一种基于数字电视地面广播的信号接收测试系统的制作方法
专利名称：一种基于数字电视地面广播的信号接收测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字电视地面广播技术领域，尤其涉及一种基于数字电视地面广播的信号接收测试系统。
背景技术：
上世纪90年代以来，大规模集成电路、计算机、数字信号处理、图像压缩、网络传输等技术迅速发展促使广播电视技术和业务飞跃发展。广播电视从节目编辑、制作、存储到传输、接收都朝着数字化方向发展，数字广播电视的高节目质量、高频谱利用率、新一代高清晰度电视、数字音频广播和移动多媒体广播的发展、以及多媒体交互数据广播业务将成为广播电视的发展趋势。广播电视传输主要有有线传输、卫星传输和地面传输三类。其中， 地面传输信道是城市复杂的多径环境，传输环境最为恶劣，因此地面传输标准技术最为复
ο目前，数字电视地面广播(Digital Television Terrestrial Broadcasting, DTTB)技术已经走向成熟，各国根据国际电信联盟(International Telecommunications Union, ITU)的基本原则结合自己的特点实施各自的数字电视研究计划并分别提出很多不同的系统方案。目前国际上经ITU批准的DTTB传输标准主要有三种美国高级电视委员会 (ATSC)研发的格形编码的8电平残留边带(8-VSB)调制系统、欧洲数字视频地面广播标准 (DVB-T)、及日本地面综合业务数字广播(ISDB-T)。现有DVB-C有线传输系统变频部分选用美芯公司出品的MAX3553，它采用高中频方案，这种宽带双变频调谐广泛用于模拟和数字接收系统中。硬件设计的过程实际上也就是软件控制MAX3553+STV0297运行的过程，如图1所示。该技术方案实现了调谐器基本功能，但是输出电平的范围和精度不能满足测试需求，只能用于一般的机顶盒的要求。现有技术中存在系统C/N限及信号发射功率较高，且现有模拟电视节目的干扰较大，各种干扰/失真程度较高；另外，交互性较差，且信号的覆盖范围小。现有的测试使用频谱分析仪来分析场强，使用传输分析仪来计算误码，使用测试接收终端来进行主观评价。测试设备多且笨重，需要有电源支持，而且需要手工记录测试结果，最后手工统计在不同地方的测试结果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，可以降低系统C/N门限和信号发射功率，并减少现有对模拟电视节目的干扰。为了解决上述问题，本发明提出了一种基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，所述信号接收测试系统包括信号解调模块，用于将接收天线所接收的模拟信号进行模/数转换并获得数字信号；
传输模块，用于对所述信号解调模块所获得的数字信号进行传输；信号分析处理模块，用于将所述传输模块所传输的数字信号进行分析处理并获得分析处理后的数据，并产生控制信号；控制模块，用于接收所述信号分析处理模块所产生的控制信号，并将所述控制信号发送给所述信号解调模块以使所述信号解调模块根据所述控制信号进行相应的操作处理。优选地，所述信号解调模块包括调谐器，用于对所述接收天线所接收到的模拟信号进行变频和放大；模数转换器，用于对所述调谐器所变频和放大后的信号进行模/数转换并采样获得采样信号；解调芯片，用于对所述模数转换器所获得的采样信号进行信道解调。优选地，所述解调芯片包括至少两个解调芯片。优选地，所述信号分析处理模块包括信道分析模块，用于对所述数字信号进行信道分析；TS流分析模块，用于对所述数字信号进行码流结构分析；误码分析模块，用于对所述数字信号进行误码率分析；视频处理模块，用于对所述数字信号进行视频处理；用户操作模块，用于提供人机交互界面以产生所述控制信号。优选地，所述信号接收测试系统还包括接收天线，用于接收发射天线所发射的模拟信号。优选地，所述信号处理模块与所述控制模块之间通过USB通信接口进行通信；所述信号处理模块与所述传输模块之间通过USB通信接口进行通信。优选地，所述两个解调芯片分别为LGS-8G13和HD^IO。实施本发明实施例，可以降低系统C/N门限和信号发射功率，并减少现有对模拟电视节目的干扰，并抵抗各种干扰/失真；通过高度灵活的操作模式，并选择不同的调制方案，系统能够支持固定、便携、步行、手持或移动接收；易于和其它媒介或服务器的接口连接，能够通过分级调制得到分级服务，具有良好的交互性；具有灵活的频率规划和覆盖区域，能够使用单频网和同频道覆盖扩展/缝隙填充。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是现有技术中MAX3553+STV0297系统的结构原理图；图2是本发明实施例中的测试系统的总体框图；图3是本发明实施例所提供的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统的结构组成示意图；图4是本发明实施例的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统的另一具体结构组成示意图；图5是本发明实施例的接收测试系统的处理流程示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图2所示的测试系统是在实际地面广播传输条件下对整个传输系统整体性能的测试，主要测试整个传输系统在开路情况下的实际接收情况。本发明实施例提供了一种基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，所图3所示，该信号接收测试系统包括信号解调模块30，用于将接收天线所接收的模拟信号进行模/数转换并获得数字信号；传输模块31，用于对信号解调模块30所获得的数字信号进行传输；信号分析处理模块32，用于将传输模块31所传输的数字信号进行分析处理并获得分析处理后的数据，并产生控制信号；控制模块33，用于接收信号分析处理模块32所产生的控制信号，并将控制信号发送给信号解调模块30以使信号解调模块30根据控制信号进行相应的操作处理。实施本发明实施例，可以降低系统C/N门限和信号发射功率，并减少现有对模拟电视节目的干扰，并抵抗各种干扰/失真；通过高度灵活的操作模式，并选择不同的调制方案，系统能够支持固定、便携、步行、手持或移动接收；易于和其它媒介或服务器的接口连接，能够通过分级调制得到分级服务，具有良好的交互性；具有灵活的频率规划和覆盖区域，能够使用单频网和同频道覆盖扩展/缝隙填充。图4示出了本发明实施例的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统的具体结构组成，如图4所示，该信号接收测试系统除了包括图3所示的信号解调模块30、传输模块31、信号分析处理模块32、控制模块33外，还包括接收天线34、及USB通信接口 35，其中， 接收天线34用于接收发射天线所发射的模拟信号；信号处理模块32与控制模块33之间通过USB通信接口 35进行通信；信号处理模块32与传输模块31之间通过USB通信接口 35 进行通信。另外，该信号解调模块30进一步包括调谐器300，用于对接收天线34所接收到的模拟信号进行变频和放大；模数转换器301，用于对调谐器300所变频和放大后的信号进行模/数转换并采样获得采样信号；解调芯片302，用于对模数转换器301所获得的采样信号进行信道解调。这里的解调芯片302采用的是符合中国数字电视地面广播传输系统标准的解调芯片。具体实施中， 解调芯片302可包括至少两个解调芯片。在本发明实施例中，由于解调芯片在单载波、多载波的解调性能上存在差异，因此采用双芯片的设计方式，即同时配置了两个地面数字电视的解调芯片，利用两个不同解调芯片的优势，在不同的信号调制模式下，可以通过不同的芯片进行信号解调，以使后续的测试数据更加有效。控制模块33主要用于控制信号的传输，可以根据信号分析处理模块32所产生的控制信号选择两个解调芯片中的任一为当前的工作芯片，且可以设置解调芯片302的解调参数和工作模式，并设置调谐器300的调谐频道，同时为信号分析处理模块32与信号解调模块30之间提供接口，以进行控制信号的传输。具体实施中，信号分析处理模块32的功能可由个人计算机(Personal Computer, PC)代替，该信号分析处理模块32可进一步包括信道分析模块320，用于对数字信号进行信道分析；TS流分析模块321，用于对数字信号进行码流结构分析；误码分析模块322，用于对数字信号进行误码率分析；视频处理模块323，用于对数字信号进行视频处理；用户操作模块324，用于提供人机交互界面以产生控制信号。视音频节目是数字电视地面广播承载的节目种类中最重要的一种，由于视音频数据的特殊性，主观评价成为了衡量数据质量好坏的重要标准之一。为了能够对其进行主观评价，就必须采用可用的视频播放单元。测试系统中的视频处理模块323主要包括视频播放单元，负责实时从USB通信接口中读取视音频码流进行播放，为使用者进行主观评价提供支持。用户操作模块3M主要提供良好的人机交互界面，为使用者创造直观、简便的操作环境。通过用户界面(User hterface，UI)，程序将读取到的测试信息，有序、合理地输出至显示终端，同时又提供了易操作的控制接口，使使用者能够很方便地对设备进行控制， 跟踪设备的状态。在具体实施中，两个解调芯片分别可采用LGS-8G13系列芯片和HD^lO系列芯片。 下面就采用具体型号的芯片对本发明实施例的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统的工作原理及过程进行详细的说明。地面数字电视信号接收测试系统的硬件前端由调谐器(Timer)、模数转换器 (Analog-to-Digital Converter, ADC)、解调芯片 LGS-8G13 和 HD2910、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device, CPLD,同步动态随机存储器(Synchronous Dynamic Random Access Memory, SDRAM)以及 USB 构成。Tuner 实现将 RF 前端的信号下变频至中频，ADC实现对中频信号的模数转换、采样和量化，解调芯片实现对采样信号的信道解调，SDRAM实现对解调数据的缓存，CPLD实现对解调芯片和USB芯片的连接，解调后的数字信号经由USB接口传输到PC端。RF信号首先经Timer进行下变频，Timer的本振频率从426MHZ到826MHz以SMHz为阶梯连续可调，RF信号经Tuner下变频至中频36. 1666MHZ。 接着该中频信号经ADC进行采样和量化，针对国标的7. 56MHz带宽信号，中频采样频率设定为30. 24MHz,以实现4倍于信号带宽的过采样。ADC量化位宽为lObit，保证量化信噪比高于60dB。采样量化后的信号经LGS-8G13或HD^lO进行信道解调，输出解调后的信号。最后通过CPLD的控制，USB将解调后的信号输出给PC端进行软件分析和处理。硬件前端采用的是单Timer、双芯片的设计。由于LGS-8G13和HD^lO的信号解调性能对于测试系统的设计和使用非常重要， 下面对这两个解调芯片作一些简单的介绍。HD^lO是一款完全符合中国数字电视地面广5/6页
播传输标准的地面数字电视传输解调芯片，HD2910可接收单载波和多载波的数字电视信号，支持高清及标清电视以及其他多媒体服务的广播传输。HD^lO支持国标中定义的全部 330 个工作模式，支持 4QAM-NR、4QAM、16QAM、32QAM、64QAM 调制方式；支持 PN595，PN420 和 PN945 ；支持码率为0. 4、0. 6、0. 8的LDPC ；可被广泛应用于机顶盒、数字电视一体机、移动和便携式地面数字信号接收机等多个领域。HD^lO具有卓越和完备的地面信道解调功能，支持各种复杂条件下的固定和高速移动接收，其中4QAM-NR模式支持超过430km/小时(UHF 频段)的移动接收；具有强大的载波和定时回复能力，均衡器可应付处理0db、200y s的强回波，支持大范围单频网；具有强大的抗邻频、同频干扰能力，便于模数同播阶段的频谱规划。HD^lO同时具备高集成性等特点，内部集成高性能AD采样器，内置锁相环(PLL)，单线 PDM控制AGC，外接普通晶振，进一步降低板级BOM成本，便于用户使用。HD^lO还能自动模式识别，并同时提供信号功率、信号质量、误码率等各类指示，支持任意频率的模拟中频信号输入，支持并行或者串行TS流输出，正常操作模式下功耗为600mW。LGS-8G13芯片完全支持中国数字电视地面广播传输标准。此芯片是一款采用时域同步正交频分复用传输技术(TDS-OFDM)的信道解调芯片。LGS-8G13芯片设计用于地面数字电视接收，支持高清及标清电视和其它多媒体服务的广播传输，适用于户内、户外、固定及移动接收的电视终端。LGS-8G13芯片接收IF数字信号，将其转换成基带信号(IQ)，然后经过必要的信道解调及前向纠错，输出并行或串行的MPEG-2TS码流。再配以外接的时间交织所需的SDRAM，可构成完全符合国标的将RF信号转换成MPEG-2TS流的前端数字电视接收系统。LGS-8G13芯片能够自动进行参数检测和更新，具有自动恢复功能，无需外部程序操作便可重获丢失的信号，能抑制脉冲噪声带来的信号失锁，快速捕获时间，正常操作模式下功耗为800mW。LGS-8G13还具有卓越的抗多径干扰性能，出众的单频网性能，可最大限度的优化各种状态下的信号性能，如脉冲噪声、多径、衰落等。另外，地面数字电视信号接收测试系统对于测试数据的分析和处理需要考虑主观和客观两个方面。系统客观评价的主要内容包括有信号星座图和MER计算、信号频谱图和电平测量、信号多径性能和信道冲激响应、信道传输的误包率和BER计算等。系统主观评价的主要项目包括用户端图像质量、用户端声音质量、视频和音频的同步、节目切换等。在软件的整体设计上要考虑两种不同的工作模式。一是测试模式，此时程序实时采集各种需要的信道数据以及解码后的TS流并在PC端直观的显示给测试人员；另外一种则是保存模式， 此时需要将分析处理好的数据或图片保存下来，便于记录和统计。该接收测试系统的处理流程示意图如图5所示，USB通信接口代表了与硬件对应的USB的软件实现，它是硬件接收机与主程序的数据传输的桥梁。主窗口数据缓冲代表了主程序所接收到的数据，其中包括了解调中的信道信息和解调后的TS流。这两部分数据分别经过一些后台处理模块的处理， 最后输出到界面显示。而显示更新的频率是由Timer来控制的。用户可以通过用户接口向主程序发送控制信息，并通过USB传给硬件接收机，控制信号及采样信号(数据流)的传输都是通过USB接口通信设计实现的。USB通信接口的应用层API设计与USB的固件程序设计以及USB的驱动程序设计是密切相关，互为一体的。这里需要说明的是USB驱动程序是一种支持即插即用功能的WDM(Windows Driver Model)驱动程序。这种驱动程序模型是一种分层的模型，一般包括高层驱动程序、中间层驱动程序和底层驱动程序。每层都会把上一层的请求分解成下层的标准调用，这样就实现了驱动程序的通用化，同时只有在底层的
7驱动程序才会真正和硬件发生关系会简化上层驱动的开发。在本发明实施例中，在底层驱动程序的基础上进行了包装，对最底层的驱动程序进行封装，将其封装成C++的标准类做成库文件以方便使用。这种多层次的硬件驱动设计可以满足不同级别开发者的需要，可以在每个层次上对驱动程序做单独的修改而不会影响其它功能的实现。USB应用层API设计实现的主要函数按作用分可分为四类(1)对测试接收机工作状态的操作打开设备(Open Device)，关闭设备(Close Device)，选择解调芯片(Select Chip) ； (2)对芯片、调谐器的寄存器的读写操作HD^10读写操作(Writd910Reg、Read-2910Reg)，LGS-8G13读写操作 (Write8G13Reg、Read8G13Reg)，调谐器写操作(Set Chan-nel) ； (3)对数据流的传输操作 大数据量的TS流读操作(Read Data) ； (4)对错误的捕获和处理获得错误码(Get Last Error Code)，读操作超时(Set Read Time Out)。 本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。 另外，以上对本发明实施例所提供的用于兼容逻辑设备访问的代理设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，其特征在于，所述信号接收测试系统包括信号解调模块，用于将接收天线所接收的模拟信号进行模/数转换并获得数字信号； 传输模块，用于对所述信号解调模块所获得的数字信号进行传输； 信号分析处理模块，用于将所述传输模块所传输的数字信号进行分析处理并获得分析处理后的数据，并产生控制信号；控制模块，用于接收所述信号分析处理模块所产生的控制信号，并将所述控制信号发送给所述信号解调模块以使所述信号解调模块根据所述控制信号进行相应的操作处理。
2.如权利要求1所述的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，其特征在于，所述信号解调模块包括调谐器，用于对所述接收天线所接收到的模拟信号进行变频和放大； 模数转换器，用于对所述调谐器所变频和放大后的信号进行模/数转换并采样获得采样信号；解调芯片，用于对所述模数转换器所获得的采样信号进行信道解调。
3.如权利要求2所述的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，其特征在于，所述解调芯片包括至少两个解调芯片。
4.如权利要求1至3任意一项所述的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，其特征在于，所述信号分析处理模块包括信道分析模块，用于对所述数字信号进行信道分析； TS流分析模块，用于对所述数字信号进行码流结构分析； 误码分析模块，用于对所述数字信号进行误码率分析； 视频处理模块，用于对所述数字信号进行视频处理； 用户操作模块，用于提供人机交互界面以产生所述控制信号。
5.如权利要求4所述的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，其特征在于，所述信号接收测试系统还包括接收天线，用于接收发射天线所发射的模拟信号。
6.如权利要求1所述的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，其特征在于，所述信号处理模块与所述控制模块之间通过USB通信接口进行通信；所述信号处理模块与所述传输模块之间通过USB通信接口进行通信。
7.如权利要求3所述的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，其特征在于，所述两个解调芯片分别为LGS-8G13和HD^IO。
全文摘要
本发明实施例公开了一种基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，该信号接收测试系统包括信号解调模块，用于将接收天线所接收的模拟信号进行模/数转换并获得数字信号；传输模块，用于对信号解调模块所获得的数字信号进行传输；信号分析处理模块，用于将传输模块所传输的数字信号进行分析处理并获得分析处理后的数据，并产生控制信号；控制模块，用于接收信号分析处理模块所产生的控制信号，并将控制信号发送给信号解调模块以使信号解调模块根据控制信号进行相应的操作处理。实施本发明实施例，可以降低系统C/N门限和信号发射功率，并减少现有对模拟电视节目的干扰，并抵抗各种干扰/失真；系统能够支持固定、便携、步行、手持或移动接收。
文档编号H04N7/64GK102523474SQ201110320068
公开日2012年6月27日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者罗春耕, 罗晴明 申请人:江西省南城县网信电子有限公司
技术领域：
本发明涉及数字电视地面广播技术领域，尤其涉及一种基于数字电视地面广播的信号接收测试系统。
背景技术：
上世纪90年代以来，大规模集成电路、计算机、数字信号处理、图像压缩、网络传输等技术迅速发展促使广播电视技术和业务飞跃发展。广播电视从节目编辑、制作、存储到传输、接收都朝着数字化方向发展，数字广播电视的高节目质量、高频谱利用率、新一代高清晰度电视、数字音频广播和移动多媒体广播的发展、以及多媒体交互数据广播业务将成为广播电视的发展趋势。广播电视传输主要有有线传输、卫星传输和地面传输三类。其中， 地面传输信道是城市复杂的多径环境，传输环境最为恶劣，因此地面传输标准技术最为复
ο目前，数字电视地面广播(Digital Television Terrestrial Broadcasting, DTTB)技术已经走向成熟，各国根据国际电信联盟(International Telecommunications Union, ITU)的基本原则结合自己的特点实施各自的数字电视研究计划并分别提出很多不同的系统方案。目前国际上经ITU批准的DTTB传输标准主要有三种美国高级电视委员会 (ATSC)研发的格形编码的8电平残留边带(8-VSB)调制系统、欧洲数字视频地面广播标准 (DVB-T)、及日本地面综合业务数字广播(ISDB-T)。现有DVB-C有线传输系统变频部分选用美芯公司出品的MAX3553，它采用高中频方案，这种宽带双变频调谐广泛用于模拟和数字接收系统中。硬件设计的过程实际上也就是软件控制MAX3553+STV0297运行的过程，如图1所示。该技术方案实现了调谐器基本功能，但是输出电平的范围和精度不能满足测试需求，只能用于一般的机顶盒的要求。现有技术中存在系统C/N限及信号发射功率较高，且现有模拟电视节目的干扰较大，各种干扰/失真程度较高；另外，交互性较差，且信号的覆盖范围小。现有的测试使用频谱分析仪来分析场强，使用传输分析仪来计算误码，使用测试接收终端来进行主观评价。测试设备多且笨重，需要有电源支持，而且需要手工记录测试结果，最后手工统计在不同地方的测试结果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，可以降低系统C/N门限和信号发射功率，并减少现有对模拟电视节目的干扰。为了解决上述问题，本发明提出了一种基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，所述信号接收测试系统包括信号解调模块，用于将接收天线所接收的模拟信号进行模/数转换并获得数字信号；
传输模块，用于对所述信号解调模块所获得的数字信号进行传输；信号分析处理模块，用于将所述传输模块所传输的数字信号进行分析处理并获得分析处理后的数据，并产生控制信号；控制模块，用于接收所述信号分析处理模块所产生的控制信号，并将所述控制信号发送给所述信号解调模块以使所述信号解调模块根据所述控制信号进行相应的操作处理。优选地，所述信号解调模块包括调谐器，用于对所述接收天线所接收到的模拟信号进行变频和放大；模数转换器，用于对所述调谐器所变频和放大后的信号进行模/数转换并采样获得采样信号；解调芯片，用于对所述模数转换器所获得的采样信号进行信道解调。优选地，所述解调芯片包括至少两个解调芯片。优选地，所述信号分析处理模块包括信道分析模块，用于对所述数字信号进行信道分析；TS流分析模块，用于对所述数字信号进行码流结构分析；误码分析模块，用于对所述数字信号进行误码率分析；视频处理模块，用于对所述数字信号进行视频处理；用户操作模块，用于提供人机交互界面以产生所述控制信号。优选地，所述信号接收测试系统还包括接收天线，用于接收发射天线所发射的模拟信号。优选地，所述信号处理模块与所述控制模块之间通过USB通信接口进行通信；所述信号处理模块与所述传输模块之间通过USB通信接口进行通信。优选地，所述两个解调芯片分别为LGS-8G13和HD^IO。实施本发明实施例，可以降低系统C/N门限和信号发射功率，并减少现有对模拟电视节目的干扰，并抵抗各种干扰/失真；通过高度灵活的操作模式，并选择不同的调制方案，系统能够支持固定、便携、步行、手持或移动接收；易于和其它媒介或服务器的接口连接，能够通过分级调制得到分级服务，具有良好的交互性；具有灵活的频率规划和覆盖区域，能够使用单频网和同频道覆盖扩展/缝隙填充。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是现有技术中MAX3553+STV0297系统的结构原理图；图2是本发明实施例中的测试系统的总体框图；图3是本发明实施例所提供的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统的结构组成示意图；图4是本发明实施例的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统的另一具体结构组成示意图；图5是本发明实施例的接收测试系统的处理流程示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图2所示的测试系统是在实际地面广播传输条件下对整个传输系统整体性能的测试，主要测试整个传输系统在开路情况下的实际接收情况。本发明实施例提供了一种基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，所图3所示，该信号接收测试系统包括信号解调模块30，用于将接收天线所接收的模拟信号进行模/数转换并获得数字信号；传输模块31，用于对信号解调模块30所获得的数字信号进行传输；信号分析处理模块32，用于将传输模块31所传输的数字信号进行分析处理并获得分析处理后的数据，并产生控制信号；控制模块33，用于接收信号分析处理模块32所产生的控制信号，并将控制信号发送给信号解调模块30以使信号解调模块30根据控制信号进行相应的操作处理。实施本发明实施例，可以降低系统C/N门限和信号发射功率，并减少现有对模拟电视节目的干扰，并抵抗各种干扰/失真；通过高度灵活的操作模式，并选择不同的调制方案，系统能够支持固定、便携、步行、手持或移动接收；易于和其它媒介或服务器的接口连接，能够通过分级调制得到分级服务，具有良好的交互性；具有灵活的频率规划和覆盖区域，能够使用单频网和同频道覆盖扩展/缝隙填充。图4示出了本发明实施例的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统的具体结构组成，如图4所示，该信号接收测试系统除了包括图3所示的信号解调模块30、传输模块31、信号分析处理模块32、控制模块33外，还包括接收天线34、及USB通信接口 35，其中， 接收天线34用于接收发射天线所发射的模拟信号；信号处理模块32与控制模块33之间通过USB通信接口 35进行通信；信号处理模块32与传输模块31之间通过USB通信接口 35 进行通信。另外，该信号解调模块30进一步包括调谐器300，用于对接收天线34所接收到的模拟信号进行变频和放大；模数转换器301，用于对调谐器300所变频和放大后的信号进行模/数转换并采样获得采样信号；解调芯片302，用于对模数转换器301所获得的采样信号进行信道解调。这里的解调芯片302采用的是符合中国数字电视地面广播传输系统标准的解调芯片。具体实施中， 解调芯片302可包括至少两个解调芯片。在本发明实施例中，由于解调芯片在单载波、多载波的解调性能上存在差异，因此采用双芯片的设计方式，即同时配置了两个地面数字电视的解调芯片，利用两个不同解调芯片的优势，在不同的信号调制模式下，可以通过不同的芯片进行信号解调，以使后续的测试数据更加有效。控制模块33主要用于控制信号的传输，可以根据信号分析处理模块32所产生的控制信号选择两个解调芯片中的任一为当前的工作芯片，且可以设置解调芯片302的解调参数和工作模式，并设置调谐器300的调谐频道，同时为信号分析处理模块32与信号解调模块30之间提供接口，以进行控制信号的传输。具体实施中，信号分析处理模块32的功能可由个人计算机(Personal Computer, PC)代替，该信号分析处理模块32可进一步包括信道分析模块320，用于对数字信号进行信道分析；TS流分析模块321，用于对数字信号进行码流结构分析；误码分析模块322，用于对数字信号进行误码率分析；视频处理模块323，用于对数字信号进行视频处理；用户操作模块324，用于提供人机交互界面以产生控制信号。视音频节目是数字电视地面广播承载的节目种类中最重要的一种，由于视音频数据的特殊性，主观评价成为了衡量数据质量好坏的重要标准之一。为了能够对其进行主观评价，就必须采用可用的视频播放单元。测试系统中的视频处理模块323主要包括视频播放单元，负责实时从USB通信接口中读取视音频码流进行播放，为使用者进行主观评价提供支持。用户操作模块3M主要提供良好的人机交互界面，为使用者创造直观、简便的操作环境。通过用户界面(User hterface，UI)，程序将读取到的测试信息，有序、合理地输出至显示终端，同时又提供了易操作的控制接口，使使用者能够很方便地对设备进行控制， 跟踪设备的状态。在具体实施中，两个解调芯片分别可采用LGS-8G13系列芯片和HD^lO系列芯片。 下面就采用具体型号的芯片对本发明实施例的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统的工作原理及过程进行详细的说明。地面数字电视信号接收测试系统的硬件前端由调谐器(Timer)、模数转换器 (Analog-to-Digital Converter, ADC)、解调芯片 LGS-8G13 和 HD2910、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device, CPLD,同步动态随机存储器(Synchronous Dynamic Random Access Memory, SDRAM)以及 USB 构成。Tuner 实现将 RF 前端的信号下变频至中频，ADC实现对中频信号的模数转换、采样和量化，解调芯片实现对采样信号的信道解调，SDRAM实现对解调数据的缓存，CPLD实现对解调芯片和USB芯片的连接，解调后的数字信号经由USB接口传输到PC端。RF信号首先经Timer进行下变频，Timer的本振频率从426MHZ到826MHz以SMHz为阶梯连续可调，RF信号经Tuner下变频至中频36. 1666MHZ。 接着该中频信号经ADC进行采样和量化，针对国标的7. 56MHz带宽信号，中频采样频率设定为30. 24MHz,以实现4倍于信号带宽的过采样。ADC量化位宽为lObit，保证量化信噪比高于60dB。采样量化后的信号经LGS-8G13或HD^lO进行信道解调，输出解调后的信号。最后通过CPLD的控制，USB将解调后的信号输出给PC端进行软件分析和处理。硬件前端采用的是单Timer、双芯片的设计。由于LGS-8G13和HD^lO的信号解调性能对于测试系统的设计和使用非常重要， 下面对这两个解调芯片作一些简单的介绍。HD^lO是一款完全符合中国数字电视地面广5/6页
播传输标准的地面数字电视传输解调芯片，HD2910可接收单载波和多载波的数字电视信号，支持高清及标清电视以及其他多媒体服务的广播传输。HD^lO支持国标中定义的全部 330 个工作模式，支持 4QAM-NR、4QAM、16QAM、32QAM、64QAM 调制方式；支持 PN595，PN420 和 PN945 ；支持码率为0. 4、0. 6、0. 8的LDPC ；可被广泛应用于机顶盒、数字电视一体机、移动和便携式地面数字信号接收机等多个领域。HD^lO具有卓越和完备的地面信道解调功能，支持各种复杂条件下的固定和高速移动接收，其中4QAM-NR模式支持超过430km/小时(UHF 频段)的移动接收；具有强大的载波和定时回复能力，均衡器可应付处理0db、200y s的强回波，支持大范围单频网；具有强大的抗邻频、同频干扰能力，便于模数同播阶段的频谱规划。HD^lO同时具备高集成性等特点，内部集成高性能AD采样器，内置锁相环(PLL)，单线 PDM控制AGC，外接普通晶振，进一步降低板级BOM成本，便于用户使用。HD^lO还能自动模式识别，并同时提供信号功率、信号质量、误码率等各类指示，支持任意频率的模拟中频信号输入，支持并行或者串行TS流输出，正常操作模式下功耗为600mW。LGS-8G13芯片完全支持中国数字电视地面广播传输标准。此芯片是一款采用时域同步正交频分复用传输技术(TDS-OFDM)的信道解调芯片。LGS-8G13芯片设计用于地面数字电视接收，支持高清及标清电视和其它多媒体服务的广播传输，适用于户内、户外、固定及移动接收的电视终端。LGS-8G13芯片接收IF数字信号，将其转换成基带信号(IQ)，然后经过必要的信道解调及前向纠错，输出并行或串行的MPEG-2TS码流。再配以外接的时间交织所需的SDRAM，可构成完全符合国标的将RF信号转换成MPEG-2TS流的前端数字电视接收系统。LGS-8G13芯片能够自动进行参数检测和更新，具有自动恢复功能，无需外部程序操作便可重获丢失的信号，能抑制脉冲噪声带来的信号失锁，快速捕获时间，正常操作模式下功耗为800mW。LGS-8G13还具有卓越的抗多径干扰性能，出众的单频网性能，可最大限度的优化各种状态下的信号性能，如脉冲噪声、多径、衰落等。另外，地面数字电视信号接收测试系统对于测试数据的分析和处理需要考虑主观和客观两个方面。系统客观评价的主要内容包括有信号星座图和MER计算、信号频谱图和电平测量、信号多径性能和信道冲激响应、信道传输的误包率和BER计算等。系统主观评价的主要项目包括用户端图像质量、用户端声音质量、视频和音频的同步、节目切换等。在软件的整体设计上要考虑两种不同的工作模式。一是测试模式，此时程序实时采集各种需要的信道数据以及解码后的TS流并在PC端直观的显示给测试人员；另外一种则是保存模式， 此时需要将分析处理好的数据或图片保存下来，便于记录和统计。该接收测试系统的处理流程示意图如图5所示，USB通信接口代表了与硬件对应的USB的软件实现，它是硬件接收机与主程序的数据传输的桥梁。主窗口数据缓冲代表了主程序所接收到的数据，其中包括了解调中的信道信息和解调后的TS流。这两部分数据分别经过一些后台处理模块的处理， 最后输出到界面显示。而显示更新的频率是由Timer来控制的。用户可以通过用户接口向主程序发送控制信息，并通过USB传给硬件接收机，控制信号及采样信号(数据流)的传输都是通过USB接口通信设计实现的。USB通信接口的应用层API设计与USB的固件程序设计以及USB的驱动程序设计是密切相关，互为一体的。这里需要说明的是USB驱动程序是一种支持即插即用功能的WDM(Windows Driver Model)驱动程序。这种驱动程序模型是一种分层的模型，一般包括高层驱动程序、中间层驱动程序和底层驱动程序。每层都会把上一层的请求分解成下层的标准调用，这样就实现了驱动程序的通用化，同时只有在底层的
7驱动程序才会真正和硬件发生关系会简化上层驱动的开发。在本发明实施例中，在底层驱动程序的基础上进行了包装，对最底层的驱动程序进行封装，将其封装成C++的标准类做成库文件以方便使用。这种多层次的硬件驱动设计可以满足不同级别开发者的需要，可以在每个层次上对驱动程序做单独的修改而不会影响其它功能的实现。USB应用层API设计实现的主要函数按作用分可分为四类(1)对测试接收机工作状态的操作打开设备(Open Device)，关闭设备(Close Device)，选择解调芯片(Select Chip) ； (2)对芯片、调谐器的寄存器的读写操作HD^10读写操作(Writd910Reg、Read-2910Reg)，LGS-8G13读写操作 (Write8G13Reg、Read8G13Reg)，调谐器写操作(Set Chan-nel) ； (3)对数据流的传输操作 大数据量的TS流读操作(Read Data) ； (4)对错误的捕获和处理获得错误码(Get Last Error Code)，读操作超时(Set Read Time Out)。 本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。 另外，以上对本发明实施例所提供的用于兼容逻辑设备访问的代理设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，其特征在于，所述信号接收测试系统包括信号解调模块，用于将接收天线所接收的模拟信号进行模/数转换并获得数字信号； 传输模块，用于对所述信号解调模块所获得的数字信号进行传输； 信号分析处理模块，用于将所述传输模块所传输的数字信号进行分析处理并获得分析处理后的数据，并产生控制信号；控制模块，用于接收所述信号分析处理模块所产生的控制信号，并将所述控制信号发送给所述信号解调模块以使所述信号解调模块根据所述控制信号进行相应的操作处理。
2.如权利要求1所述的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，其特征在于，所述信号解调模块包括调谐器，用于对所述接收天线所接收到的模拟信号进行变频和放大； 模数转换器，用于对所述调谐器所变频和放大后的信号进行模/数转换并采样获得采样信号；解调芯片，用于对所述模数转换器所获得的采样信号进行信道解调。
3.如权利要求2所述的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，其特征在于，所述解调芯片包括至少两个解调芯片。
4.如权利要求1至3任意一项所述的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，其特征在于，所述信号分析处理模块包括信道分析模块，用于对所述数字信号进行信道分析； TS流分析模块，用于对所述数字信号进行码流结构分析； 误码分析模块，用于对所述数字信号进行误码率分析； 视频处理模块，用于对所述数字信号进行视频处理； 用户操作模块，用于提供人机交互界面以产生所述控制信号。
5.如权利要求4所述的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，其特征在于，所述信号接收测试系统还包括接收天线，用于接收发射天线所发射的模拟信号。
6.如权利要求1所述的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，其特征在于，所述信号处理模块与所述控制模块之间通过USB通信接口进行通信；所述信号处理模块与所述传输模块之间通过USB通信接口进行通信。
7.如权利要求3所述的基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，其特征在于，所述两个解调芯片分别为LGS-8G13和HD^IO。
全文摘要
本发明实施例公开了一种基于数字电视地面广播的信号接收测试系统，该信号接收测试系统包括信号解调模块，用于将接收天线所接收的模拟信号进行模/数转换并获得数字信号；传输模块，用于对信号解调模块所获得的数字信号进行传输；信号分析处理模块，用于将传输模块所传输的数字信号进行分析处理并获得分析处理后的数据，并产生控制信号；控制模块，用于接收信号分析处理模块所产生的控制信号，并将控制信号发送给信号解调模块以使信号解调模块根据控制信号进行相应的操作处理。实施本发明实施例，可以降低系统C/N门限和信号发射功率，并减少现有对模拟电视节目的干扰，并抵抗各种干扰/失真；系统能够支持固定、便携、步行、手持或移动接收。
文档编号H04N7/64GK102523474SQ201110320068
公开日2012年6月27日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者罗春耕, 罗晴明 申请人:江西省南城县网信电子有限公司
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