[發明專利]一種多頻點協同工作的數字音頻廣播信號的發送、接收方法及其系統

有效

• 申請號: 201110240315.X
• 申請日: 2011-08-17
• 公開（公告）號: CN102857314A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 申紅兵;陶濤;雷文;邸娜;高鵬;王偉平
• 申請（專利權）人: 北京泰美世紀科技有限公司;國家廣播電影電視總局廣播科學研究院
• 主分類號: H04H20/71
• 分類號: H04H20/71;H04L27/26;H04L1/00
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 馬鐵良

技術領域

本發明涉及一種數字音頻廣播信號的發送、接收方法及其系統，特別涉及一種多頻點協同工作的數字音頻廣播信號的發送方法、接收方法及其系統，適用于包括地面、衛星等在內的無線音頻數字廣播系統。

背景技術

無線數字廣播系統的最大特點在于其覆蓋面廣、地理環境多樣，信道特性復雜多變，噪聲和干擾情況嚴重，為了保證信號的有效覆蓋和可靠傳輸，無線數字廣播系統必須能夠充分適應惡劣的傳輸信道特性。信號分集技術，比如說頻率分集，是將信號在一個遠大于信道相干帶寬的頻帶內進行傳輸，是克服無線信道多徑和頻率選擇性衰落的有效手段。然而，不同的無線系統共享無線頻譜資源必須進行嚴格的頻率規劃，新的無線傳輸系統也必須考慮和原有的系統和頻率規劃兼容，以保證新技術的平滑演進。因此，在設計一個新的無線傳輸系統時，常常要面臨傳輸帶寬需求和頻率規劃兼容的矛盾。以數字音頻廣播系統為例，為了保證與原有模擬FM/AM廣播的頻率規劃兼容，數字音頻傳輸技術如美國的HD-Radio和歐洲的DRM均采用采用窄帶傳輸方案，系統不具備頻率分集增益，對抗多徑和衰落的能力差，導致信號覆蓋不夠理想。相比之下，另一種數字音頻廣播DAB系統，信號傳輸帶寬為1.536MHz，在一定程度上實現了頻率分集，因此系統對抗多徑和衰落的能力大幅提高，信號覆蓋相應地也得到改善，但是，DAB和原有的FM/AM的頻率規劃不兼容，對DAB系統的推廣和使用造成了一定的障礙。

在現有廣播系統中，每一臺數字節目在一個固定的頻率位置發送，由于已有頻率規劃的限制，比如說在數字音頻廣播系統中，由于要保證和原有模擬FM/AM的頻率規劃兼容，每一個數字音頻頻道只能占用一個較窄的帶寬，FM為100KHz或200KHz，而AM為9KHz或是10KHz。這種廣播方案的主要缺陷在于，由于無線電波的空間傳播特性和多徑衰落，導致在覆蓋區域內不同位置的信號強度(或者是載噪比)差異很大，即便在離發射臺較近的地理位置，也有可能因為多徑的頻率選擇性衰落而導致信號質量低于解調門限。為了保證理想的覆蓋，只能通過增加發射臺的功率，或是通過增加補點器來改善，這又給干擾控制、頻率規劃和網絡架設帶來了新的問題。無線信號的衰落特性還體現在，在同一地理位置的不同頻點，接收的信號質量差異很大，某些頻點無法接收到足夠好的信號進行解調，然而在同一個位置，某些頻點卻能接收到很強的信號。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種多頻點協同工作的數字音頻廣播信號的發送、接收方法及其系統，以提高頻譜利用效率，保證在兼容已有頻率規劃約束的前提下，實現頻率分集增益，提高系統對抗無線傳輸中多徑衰落的能力，從而改進無線廣播系統的有效覆蓋。

本發明提出了一種多頻點協同工作的數字音頻廣播信號的發送方法，包括如下步驟：

步驟1：發送端將每一個數字廣播電臺的數字音頻廣播數據流按照特定的時間長度劃分為多個子數據流；

步驟2：為每一個數字廣播電臺的子數據流設置特定的工作頻點序列，以使不同數字廣播電臺在同一時間內發送的子數據流不出現在同一工作頻點上，對于每一個數字廣播電臺在當前工作頻點上發送的子數據流中插入下一個子數據流的多頻點工作信息；

步驟3：將每一個數字廣播電臺的數字音頻廣播數據流在其所對應的工作頻點序列上循環調制發送。

優選的，所述多頻點工作信息包括多頻點協同工作模式和多頻點協同工作頻點。

優選的，所述每一數字廣播電臺的數字音頻廣播數據流可依特定的幀結構傳輸，所述幀結構為超幀結構，所述超幀包括4個物理層信號幀，每個物理層信號幀包括4個子幀，每個子幀包括1個信標和多個OFDM符號，每個子幀中包含系統信息，所述幀結構中每個超幀中第一個物理層信號幀的第一個子幀的工作頻點始終保持固定不變。

特別的，在所述系統信息中包含1個比特信息用于表示多頻點協同工作模式指示和9個比特信息用于表示下一個子幀多頻點協同工作頻點。

特別的，所述多個子幀間設有一定的跳頻間隔，用以保證收發端在頻點跳轉過程中有足夠的頻率穩定時間。

本發明還提出一種多頻點協同工作的數字音頻廣播信號的接收方法，包括如下步驟：

步驟1：在接收端進行發射信號定時與載波頻率同步；

步驟2：對同步后的信號，提取下一子數據流的多頻點工作信息，并將所述多頻點工作信息傳送給工作頻點配置模塊；

步驟3：工作頻點配置模塊根據所接收的多頻點工作信息配置接收工作模式和下一子數據流的接收工作頻點。

優選的，所述步驟2還包括：對同步后的信號，通過頻域變換，進行信道估計和均衡。