专利名称：一种信号发射系统、方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信及广播电视领域，特别是涉及一种信号发射系统、方法及装置。
背景技术：
当前的数字电视发射机和被测设备的信号源大都是由相应体制的激励器提供。激励器的主要功能是进行信道编码、调制和上变频，目的是增强抗干扰能力，保证数字电视信号能正确地传输和接收。传输码流TS信号输入到激励器后，进行信道编码与调制，并输出标准的模拟基带或者中频信号，然后经变频器上变频至所需频道的模拟RF射频信号，输出的模拟RF射频信号再经数字电视发射机的射频放大器放大后发射出去。
目前的数字电视激励器都是采用了硬件调制技术。一般使用FPGA(现场可编程门阵列)来实现TS信道编码调制，并按照一定的时间关系，发送调制好的基带数据。
以硬件调制技术(一般使用FPGA)来实现射频信号的发射，存在下列缺点1、信道编码调制部分软硬件成本很高。信道编码调制是一个很复杂的过程，它是一个数字域的技术，目前的产品一般是使用FPGA来实现。由于算法复杂，所以占用的资源比较大，FPGA的规模比较大。相应的，成本也就据高不下。
2、信道编码是比较复杂的系统，而PFGA的代码的开发也是需要专门的环境。
3、预失真部分，也需要使用FPGA。由于算法比较复杂，需要一定的运算，占用的FPGA的规模比较大。而且多了硬件中转的环节，降低了可靠性。
4、激励器的输入为TS，输出为调制好的RF信号。可以作为信号源使用，但对于普通的工业使用信号源来讲，它的成本相对比较高。作为信号源，某些情况下例如在分模块测试接收机性能的时候，不仅仅是需要RF的信号，还需要数字基带信号或模拟基带信号，或者是数字中频信号或模拟中频信号。
综上所述，现有技术实现射频信号发射的成本较高，另外，由于物理传输环节较多，信号可靠性较低。进一步，由于以硬件调制技术来实现射频信号的发射，所以系统参数的更改、数字域功能的增减不够灵活；而且可输出的信号源类型比较单一。
发明内容
本发明提供一种信号发射系统、方法及装置，以降低信号发射系统的硬件成本。
本发明的信号发射系统，基于个人计算机PC操作系统，包括PC和发射设备；所述PC包括信源处理模块，用于进行信源处理；信道编码调制模块，用于对处理后的信源进行信道编码调制；接口模块，用于将信道编码调制模块编码调制后的数据输出；所述发射设备，用于从接口模块接收数据，并将收到的数据处理为射频RF信号后进行发射。
其中，在信道编码调制模块与接口模块之间还包括预失真处理模块，用于在驱动大功率放大器的情况下，对信道编码调制模块输出的数据进行预失真处理，再由接口模块输出。
其中，所述PC还包括系统参数设置模块，用于设置信源处理模块、信道编码调制模块和/或发射设备所需的相关参数。
其中，所述PC还包括系统参数显示模块，用于显示信源处理模块、信道编码调制模块和/或发射设备当前所用的参数。
其中，所述PC还包括输出模块，该输出模块与信源处理模块和/或信道编码调制模块相连，用于将信源处理模块和/或信道编码调制模块处理后的信号输出。
综上所述，所述发射设备包括数模转换模块，用于进行数模转换；正交上变频模块，用于将基带信号进行正交上变频，生成中频信号；射频输出模块，用于将中频信号处理为射频信号并输出。
本发明的个人计算机，包括信源处理模块，用于进行信源处理；信道编码调制模块，用于将处理后的信源进行信道编码调制；接口模块，用于将信道编码调制模块编码调制后的数据输出。
其中，在信道编码调制模块与接口模块之间还包括预失真处理模块，用于在驱动大功率放大器的情况下，对信道编码调制模块输出的数据进行预失真处理，再由接口模块输出。
其中，所述PC还包括系统参数设置模块，用于设置信源处理模块、信道编码调制模块和/或与该PC相连的外部设备所需的相关参数。
其中，所述PC还包括系统参数显示模块，用于显示信源处理模块、信道编码调制模块和/或与该PC相连的外部设备当前所用的参数。
其中，所述PC还包括输出模块，该输出模块与信源处理模块和/或信道编码调制模块相连，用于将信源处理模块和/或信道编码调制模块处理后的信号输出。
本发明的信号发射方法，用于具有PC及发射设备的系统，包括下列步骤个人计算机PC进行信源处理；PC将处理后的信源进行信道编码调制操作；PC将编码调制后的数据输出；发射设备将从所述PC收到的数据处理为射频RF信号后进行发射。
其中，所述PC将编码调制后的数据输出之前，对信道编码调制后的数据进行预失真处理。
其中，所述PC进行的信源处理和信道编码调制，以及发射设备所做的数据处理所需的参数，从所述PC中设置。
其中，所述PC进行信源处理之后，输出信源处理后生成的信号，和/或所述PC进行信道编码调制操作之后，输出信道编码调制后生成的信号。
本发明有益效果如下本发明基于PC的操作系统，以软件实现信号发射系统中的信源处理和信道编码调制功能；进行信道编码调制后，通过接口模块输出到发射设备(硬件设备)，将数据处理为RF信号后进行发射。
由于信号发射系统中的部分硬件功能通过PC软件实现，所以降低了信号发射系统的硬件成本。由于信号发射系统中的部分硬件功能通过PC软件实现，所以物理传输环节被减少，信号传输的可靠性得到提高。
进一步，由于通过PC软件实现了数据处理之前的处理过程，所以数字域功能的增减更加灵活，提高了系统的可兼容性；例如可以增加线性失真，非线性失真等。由于本发明基于PC的操作系统，所以可简便的提供系统参数设置、修改、显示平台。本发明还可将任意中间信号引出，提供了发射端的开发环境；丰富了测试信号，增加了接收设备的测试手段。
图1为本发明系统结构示意图；图2为本发明实施例一所述系统的结构示意图；图3为本发明实施例二所述系统的结构示意图；图4为本发明实施例三所述系统的结构示意图；图5为本发明实施例四所述系统的结构示意图；图6为本发明实施例所述方法的流程图。
具体实施例方式
为了降低信号发射系统的成本，本发明提供了一种信号发射系统，该信号发射系统基于PC操作系统，参见图1所示，包括PC和发射设备；所述PC中包括依次相连的信源处理模块、信道编码调制模块及接口模块，该接口模块与发射设备相连。
所述信源处理模块由PC软件实现，用于进行信源处理。
所述信道编码调制模块由PC软件实现，用于将处理后的信源进行信道编码调制。
所述接口模块，例如USB接口或PCI接口，用于将信道编码调制模块编码调制后的数据输出。
所述发射设备，用于从接口模块接收数据，并将收到的数据处理为射频RF信号后进行发射。该发射设备的功能由硬件实现，例如由一块FPGA实现。其中可包括用于进行数模转换的数模转换模块；用于将基带信号进行正交上变频，生成中频信号的正交上变频模块；以及用于将中频信号处理为射频信号并输出的射频输出模块。
以下通过4个实施例具体描述本发明的系统。
系统实施例一、参见图2所示，进一步，信号发射系统中的PC还包括连接于信道编码调制模块与接口模块之间的预失真处理模块，用于在驱动大功率放大器的情况下，对信道编码调制模块输出的数据进行预失真处理，再由接口模块输出。该预失真处理模块基于PC软件实现，从而可灵活增减数字域功能，提高了系统的可兼容性。
系统实施例二、参见图3所示，进一步，信号发射系统中的PC还包括用于设置信源处理模块、信道编码调制模块和/或发射设备所需的相关参数的系统参数设置模块。该系统参数设置模块可直接设置或修改信源处理模块和信道编码调制模块的相关参数，并可通过接口模块设置或修改发射设备的相关参数。通过该系统参数设置模块设置或修改的系统参数可被信源处理模块、信道编码调制模块和/或发射设备调用。由于系统参数设置模块基于PC软件平台实现，所以可根据需求，更加灵活的配置系统参数。
系统实施例三、参见图4所示，进一步，信号发射系统中的PC还包括用于显示信源处理模块、信道编码调制模块和/或发射设备当前所用的参数的系统参数显示模块。该系统参数显示模块可直接显示信源处理模块和信道编码调制模块当前所用的参数，并可通过接口模块与发射设备交互，以显示发射设备当前所用的参数。该系统参数显示模块基于PC软件实现，可简便的显示当前所用的系统参数，为操作人员的操作提供直观的数据。
系统实施例四、参见图5所示，进一步，信号发射系统中的PC还包括输出模块，该输出模块与信源处理模块和/或信道编码调制模块相连，用于将信源处理模块和/或信道编码调制模块处理后的信号输出；该输出模块也可与发射设备中包含的各个处理模块相连，输出该处理模块处理后生成的信号或数据。使得发射端成为一种开发环境，丰富了测试信号，增加了接收设备的测试手段。
上述信号发射系统中的PC，不限于包括预失真处理模块、系统参数设置模块、系统参数显示模块及输出模块之一，也可包括预失真处理模块、系统参数设置模块、系统参数显示模块及输出模块的任意组合。
上述信号发射系统中的PC包括的信源处理模块、信道编码调制模块、预失真处理模块、系统参数设置模块、系统参数显示模块及输出模块均由PC软件实现，实现信源处理模块、信道编码调制模块、预失真处理模块、系统参数设置模块、系统参数显示模块及输出模块的功能的相关程序存储于硬盘、DVD-ROM等存储介质中。
与上述信号发射系统对应，本发明还提供了一种个人计算机PC(即上述系统中的PC)，其包括依次相连的信源处理模块、信道编码调制模块及接口模块。
所述信源处理模块由PC软件拟实现，用于进行信源处理。
所述信道编码调制模块由PC软件实现，用于将处理后的信源进行信道编码调制。
所述接口模块，例如USB接口或PCI接口，用于将信道编码调制模块编码调制后的数据输出。
进一步，该PC还包括连接于信道编码调制模块与接口模块之间的预失真处理模块，用于在驱动大功率放大器的情况下，对信道编码调制模块输出的数据进行预失真处理，再由接口模块输出。该预失真处理模块基于PC软件实现，从而可灵活增减数字域功能，提高了系统的可兼容性。
进一步，该PC还包括用于设置信源处理模块、信道编码调制模块和/或与该PC相连的外部设备所需的相关参数的系统参数设置模块。该系统参数设置模块可直接设置或修改信源处理模块和信道编码调制模块的相关参数，并可通过接口模块设置或修改外部设备的相关参数。通过该系统参数设置模块设置或修改的系统参数可被信源处理模块、信道编码调制模块和/或与该PC相连的外部设备调用。由于系统参数设置模块基于PC软件平台实现，所以可根据需求，更加灵活的配置系统参数。
进一步，该PC还包括用于显示信源处理模块、信道编码调制模块和/或与该PC相连的外部设备当前所用的参数的系统参数显示模块。该系统参数显示模块可直接显示信源处理模块和信道编码调制模块当前所用的参数，并可通过接口模块与外部设备交互，以显示外部设备当前所用的参数。该系统参数显示模块基于PC软件实现，可简便的显示当前所用的系统参数，为操作人员的操作提供直观的数据。
进一步，该PC还包括输出模块，该输出模块与信源处理模块和/或信道编码调制模块相连，用于将信源处理模块和/或信道编码调制模块处理后的信号输出；该输出模块也可与外部设备中包含的各个处理模块相连，输出该处理模块处理后生成的信号或数据。使得发射端成为一种开发环境，丰富了测试信号，增加了接收设备的测试手段。
上述PC，不限于包括预失真处理模块、系统参数设置模块、系统参数显示模块及输出模块之一，也可包括预失真处理模块、系统参数设置模块、系统参数显示模块及输出模块的任意组合。
上述PC包括的信源处理模块、信道编码调制模块、预失真处理模块、系统参数设置模块、系统参数显示模块及输出模块均由PC软件实现，实现信源处理模块、信道编码调制模块、预失真处理模块、系统参数设置模块、系统参数显示模块及输出模块的功能的相关程序存储于硬盘、DVD-ROM等存储介质中。
与上述信号发射系统及PC对应，本发明还提供了一种信号发射方法，用于具有PC及发射设备的系统，参见图6所示，包括下列步骤S1、PC进行信源处理。
S2、PC对处理后的信源进行信道编码调制。
S3、PC将编码调制后的数据输出。
S4、发射设备将从所述PC收到的数据处理为射频RF信号后进行发射。
该方法各步骤中的细节内容与上述信号发射系统及PC一致。
结合上述信号发射系统、PC和方法，以下提供一个具体处理流程。其中，PC承载软件功能，软件运行环境为windows或unix环境。软件部分完成了发射系统中的信源处理、信道编码调制、预失真处理，以及中间信号的输出。基于该PC软件，实现RF信号的发射。
1、信源处理模块对信源进行处理，转变成为接收端能够解码的格式。(可通过输出模块输出)2、为了对抗信道传输过程中带来的干扰，PC对将要传输的数据流进行编码，增加冗余，即对载荷进行保护。信道编码调制模块对输入的码流进行加扰、编码、交织、映射和帧形成等运算。编码调制完成的信号滤波后转换成基带I/Q信号(可通过输出模块输出)。信道编码调制部分可以根据不同的传输标准(方案)采用不同的编码和调制方式。支持当前比较常见的标准(草案)。可采用LVDS或者LVTTL输出方式。用户对激励器信道编码部分的各种参数和模式的设置可通过PC端的用户控制界面来进行的。
3、预失真处理模块在驱动大功率放大器的情况下，对信道编码调制模块输出的数据进行预失真处理(可通过输出模块输出)。
4、经过编码调制的数据为二进制文件，通过接口模块以稳定的速率传输到发射设备。
5、发射设备继续进行数据处理该发射设备主要由一块FPGA组成，实现如下的功能A、正确接收由PC传送过来的数据；B、将从PC接收过来的数据分成I/Q两路，分别进行过采样，滤波；C、对I/Q信号的幅度、相位、直流偏置、互扰等的不平衡进行校正；D、生成1MHz单音测试信号；E、生成通用伪随即序列。
6、数模转换。14bit分辨率，平衡输出。
7、上变频。
将基带信号调制到所需要的频率上。采用的变频方法是正交上变频，抑制载波和镜像频率，不需要带通滤波器。输出阻抗50欧姆。(可通过输出模块输出)。
8、频率合成器。
产生U(L、S)波段的本振频率，频率可调，1MHz步进。相位噪声符合数字电视发射设备要求9、射频输出。50欧姆输出阻抗。π型网络匹配。
综上所述，本发明采用软件的信源处理和信道编码调制，避免了大容量的FPGA的使用，首先是大大降低的硬件的成本。开发FPGA的代码是需要一定的软件研发成本，在这个上面的开销也是很大的，而PC上的软件开发相对选择比较多，也比较灵活。
如果要对信源和信道编码部分进行升级，可以直接升级软件，打包成一定格式的文件，通过INTERNET发送给客户，不需要专门的工程师去客户处进行升级。
发射机的大功率放大器有个老化的过程，它的状态是在逐渐改变的，预失真需要不断的调整，本发明是在软件部分实现对预失真的调整。PC直接就可以进行，不需要再通过其他环节进行。不但调整便捷而且增加了可靠性。
信源和信道调制编码在PC中完成，其各种参数可以直接通过PC界面调整和显示。不需要额外的硬件和软件的开销。
减少了PFGA等比较昂贵的硬件开销和软件开销，大大降低了整机的研发成本和物料成本。
本发明可以提供数字基带、模拟基带、数字中频、模拟中频、射频等五种信号。大大丰富了信号源的种类，为接收设备的调试提供了方便。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种信号发射系统，其特征在于，基于个人计算机PC操作系统，包括PC和发射设备，所述PC包括信源处理模块，用于进行信源处理；信道编码调制模块，用于对处理后的信源进行信道编码调制；接口模块，用于将信道编码调制模块编码调制后的数据输出；所述发射设备，用于从接口模块接收数据，并将收到的数据处理为射频RF信号后进行发射。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在信道编码调制模块与接口模块之间还包括预失真处理模块，用于在驱动大功率放大器的情况下，对信道编码调制模块输出的数据进行预失真处理，再由接口模块输出。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PC还包括系统参数设置模块，用于设置信源处理模块、信道编码调制模块和/或发射设备所需的相关参数。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PC还包括系统参数显示模块，用于显示信源处理模块、信道编码调制模块和/或发射设备当前所用的参数。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PC还包括输出模块，该输出模块与信源处理模块和/或信道编码调制模块相连，用于将信源处理模块和/或信道编码调制模块处理后的信号输出。
6.如权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述发射设备包括数模转换模块，用于进行数模转换；正交上变频模块，用于将基带信号进行正交上变频，生成中频信号；射频输出模块，用于将中频信号处理为射频信号并输出。
7.一种个人计算机，其特征在于，包括信源处理模块，用于进行信源处理；信道编码调制模块，用于将处理后的信源进行信道编码调制；接口模块，用于将信道编码调制模块编码调制后的数据输出。
8.如权利要求7所述的个人计算机，其特征在于，在信道编码调制模块与接口模块之间还包括预失真处理模块，用于在驱动大功率放大器的情况下，对信道编码调制模块输出的数据进行预失真处理，再由接口模块输出。
9.如权利要求7所述的个人计算机，其特征在于，所述PC还包括系统参数设置模块，用于设置信源处理模块、信道编码调制模块和/或与该PC相连的外部设备所需的相关参数。
10.如权利要求7所述的个人计算机，其特征在于，所述PC还包括系统参数显示模块，用于显示信源处理模块、信道编码调制模块和/或与该PC相连的外部设备当前所用的参数。
11.如权利要求7所述的个人计算机，其特征在于，所述PC还包括输出模块，该输出模块与信源处理模块和/或信道编码调制模块相连，用于将信源处理模块和/或信道编码调制模块处理后的信号输出。
12.一种信号发射方法，用于具有PC及发射设备的系统，其特征在于，包括下列步骤个人计算机PC进行信源处理；PC将处理后的信源进行信道编码调制；PC将编码调制后的数据输出；发射设备将从所述PC收到的数据处理为射频RF信号后进行发射。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述PC将编码调制后的数据输出之前，对信道编码调制后的数据进行预失真处理。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述PC进行的信源处理和信道编码调制操作，以及发射设备所做的数据处理所需的参数，从所述PC中设置。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述PC进行信源处理之后，输出信源处理后生成的信号，和/或所述PC进行信道编码调制操作之后，输出信道编码调制后生成的信号。
全文摘要
本发明公开了一种信号发射系统、方法及装置，涉及通信及广播电视领域。用以降低信号发射系统的硬件成本。本发明系统基于个人计算机PC操作系统，包括PC和发射设备；所述PC包括信源处理模块，用于进行信源处理；信道编码调制模块，用于对处理后的信源进行信道编码调制；接口模块，用于将信道编码调制模块编码调制后的数据输出；所述发射设备，用于从接口模块接收数据，并将收到的数据处理为射频RF信号后进行发射。本发明可应用于广播电视发射机。
文档编号H04L1/00GK101026748SQ20071006479
公开日2007年8月29日 申请日期2007年3月26日 优先权日2007年3月26日
发明者(要求不公开姓名) 申请人:北京创毅视讯科技有限公司