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CN101023661A - 在无线通信系统中接收数字多媒体广播服务的装置和方法 - Google Patents

在无线通信系统中接收数字多媒体广播服务的装置和方法 Download PDF

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CN101023661A CNA2005800317400A CN200580031740A CN101023661A CN 101023661 A CN101023661 A CN 101023661A CN A2005800317400 A CNA2005800317400 A CN A2005800317400A CN 200580031740 A CN200580031740 A CN 200580031740A CN 101023661 A CN101023661 A CN 101023661A
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Abstract

一种在数字多媒体广播(DMB)系统中用于接收广播服务的装置和方法，其为用户提供方便。所述DMB接收装置包括用于接收射频(RF)信号的RF接收单元、用于测量导频信号的能量值以执行初始同步的调制解调接收器、用于比较能量值与预定阈值以得到广播信道状态的控制单元、和用于指示从控制单元得到的广播信道状态的显示单元。该接收装置和方法使得DMB系统的终端可以通过检查当前电场状态以停止不必要的操作来最小化功耗。同时，通过只利用简单的初始同步，用户被告知当前电场状态，从而最小化其中用户在不利信道环境中观看不清楚的广播的不方便。

Description

在无线通信系统中接收数字多媒体广播服务的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于无线通信系统的接收装置和接收方法，更具体而言，涉及一种用于在无线通信系统中接收数字多媒体广播服务的装置和方法。
背景技术
通常，数字广播是指替代传统模拟广播的、向用户提供高图像质量、CD(Compact Disc，激光唱盘)级声音质量和高水平服务的系统。这样的数字广播已演变成两种类型(地面波广播和卫星广播)。在此，所述地面波广播是指使得用户能够通过地面中继器接收广播服务的数字广播方案。与此相反，所述卫星广播是指利用卫星作为中继器来接收数字广播的数字广播方案。数字广播的一个典型代表是数字多媒体广播(DMB)服务。DMB服务也分为两种方案(地面波DMB和卫星DMB)。所述地面波DMB是指通过如上所述的地面中继器来向用户提供广播服务的DMB方案。
卫星DMB不采用地面中继器，而是利用卫星以用于提供广播服务。下文将参考图1详细描述卫星DMB。参考图1，卫星DMB广播中心100通过Ku-波段(12-13GHz)，以时分复用(TDM)方案(附图标记为102)和码分复用(CDM)方案(附图标记为104)将广播信号发送到DMB卫星106。然后DMB卫星106接收到所述广播信号并将所接收的信号102、104再发送回地面接收终端116或与地面中继器相对应的间隔填充中继器108。
DMB卫星106将接收到的广播信号转换成Ku-波段的TDM信号110和S-波段(2-3GHz)的CDM信号112，并且然后将它们发送到地面。DMB卫星106将广播信号发送到间隔填充中继器108，以便甚至在盲区(诸如地下区域)也能接收到由DMB卫星106发送的广播信号。间隔填充中继器108接收广播信号并将它们转换成S-波段信号，以向位于盲区中的DMB终端提供广播服务。
存在多种形式的DMB终端，包括固定的专门终端(诸如主要用于家庭中的HiFi-型终端)、用于车辆的移动专用终端、以及便携式终端(诸如个人数字助理(PDA)、笔记本和蜂窝电话等)。
这样的DMB  终端的不便之处在于：由于不知道是否可接收DMB广播，所以当用户选择自己需要的信道时，他们要等待较长时间。而且，当DMB终端位于盲区时，信道条件不好，因而当DMB服务不可用时，DMB终端持续执行接收DMB广播的操作，从而引起不必要的功耗。
发明内容
相应地，已做出本发明以解决至少在现有技术中存在的上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于在DMB系统中接收广播服务的装置和方法，其可以向用户指示接收电场状态。
本发明的另一目的是提供一种用于在DMB系统中接收广播服务的装置和方法，其可以最小化接收广播服务时的功耗。
为了实现这些目的，根据本发明的一个方面，提供一种用于在DMB系统中接收到移动终端的广播服务的方法，所述DMB系统通过导频信号发送帧，所述帧通过如下方式构造：一个超帧包含至少两帧，一帧包含多个子帧，以及一个子帧具有一个导频码元周期和一个导频数据周期。所述方法包括：第一步骤，接收导频信号；第二步骤，将在初始同步操作中测量到的导频信号的能量值与预定阈值相比较，以得到广播服务信道的电场状态(接收质量的一个度量)；第三步骤，在移动终端的显示单元上指示所述电场状态。
所述初始同步操作包括过程：由所接收的导频信号同步导频码元和导频数据、由所接收的导频信号同步子帧、和由所接收的导频信号同步超帧。
第二步骤包括过程：将在导频码元周期中测量到的能量值Ep与预定阈值相比较、将子帧同步期间测量到的多个能量值中的最大能量值Emax和第二大能量值Esec之间的差值与预定阈值相比较、和根据所比较的值得到广播服务信道的电场状态。
所述电场状态被表示为服务不可用状态或预定阶式状态(stepwise status)。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供一种DMB系统的终端，其中基站通过导频信号发送帧，所述帧通过如下方式构造：一个超帧包含至少两帧，一帧包含多个子帧，以及一个子帧具有一个导频码元周期和一个导频数据周期。所述终端包括：射频(RF)接收单元，用于接收从基站发送的RF信号；调制解调接收器，用于测量导频信号的能量值以执行初始同步；控制单元，用于比较所述能量值和预定阈值以得到广播服务信道状态；和显示单元，用于指示从所述控制单元得到的广播服务信道状态。
所述调制解调接收器包括用于搜索导频信号的导频码元周期和导频数据周期的搜索器、和用于测量导频信号的能量值的信号瑞克接收器(signal rakereceiver)。
所述初始同步包括：由所接收的导频信号同步导频码元和导频数据、由所接收的导频信号同步子帧、和由所接收的导频信号同步超帧。
所述控制单元将在导频码元周期中测量到的能量值Ep与预定阈值相比较，将子帧同步期间测量到的多个能量值中的最大能量值Emax和第二大能量值Esec之间的差值与预定阈值相比较、以及根据所比较的值来得到广播服务信道的电场状态。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将会更加清楚，其中：
图1是示出DMB系统的网络结构的示意图；
图2是根据本发明的一个优选实施例的DMB终端的方框图；
图3是示出DMB系统的导频信道结构的示意图；
图4是示出根据本发明一个优选实施例的、调制解调接收器的内部结构的方框图；和
图5是根据本发明一个优选实施例的、用于接收DMB服务的方法的流程图。
具体实施方式
下文中，将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。应当注意：类似部件由类似的参考数字来指示，即使它们被图解在不同的图中也是如此。同时，在下述描述中，当对在此并入的已知功能和配置的详细描述可能模糊本发明的主题时，将省略它们。
图2以方框图的形式图解了根据本发明一个优选实施例的DMB终端。参考图2，DMB终端包括：RF接收单元210，用于接收通过DMB卫星或作为地面中继器的间隔填充器发送的信号；调制解调接收器230，用于从接收到RF接收器210的信号测量每帧的能量值；控制单元250，用于检查所测量到的能量值以控制终端的初始同步过程；以及显示单元270，用于可视化地指示表示是否可接收从控制单元250输出的服务信道的指导信息。所述指导信息表示服务不可用状态或与预定阈值相比较的预定的阶式状态。
下文中，为了帮助对本发明的理解，将首先描述DMB服务中的导频信道结构，然后将更详细地描述根据本发明的DMB终端的结构。
图3图解了常见DMB服务中的在导频信道上传输的超帧的结构。参考图3，超帧310包含从311到321的6个帧，从311到321的每帧中包含51个子帧350，每个子帧350包含导频码元(PS)周期和导频数据(D)周期。因此，导频信号包括导频码元和导频数据。
所述子帧的帧周期为250μs。由于一个帧330包含51个子帧，所以其帧周期为12.750ms。因此，包含从311到321的6个帧的超帧310的帧周期为76.5ms。
在导频信号中，导频码元包括子帧的同步信息，而导频数据不仅包括每帧330和超帧310的同步信息，而且包括用于对广播信道进行解码的纠错码和广播信息。
图2中的控制单元250通过利用在调制解调接收器230中测量到的能量值执行系统的初始同步。所述初始同步包括导频码元检测过程、唯一字检测过程和帧计数检测过程。用于同步子帧350的导频码元检测过程通过测量每个导频码元周期33 1、335、...和每个导频数据周期333、337、...的能量值来执行。用于同步各子帧330的唯一字检测过程通过检测导频信号的第一导频数据周期(D1)333来执行。在帧计数检测过程中，通过检测导频信号的第二导频数据周期(D2)337来执行超帧310的同步。下面将参考图4更详细地描述这样的初始同步检测过程和用于指示终端的电场状态的方法。
图4是图解如图2所示的调制解调接收器230的内部结构的方框图。在下面的描述中，将参考图3和图4描述利用所接收的导频信号的初始同步检测过程。
参考图3，调制解调接收器230内部包括用于执行导频信号的导频码元周期和导频数据周期的检测操作的搜索器31、和用于测量和累积导频信号的各帧所需的能量值的瑞克接收器233。
已接收到导频信号的瑞克接收器233首先逐子帧350、351、...检查导频码元周期和导频数据周期。导频码元周期331、335、...和导频数据周期333、337、...被配置成具有彼此相同的长度。导频码元周期利用一个数字来编码，而导频数据周期利用数字“0”和“1”的混合来编码。因此，瑞克接收器233逐周期地累积能量值以将所述能量值传送到控制单元250。于是，控制单元250识别出两个累积能量值中较大的值作为导频码元能量值Ep，并识别出较小的值作为导频数据能量值Ed。为了确认子帧350的同步是正确的，控制单元250还检查Ep值是否比Ed值大，以及Ep值与Ed值之间的差值是否大于预定阈值。如果该条件满足，则控制单元250得出结论：导频码元检测操作完成并进行到下一步(唯一字检测过程)。但是，如果条件不满足，则控制单元250在预定时限内重复上述过程。如果甚至在重复后仍不满足所述条件，则控制单元250在显示单元270上指示表示“服务不可用”的消息。
在唯一字检测过程中，在至少一个帧周期中测量能量值，该能量值对应于导频数据和瑞克接收器233已知的唯一字模式值之间的相关度。瑞克接收器233从测量到的各个导频数据的相关度中检测并选择4个最大值以将它们传送到控制单元250。然后控制单元250检查从瑞克接收器233传送的相关度中的最大能量值Emax是否大于预定阈值，以及最大能量值Emax和第二大能量值Esec之间的差值是否大于预定阈值。如果满足这样的条件，则控制单元250确定唯一字已被检测到并且帧之间的同步是正确的。但是，如果条件不满足，则控制器在预定时限内重复与导频码元检测过程中相同的操作。如果在重复后仍不满足条件，则控制单元250在显示单元270上指示表示“服务不可用”的消息。
在帧计数过程中，帧计数值被发送和输入到D2 337(导频数据的一部分)中，所发送的帧计数值被读出并被告知控制单元250。
在读取帧计数值的过程中，D2 337包含总共32比特，帧计数值为4比特，其利用“-1”或“1”来编码并被重复输入8次。帧计数检测器累积4比特中各个比特的能量值，并将各个比特中的最大值视为“1”，以检测帧计数值。例如，如果帧计数值为“2”，则为“-1-11-1”的D2 337的值被重复8次。因此，帧计数检测器能通过在帧计数过程中累积能量值而检测到“2”，且如此检测到的帧计数值被提供给控制单元250。
当所有初始同步过程完成时，控制单元250将根据各初始同步过程测量到的能量值与当前信道状态的阈值相比较，以在显示单元270上指示当前信道的电场状态，从而用户可以知道当前的电场状态。当前电场状态可能表示为“广播接收可用或不可用”或为与阈值相比较的预定的阶式状态。
下面将参考图4和图5描述根据本发明一个优选实施例的、用于接收DMB服务的方法。
图5图解了根据本发明一个优选实施例的、用于接收DMB服务的方法的流程图。
参考图5，如果接收至RF接收单元210的导频信号被输入到调制解调接收器230，则在步骤501，导频码元检测过程开始。首先，调制解调接收器230的搜索器231测量并累积各导频码元周期和导频数据周期的能量值Ep和Ed。在步骤503，已接收到能量值的控制单元250检查Ep值是否大于Ed值以及Ep值和Ed值的差值是否大于预定阈值。如果这些条件满足，则控制单元250同步子帧并进行到步骤507。但是，如果条件不满足，则控制单元250在步骤505检查预定时限是否已过。如果时限还未到，则重复执行导频码元检测过程。如果时限超时，则控制单元250进行到步骤515，以在DMB终端的显示单元上指示表示“服务不可用”的消息。
在导频码元检测过程，当前电场状态可以借助在导频码元周期中的累积能量值来确认。也就是说，如上所述，当前接收到的导频码元周期的能量被测量作为导频码元的累积能量。该测量到的累积能量值随电场状态变化。也就是说，如果电场状态有利，则将得到较大的能量值，而如果电场状态不利，则得到较小的能量值。因此，当前电场状态可以利用能量值来确认。能量值以表格式存储在控制单元250中，并在DMB终端的显示单元上被显示为对应于当前电场状态的消息或指导信息。
如果导频码元检测过程完成，则在步骤507执行唯一字检测过程。瑞克接收器233在至少一个帧周期330中测量对应于导频数据和对于瑞克接收器233来说已知的唯一字模式值之间的相关度的能量值。然后，在步骤509，控制单元250从能量值中找出最大能量值Emax和第二大能量值Esec，并且将Emax值和Esec值之间的差值与预定阈值相比较。
如果差值超过阈值，则控制单元250根据Emax值同步帧330并进行到步骤513。但是，如果差值不超过阈值，则控制单元250在步骤511检查预定的时限是否已过。如果时限还未到，则重复执行唯一字检测过程。与此相反，如果时限超时，则控制单元250进行到步骤515，以在DMB终端的显示单元上指示表示“服务不可用”的消息。
在唯一字检测过程中，由于值Emax是利用接收方已知的特定模式和与D1336相关的相关度来测量的，所以值Emax可以表示当前电场状态。如果值Emax超过阈值，则可能检查值Esec是否也超过阈值。如果值Esec也超过阈值，则这意味着没有正确地执行唯一字检测过程，这表示电场状态不好。但是，如果值Esec不超过阈值，则可以利用值Emax与值Esec之间的差值来确认当前电场状态。也就是说，如果值Emax大大地大于值Esec，则这意味着当前电场状态是有利的。控制单元250以表格式存储值Emax与值Esec之间的差值，并将在唯一字检测过程中检测到的值Emax和值Esec与所述表相比较，以在DMB终端的显示单元上指示当前电场状态。
一旦在唯一字检测过程中完成帧330的同步，在步骤509，控制单元250通过读取第二导频数据(D2)的数据值来同步超帧310。
利用上述过程，在初始同步操作中测量到的能量值与预定的阶式阈值(stepwise threshold value)相比较，并根据比较结果在DMB终端的显示单元上指示当前电场状态，因而用户可以知道当前电场状态。此后，在步骤517，DMB终端停止所有操作并等待用户做出选择。
在此，用于指示当前电场状态的方法可以以多种方式进行。电场状态可以通过在导频码元检测过程中测量到的能量值指示，或者也可以通过综合考虑在导频码元检测过程和唯一字检测过程的每一个中测量到的能量值来指示。
在本发明中，不仅用户可以知道DMB终端的广播接收状态，而且可以最小化DMB终端的功耗，这是因为当初始电场状态不利时，DMB终端不会自动向前移到下一过程，直到用户发出指令为止。
如上所述，本发明使得DMB系统的终端能通过检查当前电场状态以停止不必要的操作而最小化功耗。同时，本发明通过只利用简单的初始同步告知用户当前电场状态，从而最小化其中用户在不利信道环境中观看不清楚的广播的麻烦和不方便。
虽然已参照本发明的特定优选实施例来展示和描述了本发明，但是本领域技术人员将明白：在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中做出形式上和细节上的各种改变。

Claims (13)

1.一种用于在数字多媒体广播DMB系统中接收至移动终端的广播服务的方法，其中所述DMB系统通过导频信号发送帧，所述帧通过如下方式来构造：一个超帧包含至少两帧，一帧包含多个子帧，以及一个子帧具有一个导频码元周期和一个导频数据周期，所述方法包括：
接收导频信号；
将在初始同步操作中测量到的导频信号的能量值与预定阈值相比较，以得到广播服务信道的电场状态；和
在移动终端的显示单元上指示所述电场状态。
2.根据权利要求1的方法，其中所述初始同步操作包括：
由所接收的导频信号同步导频码元和导频数据；
由所接收的导频信号同步子帧；和
由所接收的导频信号同步超帧。
3.根据权利要求2的方法，其中比较导频信号的能量值的步骤包括：
将在导频码元周期中测量到的能量值Ep与预定阈值相比较；和
根据所比较的值来得到广播服务信道的电场状态。
4.根据权利要求2的方法，其中比较导频信号的能量值的步骤包括：
将在导频码元周期中测量到的能量值Ep与预定阈值相比较；
将从在子帧同步期间测量到的多个能量值中的最大能量值Emax和第二大能量值Esec之间的差值与预定阈值相比较；和
根据所比较的值来得到广播服务信道的电场状态。
5.根据权利要求1的方法，其中电场状态被表示为服务不可用状态或预定阶式状态。
6.根据权利要求1的方法，其中预定阈值存储在终端的控制单元中。
7.一种数字多媒体广播DMB系统的终端，其中基站通过导频信号发送帧，所述帧通过如下方式构造：使得一个超帧包含至少两帧，一帧包含多个子帧，以及一个子帧具有一个导频码元周期和一个导频数据周期，所述终端包括：
射频RF接收单元，用于接收从基站发送的RF信号；
调制解调接收器，用于测量导频信号的能量值以执行初始同步；
控制单元，用于比较所述能量值和预定阈值以得出广播服务信道状态；和
显示单元，用于指示从所述控制单元得到的广播服务信道状态。
8.根据权利要求7的终端，其中所述调制解调接收器包括用于搜索导频信号的导频码元周期和导频数据周期的搜索器、和用于测量导频信号的能量值的信号瑞克接收器。
9.根据权利要求7的终端，其中所述初始同步包括由所接收的导频信号同步导频码元和导频数据、由所接收到的导频信号同步子帧、和由所接收到的导频信号同步超帧。
10.根据权利要求9的终端，其中所述控制单元将在导频码元周期中测量到的能量值Ep与预定阈值相比较，并根据所比较的值得到广播服务信道的电场状态。
11.根据权利要求9的终端，其中所述控制单元将在导频码元周期中测量到的能量值Ep与预定阈值相比较，将子帧同步期间测量到的多个能量值中的最大能量值Emax和第二大能量值Esec之间的差值与预定阈值相比较，并根据所比较的值得出广播服务信道的电场状态。
12.根据权利要求7的终端，其中预定阈值预先存储在所述控制单元的存储器中。
13.根据权利要求7的终端，其中所述电场状态被表示为服务不可用状态或预定阶式状态。
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