一种智能地面数字电视广播单频网组网覆盖监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能地面数字电视广播单频网组网覆盖监测系统，包括智能远程监控服务器、单频网适配器监测模块以及多个发射机监测模块；所述单频网适配器监测模块和所述发射机监测模块均包括时钟监测单元和码流采集单元，所述发射机监测模块还包括射频监测单元；所述智能远程监控服务器完成对单频网系统组成部件、所述单频网适配器监测模块以及所述发射机监测模块的状态信息进行采集监控，所述单频网系统组成部件包括单频网适配器、各个发射台站的地面数字电视发射机和GPS/北斗同步时钟；以及将各个所述发射机监测模块采集的TS包与所述单频网适配器监测模块采集的TS包进行时刻对齐并对比，正常情况下两者应完全一致。

【技术实现步骤摘要】
一种智能地面数字电视广播单频网组网覆盖监测系统
本专利技术涉及地面数字电视广播
，尤其涉及一种智能地面数字电视广播单频网组网覆盖监测系统。
技术介绍
在无线通信中，频率资源是一种关键的不可再生的资源。随着频率资源的日益紧张，越来越多的技术被应用于节省频率资源。在地面数字电视广播系统中，为了节省频率资源，通常采用SFN(SingleFrequencyNetwork，单频网)技术来进行多发射机的协同工作，从而达到提高覆盖范围，减少发射机间干扰的目的。所谓单频网技术是指若干台发射机同一时间在同一频率上发射相同的信号，以实现对一定服务区域的可靠覆盖。采用单频网技术可有效提高频谱资源的利用率，避免了多台发射机以相同频率发射信号带来的同频干扰问题。地面数字电视广播单频网系统的基本框架如图1所示。地面数字电视广播单频网系统通常由单频网适配器(SingleFrequencyNetworkAdaptor)，码流分配传输系统，若干台地面数字电视发射机以及用于同步的GPS/北斗同步时钟组成。单频网适配器在送入的TS流中插入SIP(SecondFrameInitializationPacket，秒帧初始化包)以及用于码率匹配的空包(NullPacket)。SIP包中包含发射机调制方式、最大时延等信息。插入SIP包后的TS流通过码流分配传输系统将传输至各个地面数字电视发射机。各个发射机从SIP包中提取信号调制方式、最大时延等信息，并通过SIP包的到达时间提取TS流的传输时延。同步系统根据TS流的传输时延和系统最大时延计算所需的附加时延并进行补偿，就可以保证各个发射机的TS流时延对齐，从而达到单频网系统对各个发射机同时发送同样信号的要求。地面数字电视单频网组网稳定接收的条件为三同一保：三同是指不同发射端的参考频率(10MHz)相同、参考时刻(pps)相同、发射内容（TS流）相同；一保是指接收端接收到的多径信号时延差在保护间隔以内。参考频率(10MHz)和参考时刻(pps)信号由GPS/北斗同步时钟提供，不同站点的同步时钟均锁定在GPS/北斗提供的参考信号上。为了保证各个站点收到的TS流具有相同的内容，要求码流分配传输系统具有透明传输的特性。在工程实践中，也发现存在由于发射机的射频指标（主要是调制误差率MER）不好而影响单频网组网效果的情况。专利CN201820182862.4公开了一种地面无线数字电视广播单频网络，其说明书第[0034]~[0048]记载了GPS同步校时、插入初始会话协议(SIP)包、码流监测及切换、SIP信息监测等方法，该单频网络在码流分配网络前后分别增加了总前端网络适配器以及分前端网络适配器，用于解决单频网码流传输到各个发射台站点时延不一致的问题，并提供了冗余的传输网络来保证码流传输的正确性。专利CN105721892B公开了一种地面数字电视单频网的数字电视内容监测方法及系统，其说明书第[0043]~[0058]记载了通过码流中的PCR包来进行采集、对比的方法。然而在某些TS流中可能不存在PCR信息，导致采集系统无法根据PCR信息进行采集。对单频网系统的监测通常通过查询单频网系统中各个设备的工作状态来实现，监测的设备信息主要为GPS/北斗同步时钟的工作状态(如锁定状态、锁定卫星数量等)、发射机中激励器单频网工作状态(如10MHz丢失、pps丢失、码流中SIP丢失等)。但这些设备的工作状态信息往往由单频网组成设备自身产生并上报。当设备自身出现故障(如因GPS/北斗同步时钟工作异常而产生的10MHz、pps信号精度异常等)而不是正常工作时所需外部条件异常(如GPS/北斗卫星信号丢失)时，往往不能正确检测出自身的故障。另外，由于地面数字电视信道编码系统中，LDPC编码的码字较长、时域交织深度较深，TS流中几个字节的不一致会造成多个信号帧的不一致，若某台发射机接收到的TS流误码率较高，会对整个单频网组网效果造成严重影响，而TS流的误码通常无法被发射机检测到。
技术实现思路
为了解决地面数字电视单频网组网覆盖监测的问题，并从源头上发现并解决故障，本专利技术提出一种智能地面数字电视广播单频网组网覆盖监测系统，采用增加外部检测设备和监测点的方案，可有效检测出影响单频网系统正常工作的异常并进行故障定位，并采取相应的措施来保证单频网组网覆盖效果。具体的，该监测系统包括智能远程监控服务器、单频网适配器监测模块以及多个发射机监测模块，其中：所述单频网适配器监测模块和所述发射机监测模块均包括时钟监测单元和码流采集单元，所述时钟监测单元监测GPS/北斗同步时钟输出的pps信号和10MHz信号的准确性，并将当前时刻的TOD信息提供给所述码流采集单元；所述码流采集单元将接收到的具有SIP包的TS流进行TS包的采集，并将采集到的TS包与码流采集时刻信息一同发送至所述智能远程监控服务器进行码流对比分析，所述码流采集时刻信息由所述时钟监测单元的TOD信息提供；所述发射机监测模块还包括射频监测单元，所述射频监测单元对地面数字电视发射机的发射信号指标进行监测，并将测量数据发送至所述智能远程监控服务器；所述智能远程监控服务器完成对单频网系统组成部件、所述单频网适配器监测模块以及所述发射机监测模块的状态信息进行采集监控，所述单频网系统组成部件包括单频网适配器、各个发射台站的地面数字电视发射机和GPS/北斗同步时钟；以及将各个所述发射机监测模块采集的TS包与所述单频网适配器监测模块采集的TS包进行时刻对齐并对比，正常情况下两者应完全一致。进一步的，所述时钟监测单元包括外置GPS天线、GPS接收模块以及可编程逻辑器件，当所述GPS接收模块搜索到一颗及以上的卫星信号时，输出TOD信息及pps信号；所述可编程逻辑器件通过对比GPS/北斗同步时钟输出的pps信号和所述GPS接收模块输出的pps信号的上升沿时间差，来判断当前GPS/北斗同步时钟的pps信号是否正常。进一步的，所述可编程逻辑器件用GPS/北斗同步时钟输出的10MHz信号来对所述GPS接收模块输出的pps信号进行计数，通过对比每个pps信号上升沿之间的计数值差值以及计数值的长期偏差，判断GPS/北斗同步时钟输出的10MHz信号的频率偏差。进一步的，所述时钟监测单元将相关信息上报至所述智能远程监控服务器，所述相关信息包括锁定卫星数量、所述GPS接收模块输出的10MHz信号和pps信号的精确度以及TOD信息。进一步的，所述码流采集单元设置有随机采集与连续采集两种工作模式，并由所述智能远程监控服务器进行选择。进一步的，在所述随机采集模式下，所述码流采集单元采集三种类型的TS包进行对比分析：第一种类型的TS包是SIP包及紧跟着的6个TS包；第二种类型的TS包是SIP包后的第N个至N+6个TS包，N为随机数；第三种类型的TS包是具有特定PID的TS包，所述特定PID包括PCR、PMT和PAT。进一步的，在所述连续采集模式下，所述码流采集单元连续采集TS包。进一步的，所述射频监测单元所监测的地面数字电视发射机的发射信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能地面数字电视广播单频网组网覆盖监测系统，其特征在于，包括智能远程监控服务器、单频网适配器监测模块以及多个发射机监测模块；所述单频网适配器监测模块和所述发射机监测模块均包括时钟监测单元和码流采集单元，所述时钟监测单元监测GPS/北斗同步时钟输出的pps信号和10MHz信号的准确性，并将当前时刻的TOD信息提供给所述码流采集单元；所述码流采集单元将接收到的具有SIP包的TS流进行TS包的采集，并将采集到的TS包与码流采集时刻信息一同发送至所述智能远程监控服务器进行码流对比分析，所述码流采集时刻信息由所述时钟监测单元的TOD信息提供；/n所述发射机监测模块还包括射频监测单元，所述射频监测单元对地面数字电视发射机的发射信号指标进行监测，并将测量数据发送至所述智能远程监控服务器；/n所述智能远程监控服务器完成对单频网系统组成部件、所述单频网适配器监测模块以及所述发射机监测模块的状态信息进行采集监控，所述单频网系统组成部件包括单频网适配器、各个发射台站的地面数字电视发射机和GPS/北斗同步时钟；以及将各个所述发射机监测模块采集的TS包与所述单频网适配器监测模块采集的TS包进行时刻对齐并对比，正常情况下两者应完全一致。/n...

【技术特征摘要】
1.一种智能地面数字电视广播单频网组网覆盖监测系统，其特征在于，包括智能远程监控服务器、单频网适配器监测模块以及多个发射机监测模块；所述单频网适配器监测模块和所述发射机监测模块均包括时钟监测单元和码流采集单元，所述时钟监测单元监测GPS/北斗同步时钟输出的pps信号和10MHz信号的准确性，并将当前时刻的TOD信息提供给所述码流采集单元；所述码流采集单元将接收到的具有SIP包的TS流进行TS包的采集，并将采集到的TS包与码流采集时刻信息一同发送至所述智能远程监控服务器进行码流对比分析，所述码流采集时刻信息由所述时钟监测单元的TOD信息提供；
所述发射机监测模块还包括射频监测单元，所述射频监测单元对地面数字电视发射机的发射信号指标进行监测，并将测量数据发送至所述智能远程监控服务器；
所述智能远程监控服务器完成对单频网系统组成部件、所述单频网适配器监测模块以及所述发射机监测模块的状态信息进行采集监控，所述单频网系统组成部件包括单频网适配器、各个发射台站的地面数字电视发射机和GPS/北斗同步时钟；以及将各个所述发射机监测模块采集的TS包与所述单频网适配器监测模块采集的TS包进行时刻对齐并对比，正常情况下两者应完全一致。


2.根据权利要求1所述的一种智能地面数字电视广播单频网组网覆盖监测系统，其特征在于，所述时钟监测单元包括外置GPS天线、GPS接收模块以及可编程逻辑器件，当所述GPS接收模块搜索到一颗及以上的卫星信号时，输出TOD信息及pps信号；所述可编程逻辑器件通过对比GPS/北斗同步时钟输出的pps信号和所述GPS接收模块输出的pps信号的上升沿时间差，来判断当前GPS/北斗同步时钟的pps信号是否正常。


3.根据权利要求2所述的一种智能地面数字电视广播单频网组网覆盖监测系统，其特征在于，所述可编程逻辑器件用GPS/北斗同步时钟输出的10MHz信号来对所述GPS接收模块输出的pps信号进行计数，通过对比每个pps信号上升沿之间的计数值差值以及计数值的长期偏差，判断GPS/北斗同步时钟输出的10MHz信号的频率偏差。


4.根据权利要求3所述的一种智能地面数字电视广播单频网组网...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤善武，郑鑫，
申请(专利权)人：成都凯腾四方数字广播电视设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51