專利名稱：降低單頻網(wǎng)廣播gps性能要求門限的時(shí)間同步系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信息技術(shù)領(lǐng)域的單頻網(wǎng)時(shí)間同步系統(tǒng)，特別是一種降低單頻 網(wǎng)廣播GPS性能要求門限的時(shí)間同步系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
單頻網(wǎng)(SFN)廣播是目前廣播技術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。相比于傳統(tǒng)的多頻網(wǎng) 廣播來說，單頻網(wǎng)廣播最大的好處就是節(jié)省頻率資源和避免復(fù)雜的頻譜規(guī)劃。多 頻網(wǎng)的相鄰發(fā)射站之間需要以不同的頻率錯(cuò)開發(fā)射，而單頻網(wǎng)全局只需要一個(gè)頻 點(diǎn)，因此頻率的節(jié)省是顯而易見，并且省卻了地區(qū)和地區(qū)之間，發(fā)射站和發(fā)射站 之間復(fù)雜的頻譜規(guī)劃關(guān)系。單頻網(wǎng)比多頻網(wǎng)有很多好處，但是一樣也帶來了多頻 網(wǎng)沒有遇到的技術(shù)難點(diǎn)，其中之一就是同步。單頻網(wǎng)的同步分為信號同步、時(shí)間 同步和頻率同步等幾種。其中時(shí)間同步和頻率同步都需要使用GPS。頻率同步中， GPS起到一個(gè)高精度的頻率參考源的作用。在時(shí)間同步中，GPS將起到一個(gè)高精 度的時(shí)間參考作用。
現(xiàn)在研究的比較多的SFN主要是DVB-T SFN、 ATSC SFN以及ADTB-R SFN。 根據(jù)ATSC A/101B、 ETSI 101 191和ADTB-R SFN項(xiàng)目目前進(jìn)度，這三種系統(tǒng)的 頻率同步都采用了以GPS參考時(shí)鐘源的解決方案。而在時(shí)間同步上ATSC SFN 采用了 DTxP作為同步信息包，DVB-T SFN采用了 MIP作為同步信息包,ADTB-R SFN 采用了 SIP作為同步信息包。這些不同的同步信息包都含有所謂的"時(shí)間標(biāo)戳"， 每個(gè)單頻網(wǎng)中的同步發(fā)射站在接受到的TS流中抓到SIP包后將時(shí)間標(biāo)戳抽取出 來，并采用相應(yīng)的算法根據(jù)時(shí)間標(biāo)戳算出發(fā)射站自身的延時(shí)，然后按照延時(shí)后的 時(shí)間將信號發(fā)出，以此做到同步發(fā)射站發(fā)射時(shí)間同步。
DVB-T SFN、 ATSC SFN和現(xiàn)階段的ADTB-R SFN項(xiàng)目的時(shí)間同步方法相似， 基本的方法就是將各個(gè)發(fā)射站的發(fā)射時(shí)間都調(diào)整到一個(gè)指定的時(shí)間。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，ETSI (European Telecommunications Standards Institute,歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化組織)于2004年6月發(fā)表的技術(shù)文獻(xiàn)(Technical Specification) 《Digital Video Broadcasting (DVB); DVB mega-frame for Single Frequency Network (SFN) synchronization》，該文 中提出了一種時(shí)間同步的方法，具體為首先規(guī)定了一個(gè)最大時(shí)延，各個(gè)發(fā)射站 都根據(jù)這個(gè)最大延時(shí)和GPS產(chǎn)生的全網(wǎng)同步的參考秒脈沖調(diào)整相應(yīng)的發(fā)射延時(shí)。 一般說來，如果最大延時(shí)設(shè)為MDLY，接收到的時(shí)間為RCT，時(shí)間標(biāo)戳為STS， N為l 秒內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘周期數(shù)，則同步接收到同步信息包之后計(jì)算得出的延時(shí)為 (MDLY+STS-RCT) modN。其不足在于沒有考慮到GPS不穩(wěn)定引起的問題，事實(shí) 上，GPS的性能不是理想的，總是會有頻率不穩(wěn)、時(shí)間偏差和對衛(wèi)星失鎖的現(xiàn)象 發(fā)生，即延時(shí)控制模塊收到的延時(shí)信息不夠理想。
對于單頻網(wǎng)同步來說，GPS所起作用的性能大概包括頻率準(zhǔn)確度，頻率穩(wěn) 定度，lpps授時(shí)精度以及GPS失鎖24小時(shí)內(nèi)的頻率穩(wěn)定度和lpps授時(shí)保持精 度。對于性能比較好的GPS來說，頻率準(zhǔn)確度可達(dá)到10—12 (24小時(shí)平均)以下， 頻率穩(wěn)定度可達(dá)到10—11 (1秒內(nèi))以下，lpps的授時(shí)精度可小于50ns，在這種 情況下，GPS不穩(wěn)定的穩(wěn)定基本上很少出現(xiàn)。 一些性能一般的GPS，頻率保持穩(wěn) 定度只有10—8(l秒內(nèi))數(shù)量級，而秒脈沖的保持精度常常要差到微秒級，且GPS 失鎖的概率也比較高。另外，性能一般的GPS受氣候影響也比較到，惡劣的自然 環(huán)境會讓其性能更加惡化。在這種情況下，GPS不穩(wěn)定工作的問題就必須要考慮 了 。因?yàn)镚PS —旦失鎖，秒脈沖就要差到微秒級，這樣即使GPS失鎖時(shí)頻率穩(wěn)定， 通過同步算法計(jì)算下來，延時(shí)也要差到微秒級，這對應(yīng)到單頻網(wǎng)交疊區(qū)的接收機(jī) 就是相隔微秒級的0dB多徑，對接收機(jī)的性能造成很大的損傷。另外，由于同步 發(fā)射站很多時(shí)候要面對各種自然條件，所以，GPS不穩(wěn)定帶來的問題將會更明顯。
現(xiàn)在針對GPS不穩(wěn)定帶來的時(shí)間同步的解決方法，基本上就是選擇性能更佳 的GPS和改善接收機(jī)的對抗多徑的性能。尤其是DVB-TSFN，由于多載波的解調(diào) 性能對載波偏差非常敏感，因此對GPS的頻率穩(wěn)定度要求很高，所以解決GPS 不穩(wěn)定帶來的時(shí)間同步問題往往可以和頻率同步一起由選擇高性能GPS解決。但 高性能的GPS價(jià)格非常高，選擇高性能GPS無異于增加了單頻網(wǎng)的建造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種降低單頻網(wǎng)廣播GPS性能要求門限的 時(shí)間同步系統(tǒng)，不從更換GPS出發(fā)，而是從充分利用GPS的性能出發(fā)，實(shí)現(xiàn)降低 單頻網(wǎng)廣播GPS性能要求門限的時(shí)間同步。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊、延時(shí) 鎖存模塊和延時(shí)確定模塊。其中
GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊，其輸入為根據(jù)當(dāng)前同步信息包中抽取的數(shù)據(jù)值計(jì)算出來 的當(dāng)前延時(shí)，和同步包使能。模塊的輸出為GPS當(dāng)前的工作狀態(tài)，用來指示GPS 是否工作在正常狀態(tài)。模塊的功能是在同步包使能出現(xiàn)之后不久的位置，根據(jù)當(dāng) 前的延時(shí)，進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，以此判斷GPS的工作是否正常。這里，在同步包使能
出現(xiàn)之后不久的位置是指需要根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)內(nèi)部的處理延時(shí)情況調(diào)整的出現(xiàn)同 步包使能到進(jìn)行延時(shí)確定處理之間的時(shí)間間隔。
延時(shí)鎖存模塊，其輸入為GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊要求鎖存的延時(shí)數(shù)值和其輸出的
鎖存延時(shí)更新使能，輸出為延時(shí)確定模塊所要求讀取的鎖存延時(shí)數(shù)值。該模塊根
據(jù)GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊要求和延時(shí)確定模塊的要求對延時(shí)數(shù)值進(jìn)行鎖存操作。
延時(shí)確定模塊，其輸入包括同步包監(jiān)測輸出的同步包使能、當(dāng)前延時(shí)以及鎖 存延時(shí)模塊提供的鎖存延時(shí)和GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊輸出的當(dāng)前GPS狀態(tài)，輸出為向 本發(fā)明系統(tǒng)外部的延時(shí)控制模塊輸出的確定延時(shí)。該模塊在同步包使能出現(xiàn)之后 不久的位置，根據(jù)當(dāng)前GPS的狀態(tài)，從鎖存延時(shí)和當(dāng)前延時(shí)中選擇一個(gè)作為確定 延時(shí)輸出。
本發(fā)明中，所述GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊所有可能經(jīng)歷的狀態(tài)為GPSJ)N， ON—1，
ON—2， ......， ON—L-l， 0N_L， GPS—OFF, 0FF_1， 0FF_2， ......， 0FF_L-1， 0FF_L。
其中GPS—0N， ON—1， ON—2， ......， 0N_L_1和ON—L是正常工作狀態(tài)，即ON狀態(tài)，
而GPS—OFF, OFF—1， OFF—2，……，OFF—L-1和OFF—L是非正常工作狀態(tài)，即OFF 狀態(tài)。這里面L的值為整數(shù)，可以根據(jù)實(shí)際GPS性能和系統(tǒng)要求確定。 一般說來， 系統(tǒng)的GPS性能越好，所要求的GPS狀態(tài)的判斷越迅速，則要求L越小，反則反 之。
GPS狀態(tài)監(jiān)測的狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件變量包括三個(gè)，0N_DIFF， 0FF_DIFF和Delta。 其中ONJHFF為當(dāng)前延時(shí)和最近一次GPSJ)N狀態(tài)下的延時(shí)的差值，0FF_DIFF是 當(dāng)前延時(shí)和最近一次GPS一0FF狀態(tài)下的延時(shí)的差值，Delta是GPS—OFF狀態(tài)下兩 次相鄰的當(dāng)前延時(shí)之間的差值。
GPS狀態(tài)監(jiān)測的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方式為當(dāng)ON—DIFF〉M時(shí)，GPS一ON向ON—1， 0N_1 向0N一2，……，ON—L-1向0N—L， ON—L向GPS—OFF進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。當(dāng)ON—DIFF《 M時(shí)，GPS_0N向GPS—ON ， ON—1向GPS—ON ， 0N_2向GPS—ON......ON—L向GPS—ON
6進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。當(dāng)Delta《M時(shí)，GPS—OFF向0FF_1狀態(tài)轉(zhuǎn)移。當(dāng)Delta>M時(shí)，
0FF_1向GPS—OFF狀態(tài)轉(zhuǎn)移。當(dāng)0FFJ)IFF《M時(shí)，OFF—1向OFF—2， ......， OFF—L-l
向OFF—L， OFF—L向GPS_0N進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。當(dāng)OFF—DIFF〉M時(shí)，0FF_2向
GPS—OFF, ......， OFF—L-1向GPS—OFF， OFF—L向GPS—OFF進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。其中M
的值為整數(shù)，單位是系統(tǒng)的時(shí)鐘周期，可以根據(jù)實(shí)際GPS性能和系統(tǒng)要求確定， 一般說來，系統(tǒng)的GPS性能越好，所要求的對GPS狀態(tài)的敏感度越高，則要求M 越小，反則反之。
每當(dāng)同步包出現(xiàn)，GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊將根據(jù)延時(shí)變化情況進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，判 斷當(dāng)前的GPS工作狀態(tài)是否正常，并將狀態(tài)輸出給延時(shí)確定模塊。GPS復(fù)位默認(rèn) 狀態(tài)是GPS一ON狀態(tài)。并且GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊的輸出包括正常，即0N，和非正常， 即OFF兩種。
當(dāng)GPS—ON狀態(tài)出現(xiàn)時(shí)，GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊將當(dāng)前的延時(shí)和鎖存延時(shí)更新使 能輸出給延時(shí)鎖存模塊。
所述延時(shí)鎖存模塊，在鎖存延時(shí)更新使能出現(xiàn)時(shí)，將鎖存的延時(shí)更新為GPS 狀態(tài)監(jiān)測模塊送來的延時(shí)，并將這個(gè)延時(shí)提供給延時(shí)確定模塊。
所述延時(shí)確定模塊，監(jiān)測同步包監(jiān)測模塊送來的使能信號，如果發(fā)現(xiàn)同步使 能信號，則延時(shí)N個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期之后，監(jiān)測GPS狀態(tài)。N的值應(yīng)該根據(jù)實(shí)際系 統(tǒng)內(nèi)部的處理延時(shí)情況進(jìn)行設(shè)定，具體是指，根據(jù)同步包使能出現(xiàn)的時(shí)刻和在當(dāng) 前同步包中抽取并計(jì)算出來的延時(shí)信息有可能觸發(fā)的鎖存操作和GPS狀態(tài)監(jiān)測 狀態(tài)轉(zhuǎn)移操作中最后結(jié)束的那個(gè)操作結(jié)束時(shí)刻之間的時(shí)間差別確定，這個(gè)差別的 單位是系統(tǒng)時(shí)鐘周期。
所述延時(shí)確定模塊監(jiān)測當(dāng)前GPS狀態(tài)，如果GPS工作正常，即GPS狀態(tài)監(jiān)測 模塊輸出為0N，則將當(dāng)前延時(shí)確定為延時(shí)輸出，如果GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊輸出為 OFF,則將延時(shí)鎖存模塊中的鎖存延時(shí)確定為延時(shí)輸出。延時(shí)確定模塊確定延時(shí) 輸出之后，繼續(xù)監(jiān)測同步包使能信號，等待下一次延時(shí)確定操作。
本發(fā)明的有益效果是在GPS失鎖的情況下或出現(xiàn)突發(fā)性錯(cuò)誤的時(shí)候，可以 不至于偏離GPS鎖定條件下的時(shí)間同步效果太多，并且不用更換價(jià)格昂貴的高性 能GPS。本發(fā)明的核心思路就是在GPS不穩(wěn)定工作的時(shí)候，將同步器在GPS正常 鎖定狀態(tài)下的時(shí)間同步算法關(guān)閉，然后將之前GPS正常條件下的延時(shí)保持，從而 做到提高時(shí)間同步的精度。這是由于在GPS失鎖的情況下，現(xiàn)有系統(tǒng)會將GPS失鎖的影響擴(kuò)大化。比如 頻率保持穩(wěn)定度l(T和秒脈沖保持穩(wěn)定度為1微秒的GPS，在GPS失鎖狀態(tài)下， 如果沿用常規(guī)的時(shí)間同步方法，會比本發(fā)明所達(dá)到的時(shí)間同步精度惡化1微秒。 也即相當(dāng)于把GPS性能要求門限降低了 1微秒。
由于本發(fā)明改善了性能一般的GPS不穩(wěn)定工作帶來的對時(shí)間同步的影響，所 以可以在時(shí)間同步的意義上避免了對GPS的過高要求，因此本發(fā)明非常適用于對 載波偏差不敏感的單載波系統(tǒng)如ADTB-R SFN和ATSC SFN。事實(shí)上，即使選用更 高性能的GPS，使用本發(fā)明，也會在GPS失鎖的情況下將時(shí)間同步的精度提高， 所以，本發(fā)明也適合DVB-T SFN。


圖1為現(xiàn)有單頻網(wǎng)時(shí)間同步系統(tǒng)框圖。 圖2為本發(fā)明一般實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。
圖3為本發(fā)明一般實(shí)施例的GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。 圖4為本發(fā)明一般實(shí)施例的延時(shí)確定模塊的工作流程圖。 圖5為本發(fā)明在ADTB-R SFN中實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。
圖6為本發(fā)明在ADTB-R SFN中實(shí)施例的GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。 具體實(shí)現(xiàn)方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。
如圖l，為現(xiàn)有單頻網(wǎng)時(shí)間同步系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)分成三個(gè)部分，同步包監(jiān)測、 延時(shí)計(jì)算和延時(shí)控制。延時(shí)控制模塊11接收TS流和進(jìn)行緩存后的輸出，并根據(jù) 延時(shí)計(jì)算模塊13輸出的延時(shí)控制輸出TS流的延時(shí)。同步包12監(jiān)測TS流中的同 步包， 一旦發(fā)現(xiàn)即提取包中的"時(shí)間標(biāo)戳"送往延時(shí)計(jì)算模塊13，并輸出同步 包使能信號控制延時(shí)計(jì)算模塊13工作。延時(shí)計(jì)算模塊13接收同步包監(jiān)測模塊送 來的"時(shí)間標(biāo)戳"和同步包使能信號，根據(jù)前面提到的時(shí)間同步算法計(jì)算延時(shí)， 送給延時(shí)控制模塊ll。
如圖2，本發(fā)明的一般實(shí)施例應(yīng)用于現(xiàn)有的單頻網(wǎng)時(shí)間同步系統(tǒng)，有三個(gè)模 塊組成GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊21、延時(shí)鎖存模塊22和延時(shí)確定模塊23。其中 GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊21，模塊的輸入為延時(shí)計(jì)算模塊24根據(jù)當(dāng)前同步信息包中抽取的數(shù)據(jù)值計(jì)算出來的當(dāng)前延時(shí)，和同步包監(jiān)測模塊25輸出的同步包使能。 模塊的輸出為GPS當(dāng)前的工作狀態(tài)，用來指示GPS是否工作在正常狀態(tài)。模塊的 功能是在同步包使能出現(xiàn)之后不久的位置，根據(jù)當(dāng)前的延時(shí)，進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，以 此判斷GPS的工作是否正常。
如圖3， GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊所有可能經(jīng)歷的狀態(tài)為GPSJ)N， ON—1， 0N一2，……，
ON—L—1， ON—L， GPS—OFF, 0FF_1， 0FF_2， ......， OFF—L—1， OFF—L。其中GPS—0N，
ON—1, ON—2， ， ON—L-l和ON—L是正常工作狀態(tài)，即ON狀態(tài)，而GPSJ)FF，
OFF—1， OFF—2, ......， OFF—L-l和OFF—L是非正常工作狀態(tài)，即0FF狀態(tài)。這里
面L的值為整數(shù)，可以根據(jù)實(shí)際GPS性能和系統(tǒng)要求確定。 一般說來，系統(tǒng)的 GPS性能越好，所要求的GPS狀態(tài)的判斷越迅速，則要求L越小，反則反之。
如圖3， GPS狀態(tài)監(jiān)測的狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件變量包括三個(gè)，ON—DIFF， OFF—DIFF和 Delta。其中ON—DIFF為當(dāng)前延時(shí)和最近一次GPS—ON狀態(tài)下的延時(shí)的差值， OFF一DIFF是當(dāng)前延時(shí)和最近一次GPS—OFF狀態(tài)下的延時(shí)的差值，Delta是 GPSJ)FF狀態(tài)下兩次相鄰的當(dāng)前延時(shí)之間的差值。
如圖3，當(dāng)0N—DIFF〉M時(shí)，GPS—ON向ON—1， ON—1向ON—2， ......， ON—L—1向
0N_L， ON—L向GPS—OFF進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。當(dāng)ON—DIFF《M時(shí)，GPS—ON向GPS—0N，
ON—1向GPS_0N， ON—2向GPS—ON......ON—L向GPS—ON進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。當(dāng)Delta《M
時(shí)，GPSJ)FF向OFF—1狀態(tài)轉(zhuǎn)移。當(dāng)Delta〉M時(shí)，OFF—1向GPSJ)FF狀態(tài)轉(zhuǎn)移。
當(dāng)OFF—DIFF《M時(shí)，OFF_l向OFF—2, ......， OFF—L-1向OFF—L， OFF_L向GPS—ON
進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。當(dāng)OFF_DIFF〉M時(shí)，OFF—2向GPS—OFF,......， OFF—L-1向GPS—OFF,
OFFJ^向GPS—OFF進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。其中M的值為整數(shù)，單位是系統(tǒng)的時(shí)鐘周期， 可以根據(jù)實(shí)際GPS性能和系統(tǒng)要求確定， 一般說來，系統(tǒng)的GPS性能越好，所要 求的對GPS狀態(tài)的敏感度越高，則要求M越小，反則反之。
每當(dāng)同步包出現(xiàn)，GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊將根據(jù)延時(shí)計(jì)算模塊輸出的延時(shí)變化情 況進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，判斷當(dāng)前的GPS工作狀態(tài)是否正常，并將狀態(tài)輸出給延時(shí)確定 模塊。GPS復(fù)位默認(rèn)狀態(tài)是GPS一ON狀態(tài)。并且GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊的輸出包括正 常，即ON，和非正常，即OFF兩種。
如圖3，當(dāng)GPS—ON狀態(tài)出現(xiàn)時(shí)，GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊將當(dāng)前的延時(shí)和鎖存延時(shí) 更新使能輸出給延時(shí)鎖存模塊。延時(shí)鎖存模塊22，在鎖存延時(shí)更新使能出現(xiàn)時(shí)，將鎖存的延時(shí)更新為GPS狀 態(tài)監(jiān)測模塊送來的延時(shí)，并將這個(gè)延時(shí)提供給延時(shí)確定模塊。
如圖4，延時(shí)確定模塊23，監(jiān)測同步包監(jiān)測模塊送來的使能信號，如果發(fā)現(xiàn) 同步使能信號，則延時(shí)N個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期之后，監(jiān)測GPS狀態(tài)。N的值應(yīng)該根據(jù) 實(shí)際系統(tǒng)內(nèi)部的處理延時(shí)情況進(jìn)行設(shè)定，具體是指，根據(jù)同步包使能出現(xiàn)的時(shí)刻 和在當(dāng)前同步包中抽取并計(jì)算出來的延時(shí)信息有可能觸發(fā)的鎖存操作和GPS狀 態(tài)監(jiān)測狀態(tài)轉(zhuǎn)移操作中最后結(jié)束的那個(gè)操作結(jié)束時(shí)刻之間的時(shí)間差別確定，這個(gè) 差別的單位是系統(tǒng)時(shí)鐘周期。
延時(shí)確定模塊23監(jiān)測當(dāng)前GPS狀態(tài)，如果GPS工作正常，即GPS狀態(tài)監(jiān)測模 塊輸出為0N，則將延時(shí)計(jì)算模塊24輸出的當(dāng)前延時(shí)確定為延時(shí)輸出給延吋控制 模塊，如果GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊輸出為OFF，則將延時(shí)鎖存模塊22中的鎖存延時(shí) 輸出給延時(shí)控制模塊。
延時(shí)確定模塊23確定延時(shí)輸出之后，繼續(xù)監(jiān)測同步包監(jiān)測模塊25送來的使 能信號，等待下一次延時(shí)確定操作。
本系統(tǒng)可應(yīng)用于ADTB-R SFN系統(tǒng)中，ADTB-R SFN系統(tǒng)是一個(gè)鐵路電視單頻 網(wǎng)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)單載波系統(tǒng)，相對多載波的DVB-T SFN來說，對GPS 的性能要求比較低。因此，很適合應(yīng)用本發(fā)明。
圖5為本發(fā)明在ADTB-R SFN中實(shí)施例的系統(tǒng)框圖，相比圖2描述的本發(fā)明 的一般實(shí)施例，GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊51，延時(shí)鎖存模塊52，延時(shí)確定模塊53，延 時(shí)計(jì)算模塊54和延時(shí)控制模塊56都沒有變化，并且之間的連線也沒有變化，只 是同步包監(jiān)測模塊25具體化為SIP同步模塊55。本發(fā)明可以直接根據(jù)之前陳 述的一般實(shí)施例的實(shí)施方案應(yīng)用到本實(shí)施例中。 本實(shí)施例中的具體實(shí)施為
1. 確定在ADTB-R SFN所需要的參數(shù)值L和M。由于ADTB-R SFN對GPS性 能的要求，GPS狀態(tài)判斷的速度要求以及ADTB-R SFN對GPS狀態(tài)的敏感度的要 求，確定1^=3， M=10。這樣ADTB-R SFN中的本發(fā)明的GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊的狀態(tài) 轉(zhuǎn)移圖就變成了圖6。
2. 根據(jù)SIP包監(jiān)測模塊輸出同步包使能的時(shí)刻和在當(dāng)前同步包中抽取并計(jì) 算出來的延時(shí)信息有可能觸發(fā)的鎖存操作和GPS狀態(tài)監(jiān)測狀態(tài)轉(zhuǎn)移操作中最后結(jié)束的那個(gè)操作(在ADTB-TSFN中為延時(shí)鎖存操作)結(jié)束時(shí)刻之間的時(shí)間差別， 確定^30。
3. 應(yīng)用到ADTB-R SFN的本發(fā)明，把涉及到L， M， N的部分都要更改為3， 10和30，其他部分不需要更改。
4. 確定好前三項(xiàng)之后，按照圖5搭好系統(tǒng)。其工作原理等同于前面所述的 本發(fā)明一般性的工作原理，未作特殊說明的本發(fā)明其它模塊在此實(shí)施例中和本發(fā) 明的一般實(shí)施例相對照均不需要改動。
本實(shí)施例中，本發(fā)明解決了ADTB-R SFN之前存在的同步發(fā)射機(jī)GPS失鎖之 后由于延時(shí)計(jì)算誤差太大而掉出單頻網(wǎng)的問題，并且將提供給延時(shí)控制模塊的延 時(shí)的精度提高了最多3微秒，使得ADTB-R SFN在低成本的失鎖后保持性能不高 的GPS作為時(shí)鐘參考的情況下仍然可以工作，節(jié)省了工程的成本并且提高了系統(tǒng) 的魯棒性。
權(quán)利要求
1、一種降低單頻網(wǎng)廣播GPS性能要求門限的時(shí)間同步系統(tǒng)，其特征在于包括GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊、延時(shí)鎖存模塊和延時(shí)確定模塊，其中所述GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊，其輸入為根據(jù)當(dāng)前同步信息包中抽取的數(shù)據(jù)值計(jì)算出來的當(dāng)前延時(shí)和同步包使能，輸出為GPS當(dāng)前的工作狀態(tài)，用來指示GPS是否工作在正常狀態(tài)，該模塊在同步包使能出現(xiàn)之后不久的位置，根據(jù)當(dāng)前的延時(shí)，進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，以此判斷GPS的工作是否正常；所述延時(shí)鎖存模塊，其輸入為GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊要求鎖存的延時(shí)數(shù)值和其輸出的鎖存延時(shí)更新使能，模塊的輸出為延時(shí)確定模塊所要求讀取的鎖存延時(shí)數(shù)值，該模塊根據(jù)GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊要求和延時(shí)確定模塊的要求對延時(shí)數(shù)值進(jìn)行鎖存操作；所述延時(shí)確定模塊，其輸入包括同步包監(jiān)測輸出的同步包使能、當(dāng)前延時(shí)以及鎖存延時(shí)模塊提供的鎖存延時(shí)和GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊輸出的當(dāng)前GPS狀態(tài)，輸出為向本發(fā)明系統(tǒng)外部的延時(shí)控制模塊輸出的確定延時(shí)，該模塊在同步包使能出現(xiàn)之后不久的位置，根據(jù)當(dāng)前GPS的狀態(tài)，從鎖存延時(shí)和當(dāng)前延時(shí)中選擇一個(gè)作為確定延時(shí)輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低單頻網(wǎng)廣播GPS性能要求門限的時(shí)間同步系 統(tǒng)，其特征是，所述在同步包使能出現(xiàn)之后不久的位置是指根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)內(nèi)部的 處理延時(shí)情況，調(diào)整出現(xiàn)同步包使能到進(jìn)行延時(shí)確定處理之間的時(shí)間間隔。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低單頻網(wǎng)廣播GPS性能要求門限的時(shí)間同步系 統(tǒng)，其特征是，所述GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊，其GPS狀態(tài)監(jiān)測包括GPS—0N， ON—1，ON—2， ......， ON一L-l， 0N_L， GPS—OFF, OFF一l， OFF_2， ......， OFF—L-l， OFF_L，其中GPS—ON， ON一l， 0N_2， ......， ON_L_l和ON—L是正常工作狀態(tài)，即ON狀態(tài)，而GPS—OFF, OFF—1， OFF—2, ......， OFF—L_l和OFF—L是非正常工作狀態(tài)，即OFF狀態(tài)；這里面L的值為整數(shù)；GPS狀態(tài)監(jiān)測的狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件變量包括三個(gè)， ON—DIFF， OFF—DIFF和Delta,其中ON—DIFF為當(dāng)前延時(shí)和最近一次GPS—ON狀態(tài) 下的延時(shí)的差值，OFF—DIFF是當(dāng)前延時(shí)和最近一次GPS—OFF狀態(tài)下的延時(shí)的差 值，Delta是GPS_OFF狀態(tài)下兩次相鄰的當(dāng)前延時(shí)之間的差值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的降低單頻網(wǎng)廣播GPS性能要求門限的時(shí)間同步系 統(tǒng)，其特征是，所述GPS狀態(tài)監(jiān)測，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移方式為當(dāng)ON—DIFF〉M時(shí)，GPS—ON向ON—1， 0N_1向ON—2， ......， ON—L-l向ON—L， ON—L向GPS—OFF進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移；當(dāng)0N_DIFF《M時(shí)，GPS—ON向GPS—ON, ON—1向GPS—0N， ON—2向GPS—ON......ON—L向GPS—ON進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移；當(dāng)Delta《M時(shí)，GPS—OFF向OFF—1狀態(tài)轉(zhuǎn)移；當(dāng)Delta>M時(shí)，OFF—1向GPS—OFF狀態(tài)轉(zhuǎn)移；當(dāng)OFF—DIFF《M時(shí)，OFF—1向OFF—2，......，OFF—L-1向OFF_L， OFF—L向GPS—ON進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移；當(dāng)OFF_DIFF>M時(shí)，0FF_2向GPS—OFF, ......， 0FF_L-1向GPS—OFF, OFF—L向GPS—OFF進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移;其中M的值為整數(shù)，單位是系統(tǒng)的時(shí)鐘周期；每當(dāng)同步包出現(xiàn)，GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊將根據(jù)延時(shí)變化情況進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，判 斷當(dāng)前的GPS工作狀態(tài)是否正常，并將狀態(tài)輸出給延時(shí)確定模塊；當(dāng)GPS_ON狀態(tài)出現(xiàn)時(shí)，GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊將當(dāng)前的延時(shí)和鎖存延時(shí)更新使能輸出給延時(shí)鎖存模塊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低單頻網(wǎng)廣播GPS性能要求門限的時(shí)間同步系統(tǒng)，其特征是，所述延時(shí)鎖存模塊，當(dāng)鎖存延時(shí)更新使能出現(xiàn)時(shí)，將鎖存的延時(shí) 更新為GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊送來的延時(shí)，并將這個(gè)延時(shí)提供給延時(shí)確定模塊。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低單頻網(wǎng)廣播GPS性能要求門限的時(shí)間同步系 統(tǒng)，其特征是，所述延時(shí)確定模塊，監(jiān)測同步包監(jiān)測模塊送來的使能信號，如果 發(fā)現(xiàn)同步使能信號，則延時(shí)N個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期之后，監(jiān)測GPS狀態(tài)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的降低單頻網(wǎng)廣播GPS性能要求門限的時(shí)間同步系 統(tǒng)，其特征是，所述N的值，具體是指，根據(jù)同步包使能出現(xiàn)的時(shí)刻和在當(dāng)前同 步包中抽取并計(jì)算出來的延時(shí)信息有可能觸發(fā)的鎖存操作和GPS狀態(tài)監(jiān)測狀態(tài) 轉(zhuǎn)移操作中最后結(jié)束的那個(gè)操作結(jié)束時(shí)刻之間的時(shí)間差別確定，這個(gè)差別的單位 是系統(tǒng)時(shí)鐘周期。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或者6所述的降低單頻網(wǎng)廣播GPS性能要求門限的時(shí)間 同步系統(tǒng)，其特征是，所述延時(shí)確定模塊監(jiān)測當(dāng)前GPS狀態(tài)，如果GPS工作正常， 即GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊輸出為ON，則將當(dāng)前延時(shí)確定為延時(shí)輸出，如果GPS狀態(tài) 監(jiān)測模塊輸出為OFF，則將延時(shí)鎖存模塊中的鎖存延時(shí)確定為延時(shí)輸出；延時(shí)確 定模塊確定延時(shí)輸出之后，繼續(xù)監(jiān)測同步包使能信號，等待下一次延時(shí)確定操作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種信息技術(shù)領(lǐng)域的降低單頻網(wǎng)廣播GPS性能要求門限的時(shí)間同步系統(tǒng)，包括GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊、延時(shí)鎖存模塊和延時(shí)確定模塊，GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊在同步包使能出現(xiàn)之后不久的位置，根據(jù)當(dāng)前的延時(shí)，進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，以此判斷GPS的工作是否正常。延時(shí)鎖存模塊在鎖存延時(shí)更新使能出現(xiàn)時(shí)，將鎖存的延時(shí)更新為GPS狀態(tài)監(jiān)測模塊送來的延時(shí)，并將這個(gè)延時(shí)提供給延時(shí)確定模塊。延時(shí)確定模塊監(jiān)測同步包監(jiān)測模塊送來的使能信號，如果發(fā)現(xiàn)同步使能信號，則延時(shí)N個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期之后，監(jiān)測GPS狀態(tài)。本發(fā)明改善了性能一般的GPS不穩(wěn)定工作帶來的對時(shí)間同步的影響，對于高性能的GPS也可以提高其在偶然失鎖時(shí)單頻網(wǎng)系統(tǒng)的時(shí)間同步性能。
文檔編號H04N7/015GK101516027SQ200910048239
公開日2009年8月26日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者夏平建, 琳 歸, 巖 李, 喆 王, 馬文峰 申請人:上海交通大學(xué)