CN101022317B - 在t-mmb系统中实现时间分片技术的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在地面移动多媒体广播(T-MMB)系统中实现时间分片业务的方法，其中涉及到的技术包括微时间分片和宏时间分片。本发明基于T-MMB系统，通过对T-MMB系统的改进使得时间分片技术可以很好地应用于现有的系统，这些改进包括分别用于微时间分片和宏时间分片的发射与接收方法，以及为了指示宏时间片到达时间而使用的时间片描述信息表。特别的，在宏时间分片的发射端使用了信道重组织装置，通过它来实现信道容量的突发，而在宏时间分片的接收端通过时间片描述信息表(IP化流模式情况下是多协议封装的报头信息)的指示，接收端可以顺利接收宏时间分片业务。

Description

在T-MMB系统中实现时间分片技术的方法

技术领域

本发明涉及一种移动广播服务，更具体地说，涉及一种将时间分片技术应用于地面移动多媒体广播(T-MMB)系统的方法。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对广播音质的要求也越来越高。于是广播开始从AM到FM的变革，从模拟广播到数字广播的革新。特别是数字广播的出现成为广播发展史上的一个转折点，就这个领域来讲具有革命性的意义。数字广播的产生实际上是为了克服以前FM广播所提供的声音在质量上的局限性，目前数字音频广播(DAB)已经在欧洲、加拿大、美国等地运营，而我国在这一方面也做出了很多有益性的尝试。

这里提及的地面移动多媒体广播(T-MMB)系统就是数字广播一个工程上的实现，它是在DAB基础上开展起来的，在T-MMB系统中运用时分复用的方法可在多个子信道中同时传输DAB业务，DAB-IP业务，T-DMB业务和T-MMB业务，如图1所示，兼容性较好。

T-MMB系统中除了支持原来的卷积编码外还采用更先进的LDPC编码，如图2所示，纠错能力更强且信道编码更为灵活。

T-MMB系统支持更高阶的调制方式，如8DPSK或16DAPSK，如图3所示，提高了频谱利用率，这样在和DAB相同的带宽内可以传输更多节目。

T-MMB系统可以采用单频网进行传输，在实际进行大规模组网时将有利于降低组网成本，但单频网的覆盖范围是有限的，因此我们必须提出一个方案来实现单调谐器下单频网业务的无缝切换。时间分片技术能够很好地完成这一任务，同时它还能达到节省功耗的目的，在其它类似技术的指标之下(特别是节目切换时间指标)，其功耗可以降低60％左右。

T-MMB系统可以支持两种时间分片技术：微时间分片和宏时间分片。如果在时间分片空闲时隙仅须探测旁网信号强度以辅助实现单频网的切换，则使用微时间分片技术；如果在时间分片空闲时隙不仅要完成旁网信号强度的探测并且要接收旁网业务信息以辅助实现单频网的切换，则使用宏时间分片技术。在T-MMB系统发射端实现宏时间分片和微时间分片的方法如图4所示，当预处理器之后的开关切换到上面一路即微时间分片这一路时，发射端即工作于微时间分片模式，当预处理器之后的开关切换到下面一路即宏时间分片这一路时，发射端即工作于宏时间分片模式。其中，MSC编码器完成T-MMB系统中每个业务各自的编码、交织等处理；OFDM调制器完成T-MMB系统中多种调制方式的实现及频域交织、OFDM调制等处理。

但是在使用宏时间分片技术时，数据使用主业务信道进行传输，其中在数据链路层发生了时间交织。因此，发射端必须使用改造的时间片结构来方便接收端正确定位到每一个业务，并且由于时间交织的存在，接收端在解码实质数据前的预定延迟是不可避免的。在本发明中将使用时间片重叠帧技术来解决时间交织的兼容性问题。

发明内容

本发明旨在提供一种在T-MMB系统中实现时间分片的方法，其基本上可以消除在背景技术上提到的接收机在单频网切换时的局限性以及接收机的能量节省问题。

本发明提供一种在T-MMB系统发射与接收端分别实现微时间分片和宏时间分片的方法，包括：

在T-MMB系统发射端实现微时间分片，在业务信息组织表的快速信息组(FIG)类型0扩展2中扩展利用微时间分片的T-MMB业务的标识；

在T-MMB系统接收端实现微时间分片，在T-MMB接收装置中新增一个控制单元以利用接收到的快速信息实现对调谐器的控制；

在T-MMB系统发射端实现宏时间分片，在T-MMB发射装置中新增一个信道重组织装置，以集中多帧数据进行前端数据重安排；使用时间片重叠帧来兼容数据链路层的时间交织；

在T-MMB系统接收端实现宏时间分片，扩展业务信息组织表的FIG类型0扩展2中的数据业务成分类型(DSCTy)字段，以标识时间片业务；

在发射流模式方式下的非IP业务时，新增时间片描述信息表，用于承载时间片的相关信息，以辅助实现宏时间分片，在发射流模式方式下的IP业务时，将所述时间片的相关信息置于多协议封装的报头信息中；

在T-MMB系统接收端实现宏时间分片，在T-MMB接收装置中新增一个控制单元以利用接收到的时间片描述信息表或者多协议封装的报头信息来实现对调谐器的控制。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：业务信息组织表和时间片描述信息表包含在构成快速信息通道(FIC)的快速信息块(FIB)中的快速信息组(FIG)数据区域中。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：其中业务信息组织表的FIG类型0扩展2中扩展的数据业务成分类型(DSCTy)字段，用于标识使用时间分片的T-MMB业务。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：其中用于存放时间片描述信息表的FIG数据区域是选FIG类型0扩展30、FIG类型0扩展7、FIG类型0扩展12、FIG类型0扩展20、FIG类型0扩展23、FIG类型0扩展29、FIG类型1、FIG类型3、FIG类型4所组成的组中的至少一个。

可以使用FIG类型1扩展7存放所述时间片描述信息表。

所述时间片描述信息表包括一个业务号(SId)字段，一个时间片边界(Burst Boundary)字段和一个下一时间片到达时间(Del ta_T)字段。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：其间引入信道重组织装置，用以在宏时间分片时实现突发带宽，保证在每个时间点上所有的信道带宽尽可能地被一个单独的业务所占据。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：信道重组织装置包括一个重整缓存，一个重整缓存监控器，一个多路选择器和一个二次数据发生器。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：其中的时间片重叠帧是为了解决时间分片与时间交织的兼容性，通过部分重叠两个相邻的时间片使得宏时间分片有效地应用于T-MMB系统。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：两个相邻时间片之间重叠的帧数取决于时间交织的深度，一般取(时间交织深度-1)。

按照上述的方法，其特征在于进一步包括：其间引入控制单元以反馈控制调谐器，实现调谐器在有用时间片到来时开启其它时间段关闭的功能。

附图说明

图1是兼容DAB的T-MMB系统的发射框图；

图2是兼容DAB的T-MMB系统服务通道流程图；

图3是兼容DAB的T-MMB系统中使用多种调制方式的方法流程图；

注：传输模式I时，使用每个复用器的4个输入；传输模式IV时，只使用每个复用器的2个输入。

图4是在T-MMB系统发射端实现宏时间分片和微时间分片方法的示意图；

图5是T-MMB系统中信息传递的FIG类型0扩展2的结构示意图；

图5中各个标识的含义如下：

SId：业务标识符。

Service Identifier description(业务标识符描述)：

-Country Id：国家标识符。

-Service reference：业务参考。

-ECC：扩展的国家代码。

Local flag：局部标记。

CAId：条件接入标识符。

Number of service components：业务成分数。

Service component description(业务成分描述)：

-TMId：传输机制标识符。

-ASCTy：音频业务成分类型。

-SubChId：子信道标识符。

-P/S：主要/次要标识。

-CA flag：CA标记。

-DSCTy：数据业务成分类型。

-FIDCId：快速信息数据信道标识符。

图6是T-MMB系统中信息传递的FIG类型1扩展7的结构示意图；

图6中各个标识的含义如下：

SId：业务标识符。

Burst Boundary：时间片边界。

Del ta_T：时间间隔。

图7是在T-MMB系统接收端实现宏时间分片和微时间分片方法的示意图；

图8是T-MMB系统中宏时间分片信道重组织装置结构示意图；

图9是T-MMB系统中宏时间分片重叠帧结构示意图；

图10是T-MMB系统中多协议封装(IP化流模式情况下)报头信息中关于时间片描述信息部分的示意图。

具体实施方式

T-MMB系统支持微时间分片和宏时间分片。

接收端在接收时间分片业务时，需要通过以下两个快速信息FIG类型0扩展2和FIG类型1扩展7予以辅助接收。

参考图5，业务信息组织表(FIG类型0扩展2)中的数据业务成分类型(DSCTy)字段将用来区分T-MMB时间片业务。

三种新的业务类型如下所示：

011100：T-MMB微时间分片业务；

011101：T-MMB宏时间分片非IP业务；

011110：T-MMB宏时间分片IP业务。

参考图6，T-MMB系统发射端快速信息中引入FIG类型1扩展7。

各字段的定义和具体解释如下：

SId(业务号)：这个16或者32比特无符号的二进制数用来指示当前的业务号；

Burst Boundary(时间片边界)：这1位比特用来指示当前时间片是否结束；一个时间片是由若干个传输帧所组成的，所以必须让接收机知道接下来的传输帧是否属于当前业务的时间片。

具体赋值如下：

0：表示本时间片尚未结束；

1：表示该帧为本时间片的最后一个传输帧。

Del ta_T(时间间隔)：这7位比特用来指示下一个同业务的传输帧离现在还有多少个传输帧的时间间隔。这样接收机就能够根据这一字段知道在接下来的大约多少时间内将没有自己需要的业务到来，从而进入休眠状态。

通过时间分片技术发射/接收T-MMB服务的具体实施方法在该技术的第一和第二实施例中被解释如下。

第一实施例

本发明时间分片技术第一实施例使用微时间分片技术。

应用场合：仅须在时间分片空闲时隙探测旁网信号强度以辅助实现单频网的切换。

(a)发射端

现有T-MMB系统发射端配置。

参考图4，当预处理器之后的开关切换到上面一路即微时间分片这一路时，发射端即工作于微时间分片模式。业务流在经过T-MMB的主业务通道的相关编码之后和快速信息通道中的编码信息一起进入传输帧复用器，随后它们与同步通道中的信息组织之后进入OFDM调制器，进而通过天线发射出去。

(b)接收端

接收端判断FIG类型0扩展2中的DSCTy字段，如果该值为011100，则表明这是一个T-MMB微时间分片业务。随后，在调谐器级根据快速信息，主要是业务组织区和子信道组织区的快速信息，过滤出用户需要的业务，这样在基带芯片处得到的数据就完全是用户所需要的数据。

所述控制单元，还通过反馈方式控制调谐器在有用时间片到来时开启，在其它时间段关闭。参考图7(虚线部分为宏时间分片时传输流模式下IP业务时所特有)，调谐器受到控制单元的反馈控制，在FIC解码器顺利解码快速信息之后，控制单元根据解码出来的快速信息迅速确定用户指定的业务处于哪一个子信道中，进而根据判断的结果控制调谐器的打开与关闭。

第二实施例

本发明时间分片技术第二实施例使用宏时间分片技术。

应用场合：须在时间分片空闲时隙完成探测旁网信号强度和接收旁网业务组织信息两项任务以辅助实现单频网的切换。

在实际操作时针对发射端所传输业务的不同，用于指示时间片相关信息的方法也会有所不同。以下在陈述T-MMB系统中宏时间分片的实现方法时，将把T-MMB业务划分为流模式方式下的非IP业务和流模式方式下的IP业务这两种情况。

(I)T-MMB系统流模式方式下的非IP业务

(a)发射端

T-MMB系统发射端主业务信息重组织和快速信息重配置。

参考图4，当预处理器之后的开关切换到下面一路即宏时间分片这一路时，发射端即工作于宏时间分片模式。业务流在经过T-MMB主业务信道相关编码之前首先会进入信道重组织装置，信道重组织装置将配备一定量的缓存以使得多个时间点上到来的原始信号进行业务的重组织，由此来突发带宽以完成时间分片。此外，在FIC编码器中引入了FIG1扩展7，这一快速信息将和信道中的每一个传输帧一起传输以用来指示当前时间片的业务号，下一个相同时间片的突发时间以及时间片的边界。其中，时间片的边界在该时间片的所有传输帧中必传，而业务号和突发时间可根据具体信道情况设置重复传送的频率。

参考图8，T-MMB系统发射端主业务信息通道中引入了信道重组织装置。信道重组织装置包括一个重整缓存，一个重整缓存监控器，一个多路选择器和一个二次数据发生器。原始的T-MMB业务必须通过信道重组织装置之后才能实现突发带宽。这一过程包括：

1.数据进入重整缓存

首先设定重整缓存预备重整的原始T-MMB业务的帧数，而图8中每列的缓存将存放一种类型的T-MMB业务的若干帧，具体的帧数取决于重整缓存预设的重整帧数。接下来，到达的原始数据将按照列的顺序依次进入二次数据发生器。

2.多路选择器换路

当某一列缓存中的数据已经完全进入了二次数据发生器之后，重整缓存将向重整缓存监控器发出一个信号指示本列数据已经完成数据的传输。重整缓存监控器在接收到这一个信号之后，将控制多路选择器切换到下一个列缓存，依次类推。需要注意的是，如果多路选择器当前选择的是最后一路的列缓存，则一旦多路选择器再接收到来自于重整缓存监控器发出的换路指令后，将切换到第一路的列缓存，也就是说整个换路过程实际上是一个循环的过程。

3.二次数据发生

二次数据(缓存重整后)发生器一般设置的输出容量是864个容量单元，这是由T-MMB系统每帧的容量单元数所决定的。一旦发生器发现目前的容量单元数已经到达发出一帧数据所需要的容量单元数或者多路选择器已经发生换路之后，就会立刻输出本帧给T-MMB的底层系统。

此外，宏时间分片在应用于T-MMB系统时会存在一定的局限性，即由于DAB系统存在独特的链路层时间交织技术，而T-MMB系统根源于DAB，使得各帧在时间上存在着很强的依赖性，由此为了解除这种强依赖性在宏时间分片组织时会造成容量上的一定浪费。

在本发明中是通过引入时间片重叠帧技术来解决这一问题的。

参考图9，这是一个典型的宏时间分片重叠帧结构。其中所有的1业务将组成一个宏时间片，但是1业务最后一个传输帧的若干比特经过时间交织之后会出现在随后的15个传输帧中，因此必须扩展宏时间片，扩展部分应该是15个传输帧的长度。但是考虑到2业务的宏时间片必须使用1业务宏时间片的扩展部分，所以2业务宏时间片的起始帧将不是传统的紧接于上一个时间片的传输帧，而是开始于上一个宏时间片扩展部分的第一帧。这就是时间片重叠帧技术。

对于发射端来讲，在快速信息中引入FIG类型1扩展7时，时间间隔(Del ta_T)字段就必须按照重叠帧技术采用后下一个同一类型时间片所到达的实际时间来进行设置。

(b)接收端

接收端判断FIG类型0扩展2中的DSCTy字段，如果该值为011101，则表明这是一个T-MMB宏时间分片非IP业务，接下来将按照T-MMB宏时间分片非IP业务的方法予以处理。

参考图7(虚线部分为宏时间分片时传输流模式下IP业务时所特有)，根据在上一个时间片解码时得到的下一个时间片到达的信息(FIG类型1扩展7中的时间间隔字段)反馈控制调谐器，以保证调谐器在有用户关心的业务到来时才予以开启，其他时刻均处于关闭状态。当然调协器的开启必须由一个提前量，具体的提前量取决于调协器的启动时间，而这一点由工艺所决定。在接收某一时间片的过程中，接收机将根据FIG1扩展7中的时间片边界字段来判断当前时间片是否结束。若判断到时间片边界字段置0表示该时间片尚未结束，反之，则表示该帧为本时间片的最后一个传输帧，接收机在接收完当前的时间片之后其调谐器将进入休眠状态。

在宏时间片重叠帧技术使用的情况下，考虑两个接收机A和B，在A可以顺利接收下1时间片的情况下，B完全可以从1业务宏时间片的扩展部分进行接收。由于同一时刻这些数据均存在于信道之上，所以不会出现相互干扰的情况。

(II)T-MMB系统流模式方式下的IP业务

(a)发射端

对应的实现方法可以遵循本发明第二实施例中流模式方式下的非IP业务发射方法。

唯一需要注意的是，如果发射机传送的是流模式方式下的IP业务，则时间片描述信息表是可选的，因为相关信息将可放在多协议封装的报头当中。

参考图10，其中的时间片间隔(delta_t)字段取代了FIG类型1扩展7中的时间间隔字段，帧边界(frame)字段取代了FIG类型1扩展7中的时间片边界字段，而FIG类型1扩展7中业务号字段所起到的作用在IP化流模式业务之下是通过IP业务自带的IP组播地址予以实现的。图10中涉及到的其它部分是MPE封装时所使用的，与本专利无关。

(b)接收端

接收端判断FIG类型0扩展2中的DSCTy字段，如果该值为011110，则表明这是一个T-MMB宏时间分片IP业务，接下来将按照T-MMB宏时间分片IP业务的方法予以处理。

需要注意的是，其中的虚线指示控制单元还受到T-MMB MSC解码器的控制。这时下一个相同类型的时间片到来时间以及时间片边界信息将出现在多协议封装报文的报头中。接收端将根据这些信息来进行与时间片相关的操作。

对应的其它实现方法可以遵循本发明第二实施例中流模式方式下的非IP业务接收方法。

在T-MMB系统中实现以上两种时间分片方式所带来的好处是接收机在接收的过程中将可以通过一定的调谐器空闲时间来完成单频网切换时信号强度的探测等任务，其中宏时间分片还可以在一定程度上降低调谐器的功耗。

Claims (13)

1.一种在T-MMB系统中实现时间分片的方法，包括：

在T-MMB系统发射端实现微时间分片，在业务信息组织表的快速信息组(FIG)类型0扩展2中扩展利用微时间分片的T-MMB业务的标识；

在T-MMB系统接收端实现微时间分片，在T-MMB接收装置中新增一个控制单元以利用接收到的快速信息实现对调谐器的控制；

在T-MMB系统发射端实现宏时间分片，在T-MMB发射装置中新增一个信道重组织装置，以集中多帧数据进行前端数据重安排；使用时间片重叠帧来兼容数据链路层的时间交织；

在T-MMB系统接收端实现宏时间分片，扩展业务信息组织表的FIG类型0扩展2中的数据业务成分类型DSCTy字段，以标识时间片业务；

在发射流模式方式下的非IP业务时，新增时间片描述信息表，用于承载时间片的相关信息，以辅助实现宏时间分片；在发射流模式方式下的IP业务时，将所述时间片的相关信息置于多协议封装的报头信息中；

在T-MMB系统接收端实现宏时间分片，在T-MMB接收装置中新增一个控制单元以利用接收到的时间片描述信息表或者多协议封装的报头信息来实现对调谐器的控制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在T-MMB系统中扩展的业务信息组织表和新增的时间片描述信息表包含在构成快速信息通道FIC的快速信息块FIB中的快速信息组FIG数据区域中。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：在T-MMB系统中扩展的业务信息组织表的FIG类型0扩展2中扩展的数据业务成分类型DSCTy字段，用于标识使用时间分片的T-MMB业务。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：在T-MMB系统中新增的时间片描述信息表，其中用于存放时间片描述信息表的FIG数据区域是选FIG类型0扩展30、FIG类型0扩展7、FIG类型0扩展12、FIG类型0扩展20、FIG类型0扩展23、FIG类型0扩展29、FIG类型1、FIG类型3、FIG类型4所组成的组中的至少一个。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，使用FIG类型1扩展7存放所述时间片描述信息表。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述时间片描述信息表包括一个业务号SId字段，一个时间片边界BurstBoundary字段和一个指示下一个同业务的传输帧离现在还有多少个传输帧的时间间隔Delta_T字段。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在T-MMB系统发射端实现宏时间分片时，引入信道重组织装置，用以在宏时间分片时实现突发带宽，保证在每个时间点上所有的信道带宽尽可能地被一个单独的业务所占据。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括：在T-MMB系统发射端实现宏时间分片时所引入的信道重组织装置，信道重组织装置包括一个重整缓存，一个重整缓存监控器，一个多路选择器和一个二次数据发生器。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在T-MMB系统发射端实现宏时间分片时，所述时间片重叠帧是用以解决时间分片与时间交织的兼容性，通过部分重叠两个相邻的时间片使得宏时间分片有效地应用于T-MMB系统。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：在T-MMB系统发射端实现宏时间分片时所使用的时间片重叠帧中，两个相邻时间片之间重叠的帧数取决于时间交织的深度。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所采用的时间交织深度为-1。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在T-MMB系统接收端实现微时间分片时，所述控制单元通过反馈方式控制调谐器在有用时间片到来时开启，在其它时间段关闭。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：在T-MMB系统接收端实现宏时间分片时，所述控制单元通过反馈方式控制调谐器在有用时间片到来时开启，在其它时间段关闭。

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