背景技术
二十世纪九十年代,广播电视数字化的风潮开始席卷全球。演播室制播数字化、卫星传输数字化、有线电视传输数字化和地面电视广播数字化全面推进。在地面数字电视广播传输领域,1995年、1997年和1999年,美国、欧洲和日本分别颁布了三种不同的地面数字电视广播传输技术标准,分别为:ATSC、DVB-T和ISDB-T。标准颁布之后,世界各国/地区都加快了本国/地区数字电视,特别是地面数字电视发展的步伐,各个国/地区分别根据本国/地区的实际情况,选择不同的地面数字电视传输标准来积极推动本国/地区地面数字电视产业的发展。此外,各国政府根据自身技术和市场情况,在法律保障、财政支持、电视节目内容等方面都给予了一定的政策倾斜和引导。在经历数年的推广和应用之后,目前许多国家/地区的地面数字电视市场已颇具规模。
现阶段在我国,地面电视广播***是广播电视体系的重要组成部分,它与卫星数字电视广播***和有线数字电视广播***以及其它辅助***一起相互协同提供全国范围的受众覆盖。而在上述三种不同广播覆盖方式中,地面电视广播是我国广播电视综合覆盖网中的最重要组成部分,目前我国尚有三分之二的电视用户依靠地面无线方式进行电视广播信号接收。另外,相对有线电视和***而言,在自然灾害、战争等情况下,作为应急***,地面电视广播,尤其是地面数字电视广播***更具优势。
2006年8月30日,中国国家标准化管理委员会颁布了我国具有自主知识产权的地面数字电视传输国家标准:《数字电视地面广播传输***帧结构、信道编码和调制》标准,标准号为GB20600-2006。本标准为国家强制性标准,批准日期为2006年8月18日,本标准于2007年8月1日起已正式实施。地面数字电视传输国家标准的正式颁布为我国地面数字电视的实施、推广和普及奠定了坚实的基础。
2008年1月1日,在北京地区地面数字电视技术试验的基础上,国家广播电影电视总局正式批准在北京地区采用地面数字电视传输国家标准进行地面数字电视广播高清业务和标清业务的试验播出,2008年5月1日进行正式播出,从而拉开了我国地面数字电视传输国家标准应用的序幕。此后,在国家广电总局的统一部署下,截至2008年8月,包括北京、上海、天津、青岛、秦皇岛、沈阳在内的6个奥运城市以及广州、深圳等地陆续采用地面数字电视传输国家标准开播了地面数字电视高清业务和标清业务。
地面数字电视传输国家标准GB20600-2006《数字电视地面广播传输***帧结构、信道编码和调制》是我国研发制定的、具有自主知识产权的新兴标准。标准颁布后,国外传统的地面数字电视测试、测量设备和仪表生产、制造企业才开始着手研究、开发符合我国地面数字电视传输标准的测试、测量设备和仪表,而国内的广播电视测试、测量设备和仪表生产、制造企业一直缺乏研究、开发地面数字电视传输标准的相关设备的研发经验,截至目前,国内市场仍缺乏符合我国地面数字电视传输国家标准的成熟测试、测量设备和仪表,这将阻碍我国地面数字电视产业化的进程。
在地面数字电视广播传输标准的应用、实施和普及过程中,将涉及大量地面数字电视广播制作、播出设备的使用,而用于地面数字电视播出的各种设备都需要进行性能入网检测和认证。然而,符合地面数字电视传输国家标准测试、测量设备的缺乏将阻碍地面数字电视广播传输国家标准的进一步推广。
此外,在地面数字电视广播网络的建设过程中,为了全面评估地面数字电视广播网络的综合覆盖效果,进一步开展地面数字电视广播网络,特别是单频网的优化,并对地面数字电视广播网络进行相关技术验收,工程技术人员需要借助专门用于地面数字电视广播网络覆盖和性能测试设备或仪表作为必要的测试手段和测试工具。
综上所述,有必要研究开发一系列符合地面数字电视传输国家标准的多功能地面数字电视综合测试仪,帮助相关企业进行地面数字电视***相关产品的研发和生产,并为广播电视运营商和相关工程技术人员开展地面数字电视广播网络设计、建设以及进行网络维护提供必要的测试手段,从而进一步规范地面数字电视***产品生产市场,促进地面数字电视产业的健康发展,推动地面数字电视的可持续发展。因此,有必要提出一种有效的数字电视地面广播网络覆盖测试的方案,实现数字电视地面广播网络的网络覆盖测试工作。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一,特别是解决数字电视地面广播网络的网络覆盖测试的问题。本发明提出的技术方案,把测试数据、时间、地理信息结合在一起,生动直观的显示测试过程,测试人员不再需要与枯燥的数据打交道,通过地图就可以知道测试结果。
为达到上述目的,本发明提出了一种数字电视地面广播网络的网络覆盖测试方法,包括:
数字电视地面广播网络测试接收板接收数字电视地面广播网络信号,所述数字电视地面广播网络测试接收板根据所述数字电视地面广播网络信号向数据处理模块发送接收分析数据;
所述数据处理模块根据所述接收分析数据,结合场强信号和经纬度信息,确定特定位置对应的场强和接收性能;
根据所述特定位置对应的场强和接收性能,显示当前时间的场强和误码的实时统计信息。
本发明实施例另一方面还提出了一种数字电视地面广播网络的网络覆盖测试***,包括数字电视地面广播网络测试接收板,频谱仪,GPS接收机和数据处理装置,
所述数字电视地面广播网络测试接收板,用于接收数字电视地面广播网络信号,所述数字电视地面广播网络测试接收板根据所述数字电视地面广播网络信号向所述数据处理装置发送接收分析数据;
所述频谱仪,用于根据所述数字电视地面广播网络信号输出相应的场强信号;
所述GPS接收机,用于输出当前位置的经纬度信息
所述数据处理装置,用于根据所述接收分析数据,结合场强信号和经纬度信息,确定特定位置对应的场强和接收性能,以及根据所述特定位置对应的场强和接收性能,显示当前时间的场强和误码的实时统计信息。
本发明提出的上述方案,解决了数字电视地面广播网络实际网络中的覆盖测试的问题。根据本发明提出的技术方案,通过软件手段屏蔽了不同接口的差异性,对测试人员而言使用外设就像使用普通的数码产品一样方便。测试***使用了GIS组件,把测试数据、时间、地理信息结合在一起,生动直观的显示测试过程,测试人员不再需要与枯燥的数据打交道,通过地图就可以知道测试结果。测试***不但能简单方便的进行场强,误码等参数测量,而且通过数据库还可以回放和统计测试数据,能够有效地实现数字电视地面广播网络信号的覆盖性能测试。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
为了实现本发明之目的,本发明公开了一种数字电视地面广播网络的网络覆盖测试方法,包括以下步骤:
数字电视地面广播网络测试接收板接收数字电视地面广播网络信号,所述数字电视地面广播网络测试接收板根据所述数字电视地面广播网络信号向数据处理模块发送接收分析数据;所述数据处理模块根据所述接收分析数据,结合场强信号和经纬度信息,确定特定位置对应的场强和接收性能;根据所述特定位置对应的场强和接收性能,显示当前时间的场强和误码的实时统计信息。
如图1所示,为本发明实施例数字电视地面广播网络的网络覆盖测试方法流程图,包括以下步骤:
S101:接收测试信号,并将接收分析数据发送给数据处理模块。
在步骤S101中,数字电视地面广播网络测试接收板接收数字电视地面广播网络信号,数字电视地面广播网络测试接收板根据所述数字电视地面广播网络信号向数据处理模块发送接收分析数据。
具体而言,作为本发明的实施例,数字电视地面广播网络测试接收板通过通用串行总线USB接口向数据处理模块发送接收分析数据。
高速和高精度成为了现在数据采集的主流,也是今后发展的一种趋势。传统的数据接口一般采用PCI总线或RS-232串行总线。PCI总线有较高的传输速率,可达132Mbit/s,也可以即插即用,但是它们的扩充槽有限且插拔不方便;RS-232串行总线连接比较方便,但是传输速率太慢,不易用于高速传送数据和传送大量数据。USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)支持高达480Mbit/s的数据传输率,而且具有方便的即插即用和热插拔特性以及无需外接电源,这就集中了PCI和RS-232串行总线的优点,因此,将USB接口技术应用于数据采集是非常适合的。
作为本发明的实施例,接收分析数据包括接收信号的误码率和/或视频信息。具体而言,通过测试接收板的信号解调过程可以获得一些反映信道情况的参数,如编码数据包的误包率、误比特率等。如果接收的是PN序列,可以与本地生成的PN序列对比计算出误码率BER;如果接收的是视频信息,可以通过本机的解复用和解码器进行视频播放。测试***利用频谱仪测量电平值,在没有频谱仪的情况下,测试***也可以对接收电平进行估计,并记录电平值。
S102:数据处理模块根据接收分析数据,结合场强信号和经纬度信息,确定特定位置对应的场强和接收性能。
在步骤S102中,数据处理模块根据所述接收分析数据,结合场强信号和经纬度信息,确定特定位置对应的场强和接收性能。
具体而言,场强信号为通过频谱仪对所述数字电视地面广播网络信号进行分析后产生,场强信号通过GPIB(General Purpose Interface Bus,通用接口总线)/VISA(Virtual Instrument Software Architecture,虚拟仪器软件结构)接口输入所述数据处理模块。
GPIB接口是目前最常用的智能仪器的接口,这套接口***最初由美国HP公司提出,后被美国电气与电子工程师协会IEEE和国际电工委员会IEC接受为程控仪器和自动测控***的标准接口,也被称为IEEE-488接口或IEC-625接口。使用GPIB接口,可将不同厂家生产的各种型号的仪器,用一条无源标准总线方便的连接起来,组成各种自动测试***。
VISA是一个用来与各种仪器总线进行通讯的高级应用编程接口API,是VPP***联盟制定的I/O接口软件标准及其相关规范总称。VISA库函数是一套可方便调用的函数,其中核心函数可控制各种类型器件,而不用考虑器件的接口类型。
测试***使用Agilent N9340A手持式射频频谱分析仪作为场强数据的采集外设,由于频谱仪是USB接口,没有提供GPIB接口,故需要通过VISA库函数来进行操作。测试***采用NI公司的NI-VISA库,对控制信息,如设置频率,带宽,参考电平等,和数据输出即读取场强值,进行封装。
具体而言,经纬度信息为通过GPS接收机获取后输入所述数据处理模块,并通过地理信息***GIS显示当前时间的场强和误码的实时统计信息。
具体而言,GPS接收器原始设备制造商OEM板的型号甚多,性能各异,但它们的GPS定位信息串行输出格式大多采用美国国家海洋电子协会制定的NMEA-0183通信标准格式。其输出数据采用的是ASCII码,内容包含了纬度、经度、高度、速度、日期、时间、航向以及卫星状况等信息,常用语句有6种,包括GGA、GLL、GSA、GSV、RMC和VTG。如果和卫星通信正常,可以接收到如下数据:$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12> *hh <CR><LF>,其具体信息如表1所示。
表1 GPS数据格式说明
数据位 |
数据内容 |
$GPRMC |
代表GPS推荐的最短数据 |
<1> |
UTC时间,hhmmss格式 |
<2> |
定位状态,A表示有效,V表示无效 |
<3> |
纬度,ddmm.mmmm格式 |
<4> |
纬度半球,N表示北半球,S表示南半球 |
<5> |
经度,dddmm.mmmm格式 |
<6> |
经度半球,E表示东经,W表示西经 |
<7> |
地面速率,000.0~999.9节 |
<8> |
地面航向,000.0~359.9度 |
<9> |
UTC日期,ddmmyy格式 |
<10> |
磁偏角,000.0~180.0度 |
<11> |
磁偏角方向,E表示东,W表示西 |
<12> |
模式指示 |
*hh |
校验和,即接收字符串的校验和 |
<CR><LF> |
终止符 |
一个完整的NEMA-0183语句是从起始符“$GPRMC”到终止符“<CR><LF>”为止的一段字符串。需要掌握的信息是经纬度、经纬度方向、GPS定位状态和接收信号的时间。所以当接收到这样一个完整的NEMA-0183语句时,提取有用信息的方法是:先判定起始符$GPRMC的位置,从起始符开始读入数据,再在语句中寻找字符“,”,然后截取前后两个“,”之间的字符(串)获得所关心的数据,并以回车符为一个GPS语句的终止符,得到一个完整的GPS信号数据。
作为本发明的实施例,GPS信号数据通过串口发送给数据处理模块。串口是计算机与外部串行设备之间最常用的数据传输通道。当数据从CPU经过串口发送出去时,字节数据转换为串行的位;在接收数据时,串行的位被转换为字节数据。串口通信在工业自动化领域有着十分广泛的应用,在一些工业控制***中,通常要求***具有实时计算能力,串口能够满足高效中断处理、多任务和通信的需要。
现在市场上的GPS接收机虽然有各种接口连接到PC端,但在其内部都是通过串口与计算机进行通信。串口通信流程是:打开串口,设置串口通讯参数,包括通讯端口号和通讯格式,读/写串口,事件和错误处理,关闭串口。在测试***中,采用的GPS接收机是USB接口或者蓝牙接口的卫星定位接收机,只要使用相应的驱动将GPS发送的接口数据转换为串口数据,就可以对卫星定位接收机进行操作。
S103:显示当前时间的场强和误码的实时统计信息。
在步骤S103中,根据特定位置对应的场强和接收性能,显示当前时间的场强和误码的实时统计信息
特定位置对应的场强和接收性能,需要用到地理信息***GIS是以采集、存储、管理、描述、分析地球表面及空间和地理分布有关的数据的信息***。组件式GIS开发是目前较为流行、高效和快速的GIS开发模式,它既沿用了专业GIS产品的强大制图功能,又能根据需要灵活实现各种管理功能。它开发周期短,成本低,可以脱离大型商业GIS软件平***立运行,并且对开发者的GIS专业背景要求不高。
测试***采用的是基于MapX的GIS设计。MapX是MapInfo公司向用户提供的具有强大地图分析功能的ActiveX控件产品。MapX是按图层组织地图的,在创建图层时,都要为其建立一张表,与图层相对应的表中不仅存储了图层中对象的地理信息,还存储了和对象相关联的其它属性信息。通常在MapX中使用的图层都是矢量图层,可以进行无限缩放而不丢失该图层的地理信息。
MapX控件采用面向对象的方法处理地理信息***,对地理数据的操作实际上是对各类对象的操作。MapX的基本组成单元是单个对象Object和集合Collection,并通过内容Constants和事件Events相互交互。图2示出了MapX组件的模型结构示意图。Map是MapX的顶层属性,每个Map对象主要包括Datasets、Layers、Annotations三个对象集合。Layer用于操作地图的图层,所有的地理信息都存储在图层中;Annotation用于在地图上增加文本或符号,Annotation位于所有其它图层的上方并且不与任何数据连接;Dataset用于实现地图与数据的绑定,绑定的数据源可以是DAO、ADO、ODBC数据源、RDO、MapInfo Table文件,还可以是一个规定了格式的文本文件。Layer对象下包括检索、查询和属性特征;Dataset对象下包括空间数据、数据范围和数据主题;Annotation对象下包括图形注释。
此外,GE(Google Earth,谷歌地球)是一款由谷歌公司开发的虚拟地球软件,它把卫星影像、航空照片、三维地面模型等GIS信息布置在一个地球的三维模型上,供人们浏览使用,是目前较热门的大众化的地理信息***。测试***可以将数据库里的数据转化成特定格式的文件,GE通过生成的文件,就能够将电平,场强的标示显示在卫星影像上,这样就可以方便的观察出某些测试点的具体环境,例如高楼,立交桥等容易形成阴影区的地方,这是非卫星图所不能提供的。
此外,本发明提出的上述方案还能对测试数据具有进行保存和回放的功能。作为本发明的实施例,测试***使用Access数据库来保存数据,并通过OLEDB技术来管理和操作数据库。数据处理模块存储所述当前时间的场强和误码的实时统计信息,数据处理模块能够回放不同时间的场强和误码的实时统计信息。
本发明提出的上述方法,解决了数字电视地面广播网络实际网络中的覆盖测试的问题。根据本发明提出的上述方法,通过软件手段屏蔽了不同接口的差异性,对测试人员而言使用外设就像使用普通的数码产品一样方便。上述方法使用了GIS组件,把测试数据、时间、地理信息结合在一起,生动直观的显示测试过程,测试人员不再需要与枯燥的数据打交道,通过地图就可以知道测试结果。上述方法不但能简单方便的进行场强,误码等参数测量,而且通过数据库还可以回放和统计测试数据,能够有效地实现数字电视地面广播网络信号的覆盖性能测试。
如图3所示,本发明实施例还提出了一种数字电视地面广播网络的网络覆盖测试***,包括数字电视地面广播网络测试接收板100,频谱仪200,GPS接收机300和数据处理装置400。
其中,数字电视地面广播网络测试接收板100用于接收数字电视地面广播网络信号,数字电视地面广播网络测试接收板100根据数字电视地面广播网络信号向数据处理装置400发送接收分析数据。
其中,接收分析数据包括接收信号的误码率和/或视频信息。具体而言,通过测试接收板的信号解调过程可以获得一些反映信道情况的参数,如编码数据包的误包率、误比特率等。如果接收的是PN序列,可以与本地生成的PN序列对比计算出误码率BER;如果接收的是视频信息,可以通过本机的解复用和解码器进行视频播放。测试***利用频谱仪测量电平值,在没有频谱仪的情况下,测试***也可以对接收电平进行估计,并记录电平值。
具体而言,数字电视地面广播网络测试接收板100经过USB通信模块通过通用串行总线USB接口向数据处理装置400发送接收分析数据。
频谱仪200用于根据数字电视地面广播网络信号输出相应的场强信号。
其中,场强信号为通过频谱仪200对数字电视地面广播网络信号进行分析后产生,并经过GPIB/VISA通信模块通过GPIB/VISA接口输入数据处理装置400。
GPS接收机300用于输出当前位置的经纬度信息。
其中,经纬度信息为通过GPS接收机300获取后通过串口通信模块输入数据处理装置400,并经过GIS模块
通过地理信息***GIS经过误码显示模块和场强显示模块显示当前时间的场强和误码的实时统计信息,其中,实时统计信息通过数据处理装置400中的数据分析模块下的实时统计模块获得。
数据处理装置400用于根据接收分析数据,结合场强信号和经纬度信息,确定特定位置对应的场强和接收性能,以及根据特定位置对应的场强和接收性能,显示当前时间的场强和误码的实时统计信息。
具体而言,数据处理装置400还包括数据存储模块,用于存储当前时间的场强和误码的实时统计信息,数据处理装置400能够回放不同时间的场强和误码的实时统计信息。
作为上述***的实施例,数据处理装置400通过Access数据库存储信息,通过OLEDB(Object Linking and Embedding Database,面向对象和嵌入式数据库)技术管理和操作数据库实现回放不同时间的场强和误码的实时统计信息。
使用本测试***进行数字电视地面广播网络无线覆盖测试,只需将一根接收天线置于测试车辆车顶,通过一分二的功率分配器供给测试接收板和便携式频谱仪,若没有频谱仪也可以用测试接收板估算场强,GPS接收机本身自带天线,整个测试***可由车载逆变器供电。
测试***在实际测试过程中显现出极大的便利性,顺利的完成了大量数字电视地面广播网络覆盖测试工作。从这些测试结果中可以得到数字电视地面广播网络的接收特性,从而对整个传输***的设计提供指导。
本发明提出的上述***,解决了数字电视地面广播网络实际网络中的覆盖测试的问题。根据本发明提出的上述***,通过软件手段屏蔽了不同接口的差异性,对测试人员而言使用外设就像使用普通的数码产品一样方便。上述方法使用了GIS组件,把测试数据、时间、地理信息结合在一起,生动直观的显示测试过程,测试人员不再需要与枯燥的数据打交道,通过地图就可以知道测试结果。上述***不但能简单方便的进行场强,误码等参数测量,而且通过数据库还可以回放和统计测试数据,能够有效地实现数字电视地面广播网络信号的覆盖性能测试。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。