一种DTMB数字电视信号帧头的解调方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种DTMB数字电视信号帧头的解调方法及系统，该方法包括：对完整的数字电视信号进行解调处理，所述完整的数字电视信号包括帧头和帧体，获得经解调的帧头基带信号和未经解调的帧体信号。该方法和系统实现了对实采数字电视信号帧头的解调，为后续利用PN序列相关峰获得传输时延进行无线定位奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】
一种DTMB数字电视信号帧头的解调方法及系统
本专利技术涉及数字电视领域，尤其涉及一种采用QAM调制的DTMB数字电视信号帧头的解调方法及系统。
技术介绍
数字电视是数字技术在电视领域发展和应用的结果，而地面数字电视信号具有较高的功率，工作在较低的频率，且电视塔的位置是已知的，这使得地面数字电视信号成为用于定位的理想选择。数字电视信号包含多项技术参数：单载波或多载波，前向纠错码率、PN类型和符号星座映射方式等，其中对于定位最重要的是PN序列，即信号帧的帧头。在利用数字电视信号进行定位的过程中，进行帧头解调获得基带信号，然后与本地PN序列相关找到帧头起始位置，获得接收信号帧帧头时间，再利用地面数字电视帧与自然时间同步的特点确定地面数字电视信号的传播时延，最后进行定位解算。因此，数字电视信号帧头解调是利用数字电视信号进行定位的前提，也是非常关键的一步。数字电视信号帧头采用的是QAM调制，如果采用传统方式对帧头进行解调，则实现起来比较复杂，以MQAM信号解调为例，其解调框图如图1所示。已调制的射频信号在被接收端接收之后，分别乘以相互正交的两路载波信号，同相信号在经过简化之后的表达式可以写成此时正交分量信号是解调之后得到的多电平基带信号，是两路同相和正交的独立的信号，在经过低通滤波器之后，此基带信号变换成的信号直流分量分别为Am/2和Bm/2，然后信号再一次经过多电平转化器、L到2电平变换器、码映射器和并/串变换器，输出的就是二进制序列数字信号。现有方法中，与数字电视信号定位相关的只涉及到获得基带PN码之后进行相关和时延解算的方法，与数字电视信号解调相关的只给出了传统数字电视信号接收之后的硬件处理过程和相应软件驱动程序，与QAM调制信号解调相关的也是传统的解调方法，没有提到针对数字电视信号帧帧头特征进行解调的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提出一种DTMB数字电视信号帧头的解调方法及系统，该方法和系统实现了对实采数字电视信号帧头的解调，为后续利用PN序列相关峰获得传输时延进行无线定位奠定了基础。该方法和系统不采用传统的QAM解调方式而获得基带PN序列，而是对完整数字电视信号进行解调，其中帧头解调获得基带PN序列，帧体部分未获得解调；解调过程不用进行QAM调制所需的判决和并/串转换，降低了解调的复杂度；解调所得的包含PN序列的信号可用于数字电视信号定位时的时延估算；并将解调所得信号与本地产生的PN序列进行相关，通过是否出现相关峰来判断解调方法的正确性。本专利技术提供的一种DTMB数字电视信号帧头的解调方法，包括：对完整的数字电视信号进行解调处理，所述完整的数字电视信号包括帧头和帧体，获得经解调的帧头基带信号和未经解调的帧体信号。进一步，该方法还包括将解调处理后的数字电视信号与本地产生的PN序列进行时域相关运算。进一步，对帧头进行解调的具体方法为：将帧头用下式进行表示：对上式进行转换得到sPN(t)＝VPNg(t)cos(2πFct+θPN)，其中，θPN＝tan-1(AQ/AI)；进一步转换得到对转换后的帧头进行处理，处理过程为：对处理后的帧头信号进行基带滤波处理，其中，sPN(t)为帧头信号，t为时间，AI和AQ分别是帧头信号的I路和Q路的信号幅度，g(t)是信号脉冲，为复数形式的载波，Fc为载波频率，A为信号幅度，sPN'(t)为处理后的帧头信号。进一步，时域相关运算的相关过程为：其中，m为本地PN序列的码片；n为相关时本地PN序列的码片偏移量；PN*(m)为本地PN序列；M为本地PN序列的长度。本专利技术的另一方面提供的一种DTMB数字电视信号帧头的解调系统，包括：解调处理单元，用于对完整的数字电视信号进行解调处理，所述完整的数字电视信号包括帧头和帧体，获得经解调的帧头基带信号和未经解调的帧体信号。进一步，该系统还包括相关处理单元，用于将解调处理单元输出的数字电视信号与本地产生的PN序列进行时域相关运算。进一步，解调处理单元对帧头进行解调的具体方法为：将帧头用下式进行表示：对上式进行转换得到sPN(t)＝VPNg(t)cos(2πFct+θPN)，其中，θPN＝tan-1(AQ/AI)；进一步转换得到对转换后的帧头进行处理，处理过程为：对处理后的帧头信号进行基带滤波处理，其中，sPN(t)为帧头信号，t为时间，AI和AQ分别是帧头信号的I路和Q路的信号幅度，g(t)是信号脉冲，为复数形式的载波，Fc为载波频率，A为信号幅度，sPN'(t)为处理后的帧头信号。进一步，相关处理单元进行时域相关运算的相关过程为：其中，m为本地PN序列的码片；n为相关时本地PN序列的码片偏移量；PN*(m)为本地PN序列；M为本地PN序列的长度。本专利技术提供的一种基于DTMB数字电视信号的定位方法，包括：查询得到当地广播电视塔的发射频率及位置分布；根据电视塔和采集点的相对位置调整对数周期天线指向，用频谱仪观察天线接收信号情况；连接试验设备，用数据采集存储设备对输入的数字电视信号进行采集存储，所述数字电视信号包括帧头和帧体；对采集存储的数字电视信号进行解调处理，对采集存储的数字电视信号的解调处理采用如上所述的DTMB数字电视信号帧头的解调方法。与现有技术相比，本专利技术采用实采数字电视信号，与实际应用更接近；离线解调采集存储的信号，解调效果具有可重复性；解调输出信号与本地产生的PN序列进行时域相关，实际验证解调方法的正确性。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为现有的MQAM信号解调原理框图；图2a)-2c)分别为采用帧头模式1、2和3的DTMB的信号帧结构示意图；图3为与本专利技术的具体实施例一致的数字电视信号频谱示意图；图4为与本专利技术的示例性实施例一致的数字电视信号采集试验框图；图5为与本专利技术的具体实施例一致的实采信号解调输出与本地PN序列相关的结果示意图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。考虑到我国数字电视广播系统采用的是DTMB标准，本专利技术在DTMB标准背景下，以利用数字电视信号进行无线定位为应用目标。由于各个国家数字电视广播标准不同，所对应的信号格式也有差异，因此本专利技术所描述的方法和系统只适用于DTMB数字电视信号，共包含以下几个方面。(1)对完整的数字电视信号进行解调处理调制后的数字电视信号由下式描述式中，S(t)为RF数字电视信号；t为时间；为复数形式的载波；Fc为载波频率；h(t)为SRRC滤波器的脉冲成形函数；Frame(t)为组帧后的信号帧基带信号。信号帧是数字电视信号帧结构的基本单元，由帧头和帧体两部分组成，帧头部分由已知的PN序列构成，帧体部分包含3780个符号。为了适应不同应用，根据帧头的长度DTMB定义了3种可选帧头模式以及相应的信号帧结构。三种帧头模式分别由三种不同的生成多项式定义产生，所对应的信号帧的帧体长度保持不变。DTMB信号帧结构如图2a)-2c)所示。在信号处理时，先接收完整的数字电视信号并存储，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DTMB数字电视信号帧头的解调方法，其特征在于，该方法包括：对完整的数字电视信号进行解调处理，所述完整的数字电视信号包括帧头和帧体，获得经解调的帧头基带信号和未经解调的帧体信号。

【技术特征摘要】
1.一种DTMB数字电视信号帧头的解调方法，其特征在于，该方法包括：对完整的数字电视信号进行解调处理，所述完整的数字电视信号包括帧头和帧体，获得经解调的帧头基带信号和未经解调的帧体信号。2.根据权利要求1所述的一种DTMB数字电视信号帧头的解调方法，其特征在于，该方法还包括将解调处理后的数字电视信号与本地产生的PN序列进行时域相关运算。3.根据权利要求1或2所述的一种DTMB数字电视信号帧头的解调方法，其特征在于，对帧头进行解调的具体方法为：将帧头用下式进行表示：对上式进行转换得到sPN(t)＝VPNg(t)cos(2πFct+θPN)，其中，θPN＝tan-1(AQ/AI)；进一步转换得到对转换后的帧头进行处理，处理过程为：对处理后的帧头信号进行基带滤波处理，其中，sPN(t)为帧头信号，t为时间，AI和AQ分别是帧头信号的I路和Q路的信号幅度，g(t)是信号脉冲，为复数形式的载波，Fc为载波频率，A为信号幅度，sPN'(t)为处理后的帧头信号。4.根据权利要求2所述的一种DTMB数字电视信号帧头的解调方法，其特征在于，时域相关运算的相关过程为：其中，m为本地PN序列的码片；n为相关时本地PN序列的码片偏移量；PN*(m)为本地PN序列；M为本地PN序列的长度。5.一种DTMB数字电视信号帧头的解调系统，其特征在于，该系统包括：解调处理单元，用于对完整的数字电视信号进行解调处理，所述完整的数字电视信号包括帧头和帧体，获得经解调的帧头基带信号和未经解调的帧体信号。6.根据权利要求5所述的一种DTMB数字电视信号帧头的解调系统，其特征在于，该系统还包括相关处理单元，用于将解...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉一航，李鹏程，王淑君，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51