一种地面数字高清电视标准的组帧搜索方法技术

本发明专利技术涉及一种地面数字高清电视标准的组帧搜索方法，解决了常规通过计算校验方程来确定组帧模式要耗费大量的系统资源和时间的问题，提出了一种简单快速的组帧搜索方法，在能够进行LDPC正确译码的环境下，该方法不会发生错误的组帧判决，并且在应用该方法中极大幅度的减少了硬件和时间等资源的消耗，非常明显的提高了生产效率。本发明专利技术的组帧搜索方法特别适合在基于DTMB标准的4QAM-NR或32QAM数字调制方式下应用，该搜索方法的步骤包括：帧信号同步；将连续的两个帧进行组帧；对组帧形成的LDPC块进行译码；如果组帧模式错误进行组帧变换；重新译码；输出译码或掉电处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别适合但不仅限于基于DTMB标准下的4QAM-NR或32QAM数字调制方式。
技术介绍
在数字电视地面广播传输系统中，信号发送端需要将接收到的输入数据编译为适合地面电视信道传输的信号再进行发送传输。其过程通常是将输入数据经过扰码器实现数据随机化，再经过前向纠错编码(Forward Error Correction，简称FEC)，然后进行从比特流到符号流的星座映射，再经过交织后形成基本数据块，基本数据块与系统信息组合后，经过帧体数据处理形成帧体，帧体与相应的帧头(PN序列)复接为信号帧，经过基带后转换为基带输出信号。该信号经过正交上变频转换为射频信号进行输出。信号接收端接收到发送端发送的编译信号后，以与发送编译过程的镜像方式进行译码后将信号输出至终端。其中所说的星座映射是将分配的比特数采取某种调制方式变换成频域内的符号，也就是对应着不同的编码方式，每种调制方式对应着不同的比特数，其符号序列包括了经过编码后信号的大小(或功率)和相位。前向纠错编码是一种采用前向误差校正编码错误方法，是为了降低数字信号的误码率，提高信号传输的可靠性。4QAM-NR映射方式是4QAM映射方式与NR映射方式的级联，是在4QAM映射之前对前向纠错编码输出的数据进行每8个比特到16比特的NR准正交预映射，然后把预映射后每2个比特按照标准要求进行4QAM调制方式映射为1个星座符号。DTMB系统中，前向纠错编码的块长为 7488 个比特，按照 DTMB(Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting, 一种地面数字高清电视标准)标准，在4QAM-NR星座映射模式下，发送端将一个前向纠错编码的输出可以映射为连续的两个信号帧。同样，在4QAM-NR星座映射模式下，接收端需要两个连续信号帧的数据信息，才能够构成一个前向纠错编码的块，然后进行前向纠错编码的译码操作。32QAM星座映射模式是每5个比特映射为1个星座符号。前向纠错编码输出的比特数据被拆分成5比特一组的符号。按照DTMB标准，在32QAM星座映射模式下，发送端将连续五个前向纠错编码的输出映射为两个连续的信号帧。同样，在32QAM星座映射模式下， 接收端需要接收两个连续信号帧的数据信息，才能够构成五个正确的前向纠错编码的块， 然后进行前向纠错编码的译码操作。由此可知，在4QAM-NR和32QAM的星座映射模式下，接收端必须要判断接收到的连续两个信号帧是否为正确的组帧模式，如果接收到的两个连续信号帧的组帧有误，就不能正确译出数据信息。按照常规的信号处理方法，在接收端进行组帧的过程中，对组帧所需要的帧可以由计算LDPC(Low Density Parity Check Code低密度奇偶校验码)译码器的校验方程进行判断。通过计算校验方程可以判断LDPC译码器是否可以正确译出信息，进而判断是否终止译码迭代和组帧模式是否正确。而计算校验方程是非常复杂的过程，需要消耗大量的内存、CUP等硬件资源，并且也需要耗费大量的时间，其效率往往非常低。
技术实现思路
本专利技术提供了，能够不通过计算校验方程而进行简单快速的组帧搜索，在能够进行LDPC正确译码的环境下，该方法不会发生错误的组帧判决，并且在应用该方法中大幅度的减少了硬件和时间等资源的消耗，非常明显的提高了生产效率。本专利技术的，包括步骤a.帧信号同步；b.设置帧计数门限和帧计数变量，并对帧计数变量赋初值，根据帧计数变量的初值与帧底数的对应关系确定用于组帧的两个连续的帧号，将所述的两个连续的帧号所对应的帧经解星座映射后组成符合DTMB标准的LDPC块；C.将LDPC块进行迭代译码，所述译码具有迭代提前终止机制，在译码过程中设置有终止门限、迭代门限和组帧标志符，根据译码结果与终止门限的比较，以及译码迭代次数与迭代门限的大小关系，对组帧标志符设置不同的值；d.根据组帧标志符的值判断是否需要变换组帧模式，如果需要变换组帧模式进入步骤e ；如果不需要变换组帧模式进入步骤f ；e.变换组帧模式，将当前的帧计数变量的值加1，如果帧计数变量加1后的值超过帧计数门限所限定的范围，进入步骤f ；如果帧计数变量加1后的值未超过帧计数门限所限定的范围，根据帧计数变量加1后的值与帧底数的对应关系确定用于组帧的两个连续的帧号，将所述的两个连续的帧号所对应的帧经解星座映射后组成符合DTMB标准的LDPC块后， 循环至步骤c执行；f.根据输入参数，进行固定当前的组帧模式并将译码输出或掉电处理。由4QAM-NR或32QAM的星座映射模式可知，接收端在组帧过程中需要将两个连续的帧进行正确的模式的组帧，因此通过组帧搜索确定组帧的帧号是正确译码的关键和基础。在组帧搜索中可能需要分别将不同的连续两个帧进行多次迭代进行组帧判决，以判断该组帧模式是否正确，因此需要设置有终止门限、迭代门限和组帧标志符。在每次迭代译码之前，先通过组帧搜索确定组帧的帧号，并将帧号赋予帧计数变量，再判断帧计数变量的当前值与帧计数门限的大小关系，如果帧计数变量的当前值超出了帧计数门限，说明未能搜索到正确的组帧模式，并对组帧标志符设置相应的值后，进行后续处理或掉电处理(例如自动关机)；如果帧计数变量的当前值未超出帧计数门限的范围，则对组帧搜索出的两个帧进行迭代译码。每次迭代完成后，将译码结果与终止门限进行比较，如果译码结果达到或超过了终止门限，则正确译码，如果当迭代次数超出了迭代门限译码结果还未达到终止门限，说明不能正确译码，对组帧标志符设置相应的值后将帧信号输出进行组帧模式变换的判决。具体的，在步骤e中所述的用于组帧的两个连续的帧号与步骤b中所述的两个连续帧号不连续且奇偶性相反。在组帧模式中分为“奇偶模式”(如帧1和帧2进行组帧)和“偶奇模式”(如帧4 和帧5进行组帧)。凡是由“奇_偶”帧号组帧的模式都为“奇偶模式”，凡是由“偶_奇”帧号组帧的模式都为“偶奇模式”。所有“奇偶模式”组帧的性质均相同，所有“偶奇模式”组帧的性质均相同。如果当前为帧1和帧2的“奇偶模式”组帧，帧计数变量的值即为1，当组帧判决该模式错误后，系统会自行将帧计数变量的值加1，帧计数变量的值变为2。如果系统具有相应的缓存功能，在进行完帧1和帧2的组帧判决后，能够将帧2进行缓存，便能够继续进行帧2和帧3的“偶奇模式”组帧判决。因为所有“偶奇模式”的组帧性质均相同， 为了简化系统，本专利技术的方法中不具有缓存，因而不能进行帧2和帧3的组帧判决。因此在步骤e中自动将帧计数变量的值加1使其变为3，而帧3和帧4的组帧模式和上一次已完成组帧判决的帧1和帧2的组帧模式都是“奇偶模式”，二者的性质相同，不需要重复判决，因此系统会再将帧计数变量的值加1，对帧4和帧5进行“偶奇模式”的组帧判决。因为在组帧判决过程中可能会因为接收的信号质量不好或信号传输环境恶劣等原因，使判决出现错误，例如帧1和帧2的“奇偶模式”组帧本是正确的，但判决为错误，进而进行帧4和帧5的 “偶奇模式”组帧，而错误的组帧模式在译码的迭代中即使达到迭代门限也不能进行译码， 为了规避这种错误判决需要在帧计数门限内对“奇偶模式”和“偶奇模式”交替进行组帧判决。因此一种优选的组帧搜索的帧号顺序为巾贞1和帧2，帧4和帧5，帧7本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种地面数字高清电视标准的组帧搜索方法，其特征为包括步骤：ａ．帧信号同步；ｂ．设置帧计数门限和帧计数变量，并对帧计数变量赋初值，根据帧计数变量的初值与帧底数的对应关系确定用于组帧的两个连续的帧号，将所述的两个连续的帧号所对应的帧经解星座映射后组成符合ＤＴＭＢ标准的ＬＤＰＣ块；ｃ．将ＬＤＰＣ块进行迭代译码，所述译码具有迭代提前终止机制，在译码过程中设置有终止门限、迭代门限和组帧标志符，根据译码结果与终止门限的比较，以及译码迭代次数与迭代门限的大小关系，对组帧标志符设置不同的值；ｄ．根据组帧标志符的值判断是否需要变换组帧模式，如果需要变换组帧模式进入步骤ｅ；如果不需要变换组帧模式进入步骤ｆ；ｅ．变换组帧模式，将当前的帧计数变量的值加１，如果帧计数变量加１后的值超过帧计数门限所限定的范围，进入步骤ｆ；如果帧计数变量加１后的值未超过帧计数门限所限定的范围，根据帧计数变量加１后的值与帧底数的对应关系确定用于组帧的两个连续的帧号，将所述的两个连续的帧号所对应的帧经解星座映射后组成符合ＤＴＭＢ标准的ＬＤＰＣ块后，循环至步骤ｃ执行；ｆ．根据输入参数，进行固定当前的组帧模式并将译码输出或掉电处理。

【技术特征摘要】
1.一种地面数字高清电视标准的组帧搜索方法，其特征为包括步骤a.帧信号同步；b.设置帧计数门限和帧计数变量，并对帧计数变量赋初值，根据帧计数变量的初值与帧底数的对应关系确定用于组帧的两个连续的帧号，将所述的两个连续的帧号所对应的帧经解星座映射后组成符合DTMB标准的LDPC块；c.将LDPC块进行迭代译码，所述译码具有迭代提前终止机制，在译码过程中设置有终止门限、迭代门限和组帧标志符，根据译码结果与终止门限的比较，以及译码迭代次数与迭代门限的大小关系，对组帧标志符设置不同的值；d.根据组帧标志符的值判断是否需要变换组帧模式，如果需要变换组帧模式进入步骤 e ；如果不需要变换组帧模式进入步骤f ；e.变换组帧模式，将当前的帧计数变量的值加1，如果帧计数变量加1后的值超过帧计数门限所限定的范围，进入步骤f ；如果帧计数变量加1后的值未超过帧计数门限所限定的范围，根据帧计数变量加1后...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘光辉，李传磊，吴亮明，
申请(专利权)人：四川虹微技术有限公司，
类型：发明
国别省市：90