[发明专利]地面增补转发器及无线数字广播同步的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信技术，尤其涉及一种地面增补转发器，及无线数字广播同步的系统和方法。

背景技术

无线数字广播技术是通信技术发展的必然结果，应用这项技术，可以提高广播网的覆盖质量，扩大广播网的覆盖范围。

在实际应用中，若直接采用地面覆盖，网络的建设成本和维护成本都很大；若采用直接卫星覆盖，农村和偏远山区可以直接接收，在城市中无遮拦区域也可以直接接收，但对于城市中建筑遮挡比较多的地方，其覆盖效果很不理想，因此，对于这些覆盖质量差的区域，必须采用地面增补转发的模式进行覆盖。

如图1所示，为现有技术中采用地面增补转发器进行无线数字广播的系统结构图。该无线数字广播系统包括数字信号发射系统、卫星、以及数字信号接收系统。在数字信号发射系统中，信源数据调制器将信源编码器输出的数据进行调制，再通过Ku波段发射机以Ku波段发射到卫星上。卫星对接收到的Ku波段进行转发。卫星以S波段直接向数字信号接收系统中的终端解调器转发信源数据，同时，卫星还以Ku波段转发信源数据。以Ku波段转发的信源数据由增补转发器的卫星天线接收后，再以S波段转发给终端解调器。终端解调器对接收到的S波段的信源数据进行解调，再由信源解码器进行解码，之后发送给对应的移动终端。

在上述无线数字广播系统中，地面增补转发器是呈网状分布的，各个地面增补转发器接收同一卫星转发的Ku波段的信源数据，并以S波段转发给对应的终端解调器。对于终端解调器来说，其同时接收卫星直接转发的S波段的信源数据和通过增补转发器转发的S波段的信源数据。由于卫星中存在晶体的偏移，或者地面增补转发器的处理延时等多种原因，可能导致卫星直接转发的S波段数据与地面增补转发器转发的S波段数据在到达终端解调器时存在频率，码和时间的偏差，对于终端解调器来说，这些偏差将直接导致其不能正确的解调信源数据。

针对上述缺陷，现有技术中在无线数字广播系统增加单频网适配器和GPS(Global Positioning System，全球定位系统)等关键设备，借助于这些设备实现系统的频率同步、时间同步和码同步。

通过利用GPS设备提供精确的秒脉冲信号，由数字信号发射系统利用单频网适配器对发送的数据流进行巨帧处理，数字信号接收系统接收到转发下来的数据流后，进行解巨帧处理，从而实现系统的时间同步和码同步。

针对频率同步的要求，从GPS设备得到基准频率和秒脉冲信号，用GPS设备的基准频率来驱动每部地面增补转发器内所有的级联振荡器，进而实现载波频率的同步。

可以看出，现有技术中对载波同步、时间同步和码同步都依赖于独立的GPS设备，而在实际应用中，一旦缺失了GPS设备的信息，将导致整个系统由于没有进行同步而处于瘫痪状态。这时，即使是有人工干预也是无济于事的。而且，采用GPS设备进行同步，也导致系统成本的增加，使各地面增补转发器之间的组网联调更加复杂。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提供一种地面增补转发器及无线数字广播同步的系统和方法，通过在数字信号发射系统中叠加用于识别系统时间的PN码(Pseudo noise Code，伪随机噪声码)，在数字信号接收系统中根据此PN码进行整个系统的同步。

本发明所述地面增补转发器包括上变频模块、下变频模块、上变频和功率放大模块、以及数据通路模块，还包括同步模块；

所述同步模块包括：

PN码同步和跟踪模块，用于根据接收到的PN码进行码的同步捕获及跟踪；

时间同步跟踪模块，用于将本地时钟跟踪到的发射源时钟，将不同的地面增补转发器进行时间统一，得到系统时间；

同步发送控制模块，用于将接收到的数据根据系统时间进行定时转发。

本发明还提供一种无线数字广播同步的系统，包括数字信号发射系统、卫星、以及数字信号接收系统；

所述数字信号发射系统向卫星发射包含信源数据、系统时间的数据包，以及与系统时间对应的PN码；

所述数字信号接收系统根据卫星转发的PN码进行系统载波频率及码同步调整，并根据解调得到的系统时间信息启动接收系统。

上述数字信号发射系统设置有：

业务/同步激励器，用于接收信源数据调制器发送来的信源数据，并将信源数据以及生成的系统时间打包，与生成的PN码叠加发送至Ku波段发射机。

上述业务/同步激励器内设置有数据封装装置，该装置包括：

数据拆分模块，用于将接收到的数据拆分为至少一个包含有设定字节长度的数据包；

包头信息生成模块，用于生成标识上述数据包的包头信息；