分层单频网网络及其组网方法
【专利摘要】本发明揭示了一种分层单频网网络及其组网方法，该网络结构包括多个相邻的发射端，其对应的方法包括以下步骤：将每个发射端的物理层分割为同步和信令管道以及至少两个单频网管道，在同步和信令管道内传输同步符号和公共信令，将单频网管道划分为管道信令和数据管道。采用了本发明的技术方案，可以实现一种新的物理层划分方式和资源分配方式，从而提高了资源分配的灵活性，并达到改善信号交叠区域的接收能力和接收质量的效果。
【专利说明】分层单频网网络及其组网方法
[0001]
【技术领域】 本发明涉及一种广播与接收方式，更具体地说，涉及一种基于分层单频网技术的系统 及其组网的方法。
[0002]
【背景技术】 在组建电视广播网时，若相邻的两个发射端在同一频点上同时发射信号，会造成相互 干扰。一种解决方法是在组网时规定相邻的两个发射端不使用同一频点，而在不同频点上 错开发射信号。这样的组网方称为多频网（MFN)，显然这种方式浪费了大量频谱。
[0003] 随着广播技术的不断发展，出现了称为单频网（SFN)的组网技术。单频网网络中 的各个发射机处于同步状态，以相同的频率、在相同的时刻发送相同的信号。在这些发射机 所覆盖的范围内，接收机都能稳定地收到广播节目。但单频网技术也存在如下问题，当两 个相邻的地区或城市需要广播不同的节目时，一个城市就不能使用另一个城市已使用的频 点。在这种情况下也会造成较大的频谱资源浪费。
[0004] 随着对传输效率的提高的不断追求，能够利用空间多样性以提高传输效率的MM0 技术成为了研究的热点。但MM0接收的实际性能和工程实现也存在一系列的问题。
[0005]
【发明内容】
本发明的目的旨在提供一种分层单频网网络及其组网方法，来解决现有技术中网络频 率资源利用率不高、相邻地区的发射端频率利用冲突的问题。
[0006] 依据上述目的，实施本发明的分层单频网网络，包括多个相邻的发射端，其中每个 发射端的物理层包括同步和信令管道以及至少两个单频网管道，同步和信令管道内传输同 步符号和公共信令，单频网管道包括管道信令和数据管道。
[0007] 依据上述目的，实施本发明的一种分层单频网的组网方法，包括多个相邻的发射 端，包括以下步骤：将每个发射端的物理层分割为同步和信令管道以及至少两个单频网管 道，在同步和信令管道内传输同步符号和公共信令，将单频网管道划分为管道信令和数据 管道。
[0008] 依据上述主要特征，公共信令包括单频网管道分配方式和基本配置，管道信令包 括其所在单频网管道的数据管道个数、资源分配方式和数据管道配置。
[0009] 依据上述主要特征，单频网管道和数据管道对应时频资源，时频资源包括指定的 时隙、子载波、时频资源块。
[0010] 依据上述主要特征，相邻的两个发射端包括至少一个相同的单频网管道，单频网 管道内发射相同的信号。
[0011] 依据上述主要特征，相邻的两个发射端包括至少一个相同的单频网管道，在单频 网管道内，其中一个发射端发射任意信号，另一个发射空信号。
[0012] 依据上述主要特征，相邻的两个发射端包括至少一个相同的单频网管道，在单频 网管道内，两个发射端发射不同的非空信号，并且对应的接收端采用单天线或多天线，单天 线选择接收发射相同信号的单频网管道，多天线接收所有单频网管道的信号。
[0013]采用了本发明的技术方案，可以实现一种新的物理层划分方式和资源分配方式， 从而达到改善信号交叠区域的接收能力和接收质量的效果。
[0014]
【专利附图】
【附图说明】 在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中： 图1是本发明分层单频网物理层的结构划分示意图； 图2是本发明发射端的调制流程示意图； 图3是本发明接收端的解调流程示意图； 图4a?图4c是单频网组网方法的第一种实施例7]^意图； 图5a?图5c是单频网组网方法的第二种实施例示意图； 图6是单频网组网方法的第三种实施例示意图。
[0015]
【具体实施方式】 下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0016] 本发明的分层单频网网络由若干个发射端组成，其中发射端的数量为两个或两个 以上，这里所说的发射端可以是发射塔或其他带有数据处理、封装、编码、调制等一系列完 整处理功能的发射终端。本发明对于接收发射端信号的接收端没有特别的要求，可以是任 何带有单天线或多天线的接收终端，包括固定设备和移动手持式设备，例如电视机、手机、 平板电脑等。
[0017] 发射端 参照图1，每个发射端都按照相同的方式将物理层分割为公共的同步和信令管道，以及 两个或两个以上的单频网管道。公共的同步和信令管道内传输同步符号和公共信令，其中 同步符号包含用以帮助接收端同步的信息，公共信令用以指示如何分配单频网管道，包括 单频网管道分配方式和基本配置。公共的同步和信令管道不包含数据符号。
[0018] 每个发射端在公共的同步和信令管道内发射相同的同步符号和公共信令，在这部 分信号上组成传统的单频网，这里相同的同步符号和公共信令也可以等效为由同样的信令 经过空时编码或空频编码得到的几组输出，例如DVB-T2中的MIS0技术。
[0019] 每个发射端按照相同或不同的方式将每个单频网管道分割为管道信令与一个或 多个数据管道，其中管道信令包括其所在单频网管道的数据管道个数、资源分配方式和管 道配置等信息。每个单频网管道和每个数据管道均对应于一些指定的时频资源，比如指定 的时隙(类似于CMMB)、每个0FDM符号中指定的一些子载波、类似于DVB-T2中的管道的时频 资源块等，本发明对此不作限定。
[0020] 图2所示的是一个提供分层单频网功能的发射机的调制流程，总体来说先对单频 网管道内传输的信号流进行调制，然后加上公共的同步和信令管道内传输的信号流，组成 在分层单频网网络内传输的信号帧，其具体步骤如下所示。
[0021] 首先，对包含各个节目的信息比特流进行数据封装、编码与符号映射，从而得到各 个单频网管道的数据管道的符号流。本发明对具体的封装、编码和映射方式不做限定。
[0022] 其次，将各个数据管道的符号流经过封装组合得到各个单频网管道的符号流，并 在每个单频网管道的符号流中插入管道信令，管道信令描述各自单频网管道包含的数据 管道个数、资源分配方式，如每个数据管道在本帧内包括多少个符号，和数据管道配置的信 令，如每个数据管道各自的调制方式、纠错码码率等。本发明对于数据管道与管道信令的生 成方法可采用DVB-T2的生成管道符号流与信令的方法，或其他方法，对此不作限定。根据 单频网管道的指示，有些单频网管道的符号流不包含任何数据管道的符号流，为空信号(或 者说是发射全零的符号)。
[0023] 接着，在这些单频网管道符号流上添加公共的同步和信令管道，组成一个个信号 帧。每个信号帧由一个同步符号和公共信令，以及若干个单频网管道组成。同步符号提供 了帮助接收机同步的信号，而公共信令包含了若干信息比特。同步符号和公共信令可采用 DVB-T2的组帧形式，本发明对此不作限定。公共信令包含的信息比特指示了这一帧的0FDM 符号的FFT大小，并有两比特指示单频网管道的分配方式。
[0024] 例如，当上述两比特为00时，表示只有一个单频网管道；当为01时，表示有两个单 频网管道，第一个单频网管道占这一帧内每个0FDM符号的前一半子载波，第二个单频网管 道占这一巾贞内每个0FDM符号的后一半子载波；当为10时，表不有四个单频网管道，第一个 单频网管道占这一帧内每个0FDM符号的前四分之一的子载波，第二个单频网管道占这一 帧内每个0FDM符号的第二个四分之一的子载波，以此类推；当为11时，表示有八个单频网 管道，第一个单频网管道占这一帧内每个0FDM符号的前八分之一的子载波，第二个单频网 管道占这一帧内每个0FDM符号的第二个八分之一的子载波，以此类推。
[0025] 最后，将各个信号帧的符号分别填入对应的子载波上，并插入导频，对于导频的插 入与配置方式本发明不做限定，这样就得到了基带的信号流。
[0026] 接收端 本发明利用普通的接收机就可以实现对分层单频网网络的接收，图3所示的是接收端 的接收流程，其包括5个主要的步骤： 步骤S1 :接收端首先根据接收到的信号中的公共的同步和信令管道进行同步； 步骤S2 :根据同步结果，从公共信令中获得单频网管道的资源配置， 步骤S3:逐一解调不同单频网管道中的管道信令，从而获得每个单频网管道中的数据 管道个数、资源分配方式和数据管道配置。
[0027] 步骤S4:根据管道信令中的信息，选择所需要解调的一个或多个数据管道进行解 调解码， 步骤S5:从数据管道中得到用户所需要的节目数据。
[0028] 上述的发射端和接收端的结构形成了本发明分层单频网网络的基本架构，利用上 述的分层单频网的网络结构，可以形成多种组网方法，在相邻的两个发射端上通过对单频 网管道的利用，可以灵活地在各个单频网管道上进行业务分配和传输。本发明所述的"相 邻"的两个发射端，是指覆盖范围有交叠的两个发射端，而"同一个"或"相同的"单频网管 道是指各个发射端在物理层上分割出的，占用相同时频资源的信号段。
[0029] 分层单频网网络中相邻的两个发射端在同一个单频网管道内可以有多种灵活的 业务传输方式，不同的对单频网管道的分配方式所产生的效果不同，并且对于发射端和接 收端的要求也各不相同，而对于不相邻的两个发射端在同一单频网管道内发射的信号则没 有要求。下面通过3个实施例来说明本发明分层单频网的组网方法。
[0030] 实施例1 图4a?4c所示的是一个分层单频网的发射端位置与覆盖范围，其中每个圆代表一个 发射端的覆盖范围，这些发射端组成一个分层单频网，并且相邻的两个发射端在相同的单 频网管道内发射相同的信号，或者其中一个发射端发射任意信号，另一个发射空信号。
[0031] 如图4a?4c所示，每个发射端的物理层都以相同的方式划分为3个单频网管道。 在这个分层单频网的覆盖区域内一共需要广播A、B、C、D、E和F，6个不同的节目组，这6个 节目组的覆盖范围要求各不相同。图4a?4c所示的就是根据这些要求而制定的分层单频 网的节目分配方案，分别定义了每个发射端在单频网管道1到3中分别广播了哪些节目组。
[0032] 图4a?4c分别对应了单频网管道1?单频网管道3,例如，一个圆中标识的A就 表示了这个圆所对应的发射端在该单频网管道中广播了节目组A，而一个圆中若标识了X， 就表示这个圆所对应的发射端在该单频网管道中广播了空信号。在单频网管道1中，发射 端1和3及其周边的一些其他发射端发射节目组A，发射端2及其周边的其他发射端发射节 目组B。在单频网管道2中，发射端1和2及其周边的一些其他发射端发射节目组C，发射端 3及其周边的其他发射端发射节目组D。在单频网管道3中，发射端1及其周边的其他发射 端发射节目组F，发射端2和3及其周边的发射端发射节目组E。由图4a?4c可以看出， 每个节目组的覆盖范围均有所不同，且任意相邻的两个发射端在3个单频网管道中均不会 相互干扰。
[0033]实施例2 本实施例在实施例1的基础上，在广播的同时，根据接收用户的实时反馈或运营商的 实际需求，可以实时更改节目的覆盖范围。举例来说，经过对用户反馈的统计，发现对节目 组A和D的需求变大，节目组E较少用户接收，而节目组B则被运营商叫停，因此利用本发 明的分层单频网的网络结构，可以对分层单频网的节目分配做了如图5a?5c所示的实时 调整。
[0034] 具体而言，相比较于图4a，图5a的发射端2在单频网管道1内开始广播节目组A， 并且不再广播节目组B，这样发射端1、2、3及其周边的其他发射端均在单频网管道1内广播 节目组A，即扩大了节目组A的覆盖范围。
[0035] 相比较于图4b而言，图5b的发射端1在单频网管道2内的广播内容没有发生变 化，但发射端2增加了节目组C的广播覆盖范围，并且发射端3在单频网管道2内开始广播 节目组E，不再广播节目组D。
[0036] 相比较于图4c而言，图5c的发射端1在单频网管道3内的广播内容没有变化，但 单频网管道2和3开始广播节目组D，并且不再广播节目组E，即扩大了节目组D的广播范 围。
[0037] 总体而言，图5a?5c对应地扩大了节目组A和D的覆盖范围，将节目组E从单频 网管道3移到单频网管道2并缩小覆盖范围，不再广播节目组B。这样，利用3个发射端的 3个单频网管道，可以实现对节目组广播覆盖范围的灵活控制和调整。
[0038]实施例3 假设在一定区域内有三个发射端，它们的覆盖范围如图6所示。三个发射端在相同的 频点同时发送节目，每个发射端的物理层按照相同的方式分为三个单频网管道，三个发射 端在各自的单频网管道内发射的节目如下表所示。
[0039]
【权利要求】
1. 一种分层单频网网络，包括多个相邻的发射端，其特征在于： 每个所述发射端的物理层包括同步和信令管道W及至少两个单频网管道，所述同步和 信令管道内传输同步符号和公共信令，所述单频网管道包括管道信令和数据管道。
2. 如权利要求1所述的分层单频网网络，其特征在于，所述公共信令包括单频网管道 分配方式和基本配置，所述管道信令包括其所在单频网管道的数据管道个数、资源分配方 式和数据管道配置。
3. 如权利要求1所述的分层单频网网络，其特征在于，所述单频网管道和数据管道对 应时频资源，所述时频资源包括指定的时隙、子载波、时频资源块。
4. 如权利要求1所述的分层单频网网络，其特征在于，相邻的两个发射端包括至少一 个相同的单频网管道，所述单频网管道内发射相同的信号。
5. 如权利要求1所述的分层单频网网络，其特征在于，相邻的两个发射端包括至少一 个相同的单频网管道，在所述单频网管道内，其中一个发射端发射任意信号，另一个发射空 信号。
6. 如权利要求1所述的分层单频网网络，其特征在于，相邻的两个发射端包括至少一 个相同的单频网管道，在所述单频网管道内，两个发射端发射不同的非空信号，并且对应的 接收端采用单天线或多天线，所述单天线选择接收发射相同信号的单频网管道，所述多天 线接收所有单频网管道的信号。
7. -种分层单频网的组网方法，包括多个相邻的发射端，其特征在于，包括W下步骤： 将每个所述发射端的物理层分割为同步和信令管道W及至少两个单频网管道，在所述 同步和信令管道内传输同步符号和公共信令，将所述单频网管道划分为管道信令和数据管 道。
8. 如权利要求7所述的分层单频网的组网方法，其特征在于，所述公共信令包括单频 网管道分配方式和基本配置，所述管道信令包括其所在单频网管道的数据管道个数、资源 分配方式和管道配置。
9. 如权利要求7所述的分层单频网的组网方法，其特征在于，所述单频网管道和数据 管道对应时频资源，所述时频资源包括指定的时隙、子载波、时频资源块。
10. 如权利要求7所述的分层单频网的组网方法，其特征在于，在相邻的两个发射端选 择至少一个相同的单频网管道，在所述单频网管道内发射相同的信号。
11. 如权利要求7所述的分层单频网的组网方法，其特征在于，在相邻的两个发射端选 择至少一个相同的单频网管道，在所述单频网管道内，其中一个发射端发射任意信号，另一 个发射空信号。
12. 如权利要求7所述的分层单频网的组网方法，其特征在于，在相邻的两个发射端选 择至少一个相同的单频网管道，在所述单频网管道内，两个发射端发射不同的非空信号，并 且对应的接收端采用单天线或多天线，所述单天线选择接收发射相同信号的单频网管道， 所述多天线接收所有单频网管道的信号。
【文档编号】H04H20/67GK104348566SQ201310315684
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月25日 优先权日:2013年7月25日
【发明者】张文军, 管云峰, 史毅俊, 何大治, 郭序峰, 徐胤 申请人:上海数字电视国家工程研究中心有限公司