時間統(tǒng)一，得到系統(tǒng)時間；同步發(fā)送控制模塊，用于將接收到的數(shù)據(jù)根據(jù)系統(tǒng)時間進行定時轉(zhuǎn)發(fā)。
本發(fā)明還提供一種無線數(shù)字廣播同步的方法，如圖6所示，包括如下步驟步驟101，數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射包含信源數(shù)據(jù)、系統(tǒng)時間的數(shù)據(jù)包，以及與系統(tǒng)時間對應的PN碼。
本發(fā)明中，數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)將上行信道分為業(yè)務信道和同步信道，在業(yè)務信道中發(fā)射包含信源數(shù)據(jù)、系統(tǒng)時間的數(shù)據(jù)包，在同步信道中發(fā)射PN碼擴頻的系統(tǒng)時間或通過PN碼組合所表述的系統(tǒng)時間。
所述系統(tǒng)時間可以通過PN碼的周期來表示，即系統(tǒng)時間可以對應于PN碼周期的整數(shù)倍。例如，當采用12位的PN碼時，該PN碼的周期為212-1，即4095個碼片時間，那么，系統(tǒng)時間可以等于該PN碼周期，即4095個碼片的時間。
本步驟中，數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)在發(fā)射數(shù)據(jù)包及對應的PN碼時，將數(shù)據(jù)包與PN碼按設(shè)定的幅度比同時疊加發(fā)射，其幅度比可根據(jù)網(wǎng)絡狀況設(shè)定。例如，圖5中所示，數(shù)據(jù)包的幅度為1，PN碼的幅度也為1，那么，數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)在疊加發(fā)射數(shù)據(jù)包及PN碼時，可取PN碼幅度的0.1倍與數(shù)據(jù)包疊加發(fā)射。
步驟102，數(shù)字信號接收系統(tǒng)根據(jù)接收到的信源數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)載波頻率和相位的同步調(diào)整和根據(jù)PN碼進行碼的同步調(diào)整。
數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)將數(shù)據(jù)包與PN碼按設(shè)定的幅度比疊加后發(fā)射到衛(wèi)星上，衛(wèi)星將接收到數(shù)據(jù)包與PN碼轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)字信號接收系統(tǒng)。
本步驟102中，可具體包括如下步驟步驟201，對數(shù)字信號接收系統(tǒng)的載波頻率和相位同步捕獲。
本步驟中，根據(jù)信源數(shù)據(jù)所提取的定時誤差信息和相位誤差信息，完成對接收系統(tǒng)頻率的同步捕獲和相位的同步捕獲。
具體為通過對信源數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)包)接收中定時誤差的提取并且補償?shù)较到y(tǒng)時鐘的生成中就可以完成系統(tǒng)頻率的同步；通過對信源數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)包)接收中相位誤差的提取并且補償?shù)讲蓸拥玫降男旁磾?shù)據(jù)的矢量表示中，就可以得到相位的同步捕獲。然后把補償后的信源數(shù)據(jù)的矢量結(jié)果交由碼捕獲模塊進行同步捕獲。
步驟202，對數(shù)字信號接收系統(tǒng)的碼進行同步捕獲。
在整個系統(tǒng)中，碼和載波頻率一般采用兩套晶體來進行，因此，在采用PN碼的相關(guān)峰進行晶體時鐘捕獲時，不但會受到載波不同步的影響，同時也會受到PN碼不同步的影響。PN碼的不同步往往會導致相關(guān)峰的峰值不高，并在非相關(guān)峰的位置上產(chǎn)生抖動，出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。為了實現(xiàn)穩(wěn)定的跟蹤和時間系統(tǒng)同步，就必須先調(diào)整通信系統(tǒng)的碼同步。
本步驟中，根據(jù)對接收到的PN碼進行全相關(guān)或部分相關(guān)計算進行PN碼的同步粗捕獲。
具體為對接收到的PN碼進行全相關(guān)或部分相關(guān)計算，當PN碼完全同步時，固定周期的相關(guān)峰值會持續(xù)保持捕獲時的數(shù)量級，也即完成了PN碼的同步捕獲。也可以通過解擴接收的擴頻數(shù)據(jù)幀的幀頭檢測標識PN碼的同步捕獲。
PN碼在I和Q通道上都有分量，為了得到精確的相關(guān)峰，可以采用兩個通道相關(guān)峰平方和相加的形式，用公式表示為Peakf=Ipeak2+Qpeak2,]]>式中，Peskf為當前的相關(guān)峰值，Ipeak為當前I通道的相關(guān)峰值，Qpeak為當前Q通道的相關(guān)峰值。在某一頻率f下的相關(guān)峰為I和Q兩路相關(guān)平方和的最大值Peakf。
在進行相關(guān)計算時采用逐點計算的方法，即在每個PN碼的周期內(nèi)都計算一點，這樣，完成整個計算過程要進行PN碼的整個周期次的PN碼周期。同時，考慮的系統(tǒng)不同步的情況下，相關(guān)峰的位置會發(fā)生前后移動，因此，在進行相關(guān)計算時，可以每次計算2個PN碼的周期次周期。以采用12位的PN碼為例，就需計算2×4095×4095個碼元時間。
當碼長比較長時，只要用能夠得到解調(diào)擴頻信息所需的碼片長度做相關(guān)即可，不需要全碼片的長度，以采用12位的PN碼為例，如果使用512個碼片長度做相關(guān)就可以達到所要求的擴頻增益，那么就只需計算2×512×4095個碼元時間。
使用上述的相關(guān)峰值檢測的方法在上述計算確定的碼片時間內(nèi)就可以完成PN碼的捕獲。
步驟203，對數(shù)字信號接收系統(tǒng)的碼及載波頻率和相位進行同步跟蹤。
經(jīng)過上述各步驟中對載波頻率及碼的同步調(diào)整后，接收系統(tǒng)中載波頻率及碼與發(fā)射系統(tǒng)的載波頻率及碼基本同步，但是，由于接收系統(tǒng)存在晶體的漂移，接收系統(tǒng)中得到的PN碼相關(guān)峰的周期與PN碼的理論周期還存在著一定的差異，因此，必須進行碼同步跟蹤和載波同步跟蹤，以實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。
通過步驟201中所描述的載波頻率和相位的跟蹤方法保持兩者的跟蹤穩(wěn)定，并且把跟蹤補償完的結(jié)果用于信源數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)包)的解調(diào)、PN碼的跟蹤和擴頻數(shù)據(jù)的解擴使用。
對于碼跟蹤，以碼捕獲后每次相關(guān)產(chǎn)生的IQ路數(shù)據(jù)通過碼偏鑒別器提取誤差，送入環(huán)路濾波后補償?shù)酱a產(chǎn)生器的相位和頻率輸入上，調(diào)整碼相位與解擴源數(shù)據(jù)相對位置保證碼相位的同步跟蹤狀態(tài)。
經(jīng)過對數(shù)字信號接收系統(tǒng)的碼及載波頻率的同步跟蹤后，接收系統(tǒng)就可以正確接收及解調(diào)其接收到的信源數(shù)據(jù)。
步驟103，數(shù)字信號接收系統(tǒng)解調(diào)接收到的數(shù)據(jù)包，并根據(jù)其中的系統(tǒng)時間信息啟動接收系統(tǒng)。
在經(jīng)過步驟102的載波同步和碼同步調(diào)整后，數(shù)字信號接收系統(tǒng)可以接收到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)下來的數(shù)據(jù)包，并對接收到的數(shù)據(jù)包進行解調(diào)。
解調(diào)數(shù)據(jù)包可得到系統(tǒng)時間信息，數(shù)字信號接收系統(tǒng)中的地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器根據(jù)上述系統(tǒng)時間信息設(shè)定編碼數(shù)據(jù)的發(fā)送時刻，并將編碼數(shù)據(jù)按照設(shè)定的發(fā)送時刻進行發(fā)送，從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的同步。
盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
權(quán)利要求
1.一種基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步系統(tǒng)，其特征在于它包括數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)、衛(wèi)星、數(shù)字信號接收系統(tǒng)，數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為信源編碼器與信源數(shù)據(jù)調(diào)制器、業(yè)務同步激勵器、Ku波段發(fā)射機相接，信源數(shù)據(jù)調(diào)制器與Ku波段發(fā)射機相接，數(shù)字信號接收系統(tǒng)內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為衛(wèi)星天線與地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器相接，信源解碼器與終端解調(diào)器相接，衛(wèi)星分別與衛(wèi)星天線，終端解調(diào)器相接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步系統(tǒng)，其特征在于所述的業(yè)務同步激勵器內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為系統(tǒng)時刻產(chǎn)生器與PN碼擴頻通道系統(tǒng)時刻封裝器、Ku波段上變頻器相接，系統(tǒng)時刻產(chǎn)生器與信源數(shù)據(jù)系統(tǒng)時間戳封裝器相接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步系統(tǒng)，其特征在于所述的地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為Ku波段下變頻模塊與數(shù)據(jù)通路模塊、S波段上變頻和功率放大模塊相接，數(shù)據(jù)通路模塊與同步模塊相接。
4.如權(quán)利要求3所述的一種基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)通路模塊內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為Ku波段數(shù)據(jù)解調(diào)模塊與數(shù)據(jù)S波段編碼模塊、數(shù)據(jù)S波段調(diào)制模塊相接。
5.如權(quán)利要求3所述的一種基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步系統(tǒng)，其特征在于所述的同步模塊內(nèi)部模塊的連接關(guān)系為載波頻率和相位同步跟蹤模塊與PN碼同步和跟蹤模塊、時間同步跟蹤模塊、同步發(fā)送控制模塊相接。
6.一種使用如權(quán)利要求所述系統(tǒng)的基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步的方法，其特征在于，包括如下步驟1)數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射包含信源數(shù)據(jù)、系統(tǒng)時間的數(shù)據(jù)包，以及與系統(tǒng)時間對應的PN碼；2)數(shù)字信號接收系統(tǒng)根據(jù)接收到信源數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)載波頻率和相位的同步調(diào)整和根據(jù)PN碼進行碼的同步調(diào)整；3)數(shù)字信號接收系統(tǒng)解調(diào)接收到的數(shù)據(jù)包，并根據(jù)其中的系統(tǒng)時間信息啟動接收系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步的方法，其特征在于，所述的系統(tǒng)時間對應的PN碼的對應關(guān)系是系統(tǒng)時間對應于PN碼周期的整數(shù)倍。
8.如權(quán)利要求6所述的一種基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步的方法，其特征在于，所述的信源數(shù)據(jù)與系統(tǒng)時間對應的PN碼之間的關(guān)系是信源數(shù)據(jù)與PN碼按設(shè)定的幅度比疊加發(fā)射。
9.如權(quán)利要求6所述的一種基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步的方法，其特征在于，所述的數(shù)字信號接收系統(tǒng)根據(jù)接收到信源數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)載波頻率和相位的同步調(diào)整和根據(jù)PN碼進行碼的同步調(diào)整方法包括如下步驟1)根據(jù)對信源數(shù)據(jù)定時和相位跟蹤完成系統(tǒng)載波頻率和相位的同步捕獲；2)根據(jù)對接收到的PN碼進行全相關(guān)或部分相關(guān)計算進行PN碼的同步捕獲；3)根據(jù)對接收到的信源數(shù)據(jù)的定時和相位跟蹤完成載波頻率和相位的跟蹤，根據(jù)接收到的PN碼的完成碼相位的跟蹤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器的無線數(shù)字廣播同步系統(tǒng)及其方法。所述地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器中增加設(shè)置了用于根據(jù)信源數(shù)據(jù)進行載波頻率和相位鎖定和根據(jù)PN碼進行碼同步調(diào)整的同步模塊。所述方法包括如下步驟數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射包含信源數(shù)據(jù)、系統(tǒng)時間的數(shù)據(jù)包，以及與系統(tǒng)時間對應的PN碼；數(shù)字信號接收系統(tǒng)根據(jù)接收到信源數(shù)據(jù)進行載波頻率和相位的同步調(diào)整和根據(jù)PN碼進行碼的同步調(diào)整；數(shù)字信號接收系統(tǒng)解調(diào)接收到的數(shù)據(jù)包，并根據(jù)其中的系統(tǒng)時間信息啟動接收系統(tǒng)。本發(fā)明在數(shù)字信號發(fā)射系統(tǒng)中增加發(fā)射反映系統(tǒng)時間信息的PN碼，數(shù)字信號接收系統(tǒng)根據(jù)其接收到信源數(shù)據(jù)進行載波頻率和相位的同步調(diào)整和根據(jù)PN碼進行的碼同步調(diào)整，實現(xiàn)系統(tǒng)的同步。
文檔編號H04H1/00GK101030805SQ20071006720
公開日2007年9月5日 申請日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者鐘杰, 海波, 趙民建, 梁小芃 申請人:浙江大學, 北京華信泰機電設(shè)備有限公司