专利名称：多个格式化设备的同步控制方法以及流格式化设备的制作方法
技术领域：
根据第一方面，本发明涉及多个信号格式化设备的同步控制方法。根据第二方面，
本发明涉及一对信号格式化设备，所述设备用作备份以提供一项发送设备并减小对从一项设备向另一项设备的切换的发送的影响。 本发明更明确地涉及"单频网络"或"SFN"类型的网络的领域。
背景技术：
在现有技术中，SFN网络是在所确定的区域中操作在单频上的发送器、无线电或者模拟或数字电视的网络。如图l所示，构成该网络的所有发送器，不管相邻还是不相邻，都使用相同的频率^来发送相同的信号。在图1中，发送器由调制器10、20、30和天线15、25、35构成。这种架构的优点有两点一方面这种架构实现了对地域上使用的频率的限制。实际上，在非SFN发送器网络中，如果第一发送器使用一频率，则与该第一发送器相邻的发送器不能使用该频率，否则将产生干扰现象。此外，这种架构可以改进接收质量，这是由于在SFN网络中，从若干相邻发送器接收到的信号彼此之间不再是破坏性的，而相反是建设性的。 为了实现这种网络架构，必须遵循特定条件构成网络的发送器必须都使用相同的调制模式，并且这些发送器还必须时间上精确地发送相同的信号。为此，DVB标准在文档"ETSI TS 101191，VI. 4. 1(2004-06)Digital Video Broadcasting (DVB) ;DVB mega-frameforSingle Frequency Network (SFN) synchonization"中指定机制，该机制使得对SFN网络的不同发送器发射的流进行同步成为可能。 将待发射的信号分解成兆帧(megaframe)，这些兆帧的长度依赖于针对发送而选择的调制模式。将使用名称"兆帧初始化分组"或者使用其縮写"MIP"屡次指定的同步分组插入待发送的信号中。这些同步分组包含时间指针，该时间指针使发送器可以根据在发送器级存在的极度精确的且发送器所共有的时基来时间上精确地定位这些帧。时基例如是GPS类型的。因此，当时基具有lHz信号(脉冲)以及10MHz时钟信号的形式时(这两个频率是极为稳定的)，MIP指向下一个兆帧的开始处，该下一个兆帧在例如由时基到此为止传送的最后一个脉冲之后的第1120个时钟脉冲处开始，。 —项格式化设备FE1根据信号TS来产生待发送的信号TS_SFN1 (假定该信号TS_SFN1是SFN格式化的)。特别地，格式化设备FE1在TS信号中插入MIP同步分组(图1中未示出)。向若干调制器10、20、30发送信号TS—SFN1，这些调制器都针对与其相关联的天线15、25、35中的每一个产生严格相同且同相的调制后的信号。 对于传输系统中的任何关键链路来说，强烈建议能够具有用于格式化设备FE1的冗余架构。从而希望克服该项设备FE1的故障中的一个或者在不中断服务的情况下授权维护动作。最经常地，求助于图2所示的标准架构，该标准架构在于由并行配置的至少两项格式化设备FE1 ， 1 、FE2， 2提供调制器MOD, 10。从而每一项设备FE1 、FE2接收相同的信号TS，并产生预期用于调制器MOD的格式化信号SFN :TS_SFN1、 TS_SFN2。
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为了使解释更加清楚，切换器9接收信号TS_SFN1和TS_SFN2，并根据在维护操作期间两项设备FE1、FE2中的一个是有故障的还是退出服务来将TS_SFN1或TS_SFN2发送至调制器M0D。当然，可以将切换器SW插入调制器MOD中，然后将向调制器MOD提供2个输入。 在目前情况下，该架构有以下缺点不允许在不显著影响发送的情况下将一个格式化信号SFN切换至另一个。实际上，兆帧的结构由调制模式强制指定，从而由因此产生相同兆帧的两项设备FE1 、 FE2来识别。 在本文档的其余部分中，已经选择将格式化的流表示为一连串兆帧M巳、……、MFi、MFi+1、……、MFn，其中i是唯一地标识每一个兆帧的索引。兆帧M巳、……、MFn都具有已知的相同持续时间TMF。兆帧的持续时间是相同的且被标注为TMF。 将第一个兆帧的发送开始日期留给每一项设备FE1、FE2的自由选择其基本上与当给 设备FE1、 FE2通电时作出的选择有关。 因此，考虑到如图3所示的、日期Tsw时信号TS_SFN1向信号TS_SFN2的切换，在切换的时刻，所产生的信号TS—SFN3包含异常大(或者依情况而小)的兆帧(这里是MF『2)。以瞬时方式，这种信号存在情况下的调制器MOD不再能够产生相干调制后的信号。调制器MOD必须等待找到遵循其自身调制类型的输入信号，以再次产生调制后的信号。在最坏的情况下，在每一次切换中丢失两个连续兆帧。 为了使该切换在传输中不丢失任何兆帧，因此建议确保两项设备FE1、 FE2冗余地向产生完全同相的兆帧(M巳、……、MFn)的调制器提供与实现SFN网络所需的确度相符合的精度。 对由多个备份设备FE1、 FE2产生同相信号所造成的问题的最直接解决方案在于通过定义设备FE1、FE2之间的信息交换协议，来将设备EF1、EF2互连在一起，以确保该备份设备产生同相信号TS—SFN1、TS—SFN2。但该解决方案是强架构和互连约束的来源。另外，该解决方案不适于"n+p"架构，其中由"p"项格式化设备对"n"项格式化设备(不必产生相同的兆帧结构)进行备份。此外，该架构极易受到网络等待时间的影响，该网络等待时间可以导致设备FE1、FE2采用非同相的决定。
本发明的目的之一是克服这些不同的缺点。
发明内容
本发明提出以要解决的技术问题是由用作备份的远程格式化设备对格式化信号的发射进行同步。 为此，根据第一方面，本发明涉及根据所附权利要求1所述的多个流格式化设备的同步控制方法。 根据第二方面，本发明涉及根据所附权利要求9所述的一项流格式化设备。
有利地，格式化的流TS_SFN1 、 TS_SFN2遵循DVB标准。
有利地，格式化的流TS_SFN1 、 TS_SFN2遵循ISDB-T标准。
有利地，格式化的流TS_SFN1 、 TS_SFN2遵循ATSC标准。
有利地，格式化的流TS_SFN1 、 TS_SFN2遵循C匪B标准。 本发明的第一优点在于以下事实能够对两项远程格式化设备进行同步，使得在这两项格式化设备之间不需要专用交换的情况下，这两项远程格式化设备向调制器M0D传 送两个完全同相的格式化信号。这样一来，在不需要在格式化设备之间布置网络的情况下 提供服务的连续性，这是一种肯定表现出高成本的解决方案。 本发明的第二优点在于当第一项备份格式化设备被第二项格式化设备中断时， 不存在兆帧的任何丢失。实际上，由于这两项设备向调制器传送完全同相的格式化流，因而 调制器可以立即使用由第二项格式化设备传送的格式化流，来替代第一项设备的流。
本发明的第三优点在于本发明的简易性以及实现本发明所需的装置的经济实 惠。实际上，在集成绝对时钟等元件的复用器MUX中一般包括格式化设备。该绝对时钟可 以有利地用于提供实现本发明所需的当前日期。因此，根据本发明的一项格式化设备需要 与现有技术的格式化设备相关的非常小的额外装置，这在执行了对已安装的设备进行升级 的活动的情况下是重要的因素。
从通过参照附图、作为示例提供的对本发明实施例的以下描述中，将更好地理解
本发明，附图中 图1至3已被描述； 图4示出了用于定义兆帧初始化分组的内容的时间位置P0S的示例；
图5示出了根据本发明的方法的流程图；
图6示出了根据本发明的一项格式化设备。
具体实施例方式
图4示出了由一项格式化设备FE1、 FE2(图中未示出)产生的格式化流TS_SFN1 的时间表示。格式化流TS—SFN1由一连串兆帧MFp 、MFi、MFi+1、 、MF。构成，其中
i是唯一地标识每一个兆帧的索引。兆帧M巳、……、MFn都具有已知的相同时间T『
M巳是兆帧中的第一个，传统上，其将在所有格式化设备已知的参考日期DREF = ^ 时被发送。因此，可以相对于DREF确定发送兆帧MFn的日期tn :
、 = (i-l) Tmf，其中i严格大于1。 从这个表达式开始，还可以始终相对于DREF确定日期t (DC0UR)，该日期t (DC0UR) 与将在当前日期DCOUR之后发送第一个兆帧的日期相对应，考虑该形式的表达式 t (DC0UR) = (FLOOR ((DCOUR-DREF) /TMF) +1) 其中FLOOR指明"整数部分"数学函数，并且在与DREF相同的时间系统中表达 DCOUR。 因此，如果如图4所示，DCOUR出现在MFn的发送开始之后以及MFn+1的发送开始之 前，则t (DCOUR)与兆帧MFn+1的发送开始日期相对应，即，DREF之后时间n T『对DCOUR 之后传送的第一个兆帧的发送的开始进行标记的日期t (DCOUR)是令人感兴趣的，这是由 于日期t(DC0UR)构成了指向下一个兆帧的时间指针。 此外，所有格式化设备FE1、 FE2接收由时基TB(图4中未示出)产生的周期为TB 的主脉冲和周期为TA的次脉冲，其中TB大于TA。可以与DREF同相地传送主脉冲和次脉冲。 这些脉冲构成时间参考的系统，在该系统中可以表达时间指针。例如，可以认为Ib等于1秒，而TA等于100纳秒。 通过考虑在日期DREF时传送第一主脉冲，可以相对于DREF确定通过表达式 (p-1) TB传送第p个主脉冲的日期，其中p是唯一地标识主脉冲的索引，p是大于1的整数。 从该表达式开始，还可以始终相对于DREF确定日期t (DC0UR)，其中在当前日期 DCOUR之前，在该日期t(DCOUR)处传送了最后一个主脉冲，考虑该形式的表达式T(DCOUR) =TB (FLOOR ((DCOUR-DREF) /TB))。 因此，如果如图4所示，DCOUR出现在传送了第(N+l)个主脉冲之后以及传送了第 (N+2)个主脉冲之前，则T(DCOUR)与传送第(N+l)个主脉冲的日期相对应，即，DREF之后时 间N TB。 对DCOUR之前传送了最后一个主脉冲的日期进行标记的日期T(DCOUR)是令人感 兴趣的，这是由于该日期T(DCOUR)可以构成参考，相对于该参考，可以表达时间指针。
可以以时间n T,-N TB的形式来表达与到此为止最后一个主脉冲(这里是第 (N+l)个主脉冲)相关的未来兆帧上的时间指针。 还可以以周期为TA的多个POS的形式来表达该时间，这些POS将未来兆帧MF^的 发送开始日期的第(N+l)个主脉冲分离开来。在这种情况下，以下列形式表达POS:POS二 FLOOR (n Tmp-N TB)/TA)。 图5示出了根据本发明的控制方法的流程图。 本方法的第一步骤101在于，定义与传统上发送兆帧M巳的日期相对应的参考日 期DREF。该日期DREF对于所有设备FE1、 FE2来说是公共的，并且在时间系统(TAB)中表 达该日期DREF。 本方法的第二步骤102在于，根据时钟HA确定当前日期DCOUR。该日期DCOUR对 于所有这些项设备FE1、FE2来说不必是公共的。实际上，每一项设备FE1、FE2可以在不同 时间单独发起对下一个兆帧的时间位置的确定。在时间系统(TAB)中表达该DCOUR日期。
本方法的第三步骤103在于，根据相对于参考日期DREF确定的兆帧时间位置，来 相对于由时基TB产生的主脉冲确定时间兆帧位置POS。 如图4所示，POS可以与多个次脉冲相对应，该多个次脉冲将日期DCOUR之后、下 一个兆帧的发送开始日期DCOUR之前的最后一个主脉冲的日期分离开来。次脉冲也由时基 TB产生。 本方法的第四步骤104在于，根据POS时间位置确定MIP兆帧初始化分组的内容。
本方法的第五步骤105在于，将MIP兆帧初始化分组插入格式化流TS_SFN1、 TS_ SFN2中。 在新兆帧的发送检测步骤100期间检测到的、每一次新产生兆帧处循环执行步骤 102至105。 有利地，当前日期DCOUR的确定步骤102具有优于TB/2的精度。
图6以图表方式示出了用作备份的多个相同设备FE1、FE2中的、根据本发明的一 项格式化设备FE1。该项设备FEl接收由时基TB产生的主脉冲和次脉冲，并具有相应的周 期Ib、Ta。多个设备FE1、FE2适用于根据时钟HA获得当前日期。该项设备FEl接收流TS 并传送格式化流TS_SFN1，该项设备FEl包括
-存储装置TM，存储传统上与设备FEl发送兆帧的日期相对应的参考日期 (DREF)。在时间系统TAB中表达该DREF日期，并且该DREF日期对于所有设备FE1、 FE2来 说是公共的； -TIM装置，在时间系统TAB中确定由时钟HA提供的当前日期； -DPO装置，根据相对于日期DREF确定的兆帧时间位置，来相对于主脉冲确定兆帧
MFn的时间位置POS。该DPO装置接收主脉冲和次脉冲，并具有用于评估其相应周期TA、 TB
的装置； -INS装置，将包括根据POS时间位置而确定的内容在内的MIP同步分组插入格式 化流TS_SFN1中。 有利地，该时间系统TAB是绝对时间的系统。
有利地，该时钟HA是由GPS接收器提供的时钟。
有利地，该时钟(HA)根据网络时间协议来进行操作。 在前文中作为示例描述了本发明。应理解，本领域技术人员能够在不脱离本专利 范围的情况下作出本发明的变型。
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权利要求
一种对多个流(TS)格式化设备(FE1、FE2)的同步控制方法，所述项设备(FE1、FE2)接收流(TS)并向至少一个调制器(MOD1、MOD2)发送格式化的流(TS_SFN1、TS_SFN2)，所述格式化的流(TS_SFN1、TS_SFN2)中的每一个包括一连串被称作“兆帧”(MF1、MF2、……、MFn)的分组块以及兆帧初始化分组(MIP)，所述兆帧初始化分组(MIP)包括指向后一兆帧的指针，所述分组(MIP)由所述调制器(MOD1、MOD2)使用来在时间上相对于由时基(TB)提供的脉冲对兆帧(MFn)的时间位置进行标识，所述脉冲由这些项设备(FE1、FE2)以及所述调制器(MOD1、MOD2)接收，其特征在于所述方法包括以下步骤-定义传统上与设备(FE1、FE2)发送兆帧(MF1)的发送日期相对应的参考日期(DREF)，所述日期(DREF)是在时间系统(TAB)中表达的，并且所述日期(DREF)对于所述多个设备(FE1、FE2)来说是公共的；并且在兆帧(MFn)的每一次发送时-根据对于所述多个设备(FE1、FE2)来说公共的时钟(HA)来确定当前日期(DCOUR)，所述日期(DCOUR)是在所述时间系统(TAB)中表达的；-根据相对于所述参考日期(DREF)确定的、兆帧(MFn+1)的时间位置，来相对于所述时基(TB)确定该兆帧(MFn+1)的时间位置(POS)；-根据该时间位置(POS)来确定兆帧初始化分组(MIP)内容；-将所述兆帧初始化分组(MIP)插入所述格式化的流(TS_SFN1、TS_SFN2)中。
2. 根据权利要求l所述的方法，所述时基(TB)传送具有周期lB的主脉冲，其特征在于所述当前日期(DCOUR)的确定步骤具有优于TB/2的精度。
3. 根据权利要求2所述的方法，所述时基(TB)还传送具有周期1\的次脉冲，其中1\小于IB，其特征在于所述时间位置(POS)是以多个周期L来表达的。
4. 根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于所述参考日期(DREF)的定义步骤在于读取在所述设备(FE1、FE2)的存储装置中存储的日期值(DREF)。
5. 根据权利要求1至4中任意SFN1、 TS—SFN2)遵循DVB标准。
6. 根据权利要求1至4中任意SFN1、 TS—SFN2)遵循ISDB-T标准。
7. 根据权利要求1至4中任意SFN1、TS—SFN2)遵循ATSC标准。
8. 根据权利要求1至4中任意SFN1、 TS—SFN2)遵循C匪B标准。
9. 一种系统，用于驱动多个对流(TS)进行格式化的设备(FE1、FE2)，所述系统包括所述设备(FE1、FE2)、至少一个调制器(M0D1、M0D2)以及时基(TB)，所述设备(FE1、FE2)向所述调制器(M0D1、 M0D2)传送格式化的流(TS_SFN1、 TS—SFN2)，所述流(TS_SFN1、 TS_SFN2)包括一连串被称作"兆帧"(M巳、M&、……、MFn)的分组块以及兆帧初始化分组(MIP)，所述兆帧初始化分组(MIP)包括指向后一兆帧的指针，所述分组(MIP)由所述调制器(M0D1、M0D2)使用来相对于由时基提供的脉冲对后续兆帧(MFn)的时间位置进行标识，所述脉冲由这些项设备(FE1、FE2)以及所述调制器(M0D1、M0D2)接收，其特征在于所述系统包括-存储装置(TIM)，用于存储传统上与所述设备(FE1、FE2)发送兆帧(MF》的日期相 项所述的方法，其特征在于所述格式化的流(TS.项所述的方法，其特征在于所述格式化的流(TS.项所述的方法，其特征在于所述格式化的流(TS.项所述的方法，其特征在于所述格式化的流(TS.对应的参考日期(DREF)，所述日期(DREF)是在时间系统(TAB)中表达的，并且所述日期(DREF)对于所有设备(FE1、FE2)来说是公共的；-用于在所述时间系统(TAB)中确定由时钟(HA)提供的当前日期(DCOUR)的装置(TIM);-用于根据相对于所述日期(DREF)确定的兆帧时间位置来相对于所述脉冲确定兆帧MFn的时间位置(POS)的装置(DPO);-用于将包括根据所述时间位置(POS)确定的内容在内的同步分组(MIP)插入所述格式化的流(TS_SFN1、TS_SFN2)中的装置(INS)。
10. 根据权利要求9所述的系统，其特征在于所述时间系统(TAB)是绝对时间的系统。
11. 根据权利要求9至10中任意一项所述的系统，其特征在于所述时钟(HA)是由GPS接收器提供的时钟。
12. 根据权利要求9所述的系统，其特征在于所述时钟(HA)根据网络时间协议来进行操作。
全文摘要
本发明涉及用作备份的多个流(TS)格式化设备(FE1、FE2)的控制方法的领域。这些项设备接收流(TS)并向调制器(MOD1)发送格式化的流(TS_SFN1、TS_SFN2)，所述格式化的流包括一连串被称作“兆帧”的分组块以及兆帧初始化分组(MIP)，由所述调制器(MOD1)使用来在时间上相对于时基(TB)标识兆帧(MFn)。根据本发明，所述方法包括以下步骤定义与兆帧(MF1)的发送日期相对应的参考日期(DREF)；确定对于设备(FE1、FE2)来说公共的当前日期(DCOUR)；根据相对于所述日期(DREF)确定的、兆帧(MFn)的时间位置，来相对于所述时基(TB)确定日期(DCOUR)之后的该兆帧(MFn)的时间位置(POS)；根据所述时间位置(POS)来确定兆帧初始化分组(MIP)内容；将分组(MIP)插入所述格式化的流(TS_SFN1、TS_SFN2)中。
文档编号H04L7/00GK101729235SQ20091020609
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月21日 优先权日2008年10月23日
发明者帕斯卡尔·格拉瓦耶, 斯特凡纳·吉耶莫, 斯特凡纳·菲约 申请人:汤姆森许可贸易公司