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1、(10)申请公布号 CN 102158458 A (43)申请公布日 2011.08.17 CN 102158458 A *CN102158458A* (21)申请号 201110085271.8 (22)申请日 2011.04.06 H04L 27/26(2006.01) H04B 7/26(2006.01) (71)申请人 福州瑞芯微电子有限公司 地址 350000 福建省福州市鼓楼区软件大道 89 号 18 号楼 (72)发明人 张善旭 张毅敏 夏海军 (74)专利代理机构 福州市鼓楼区京华专利事务 所 ( 普通合伙 ) 35212 代理人 翁素华 (54) 发明名称 一种实现接收广播定。
2、位信号的接收机 (57) 摘要 本发明提供一种实现接收广播定位信号的接 收机， 包括射频调谐单元， 所述射频调谐单元将广 播发射装置发射的高频信号变频为基本频带或中 频信号， 并将所述基本频带或中频信号经模数转 换单元转换为数字信号输入到基带处理单元 ； 基 带处理单元一方面将所述数字信号中的 OFDM 信 号解调解码得到信源数据输出给信源解码单元进 行信源解码， 另一方面将所述数字信号中的扩频 信号进行解调解码得到广播定位信号传输的不同 广播发射装置发射的电文、 广播定位信号的时延 差、 信噪比的参数输出给定位计算单元计算接收 机位置信息 ； 从而实现接收广播信号和定位的功 能。 (51)I。
3、nt.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 CN 102158463 A1/1 页 2 1. 一种实现接收广播定位信号的接收机， 包括射频调谐单元、 模数转换单元、 基带处理 单元、 信源解码单元、 接口驱动单元、 输入设备、 以及输出设备 ； 所述射频调谐单元将广播发 射装置发射的高频信号变频为基本频带或中频信号， 并将所述基本频带或中频信号经模数 转换单元转换为数字信号输入到基带处理单元 ； 其特征在于 ： 所述基带处理单元包括对数 字信号中的 OFDM 信号进行处理的单元和对数字信号中的扩频信号进行处理的单元。
4、， 所述 对数字信号中的OFDM信号进行处理的单元将所述数字信号中的OFDM信号解调解码得到信 源数据输出给信源解码单元进行信源解码， 所述对数字信号中的扩频信号进行处理的单元 将所述数字信号中的扩频信号进行解调解码得到广播定位信号传输的不同广播发射装置 发射的电文、 广播定位信号的时延差、 信噪比的参数， 并输出给定位计算单元计算接收机位 置信息 ； 接收机的接口驱动单元根据输入设备的选择将所述的信源解码后得到的信源解码 数据和位置信息传输给输出设备进行输出。 2. 根据权利要求 1 所述的一种实现接收广播定位信号的接收机， 其特征在于 ： 所述基 带处理单元中对扩频信号进行处理的单元具体包。
5、括 ： 帧同步模块、 粗捕获模块、 精捕获模 块、 跟踪解码模块 ； 所述帧同步模块 ： 用于进行帧同步， 确定广播信号帧的帧头位置， 即广 播定位信号中的扩频码的位置 ； 所述粗捕获模块 ： 进行粗略频偏估计， 并在捕获列表中确 认当前能够收到的广播定位信号的扩频码 ID 及其超过门限的路径的粗的码相位， 将捕获 到的扩频码 ID 从捕获列表中移除 ； 所述精捕获模块 ： 进行计算粗捕获模块捕获到的超过门 限的路径的广播定位信号的精细频偏 ； 所述跟踪解码模块， 对精捕获成功的路径和原来正 在跟踪的路径的广播定位信号进行载波相位和码相位的跟踪， 并解出广播定位信号中的电 文， 计算各个路径的。
6、信噪比， 再根据不同广播发射装置不同路径的广播定位信号的码相位 计算时延差。 3. 根据权利要求 1 所述的一种实现接收广播定位信号的接收机， 其特征在于 ： 射频调 谐和模数转换单元使用同一个温补晶振， 且模数转换单元使用的时钟不经过射频调谐单元 的锁相环输出。 4. 根据权利要求 1 所述的一种实现接收广播定位信号的接收机， 其特征在于 ： 所述输 入设备包括 ： 按键或触摸屏或通过 USB 接口接入的 PC 机。 5. 根据权利要求 1 所述的一种实现接收广播定位信号的接收机， 其特征在于 ： 所述输 出设备包括 ： LCD 屏、 扬声器或通过 USB 接口接入的 PC 机。 权 利 要。
7、 求 书 CN 102158458 A CN 102158463 A1/5 页 3 一种实现接收广播定位信号的接收机 【技术领域】 0001 本发明涉及移动广播电视技术领域， 尤其涉及一种实现接收广播定位信号的接收 机。 【背景技术】 0002 近年来， 人们对室内外精确定位的需求与日俱增， 特别是在应对紧急情况时， 准确 定位更是显得尤为重要。现有技术中定位技术主要包括 ： GPS 定位、 移动终端基站定位等。 现有技术中存在以下问题 ： 采用 GPS 定位的方式需要与卫星进行通讯， 因此现有的 GPS( 全 球定位系统 ) 定位终端成本比较高。采用移动终端基站定位的方式需要与基站进行通讯，。
8、 因此需要移动终端具有定位功能， 而当前的大量移动终端并不具有定位功能， 而如果大量 移动终端都与基站进行定位则会占用通讯资源。 0003 在中国发明专利申请公开号为 101977172， 公开日为 2009 年 12 月 30 日， 公开了 一种移动通信系统中的定位方法与移动终端、 定位服务器， 其中定位方法是通过定位时获 得的一组实际信号参数信息、 每一个实际信号参数信息对应的基站标识以及存储的根据预 先在不同子区域中实际测量到的各组信号参数统计值以及每一个信号参数统计值对应的 基站标识， 通过匹配， 定位移动终端位于与测量的一组实际信号参数信息以及基站标识相 匹配的一组信号参数统计值对应。
9、的子区域中， 从而实现了移动终端在移动通信系统中的定 位， 其是用到了基于参数匹配的定位方法。 0004 现有技术中提供一种广播定位信号生成方法、 定位方法及装置， 见2011年02月16 日公开的中国发明专利申请公开号为 101977172。其中所述广播定位信号生成方法包括 ： 接收数据流， 对所述数据流进行前向纠错编码和 OFDM( 正交频分复用 ) 调制， 生成 OFDM 信 号， 并生成第一扩频码 ； 根据所述第一扩频码对预设的电文比特信息进行扩频调制， 生成扩 频调制信号 ； 在所述 OFDM 信号的每个时隙的传输标识信号和第一个同步信号之间， 插入一 个或一个以上所述扩频调制信号，。
10、 以及一个或一个以上所述第一扩频码， 生成广播定位信 号。 0005 所述定位方法包括 ： 发送端生成广播定位信号， 并进行广播 ； 接收端根据接收到 的至少三个不同的发送端的所述广播定位信号， 以及所述三个不同发送端的坐标对接收端 进行定位。 0006 所述广播定位信号生成装置包括 ： 编码调制模块， 用于接收数据流， 对所述数据流 进行前向纠错编码和 OFDM 调制， 生成 OFDM 信号 ； 扩频码生成模块， 用于生成第一扩频码 ； 扩频调制模块， 用于根据所述第一扩频码对预设的电文比特信息进行扩频调制， 生成扩频 调制信号 ； 插播成帧模块， 用于接收编码调制模块输出的 OFDM 信号。
11、、 扩频码生成模块发送 的第一扩频码和扩频调制模块发送的扩频调制信号， 在 OFDM 信号的每个时隙的传输标识 信号和连接该传输标识信号的第一个同步信号之间， 插入一个或一个以上所述扩频调制信 号， 以及一个或一个以上所述第一扩频码， 生成广播定位信号。 然而针对目前的广播接收机 并不能接收定位信号， 只是单纯的接收广播信号。其现有的广播接收机结构如图 1 所示， 包 说 明 书 CN 102158458 A CN 102158463 A2/5 页 4 括依次连接的射频调谐单元、 模数转换单元、 基带处理单元、 信源解码单元、 接口驱动单元 以及输出设备， 还包括与接口驱动单元连接的输入设备。。
12、其中基带处理单元只是单纯的实 现广播信号的接收。 【发明内容】 0007 本发明为了解决现有技术中的 GPS 定位方式和移动终端定位方式成本高且占用 通讯资源的问题， 提供一种能够实现既能接收广播定位信号中的广播信号， 又能利用广播 定位信号进行定位的接收机。 0008 本发明是这样实现的 ： 一种实现接收广播定位信号的接收机， 包括射频调谐单元、 模数转换单元、 基带处理单元、 信源解码单元、 接口驱动单元、 输入设备以及输出设备 ； 所述 射频调谐单元将广播发射装置发射的高频信号变频为基本频带或中频信号， 并将所述基本 频带或中频信号经模数转换单元转换为数字信号输入到基带处理单元 ； 所述。
13、基带处理单元 包括对数字信号中的 OFDM 信号进行处理的单元和对数字信号中的扩频信号进行处理的单 元， 所述对数字信号中的 OFDM 信号进行处理的单元将所述数字信号中的 OFDM 信号解调解 码得到信源数据输出给信源解码单元进行信源解码， 所述对数字信号中的扩频信号进行处 理的单元将所述数字信号中的扩频信号进行解调解码得到广播定位信号传输的不同广播 发射装置发射的电文、 广播定位信号的时延差、 信噪比的参数， 并输出给定位计算单元计算 接收机位置信息 ； 接收机的接口驱动单元根据输入设备的选择将所述的信源解码后得到的 信源解码数据和位置信息传输给输出设备进行输出。 0009 进一步的， 所。
14、述基带处理单元中对扩频信号进行处理的单元具体包括 ： 帧同步模 块、 粗捕获模块、 精捕获模块、 跟踪解码模块 ； 所述帧同步模块 ： 用于进行帧同步， 确定广播 信号帧的帧头位置， 即广播定位信号中的扩频码的位置 ； 所述粗捕获模块 ： 进行粗略频偏 估计， 并在捕获列表中确认当前能够收到的广播定位信号的扩频码 ID 及其超过门限的路 径的粗的码相位， 将捕获到的扩频码 ID 从捕获列表中移除 ； 所述精捕获模块 ： 进行计算粗 捕获模块捕获到的超过门限的路径的广播定位信号的精细频偏 ； 所述跟踪解码模块， 对精 捕获成功的路径和原来正在跟踪的路径的广播定位信号进行载波相位和码相位的跟踪， 。
15、并 解出广播定位信号中的电文， 计算各个路径的信噪比， 再根据不同广播发射装置不同路径 的广播定位信号的码相位计算时延差。 0010 进一步的， 射频调谐和模数转换单元使用同一个温补晶振， 且模数转换单元使用 的时钟不经过射频调谐单元的锁相环输出， 以在合适的成本下提高定位性能， 便于基带处 理。 0011 本发明具有如下优点 ： 接收机的射频调谐单元将广播发射装置发射的高频信号变 频为基本频带或中频信号， 并将其信号经模数转换单元转换为数字信号输入到基带处理单 元， 基带处理单元一方面将所述数字信号中的 OFDM 信号解调解码得到信源数据输出给信 源解码单元进行信源解码， 另一方面将所述数字。
16、信号中的扩频信号进行解调解码得到广播 定位信号传输的不同广播发射装置发射的电文、 广播定位信号的时延差、 信噪比的参数， 并 输出给定位计算单元计算接收机位置信息 ； 从而实现接收广播定位信号的功能， 并根据接 收机位置信息对接收机进行定位。本发明的制造成本低， 有效解决了现有技术中的 GPS 定 位方式和移动终端定位方式成本高且占用通讯资源的问题。 说 明 书 CN 102158458 A CN 102158463 A3/5 页 5 【附图说明】 0012 图 1 为现有技术接收机结构示意图。 0013 图 2 为本发明接收机结构示意图。 0014 图 3 为本发明接收机基带处理单元中对扩频。
17、信号进行处理的单元具体模块示意 图。 0015 图 4 为本发明基于 DAB 的广播定位信号帧结构示意图。 0016 图 5 为本发明一实施例基于 RK2808A 芯片接收机结构示意图。 0017 图 6 为本发明另一实施例基于 RK2806 芯片接收机结构示意图。 0018 图 7 为本发明图 6 中基带芯片处理流程框图。 【具体实施方式】 0019 如图 2 所示， 本发明的实现接收广播定位信号的接收机， 包括射频调谐单元、 模数 转换单元、 基带处理单元、 信源解码单元、 接口驱动单元、 输入设备、 输出设备以及定位计算 单元 ； 所述射频调谐单元将广播发射装置发射的高频信号变频为基本频。
18、带或中频信号， 并 将所述基本频带或中频信号经模数转换单元转换为数字信号输入到基带处理单元 ； 所述基 带处理单元包括对数字信号中的 OFDM 信号进行处理的单元和对数字信号中的扩频信号进 行处理的单元， 所述对数字信号中的 OFDM 信号进行处理的单元将所述数字信号中的 OFDM 信号解调解码得到信源数据输出给信源解码单元进行信源解码， 所述对数字信号中的扩频 信号进行处理的单元将所述数字信号中的扩频信号进行解调解码得到广播定位信号传输 的不同广播发射装置发射的电文、 广播定位信号的时延差、 信噪比的参数， 并输出给定位计 算单元计算接收机位置信息 ； 其所述定位计算单元采用一般的几何定位的。
19、方法， 用跟踪的 广播发射装置的第一个路径的时延差和广播发射装置的位置信息进行计算接收机位置信 息 ； 所述广播发射装置位置信息可以是通过解出的不同发射装置发射的电文得到， 也可以 是存储在本地或者通过其它辅助通道得到 ； 或者所述定位计算单元还可采用基于参数匹配 的定位方法 ( 参考中国发明专利申请公开号为 101977172， 公开日为 2009 年 12 月 30 日的 一种移动通信系统中的定位方法与移动终端、 定位服务器 )， 利用正在跟踪的广播发射装置 对应的扩频码 ID， 及广播发射装置的各个路径的时延差和信噪比， 与本地存储的参数数据 库进行匹配来进行定位 ； 接收机的接口驱动单。
20、元根据输入设备的选择将所述的信源解码后 得到的信源解码数据和位置信息传输给输出设备进行输出， 所述输入设备包括 ： 按键输入、 触摸屏输入、 通过 USB 接口接入 PC 机上作为输入等 ； 所述输出设备包括 ： LCD 屏和扬声器、 通过 USB 接口接入 PC 机上作为输出等。 0020 其中所述射频调谐单元、 模数转换单元、 信源解码单元用原广播接收机中使用的 射频调谐单元、 模数转换单元和信源解码单元实现， 射频调谐单元和模数转换单元使用同 一个温补晶振， 且模数转换单元使用的时钟不经过射频调谐单元的锁相环输出。所述基带 处理单元中对数字信号中的 OFDM 信号进行处理的单元时用传统的。
21、原广播接收机中使用的 基带处理单元进行解调解码得到信源数据。 0021 如图 3 所示， 所述基带处理单元中对扩频信号进行处理的单元具体包括 ： 帧同步 模块、 粗捕获模块、 精捕获模块、 跟踪解码模块 ； 所述帧同步模块 ： 用于进行帧同步， 确定广 说 明 书 CN 102158458 A CN 102158463 A4/5 页 6 播信号帧的帧头位置， 即广播定位信号中的扩频码的位置 ； 所述粗捕获模块 ： 进行粗略频 偏估计， 并在捕获列表中确认当前能够收到的广播定位信号的扩频码 ID 及其超过门限的 路径的粗的码相位， 将捕获到的扩频码 ID 从捕获列表中移除 ； 所述精捕获模块 ：。
22、 进行计算 粗捕获模块捕获到的超过门限的路径的广播定位信号的精细频偏 ； 所述跟踪解码模块， 对 精捕获成功的路径和原来正在跟踪的路径的广播定位信号进行载波相位和码相位的跟踪， 并解出广播定位信号中的电文， 计算各个路径的信噪比， 再根据不同广播发射装置不同路 径的广播定位信号的码相位计算时延差。 0022 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。 0023 对于基于 DAB 标准的广播定位信号， 在原来的 DAB 信号上叠加一个比 OFDM 信号低 20db 的扩频码， 其中空符号部分叠加的扩频码调制电文， 其它部分叠加的扩频码不调制电 文。 基于DAB的广播定位信号的帧结构如图4所示， 下。
23、文的实施例即针对改制后的基于DAB 的广播定位信号设计的接收机。 0024 实施例一 ： 0025 如图 5 所示的接收机， 就可以实现接收基于 DAB 的广播定位信号的功能。图中的 FC2501 芯片用于实现射频调谐单元， AD9280 芯片用于实现模数转换单元， RK2808A 芯片内 集成了一个 DSP( 数字信号处理 ) 内核和 ARM( 微处理器 ) 内核， 并有 DAB 广播信号基带接 收的硬件加速单元， 用于完成广播定位信号的基带处理单元、 信源解码单元、 定位计算单元 和接口驱动单元， 输入设备为按键， 输出设备为 LCD 屏和扬声器。射频调谐和模数转换单元 使用同一个频率为 。
24、8.192M 的 TCXO( 温补晶振 ) 作为时钟源。 0026 输入的射频信号经过 FC2501 芯片变为 2.048M 的中频信号， 经过 AD9280 芯片采样 后变为 8.192M 的 8bit 数字信号， 输入到 RK2808A 芯片， RK2808A 芯片用内部的 DAB 广播信 号基带接收的硬件加速单元和 DSP 内核配合， 完成广播定位信号中的 OFDM 信号的基带处 理， 并将解出的数据存储到SDRAM(同步动态随机存储器)， 由ARM内核完成信源解码并通过 接口驱动输出到输出设备。由于 DSP 内核消耗的资源较少， 可以用剩余的资源用全软件的 方式完成扩频信号的基带处理，。
25、 得到广播定位信号传输的不同广播发射装置发射的电文、 广播定位信号的时延差、 信噪比的参数， 同时 DSP 内核也作为定位计算单元， 计算接收机位 置信息 ； ARM 内核将得到的位置信息通过接口驱动输出到输出设备。 0027 实施例二 ： 0028 为了获得更低的功耗和更好的性能， 可以重新设计一个基带芯片， 接收机框图如 图 6 所示。图中的 FC2501 芯片用于实现射频调谐单元， RK2806 芯片用于实现信源解码单 元、 定位计算单元和接口驱动， 输入设备为按键， 输出设备为 LCD 屏和扬声器， 基带芯片完 成模数转换单元和基带处理单元。 0029 如图7所示基带芯片处理流程框图，。
26、 输入的模拟信号经过ADC模块变为数字信号， 然后进行AGC(自动增益控制)的计算， 并对射频调谐单元进行增益调整。 同时， 将数字信号 下变频变为基带信号， 然后进行帧同步。对于广播的 OFDM 信号的接收， 先利用循环前缀进 行小数频偏估计， 然后根据帧同步的位置和小数频偏的估计值， 进行频偏校正和 FFT( 快速 傅里叶变换)运算， 对FFT后的相位基准符号可以计算整数频偏和细的定时同步， 将整数频 偏反馈给频偏校正模块进行校正， 将细的定时同步反馈给FFT模块调整FFT的窗口位置， 同 时对 FFT 输出的数据进行差分解调、 解交织量化、 Viterbi 解码 ( 卷积码的译码方法 )。
27、， 将需 说 明 书 CN 102158458 A CN 102158463 A5/5 页 7 要的信道解码后的广播信号输出给 RK2806 芯片进行信源解码。对于扩频信号的接收， 在帧 同步确定广播信号帧的帧头位置后， 进行粗略频偏估计， 并在捕获列表中确认当前能够收 到的广播定位信号的扩频码 ID 及其超过门限的路径的粗的码相位， 将捕获到的扩频码 ID 从捕获列表中移除， 并对其进行精捕获， 计算精细频偏， 精捕获成功， 则对该路径进行跟踪 ； 精捕获未成功， 则该路径不存在 ； 然后对精捕获成功的路径和原来正在跟踪的路径的广播 定位信号进行载波相位和码相位的跟踪， 并解出广播定位信号中。
28、的电文， 计算各个路径的 信噪比， 再根据不同广播发射装置不同路径的广播定位信号的码相位计算时延差， 最后将 得到的这些参数输出给 RK2806 芯片进行定位计算。 0030 值得一提的是 ： 基带处理单元、 定位计算单元和信源解码单元可以根据不同的应 用有选择的关闭部分模块。如只需要接收广播时， 基带处理单元可以只接收用户选择的广 播节目的数据所对应的信号， 并执行该节目所对应标准的信源解码。 在只需要进行定位时， 基带处理单元可以只接收扩频信号， 并进行定位计算。其中本发明的定位计算单元可以在 服务器端进行实现， 将基带处理单元计算的参数通过网络或手机发送到服务器端， 服务器 端再通过定位。
29、计算单元将定位计算结果传给接收机， 从而实现定位功能。 另外， 本发明的接 收机对扩频信号的接收不限于用于定位， 当电文中有传输其它信息时， 本发明的接收机也 可以实现对该信息的接收。 0031 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰， 皆应属本发明的涵盖范围。 说 明 书 CN 102158458 A CN 102158463 A1/3 页 8 图 1 图 2 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 102158458 A CN 102158463 A2/3 页 9 图 6 说 明 书 附 图 CN 102158458 A CN 102158463 A3/3 页 10 图 7 说 明 书 附 图 CN 102158458 A 。