专利名称:在卫星广播系统中识别填空发射机的设备和方法
技术领域：
本发明总的描述了卫星数字多媒体广播DMB(Digital MultimediaBroadcasting)设备和方法。具体描述了识别多个填空发射机的设备和方法。
背景技术：
典型的DMB系统如图1所示。
参照图1，基站200将从内容提供者100接收到的多媒体广播信信发送到广播卫星300。广播卫星300作为中继站将多媒体广播信息发送到终端500A。即，广播卫星300使用码分多路复用器CDM(Code Division Multiplex)复用接收到的多媒体广播信息，并将CDM信号以2.6GHz的频率直接发送到终端500A。为了使诸如500B这样的终端能够在建筑物或广播卫星300的信号不能达到的屏蔽区域中接收到多媒体广播信号，广播卫星300使用时分多路复用器TDM(Time Division Multiplex)来复用多媒体广播信号，并将TDM信号以11GHz的频率发送到多个填空发射机(gap filler)400。
填空发射机400将TDM信号转换为2.6GHz的CDM信号，并将CDM信号发送到在屏蔽区域里的终端500B，其中该屏蔽区域在终端500B的服务区域10以内。服务范围10也可以包括屏蔽区域或重叠区域。
因为所有的填空发射机将从广播卫星300接收到的信号转发送到终端500B，所以终端500B可能会位于可以从多个填空发射机接收到信号的重叠区域。图2图解了放置在重叠区域的终端，在这个区域中，该终端可以沿多条路径从多个填空发射机接收信号。
参照图2，终端沿两条路径从填空发射机A，沿三条路径从填空发射机B，和沿一条路径从填空发射机C接收信息。位于重叠区域的终端不能识别已经沿六条路径从哪个填空发射机接收了信号。
在上述情况下，会面对下面的问题。
(1)如果终端不能确定哪个填空发射机已经发送了信号，并且不能测定所接收到的信号的功率，则很难优化填空发射机的位置和发送功率。在适当的位置安装适当数量的填空发射机会极大地影响到接收质量并成本。甚至必须优化现有填空发射机的发送功率，来将屏蔽区域降低至最小，并减少填空发射机之间的干扰。然而，优化作用是有限的，除非终端识别出发送了信号的相应填空发射机。
(2)关于通过耙式接收机(rake receiver)的接收分集(diversity)，如果接收到的信号的功率等于或高于预定阈值，则组合来自尽可能多的填空发射机的信号对性能提高有作用。例如，当终端可以同时从三条路径接收信号时，如图2所示，它会沿多条路径从三个填空发射机接收信号，考虑到终端的移动性，最好从三个填空发射机中的每个填空发射机的路径中选择一条路径，而不是从一个填空发射机中选择三条路径。但是，如果终端不能在终端中识别出建立特殊路径的填空发射机，并且不能正确测量路径的接收信号的强度，则根据接收信号强度执行耙式接收机中的路径分配。因此，很难在终端中获得来自多个填空发射机的组合路径的最佳分集。
为解决这个问题而提交的韩国专利申请NO.2003-0036540提出了使用一种从未用过的Walsh码将填空发射机ID和附加服务信息从填空发射机发送到终端的方法。但是，该公开存在下述问题。
(1)因为添加每一个物理信道，都会增加信道干扰，因此接收质量也会降低。在卫星DMB中，每个信道都是用Walsh码识别的。但是，考虑到由于不稳定正交性和多路信道干扰的缘故，广播信道的添加会极大地影响接收器的接收性能，因此接收质量会有明显的降低。
(2)如果填空发射机发射如上述文献中所提出的那样发送ID信息，那么终端接收器必须解调相应信道的Walsh码以检测相应的填空发射机ID信息。这会使终端结构变复杂。
发明内容本发明的一个目的是至少实质性地解决上述问题和缺陷，并至少提供以下优点。因而本发明的一个目的是提供用于识别已经发送了多路信号到能够接收数字多媒体广播DMB(Digital Multimedia Broadcasting)服务的终端的填空发射机的设备和方法。
本发明的另一个目的是提供用于通过允许移动接收终端测量由填空发射机发送的信号间的相互干扰和屏蔽区域、优化填空发射机的定位和发送功率的设备和方法。本发明的再一个目的是提供用于通过允许接收终端组合来自多个填空发射机的信号、使环境变化引起的性能降低达到最小。
上述目的通过在卫星广播系统中提供填空发射机识别设备和方法来实现。
根据本发明的一方面，在用于将从广播卫星接收到的卫星广播数据发送到卫星广播系统中的移动接收器的填空发射机中，卫星调谐器解调所接收到的广播信号并输出解调后的卫星广播信号，帧构造器通过调制已解调的卫星广播信号并将填空发射机ID插入至控制信道帧来形成帧，而无线电处理器以无线电频率发送从帧形成器接收到的帧。
根据本发明的另一方面，在用于从卫星广播发射系统的填空发射机中接收信号的接收机中，耙指处理器(finger processor)解调从具有等于或高于预定阈值的接收信号强度的各路径中接收到的信号，并输出解调后的码元，而填空发射机ID检测器从解调后的码元中检测填空发射机ID。
根据本发明的再一方面，在转换从广播卫星接收到的卫星广播数据并将经转换的卫星广播数据发送到卫星广播发送系统中的移动接收机的方法中，接收并解调卫星广播信号。通过调制已解调的卫星信号并将填空发射机ID插入控制信道帧来形成帧，并且以无线电频率进行发送。
根据本发明的再另一个方面，在卫星广播发送系统中从接收到的信息中识别填空发射机的方法中，通过解调从填空发射机接收到的控制信道获得超帧同步，搜索多路分量(multipath component)以找出获得初始同步并选择具有接收信号强度的路径的定时，对每个所选择的路径累加对应于开始于超帧的起点的控制信道中的填空发射机ID，从累加值检测填空发射机ID，并基于所检测到的填空发射机ID、首先分配来自未被分配的填空发射机的路径之中具有大接收信号强度的路径。
在结合附图进行下面的具体说明后，本发明的以上和其它的目的、特点和优点会更加明显，其中图1是图解传统卫星数字多媒体广播(DMB)系统的示意图；图2是图解在其中接收终端沿多条路径从多个填空发射机接收信号的重叠区域的示意 图3是图解根据本发明的实施例的填空发射机的方框图；图4是图解导频信道帧的格式的示意图；图5是卫星接收终端的方框图；以及图6是图解根据本专利的实施例的卫星接收终端的操作的流程图。
应该注意，在整个附图中，相同或相似的元素由同样的附图标记表示同样的附图标记。
具体实施方式现在参照附图来描述本发明的实施例。为简明起见，在下面的描述中将省略那些众所周知的功能和构造。
本发明的实施例提供了填空发射机识别设备及其方法，其中，填空发射机将填空发射机ID信息插入现有帧中的控制信道，并将更改过的帧发送到终端，以终端能够识别出已经发送了信号的填空发射机。
图3是根据本发明的实施例的填空发射机的方框图。
参照图3，填空发射机中的信号处理包括时分多路复用TDM(TimeDivision Multiplex)信号的解调和码分多路复用CDM(Code DivisionMultiplex)信号的调制，并包括在TDM信号CDM信号之间进行TDM-CDM转换。TDM帧的持续时间基本上是25.5毫秒，包括两个基本的12.75毫秒CDM帧。一次发送一个CDM信号，而多个CDM信号可以同时发送。因此，25.5毫秒期间所接收到的TDM信号可以分成两个信道，并作为持续12.75毫秒的CDMA信号进行发送。
总共32个25.5毫秒的帧以TDM复用，并用卫星发送。填空发射机检测所接收到的数据中的超帧之间的边界，将25.5毫秒导频信道和多个25.5毫秒广播信道与TMD数据分开，并将所分开的信道调制成CDM信号，然后发送它们。
卫星调谐器410接收和解调来自广播卫星的TDM信号。模式识别器420检测CDM超帧的位置以便CDM信道化，并将32个信道与CDM帧分开。
信道缓冲器430分开存储从模式识别器420接收到的32个信道。一旦获得一个25.5毫秒的TDM帧，CDM调制器440从信道缓冲器430接收所存储的数据，使用Walsh码、通过伪随机噪音PN(Pseudo-random-Noise)扩展和信道化处理该数据，控制各个信道的增益，并组合各信道。根提升余弦(RRC，Root-raised cosine)滤波器450对从CDM调制器440接收到的CDM信号进行滤波。数字/模拟(D/A，Digital to Analog)转换器460将来自RRC滤波器的、滤波过的信号从数字信号转换成模拟信号。转换后的模拟信号被提供给上变频器465。上变频器可以包含中央处理单元CPU(central processing unit)。在将信号上变频成无线电频率(RF，radio frequency)后，将该RF信号以2.gGHz的频率发送到终端。
在以上操作过程中，时钟发生器480利用通过锁相环(PLL，Phase LockedLoop)470从卫星调谐器410接收到的参考时钟信号产生CDM信号的产生所需要的时钟信号。
控制器490为所有的功能块提供控制信号。
参照图4，现在描述从CDM调制器440输出的帧的格式。图4是图解导频信道帧的结构的示意图。
参照图4，一超帧包括六帧。在每一帧中，32位导频码元(PS)与32位卫星广播控制数据(即D1到D51之一)交替。PS包含所有的0。D1和D2分别表示特征字和帧计数器。D3到D50是用于控制广播信道的控制数据。D51被保留因而是空数据。
因此，在本发明的实施例中，在解调所接收到的卫星信号并在控制信道中填充数据期间，填空发射机将填空发射机ID插入空数据区域。填空发射机ID在现有控制信道的未占用部分中进行发送消除对额外信道分配的需求。
根据接收机可以识别的填空发射机的最达数目决定填空发射机ID的位数。这取决于填空发射机设计者对填空发射机的设计方案和填空发射机的发送功率。
因此，如图3中所示的填空发射机还包含填空发射机ID发生器495，用来在控制信道超帧的每一帧中发送与导频符交替的、51个数据区域之中的32位区域中的填空发射机ID。
因此，当将解调后的TDM信号调制成CDM信号并将控制信道数据D0至D50填充在控制信道中时，CDM调制器440将32填空发射机ID插入控制信道数据区域。为完成这一过程，填空发射机ID发生器495重复填空发射机ID，直到对每个超帧它成为192位(每帧32位，因而六帧是192位)，并将该192位中每3位插入控制信号的每一帧中。将填空发射机ID插入51个控制数据区域之中的预留控制数据区域中。作为选择，可以通过在预定模式中穿孔，来在任意控制数据区域中发送填空发射机ID。
对含有六个连续帧的超帧，最好至少发送一次填空发射机ID。从该超帧中的第一帧开始发送填空发射机ID。其具有处于在4和192之间的值。因为填空发射机ID没有以利用Reed Solomon(RS)编码、字节交错和卷积编码处理D1至D50的方式进行编码，因此它在一超帧的范围内(over one superframe)重复。
例如，如果填空发射机ID是32位，它每帧要发生一次，因此在一超帧中要发生六次。对于64位填空发射机ID，它每两帧发生一次，因此在一超帧中要发生三次。
现在参照图5描述用于通过其填空发射机ID识别填空发射机的接收终端的结构。
参照图5，模拟/数字转换器(ADC)510将从M条路径接收到的模拟信号转换为基带数字信号，并将每个路径信号提供到耙式接收机中的搜索器520。搜索器520测量路径信号的强度，检测已经以等于或高于阈值的强度从中接收信号的有效路径，并将所述有效路径分配给耙指处理器540。耙指处理器540分别解调从有效路径接收到的信号，并将解调后的码元输出到组合器550。组合器550组合解调后的码元，进而估计从所述路径接收到的原始信号。
填空发射机ID检测器530选择对应于填空发射机ID的信号，该信号起始于从耙指处理器中接收到的信号中的超帧的第一帧，并且填空发射机ID检测器530还将所选择的信号累加预定次，进而检测填空发射机ID。
现在参照图6描述用于识别填空发射机终端的操作。
参照图6，在步骤600，终端通过解调对应于控制信道的Walsh码来获取扩展同步码，以及帧和超帧同步。在步骤610，终端在获取初始同步的定时搜索多路分量，并选择具有等于或高于阈值功率的路径。在步骤620，该终端针对每条所选的路径，基于针对开始于超帧的起点的、预定数量的帧的填空发射机ID的发送位，累加对应于填空发射机ID的值。累加因子可以根据从在终端中测出的对应路径中接收到的信号的状态以及填空发射机ID的位数进行调整。例如，如果填空发射机ID是32位，并且累加时段是六帧，则对于六帧中来说每一帧累加32位码元，然后计算出最终的32位。
在累加后，在步骤630，终端基于关于每条路径的累加值来检测填空发射机ID，并将所述填空发射机ID与接收信号强度和每条路径的定时存储在一起。因此，该终端检测所有当前有效多路的定时、接收信号强度以及各填空发射机ID。
在步骤640，基于在所检测到的信息，该终端从填空发射机向耙式接收机分配具有最强接收信号强度的路径，在此后，终端以接收信号强度的降序向耙式接收机分配路径。
在步骤650，一旦从特定的填空发射机请求了接收信号强度信息，该终端就将从填空发射机接收到的信号的强度求和，并在步骤660中将所求之和发送到的该填空发射机或连接到该终端的外部设备。
接收到的信号强度信息可以用于确定填空发射机中的屏蔽区域或重叠区域。
本发明的主要优点是(1)可以优化填空发射机的设计方案和发送功率，以便允许移动接收机测定来自填空发射机的信号间的干扰和信号的屏蔽区域；以及(2)接收机组合来自多个填空发射机的信号，从而使由移动过程中的环境改变引起的性能降低减至最小。即，从尽可能多的填空发射机同时接收信号防止了在接收机移动期间因环境改变引起的性能降低。
虽然本发明已经参照其确定实施例进行了展示和描述，但本领域普通技术人员应该理解，在不脱离所附权利要求
书所限定的发明精神和范围的情况下，可以在其中进行各种形式和细节方面的改变。
权利要求
1.一种用于将从广播卫星接收到的数据发送到卫星广播系统中的移动接收机的填空发射机，包括卫星调谐器，用于解调所接收到的卫星广播信号；帧构造器，用于通过调制已解调的卫星广播信号形成帧，并将填空发射机ID插入控制信道帧；以及无线电处理器，用于以无线电频率发送从帧构造器接收到的帧。
2.如权利要求
1所述的填空发射机，其中所述帧构造器包括调制器，用于通过调制已解调的卫星广播信号生成帧；以及填空发射机ID发生器，用于将填空发射机ID插入含有从调制器输出的信号之中的广播数据信道信息的控制信道中。
3.如权利要求
1所述的填空发射机，其中所述帧构造器将填空发射机ID插入控制信道帧的空白区域。
4.如权利要求
1所述的填空发射机，其中所述填空发射机ID的位数根据接收机上可识别的填空发射机的最大数量来确定。
5.一种用于从卫星广播系统中的填空发射机接收信号的接收机，包括耙指处理器，用来调制从具有等于或高于预定阈值的接收信号强度的路径中接收到的信号；以及填空发射机ID检测器，用来从解调后的码元中检测填空发射机ID。
6.如权利要求
5所述的接收机，其中所述填空发射机ID检测器累加对应于填空发射机ID的信号预定次。
7.如权利要求
5所述的接收机，其中所述耙指处理器基于由填空发射机ID检测器所检测到的填空发射机ID、解调来自每个填空发射机的、具有最高接收信号强度的信号。
8.一种用于转换从广播卫星接收到的卫星广播数据并将转换过的卫星广播数据发送至卫星广播系统中的移动接收机的方法，包括步骤接收和解调卫星广播信号；通过调制解调后的卫星广播信号形成帧，并将填空发射机ID插入控制信道帧；以及以无线电频率发送帧。
9.如权利8要求所述的方法，其中填空发射机ID被插入至控制信道帧的空白区域。
10.一种根据卫星广播系统中的接收信号识别填空发射机的方法，其步骤包括通过解调从填空发射机接收到的控制信道获得超帧同步；搜索多路分量以寻找获得初始同步信号的定时，并且选择具有接收信号强度的路径；以及对于每条被选择的路径，累加对应于起始于超帧起点的控制信道中的填空发射机ID的值。从所累加出的值检测填空发射机ID；以及首先基于所检测到的填空发射机ID、向耙指分配来自每个填空发射机的、具有最强接收信号强度的信号。
专利摘要
提供在卫星广播系统中将从广播卫星接收到的卫星广播数据发送到移动接收机的填空发射机及其使用方法。在该填空发射机中，卫星调谐器解调接收到的卫星广播信号并输出解调后的卫星广播信号，帧构造器通过调制解调后的卫星广播信号来形成帧，并将填空发射机ID插入控制信道帧，而无线电处理器以无线电频率发送从帧构造器接收到的帧。
文档编号H04H60/74GK1998178SQ20048002163
公开日2007年7月11日 申请日期2004年7月29日
发明者李庆河 申请人:三星电子株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan