一种DTMB系统中的接收机的同步方法及同步单元技术方案

本发明专利技术公开了一种ＤＴＭＢ系统中的接收机的同步方法及同步单元；其中方法包括：对接收信号进行滑动自相关处理Ｒ（ｎ）＝＊ｃｏｎｊ（ｒ（ｎ＋ｉ））ｒ（Ｎ＋Ｌ＋ｎ＋ｉ）；其中，ｒ（ｎ）表示接收到的信号样本，ｃｏｎｊ（.）表示取共轭函数，Ｒ（ｎ）表示自相关处理的输出结果，进行滑动自相关处理时分别取对应于不同帧头模式的Ｌ和Ｎ：对应于ＰＮ４２０帧头模式的Ｌ＝９０，Ｎ＝１６５；对应于ＰＮ５９５帧头模式的Ｌ＝３７８０，Ｎ＝５９５；对应于ＰＮ９４５帧头模式的Ｌ＝７７，Ｎ＝４３４；根据自相关处理输出结果判断是否获得同步；确定接收信号采用的帧头模式为获得同步时所取的Ｌ和Ｎ值对应的帧头模式；获得同步后，根据自相关输出结果找到同步位置。本发明专利技术能够降低存储复杂度，缩短同步时间，消除载波频偏对获取同步位置的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多々某体广^番领域，尤其涉及一种DTMB (Digital Terrestrial/Television Multimedia Broadcasting,数字电视地面多々某体广才番)系 统中的接收机的同步方法及同步单元。
技术介绍
2006年08月，中国颁布了强制性国家标准GB 20600-2006《数字电 视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》，从而结束了多年的关于数 字电视地面传输标准的技术争论，并且为随后的地面数字电视的产业化进程 开启了一扇大门。文献中常常以DTMB作为中国数字电视地面传输标准的 筒称。目前世界上除中国外主要存在三项数字电视地面传输标准。以美国为主 的一些国家采用了 ATSC ( Advanced Television System Committee,高级电祸L 系统委员会)标准，以欧洲为主的一些国家采用了 DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial,数字视频地面广播)标准，而日本采用了 ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting — Terrestrial, 数字广播地面综合业 务)标准。其中，ATSC标准为单载波调制才莫式，而DVB-T标准和ISDB-T 标准则采用了多载波OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 正交频分复用)调制模式。相对于其它标准，DTMB标准拥有独有的特征，可以简单描述如下(1 ) DTMB标准同时支持单载波调制模式和多载波OFDM调制模式。(2) DTMB标准不采用传统的基于CP (Cyclic Prefix,循环前缀)序 列的OFDM调制技术，而是将传统的CP序列替换成了 PN (Pseudo-Noise, 伪噪声)序列。(3 ) DTMB标准采用了 LDPC ( Low-Density Parity-Check,低密度奇偶 校验)码作为信道编码方案。(4 ) DTMB标准的帧头PN序列共有三种PN420、 PN595和PN945 。(5 ) DTMB标准的系统信息采用了扩频技术进行保护。图1给出了 DTMB系统的基于复帧的四层帧结构。信号帧是最基本的 传输单元，包括帧头和帧体。帧头填充PN序列，帧体可以是单载波模式的 数据，也可以是多载波模式的数据。在多载波模式下，IFFT (Inverse Fast Fourier Transform,快速逆傅立叶变换)的大小为3780点。帧头PN序列的 长度有三种420个数据符号、595个数据符号以及945个数据符号，从而 对应地存在三种信号帧长度。DTMB系统的基带采样率为7.56 MSPS (Mega-Samples-Per-Second,每秒采样百万次)。因此，对应的三种PN帧 头序列的时间长度分别是420/7.56=55.56微秒、595/7.56=78.703微秒以及 945/7.56=125微秒。并且，帧体的时间长度均为500微秒。从而，对应地每 个信号帧的时间长度分别是555.56微秒、578.703微秒和625微秒。在信号 帧之上是超帧，每个超帧的时间长度统一为125 ms。对应地， 一个超帧分别 包含225、 216和200个信号帧。超帧之上为分帧，时间长度为一分钟。一 个分帧包含480个超帧。再往上为日帧，对应一天的24小时。 一个日帧包 含1440个分帧。三种PN帧头序列的构造方法并不一致。图2给出了帧头PN420序列的 结构图。中间为PN255序列，为一个8阶的m序列，经0到+1值及1 到-1值的映射变换为非归零的二进制符号。PN420序列包含一个前同步序 列(长度为82个符号)、 一个PN255序列和一个后同步序列(长度为83 个符号)。前同步序列是PN255序列的循环前缀序列，后同步序列是PN255 序列的循环后缀序列。PN255序列采用LFSR( Linear Feedback Shift Register, 线性反^lt移位寄存器)生成，不同的LFSR的初始相位将生成不同的PN255 序列。图3给出了帧头PN945序列的结构。PN945的结构与PN420的结构类 似，都有前同步序列和后同步序列。PN945序列的中间序列为一个PN511 序列，采用一个9阶的m序列生成，再经0到+1值和1到-l值的映射变换为非归零的二进制符号序列。PN945序列的具体取值也是可变的， 与LFSR的初始相位有关。并且，为了降低相邻的PN420序列或者PN945 序列之间的相关性，DTMB标准专门通过计算机仿真将初始相位精心排列了 一下。帧头PN420和PN945的构造方法一样，但帧头PN595的构造方法却与 PN420和PN945的构造方法大不相同。PN595序列是采用10阶最大长度伪 随机二进制序列截短而成，是长度为1023的m序列的前595个码片。并且， 生成该1023长度的m序列的LFSR的初始相位也是固定的，为0000000001, 即每个信号帧采用的PN595序列是相同的。伪随机序列的前595个码片， 经0到+l值和'T，到-l值的映射变换为非归零的二进制符号序列，即 为PN595帧头序列。传统的解决DTMB系统同步问题的方法常常是先假定已知发射机发射 何种帧头序列(三种帧头序列PN420、 PN595和PN945之一 )，然后在接 收机上利用预先存储在本地的对应的帧头序列与接收到的信号进行互相关 操作，寻找互相关操作的输出结果的最大幅度值，进而确定接收信号中PN 帧头的起始位置，达到同步的目的。该传统方案存在多种缺点，可以简单描 述如下首先，接收机并不知道发射端发射何种帧头PN序列，从而必须存储多 种本地帧头PN序列，而PN420序列和PN945序列相位又是可变的，因此 造成了较大的存储复杂度。其次，利用本地序列与接收信号进行互相关操作的计算方法容易遭受载 波频偏的影响，当载波频偏较大时，互相关操作结果不可靠，从而无法获得 同步位置。第三，针对存在相位旋转的PN420序列和PN945序列，由于接收机不 知道当前接收信号中的PN序列的相位，从而必须遍历采用本地的多个PN 序列与接收信号进行互相关操作，从而导致同步时间较长。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种DTMB系统中的接收机的同步方 法及同步单元，能够降低存储复杂度，缩短同步时间，而且消除载波频偏对 获取同步位置的影响。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种DTMB系统中的接收机的同步 方法，包括对接收信号进4亍滑动自相关处理= J]+ 0)K〃 + z + + 0;其中，K)表示接收到的信号样本，co7(.)表示取共轭函数，w()表示自相关处 理的输出结果；进行滑动自相关处理时分别取对应于不同帧头模式的L和N:对应于 PN420帧头模式的L-90,N-165;对应于PN595帧头模式的L=3780，N=595; 对应于PN945帧头冲莫式的L=77， N=434;根据自相关处理输出结果i (w)序列判断是否获得同步；确定接收信号采 用的帧头模式为获得同步时所取的L和N值对应的帧头模式；获得同步后， 根据自相关输出结果i O)序列找到同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＤＴＭＢ系统中的接收机的同步方法，包括：对接收信号进行滑动自相关处理：Ｒ（ｎ）＝＊ｃｏｎｊ（ｒ（ｎ＋ｉ））ｒ（Ｎ＋Ｌ＋ｎ＋ｉ）；其中，ｒ（ｎ）表示接收到的信号样本，ｃｏｎｊ（.）表示取共轭函数，Ｒ（ｎ）表示自相关处理的输出结果； 进行滑动自相关处理时分别取对应于不同帧头模式的Ｌ和Ｎ：对应于ＰＮ４２０帧头模式的Ｌ＝９０，Ｎ＝１６５；对应于ＰＮ５９５帧头模式的Ｌ＝３７８０，Ｎ＝５９５；对应于ＰＮ９４５帧头模式的Ｌ＝７７，Ｎ＝４３４；根据自相关处理输出结果 Ｒ（ｎ）序列判断是否获得同步；确定接收信号采用的帧头模式为获得同步时所取的Ｌ和Ｎ值对应的帧头模式；获得同步后，根据自相关输出结果Ｒ（ｎ）序列找到同步位置。

【技术特征摘要】
1. 一种DTMB系统中的接收机的同步方法，包括对接收信号进行滑动自相关处理<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><mi>R</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>0</mn> </mrow> <mrow><mi>N</mi><mo>-</mo><mn>1</mn> </mrow></munderover><mi>conj</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>r</mi> <mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>+</mo><mi>i</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>)</mo></mrow><mi>r</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>N</mi> <mo>+</mo> <mi>L</mi> <mo>+</mo> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>;</mo> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id=icf0001 file=S2008101036429C00011.gif wi=69 he=9 top= 49 left = 115 img-content=drawing img-format=tif orientation=portrait inline=no/-->其中，r(n)表示接收到的信号样本，conj(·)表示取共轭函数，R(n)表示自相关处理的输出结果；进行滑动自相关处理时分别取对应于不同帧头模式的L和N对应于PN420帧头模式的L＝90，N＝165；对应于PN595帧头模式的L＝3780，N＝595；对应于PN945帧头模式的L＝77，N＝434；根据自相关处理输出结果R(n)序列判断是否获得同步；确定接收信号采用的帧头模式为获得同步时所取的L和N值对应的帧头模式；获得同步后，根据自相关输出结果R(n)序列找到同步位置。2、 如权利要求1所述的同步方法，其特征在于，分别取对应于不同帧 头模式的L和N进行自相关处理是指首先将接收机接收到的信号分为三个处理支路，各处理支路上的信号与 接收到的信号均相同；对三个处理支路上的信号分别进行滑动自相关处理， 各处理支路分别对应于不同的帧头模式，采用相应的N和L进行自相关处理。3、 如权利要求2所述的同步方法，其特征在于，根据自相关处理输出 结果i ()序列判断是否获得同步，确定接收信号采用的帧头模式为获得同步 时所取的L和N值对应的帧头模式，获得同步后根据自相关处理输出结果 i ()序列找到同步位置是指分别根据各处理支路的自相关处理输出结果序列判断是否获得同 步；确定接收信号采用的帧头模式为获得同步的处理支路所对应的帧头模 式；根据该处理支路的自相关处理输出结果i ()序列找到同步位置。4、 如权利要求2或3所述的同步方法，其特征在于，根据自相关处理 输出结果序列判断是否获得同步具体包括A、 对自相关处理输出结果i ()序列取绝对值，获得li ()l序列；B、 针对^(w)l序列设定一个幅度门限值7^， 7;与i ()序列的平均功率/^ 成正比；C、 找出大于7^值的^()|序列的连续序列，当满足以下两个条件或其中 任一个时，认为已经获得同步条件 一 、相邻的大于值的I/ (w)|序列的连续序列之间的距离超过了 一个 距离门限值r,一次或多次；。条件二、大于值的序列的连续序列的宽度超过了 一个宽度门限值 7;—次或多次。5、如权利要求4所述的同步方法，其特征在于，根据自相关处理输出 结果序列找到同步位置具体是指选择一个大于rs值的序列的连续序列中最大值对应的索引值 作为具体的同步位置，为帧头PN序列的起始符号位置；或是选择一个大 于rR...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，王西强，宋挥师，孟斐，
申请(专利权)人：北京创毅视讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]