CN103684630A - 一种cmmb网络中发射机标识的识别方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CMMB网络中发射机标识的识别方法及装置，用于解决现有技术利用相关值识别方法无法准确识别发射机标识的技术问题。本发明根据预置的各发射机的地理位置信息、测量到的发射机标识信号信息及测量地点的地理位置信息，计算预置发射机的信号到达测量地点时间，通过比对预置发射机的信号到达测量地点时间和测量到的发射机标识信号到达测量地点的时间，判断测量到的发射机标识具体对应的预置发射机标识。通过本发明能够在预置发射机标识中存在自相关值相同的多个发射机标识的情况下准确识别每一个发射机，有利于对CMMB无线网络进行优化。

Description

一种CMMB网络中发射机标识的识别方法及装置

技术领域

本发明涉及移动数字多媒体广播技术领域，尤其涉及一种CMMB网络中发射机标识的识别方法及装置。

背景技术

中国移动数字多媒体广播（CMMB,China Mobile Multimedia Broadcasting)是我国广电系统推出的数字电视地面传输标准，采用我国自主研发的移动电视接收标准STiMi(卫星和地面交互式多服务基础设施）,该标准适用于30MHz到3000MHz频率范围内的广播业务频率，通过卫星和地面无线发射电视、广播、数据信息等多媒体信号的广播系统，可以实现全国漫游。CMMB采用两套接收系统同时支持U波段(470MHz～798MHz）和S波段（2635～2660MHZ),U波段接收来自地面转发网的信号，S波段接收来自卫星的电视广播信号。

CMMB采用单频网（Single-Frequency Network，SFN）组网，SFN内的所有发射机同时用同频传输相同的信号，具有很好的空间分集增益。CMMB单频网的传输信号采用正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技术，在每个符号帧的前面有一个保护间隔，系统能够确保子载波的正交性和防止载波间的干扰。

在CMMB系统中，发射机标识信号位于物理层信号帧中每个时隙开始处的一段，用于区分不同的发射机。发射机标识信号为长度为191比特（物理层带宽为8兆时）或长度为37比特（物理层带宽为2兆时）的伪随机序列，共有256个序列，其中序列0～序列127为地区标识，用于标识发射机所在地区，插入信号帧中的偶数时隙发送；序列128～255为发射机标识，用于标识同一地区内不同发射机，插入信号帧中的奇数时隙发送。

CMMB物理层帧结构如图1所示，物理层信号每1秒为一帧，划分为40个时隙，每个时隙的长度为25ms，包括1个信标和53个OFDM符号。其中，信标的结构中包括发射机标识以及2个相同的同步信号。

在CMMB单频网络中，识别各个发射机的信号，是数字电视单频网络优化的基本工作之一。识别发射机的信号的关键在于在测量点得到CMMB无线网络的各种参数及各个发射机的信号到达测量点的相对时间。然而，识别各个发射机的信号的前提是能够正确地识别发射机标识，利用发射机标识的正交性是识别发射机标识进而识别各个发射机的信号的基本方法。然而在CMMB标准中，发射机标识并不都是正交的序列，因此依据相关值很难准确无误地识别发射机标识，这样就会导致在实际测量中无法准确区分出无线信号的发射者是哪个发射机，因此导致不能根据实际测量的数据很好的对CMMB无线网络进行优化。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种CMMB无线网络中发射机标识的识别方法及装置，用于解决现有技术利用相关值识别方法无法准确识别发射机标识，进而无法准确识别发射机信号的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种CMMB网络中发射机标识的识别方法，该方法包括：

预置被测区域内所有CMMB发射机的发射机标识、发射机地理位置信息及发射机参数；

接收测量数据，执行预置发射机标识与测量到的发射机标识的相关值演算，获取测量到的发射机标识信号到达时间；

根据预置发射机的地理位置、接收机当前所在位置及发射机参数，计算与测量到的发射机标识的相关值演算结果相同的各预置发射机标识信号从预置位置到达接收机当前所在位置的预置发射机标识信号到达时间；

根据所述测量到的发射机标识信号到达时间及预置发射机标识信号到达时间识别测量到的发射机标识实际对应的预置发射机标识，将到达时间最接近的预置发射机标识识别为测量到的发射机标识实际对应的发射机标识。

基于本发明一具体实施例，所述获取测量到的发射机标识信号到达时间的方法具体为：

根据测量到的发射机标识信号对应的无线传输信道的传输参数，计算测量到的发射机标识对应的发射机信号从发射机到接收机所用的时间，或根据无线传输信道中所携带的信号发射时间与接收机接收到信号的时间之差计算而得。

基于本发明一具体实施例，所述接收机当前所在地理位置信息通过内置的定位模块或通过数据接口从外部地理位置信息系统获取接收机当前所在地理位置信息。

本发明还提供一种CMMB网络中发射机标识的识别装置，该装置包括：

预置参数单元，用于存储被测区域内的所有CMMB发射机标识、发射机地理位置信息及发射机参数；

相关值演算单元，与外部无线网络参数子系统及内部预置参数单元连接的，用于执行预置发射机标识与测量到的发射机标识的相关值演算，并输出相关值演算结果数据给相关值结果单元；

相关值结果单元，用于缓存所述相关值演算结果数据；所述相关值演算结果数据至少包括：测量到的发射机标识、与所述测量到的发射机标识的相关值相同的预置发射机标识及对应的相关值；

时间计算单元，与外部无线网络参数子系统、预置参数参与及相关值结果单元连接，用于计算所述相关值结果数据中与测量到的发射机标识的相关值计算结果相同的各预置发射机标识的信号从预置的位置到达接收机所在位置的各预置发射机标识信号到达时间，及测量到的发射机标识信号到达时间；

识别单元，与所述相关值结果单元及时间计算单元连接，用于根据测量到的发射机标识信号到达时间及预置发射机标识信号到达时间识别测量到的发射机标识实际对应的预置射机标识，输出识别的发射机标识。

基于本发明一具体实施例，所述时间计算单元包括：

第一计算单元，与所述预置参数单元及相关值结果单元连接，用于计算所述相关值结果数据中与测量到的发射机标识的相关值计算结果相同的各预置发射机标识的信号从预置的位置到达接收机所在位置的各预置发射机标识信号到达时间，并将计算结果输出给所述识别单元；

第二计算单元，与外部无线网络参数子系统连接，用于计算测量到的发射机标识信号到达时间，并将计算结果输出给所述识别单元。

基于本发明一具体实施例，所述装置还包括定位模块，所述定位模块输出接收机所在的地理位置信息给所述时间计算单元。

基于本发明一具体实施例，所述时间计算单元还与外部地理位置信息系统连接，通过数据接口从外部地理位置信息系统获取当前测量位置即接收机所在的地理位置信息。

本发明根据预置的各发射机的地理位置信息、测量到的发射机标识信号信息及测量地点的地理位置信息，计算预置发射机的信号到达测量地点时间，通过比对预置发射机的信号到达测量地点时间和测量到的发射机标识信号到达测量地点的时间，判断测量到的发射机标识具体对应的预置发射机标识。通过本发明能够在预置发射机标识中存在自相关值相同的多个发射机标识的情况下准确识别每一个发射机，有利于对CMMB无线网络进行优化。

附图说明

图1为CMMB物理层帧结构；

图2为通常执行路测时使用的CMMB无线网络分析仪的结构示意图；

图3为本发明提供的CMMB无线网络中发射机标识识别装置结构示意图；

图4为实施例1测量到的两个发射机信号的幅度及时间关系示意图；

图5为实施例1和2中三个预置发射机位置关系示意图；

图6为实施例1中三个预置发射机信号到达测量点的信号幅度及时间关系示意图；

图7为实施例1确定的测量到的两个发射机信号与预置发射机信号的对应关系示意图；

图8为实施例2测量到的三个发射机信号的幅度及时间关系示意图；

图9为实施例2中三个预置发射机信号到达测量点的信号幅度及时间关系示意图；

图10为实施例2确定的测量到的三个发射机信号与预置发射机信号的对应关系示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：预置CMMB网络中的各发射机标识及各发射机对应的地理位置信息，在对发射机标识进行相关性检测的基础上，对无法通过相关值检测识别出来的发射机标识，根据预置的各发射机的地理位置信息、测量到的发射机标识及测量地点的地理位置信息，计算预置发射机的信号到达测量地点时间，通过比对预置发射机的信号到达测量地点时间和测量到的发射机标识信号到达测量地点的时间，判断测量到的发射机标识具体对应的是哪个预置的发射机标识。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图2为通常执行路测时使用的CMMB无线网络分析仪的结构示意图，在CMMB无线网络分析仪内部包含两个主要的部分，分别为无线网络参数测量子系统和发射机标识测量分析子系统，其中，无线网络参数测量子系统将测量数据发送给发射机标识测量分析子系统，由发射机标识测量分析子系统识别发射机标识并给出各发射机信号的相对时间延迟。所述测量数据包括但不限于测量到的发射机标识，测量到的发射机标识信号的到达时间等数据。

图3为本发明提供的CMMB无线网络中发射机标识识别装置的结构示意图，该装置位于上述发射机标识测量分析子系统中，该装置具体包括：预置参数单元、相关值演算单元、相关值结果单元、时间计算单元、识别单元。

预置参数单元，用于预置或存储被测区域（省、市或区、县等）内的所有CMMB发射机标识、发射机地理位置信息及发射机参数，该单元可实际对应于一个可读可写的存储介质，例如EPROM、内存芯片或磁性存储介质等，该单元可通过数据总线及相应的读写控制逻辑芯片及控制总线与相关值演算单元和预置参数单元连接。所述发射机参数在各预置发射机发射频率不相同的情况下，还应包括用于计算发射机信号在网络中的传输时间的参数，例如发射频率等，所述地理位置信息包括经度、纬度和高度；

相关值演算单元，该单元通过外部数据及控制总线与外部无线网络参数子系统连接，通过内部数据及控制总线与预置参数单元、相关结果单元连接，用于接收无线网络参数测量子系统输出的测量数据，执行预置发射机标识与测量到的发射机标识的相关值演算，并将相关值演算结果数据输出给相关值结果单元进行保存。该单元可实际对应一个由输入输出逻辑、相关值演算逻辑组成的硬件芯片。所述预置发射机标识从所述预置参数单元读取，所述测量到的发射机标识从测量数据输入接口解析获得。所述相关值演算结果数据至少包括：测量到的发射机标识、与所述测量到的发射机标识的相关值相同的预置发射机标识及对应的相关值。

在CMMB无线网络系统中共可以设定256个发射机标识，设第i个发射机标识的相关演算值为R_i，本次测量得到的发射机标识信号为m，m为一维向量，CMMB标准中规定的发射机标识即预置的发射机标识为s，s也是一个一维向量，则有：

$R_i=\mathrm{\Σ}(m_j\⊗s_{\mathrm{ij}})$

其中，i为用于标识CMMB无线网络系统中定义的发射机标识的序号，0≦i≦255，j代表CMMB标准中定义的发射机标识中比特的位置0≦j≦255。

相关值结果单元，该单元通过数据及控制总线与相关值演算单元、识别单元、时间计算单元连接，用于缓存相关值演算单元发送的相关值演算结果数据。该单元可实际对应一个存储介质，例如随机访问存储器RAM。

假设在预置参数单元中预置了256个发射机标识，但由于CMMB中发射机标识的并不都是正交的序列，在预置的发射机标识中有多个发射机标识的自相关值相同的情况下，将导致相关值演算单元计算测量到的发射机标识与这些具有相同自相关值的预置发射机标识的相关值计算结果完全相同或在预置的偏差范围之内（为表述简洁，本发明统称为相关值相同），从而无法区分测量到的发射机标识对应具有相同自相关值的预置发射机标识中的哪一个。当然，如果测量到的发射机标识与各预置的发射机标识的相关值都不相同（或都未在预置的偏差范围内），则可直接将相关性最高的预置反射机标识确定为被测量到的发射机标识。本发明通过时间计算单元和识别单元结合发射机和接收机所在地理位置信息来解决上述在相关值相同情况下不能识别被测量发射机标识的问题。

时间计算单元，通过外部数据及控制总线与无线网络参数子系统连接，通过内部数据及控制总线与预置参数单元、相关值结果单元、识别单元连接。用于计算所述相关值结果数据中与测量到的发射机标识的相关值计算结果相同的各预置发射机标识的信号从预置的位置到达接收机所在位置的各预置发射机标识信号到达时间，及测量到的发射机标识信号到达时间。

时间计算单元进一步包括第一计算单元和第二计算单元，第一计算单元用于从相关值结果单元中获取相关值结果数据中与测量到的发射机标识的相关值计算结果相同的预置发射机标识，根据从相关值结果单元读取的预置发射机标识从预置参数单元读取与所述预置发射机标识对应的发射机参数及地理位置信息，然后再根据接收机所在的地理位置信息，计算各预置发射机标识信号从预置的位置到达接收机所在位置的信号到达时间，将计算获得的各预置发射机标识信号到达时间输出给识别单元。该单元可实际由输入输出逻辑及计算逻辑芯片实现。

时间计算单元中的第二计算单元用于根据从外部无线网络参数子系统获取的测量数据获取测量到的发射机标识信号到达时间。所述测量到的发射机标识信号到达时间是根据测量到的发射机标识信号对应的无线传输信道的传输参数，例如发射频率等，计算测量到的发射机标识对应的发射机信号从发射机到接收机所用的时间，或根据无线传输信道中所携带的信号发射时间与接收机接收到信号的时间之差计算而得。在该单元中存储有每一个测量到的发射机标识及其对应的该测量到的发射机标识到达接收机的信号到达时间。该单元可实际由输入输出逻辑及计算逻辑芯片实现。

所述获取预置发射机标识信号到达时间具体为：首先根据预置发射机参数中的地理位置及接收机当前所在位置计算信号传输距离，然后再根据预置发射机参数中信号发射频率等参数模拟计算预置发射机标识信号从预置位置到接收机当前所在位置的预置发射机到达时间。

所述接收机当前所在位置可由测量人员在测量前预置到时间计算单元中或预置参数单元，也可以实时获取。时间计算单元可通过本装置内置的定位模块或通过数据接口从外部地理位置信息系统获取接收机当前所在地理位置信息。所述的定位模块可以是全球定位系统GPS终端模块、中国北斗全球定位系统的终端定位模块等，所述的地理位置信息系统可以是具有定位导航功能的地图导航系统等。

识别单元，通过数据及控制总线与相关值结果单元、时间计算单元连接，用于根据测量到的发射机标识信号到达时间及预置发射机标识信号到达时间识别测量到的发射机标识实际对应预置发射机标识，将到达时间最接近的预置发射机标识识别为测量到的发射机标识实际对应的发射机标识，并输出识别的发射机标识；在测量到的发射机标识与各预置的发射机标识的相关值都不相同（或都未在预置的偏差范围内）的情况下，该单元将相关值演算结果数据中相关性最高的预置发射机标识识别为测量到的发射机标识实际对应的发射机标识，并输出识别的发射机标识。该单元可由输入输出逻辑及比较器实现。

在有相同相关值的情况下，识别的方法具体为：将时间计算单元模拟计算获得的各预置发射机标识信号到达接收机当前所在位置的信号到达时间与相关值结果单元中存储的测量到的发射机标识的信号到达时间逐一进行比较，时间一致或最接近的两个发射机标识即为实际对应的发射机标识。通过上述判断方法逐一确定在当前测量位置测量到的所有发射机标识与预置发射机标识的对应关系。

实施例1

该实施例中相关值结果单元中的测量到的发射机标识数小于预置参数单元中预置的发射机标识数。设在预置参数单元中已预置了三个发射机A、B、C及其地理位置信息，A、B、C三个发射机的自相关值相同。

图4为示例了在当前测量位置测量到的两个发射机信号的到达时间及幅度示意图，横坐标为时间轴，纵坐标为信号幅值，在经过相关值演算单元演算后，发现有2个测量到的发射机标识与预置参数单元中3个预置的发射机标识的相关相同，因此通过相关值无法判别测量到的2发射机标识是哪两个发射机。

时间计算单元根据上述3个具有相同相关值的预置发射机标识的预置地理位置信息及当前接收机所在的地理位置信息计算预置发射机标识信号到达测量位置的信号到达时间。图5示例了三个发射机A、B、C与当前测量位置的位置关系，T_A为预置发射机A的标识信号从预置位置到达接收机所在位置即当前测量位置的预置发射机A标识信号到达时间，T_B预置发射机B的标识信号从预置位置到达接收机所在位置即当前测量位置的预置发射机B标识信号到达时间，T_C预置发射机C的标识信号从预置位置到达接收机所在位置即当前测量位置的预置发射机C标识信号到达时间。图6为预置参数单元中预置的三个发射机A、B、C的信号到达测量位置时间及幅度示意图，因为测量位置距发射机B较近，所以发射机B的信号先到达测量位置，测量位置距发射机C距离最远，所以发射机C的信号最晚到达测量位置。

识别单元根据时间计算单元的计算结果及相关值结果单元相关值演算结果判断所测量到的发射机标识具体是预置的三个发射机A、B、C中的哪两个。

识别单元逐一比对相关值结果单元中两个测量到的发射机信号到达测量位置的时间与时间计算单元计算的三个发射机A、B、C的信号到达测量位置的时间，发射机B的信号到达测量位置时间与测量到的第一个发射机信号到达测量位置的时间一致或最接近，发射机A的信号到达测量位置时间与测量到的第二个发射机信号到达测量位置的时间一致或最接近，因此判定测量到的第一个发射机标识即为发射机B，测量到的第二个发射机标识即为发射机A。由于发射机C距离较远，功率衰减比较大，其信号到达接收机的信号低于接收机的测量阈值，所以没能检测到。最终确定识别的发射机标识及到达接收机的信号时延如图7所示。

实施例2

该实施例中相关值结果单元中的测量到的发射机标识数等于预置参数单元中预置的发射机标识数。设在预置参数单元中已预置了三个发射机A、B、C及其地理位置信息，A、B、C三个发射机的自相关值相同。A、B、C三个发射机的位置关系同图5所示；

图8为在当前测量位置测量到的三个发射机信号的到达时间及幅度示意图，在经过相关值演算单元演算后，发现有3个测量到的发射机标识与预置参数单元中3个预置的发射机标识的相关相同。

时间计算单元根据当前测量位置计算信号到达预置参数单元中的各个发射机位置的时间，获得如图9所示信号幅度及时间的关系图，T_A为预置发射机A的标识信号从预置位置到达接收机所在位置即当前测量位置的预置发射机A标识信号到达时间，T_B预置发射机B的标识信号从预置位置到达接收机所在位置即当前测量位置的预置发射机B标识信号到达时间，T_C预置发射机C的标识信号从预置位置到达接收机所在位置即当前测量位置的预置发射机C标识信号到达时间。因为测量位置距发射机B较近，所以发射机B的信号先到达测量位置，测量位置距发射机C距离最远，所以发射机C的信号最晚到达测量位置。

识别单元逐一比对相关值结果单元中三个测量到的发射机标识信号到达测量位置的时间与时间计算单元计算的三个发射机A、B、C的信号到达测量位置的时间，由于发射机B的信号到达测量位置时间与测量到的第一个发射机信号到达测量位置的时间一致或最接近，发射机A的信号到达测量位置时间与测量到的第二个发射机信号到达测量位置的时间一致或最接近，发射机C的信号到达测量位置时间与测量到的第三个发射机信号到达测量位置的时间一致或最接近，因此判定测量到的第一个发射机标识即为发射机B，测量到的第二个发射机标识即为发射机A，测量到的第三个发射机标识即为发射机C。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种CMMB网络中发射机标识的识别方法，其特征在于，该方法包括：

预置被测区域内所有CMMB发射机的发射机标识、发射机地理位置信息及发射机参数；

接收测量数据，执行预置发射机标识与测量到的发射机标识的相关值演算，获取测量到的发射机标识信号到达时间；

根据预置发射机的地理位置、接收机当前所在位置及发射机参数，计算与测量到的发射机标识的相关值演算结果相同的各预置发射机标识信号从预置位置到达接收机当前所在位置的预置发射机标识信号到达时间；

根据所述测量到的发射机标识信号到达时间及预置发射机标识信号到达时间识别测量到的发射机标识实际对应的预置发射机标识，将到达时间最接近的预置发射机标识识别为测量到的发射机标识实际对应的发射机标识。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取测量到的发射机标识信号到达时间的方法具体为：

根据测量到的发射机标识信号对应的无线传输信道的传输参数，计算测量到的发射机标识对应的发射机信号从发射机到接收机所用的时间，或根据无线传输信道中所携带的信号发射时间与接收机接收到信号的时间之差计算而得。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述接收机当前所在地理位置信息通过内置的定位模块或通过数据接口从外部地理位置信息系统获取接收机当前所在地理位置信息。

4.一种CMMB网络中发射机标识的识别装置，其特征在于，该装置包括：

预置参数单元，用于存储被测区域内的所有CMMB发射机标识、发射机地理位置信息及发射机参数；

相关值演算单元，与外部无线网络参数子系统及内部预置参数单元连接的，用于执行预置发射机标识与测量到的发射机标识的相关值演算，并输出相关值演算结果数据给相关值结果单元；

相关值结果单元，用于缓存所述相关值演算结果数据；所述相关值演算结果数据至少包括：测量到的发射机标识、与所述测量到的发射机标识的相关值相同的预置发射机标识及对应的相关值；

时间计算单元，与外部无线网络参数子系统、预置参数参与及相关值结果单元连接，用于计算所述相关值结果数据中与测量到的发射机标识的相关值计算结果相同的各预置发射机标识的信号从预置的位置到达接收机所在位置的各预置发射机标识信号到达时间，及测量到的发射机标识信号到达时间；

识别单元，与所述相关值结果单元及时间计算单元连接，用于根据测量到的发射机标识信号到达时间及预置发射机标识信号到达时间识别测量到的发射机标识实际对应的预置射机标识，输出识别的发射机标识。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述时间计算单元包括：

第一计算单元，与所述预置参数单元及相关值结果单元连接，用于计算所述相关值结果数据中与测量到的发射机标识的相关值计算结果相同的各预置发射机标识的信号从预置的位置到达接收机所在位置的各预置发射机标识信号到达时间，并将计算结果输出给所述识别单元；

第二计算单元，与外部无线网络参数子系统连接，用于计算测量到的发射机标识信号到达时间，并将计算结果输出给所述识别单元。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括定位模块，所述定位模块输出接收机所在的地理位置信息给所述时间计算单元。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述时间计算单元还与外部地理位置信息系统连接，通过数据接口从外部地理位置信息系统获取当前测量位置即接收机所在的地理位置信息。

Images