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专利号: 2019101225823
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于局域网的小区DMB单频网实现方法,包括控制台PC和发射台,其特征在于:所述控制台PC连接GPS接收模块,同时,所述控制台PC通过局域网和发射台连接;

所述控制台PC包括若干路源编码、数据编码和信道编码,若干路所述源编码的输出端和若干信道编码的输入端信号一一连接,若干路所述信道编码的输出端与传输帧复用器的输入端信号连接;

所述发射台包括PC、发射机和GPS接收模块,所述PC的数据缓冲池通过USB接口与发射机连接,所述发射机通过放大器放大后与发射天线连接,所述GPS接收模块输出UTC时间和PPS秒脉冲信号给发射机的同步控制模块,同时,所述GPS接收模块提供的基准时钟给发射机,所述GPS接收模块的信号接收端与GPS天线连接;

控制台PC和发射台之间的数据以传输帧的形式通过局域网馈送,传输帧的帧计数值TF_CNT作为时间戳保存在传输帧中;发射台的同步电路根据PPS信号动态调整内部时钟的分频比,实现频率同步;同时,同步电路根据PPS信号和UTC信息,产生传输帧同步脉冲、传输帧更新脉冲和调制符号更新脉冲;同步电路根据传输帧更新脉冲,从数据缓冲池中读出时间戳匹配的传输帧进行调制;调制之后的信号经过上变频、放大后,通过天线进行发射。

2.根据权利要求1所述的一种基于局域网的小区DMB单频网实现方法,其特征在于:所述发射机包括OFDM调制模块、上变频和同步控制模块,所述OFDM调制模块的输入端通过USB接口与PC的数据缓冲池连接,所述OFDM调制模块的输出端通过IQ数字基带信号与上变频的输入端连接,所述GPS接收模块的PPS输出信号与同步控制模块的一个输入端连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于局域网的小区DMB单频网实现方法,其特征在于,所述同步控制模块利用GPS接收模块输出的基准时钟CLK0,经过M倍频后产生时钟CLKMX,CLKMX再经过一个动态M分频电路输出时钟CLK1,在CLK1基础上根据GPS输出的UTC时间产生同步信号;所述的动态M分频电路的分频比,由GPS接收模块输出的PPS信号进行动态调控;

单频网实现的关键点在于发射台之间必须保证严格的频率同步和时间同步,这就要通过补偿两类误差:实际频率与理论频率的误差,发射机调制电路的本地时间与UTC时间的累计误差,对系统频率和系统时间进行校准。

4.根据权利要求3所述的一种基于局域网的小区DMB单频网实现方法,其特征在于,实际频率与理论频率的误差的计算及校准算法如下:第一步,以第i个PPS为开始信号,第i+1秒的GPS的PPS为终止信号,利用CLKMX进行计数,获得第i秒的实际计数值Ni,计算出Ni和理论值Ntheory之间的误差Nd=Ni‑Ntheory;由于两个PPS之间的理论间隔为1秒,Ntheory的值就等于CLKMX的理论频率值,也等于CLK0的理论频率值乘以M;

第二步,若Nd>0,即实际计数值大于理论计数值,则在第i+1秒的计数周期内,M分频计数器应有Nd次加零计数,使得第i+1秒实际计数值Ni+1=Ntheory+∣Nd∣;若Nd<0,即实际计数值小于理论计数值,则在第i+1秒的计数周期内,M分频计数时应有∣Nd∣次加二计数,使得第i+1秒实际计数值Ni+1=Ntheory‑∣Nd∣;

第三步,假设在每秒内M分频计数器需要重复计数R次,R的值等于CLK0的理论频率值,则将上述∣Nd∣次加零计数或加二计数操作,按照间隔等于R/∣Nd∣的频次,均匀的分布在第i+

1秒的所有M分频计数周期内;

第四步,重复执行上述三个步骤,动态地调整每个PPS间隔之内M分频计数器的分频值,从而实现对CLK1频率的动态调整和校准。

5.根据权利要求3所述的一种基于局域网的小区DMB单频网实现方法,其特征在于,发射机调制电路的本地时间与UTC时间的累计误差及同步控制方法如下:第一步,发射机的同步控制模块根据GPS输出的UTC和PPS信号,在UTC的秒计数器值等于0、12、24、36或48,且PPS上升沿的时刻,强制地同步产生传输帧同步信号TF_SYNC;由于DMB传输帧的第一个符号是零符号,在此时强制同步使得时间的误差累计在零符号内,而零符号不会对DMB解调造成影响;

第二步,在TF_SYNC脉冲之后,依照DMB标准规定的时间序列,依次产生每个调制符号的更新脉冲信号SYM_PULSE,以及传输帧更新脉冲TF_PULSE;在每一个TF_PULSE到来后,传输帧计数器TF_CNT加1,同时调制符号计数器SYM_CNT清零;在每一个SYM_PULSE到来后,调制符号计数器SYM_CNT加1;

第三步,根据发射机本地的TF_CNT的数值,读出发射机数据缓冲池内时间标签等于TF_CNT的那帧传输帧数据,并送给OFDM调制器进行调制。

6.根据权利要求2所述的一种基于局域网的小区DMB单频网实现方法,其特征在于,在发射台设置传输帧接收数据缓冲池,发射台同步电路根据TF_CNT的数值从数据缓冲池中选择时间戳等于TF_CNT的传输帧送入OFDM调制电路,从而解决局域网因存在网络波动和传输延时而造成单频网内各发射台无法持续稳定地同步调制传输帧的问题。