[发明专利]单频网中时钟同步装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种数字信号处理技术领域的装置，具体是一种单频网中时钟同步装置。

背景技术

在数字信号传输系统中，为了增加覆盖范围，改善覆盖效果，在一定的地理区域内(市、省，或者甚至是一个国家)，使用多个发射点，通过一个频段在同一时刻发射同样的无线信号，从而实现对该地理区域的可靠覆盖，这种组网方式称之为单频网。

单频网组网方式，是扩大覆盖范围、改善覆盖质量的最好方法，对比起消耗频谱资源、且频谱规划复杂的多频网组网方式来说，在频谱资源珍稀的当今，显得尤其重要。单频网的核心技术问题主要就是同步问题，强调的是在不同的发射点，需要以相同频率在相同时刻发射相同的节目。单频网的同步要求得不到满足的话，将会对覆盖重叠区的接收系统人为的造成复杂、恶劣的多径影响，产生相干干扰，恶化接收性能。传统的数字电视单频网结构示意图如图1所示。

因此，在单频网的构架下，所有的同步发射点都需要一个基准的标准时钟，这个标准时钟的频率往往是10MHz。目前，这些发射点10MHz标准时钟的获得，通常是利用外部的GPS同步时钟参考设备，接收GPS系统信号并锁定，从而提供一个任何时候在任何地点都同步的准确的10MHz时钟。

这种方式有4点缺陷：每一个发射点都需要一个标准时钟，用以保证各个发射点之间的时间完全同步，所需要添加的外部GPS时钟参考设备价格昂贵，维护成本高；整个单频网依赖于系统以外的信息工作，而这个单频网系统以外的GPS系统很容易受到人为的干扰，一旦GPS失锁，各个发射点的基准频率丢失，各个发射点的发射频率会相差各异，导致整个单频网的崩溃；即使是自然环境(如闪电雷击、太阳风暴等不可抗因素)，也很容易导致GPS系统受到干扰，一旦GPS失锁，各个发射点的基准频率丢失，各个发射点的发射频率会相差各异，导致整个单频网的崩溃；GPS系统开机，以及失锁后恢复时间很长，以小时计，导致整个单频网无法快速进入正常工作状态。

在传统的单频网网络结构下，电视节目信号通过复用器后，以标准MPEG格式的TS流进入中心站的主单频网适配器。该主单频网适配器信号对输入的TS流进行巨帧处理(MIP)，插入时间、信令等信息，然后送入节目分配网络。在各同步发射点，对应的收端适配器解析MIP包，计算传输延时并进行补偿，从而保证单频网时间同步和码流同步的要求，如图1所示。

传统技术上，为保证单频网的时间同步，在各同步发射点需要一个基准的标准时钟，常常通过外部GPS同步时钟参考设备来提供，如图3所示。一旦该GPS同步时钟参考设备受到人为、自然环境等干扰发生失锁，那么各同步发射点的频率将发生漂移，从而导致整个单频网系统的崩溃。

经过对现有技术的检索发现，中国专利号ZL200710041715.1，授权公告号CN100512436C，授权公告日2009-7-8公开了一种“铁路电视单频网中系统时钟馈送和恢复方法”，该技术简化了各同步发射点对GPS同步时钟参考设备的要求，其所使用的GPS设备只需要能产生1pps秒脉冲，并不需要输出高精度的10MHz时钟。这对比起传统的方法的确有了一定程度的改进，然而该技术需要同时在发射端的主单频网适配器和接收端适配器(同步器)插入计数操作，因此只能使用应用该专利技术的特定专用设备，或者必须对原有设备进行技术改造，并不具有通用性，尤其不利于不同厂家的设备进行互联互通；二来，它需要在TS流中额外插入的时间标签，破坏了原有TS流的设置；最后也是最重要的是，该时钟恢复算法属于跟踪算法，由于需要数字信号处理器在一定时间内平均计算数值，跟踪的频率非常低，从而导致恢复出来的时钟容易产生来回抖动。要达到工程应用的高精度，只能通过大大延长锁定的时间(长达数小时甚至数天)，不利于工程应用以及我国国情。例如发射设备需要每天重新开关机的情况下，若每次都要重新用数小时锁定时钟的话，工程实用性将大大打折扣。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种单频网中时钟同步装置，通过在单频网中统一传输的TS流，用通用芯片完成码流时钟恢复，然后利用锁相环芯片把本地晶振锁定在恢复出来的码流时钟上。其输出的参考时钟，精度高，结构简单，价格低廉；避免了对外部的GPS同步参考时钟依赖，完全可以取代传统昂贵的GPS同步参考时钟设备来完成整个单频网内的时钟和频率同步。