专利名称：数字电视地面传输中信道解比特交织或解扰码的同步方法
技术领域：
本发明涉及一种数字信号传输技术领域的方法，尤其涉及一种数字电视地面传输中信道解比特交织或解扰码的同步方法。
背景技术：
典型的无线传输系统包括发射机和接收机。典型的数字化无线传输的系统框图见附图1，传输过程主要包括以下步骤在发射端，首先对数字信号进行编码，再加入必要的辅助信息，如同步信号、导频信号等；编码后的数字信号经过信道滤波后形成基带信号；该基带信号经过上变换器被调制到相应的频带后发送。在接收端，如果有调谐器，则不必有下变频，调谐器将高频信号变换到基带后经模数转换器得到数字信号；该数字信号经过处理后被恢复成与发送端一致的信息。
在数字电视地面广播系统(ADTB-T)中信号的传输方法是这样的数字传输系统中传输的由多电平符号组成的数据流被分为一个一个连续的数据帧进行传输；每个数据帧包含3个部分，分别是预置信息、系统信息和数据信息，并以此形成单纯的一阶循环。预置信息的作用可以是作系统同步、时钟恢复、信道估计和均衡器训练之用。系统信息可用于表征本帧数据信息的传输模式。在ADTB-T系统中，传输不同业务的数据帧可以选择采用不同的传输模式。四种码率的地面传输模式所对应的信道编码结构如图2所示，即高码率传输模式(32-OQAM和16-OQAM)、中码率传输模式(4-OQAM)、低码率传输模式(4-OQAM-E)，各传输模式可以以数据帧为最小混合单元进行混合传输。在四种传输模式下系统传输信号时，在接收端对信号的处理过程中都要进行信道解比特交织，这就涉及到如何确定对数据进行解交织处理的起始位置，也就是如何实现信道解比特交织的同步问题。同样的，在接收端对信号的处理过程中也要进行信道解扰码，这就涉及到如何确定对数据进行解扰码的起始位置，也就是如何实现解扰码的同步问题。
经对现有技术的文献检索发现，在2002.05.22公开的专利号为CN1350380的中国专利“扩展符号同步方法、接收装置以及移动台”中，提出了一种通过相关检测，检测越区切换目标小区的扰频代码掩码的接收同步方法。很显然，这种方法主要适合于移动通信系统的特有结构。然而，针对ADTB-T系统，就需要根据系统制定特有的同步方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种数字电视地面传输中信道解比特交织或解扰码的同步方法。本发明根据系统信息的位置来确定信道解比特交织的起始位置或解扰码的起始位置，系统可以根据该起始位置实现信道解比特交织的同步或解扰码的同步，完成解比特交织和解扰码。本发明的方法可以适用于数字电视地面广播系统(ADTB-T)中。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的传输系统传输的由多电平符号组成的数据流被分为一个一个连续的数据帧进行传输；每个数据帧包含可用作系统同步、时钟恢复、信道估计和均衡器训练的预置信息，可用于表征本帧数据信息传输模式的系统信息，以及数据信息这三部分，并以此形成单纯的一阶循环，所述预置信息由m1位的PN序列增添n位的二电平确知信号来实现，其中m1与n的和必须为2的幂次方；所述系统信息由m2位扩频保护的二电平序列来实现，每种传输模式对应由m2位二电平序列实现的系统信息矢量中的一个，m2为2的幂次方；可以给出一个实际系统中可应用的特例，m1为2047，n为1，m2为128，k为32896，N为3。
在传输系统接收端，对未经解比特交织的数据信息流进行信道解比特交织处理时，通过检测确定预置信息的位置，以该预置信息之后第一个符号时钟位置，作为检测系统信息的起始位置，然后通过检测确定与每种传输模式对应的系统信息的位置，以该系统信息之后第一个符号时钟位置，作为信道解比特交织的起始位置，对之后的数据信息作信道解比特交织。
对未经解扰码的数据信息流进行解扰码处理时，通过检测确定预置信息的位置，以该预置信息之后第一个符号时钟位置，作为检测系统信息的起始位置，然后通过检测确定与每种传输模式对应的系统信息的位置，以该系统信息之后第一个符号时钟位置，作为信道解扰码的起始位置，对之后的数据信息作解扰码。
本发明可以使用异步相关器确定预置信息的位置，方法为在传输系统接收端设置异步相关器，将接收到的数据流串行输入该异步相关器，当该异步相关器输出值为自相关值(即最大值时)时，开始计数，如果连续N次在间隔k(k为传输系统数据帧中表示系统信息的符号数目与表示数据信息的符号数目之和)个时钟节拍时异步相关器输出值都为自相关值时，确定该位置为该帧中预置信息传输的结束位置。根据帧结构，预置信息之后传输的是系统信息，故预置信息的结束位置即为系统信息的开始位置。上述连续N次在间隔k个时钟节拍时异步相关器输出值都为自相关值时确定预置信息的位置，该N可以取1，2，3，4等正整数。
本发明可以使用同步相关器确定系统信息的位置，方法为在传输系统接收端设置若干个同步相关器，每个同步相关器检测约定的一种系统信息传输模式，将接收到的数据流输入各个同步相关器，各个同步相关器在上述检测到的预置信息结束位置后的第一个时钟节拍开始工作，当其中一个同步相关器输出值为自相关值时，确定当时传输的是该同步相关器约定检测的系统信息，该位置为约定的系统信息在该帧中传输的结束位置。在该位置后的第一个符号时钟节拍开始解比特交织或者解扰码交织。
本发明的预置信息使用了PN序列，PN序列的特点在于自相关特点好。这样，在接收机中使用相关器检测预置信息位置时，可以通过PN的相关峰值来决定。相关器的增益很高，这样就可以在干扰比较大的情况下，仍然准确的判断解比特交织或者解扰码交织的起始位置。这种PN相关同步的方法比单纯的符号同步具有更快的捕获速度，同时，由于PN相关的增益很大，抗干扰能力更强。
图1为典型的数字传输的系统框2为ADTB-T系统信道编码结构框3为高码率32-OQAM，16-OQAM，中码率4-OQAM和低码率4-OQAM-E的帧结构图4为异步相关器结构5为同步相关器结构6为传输系统接收端的异步相关器连接关系框7为同步信道解比特交织的流程图具体实施方式
下面根据附图和具体实施方式
对本发明做进一步描述本发明信道解比特交织及解扰码的同步方法可以应用于数字电视地面广播系统(ADTB-T)。本实施例公开的即是本发明的方法在ADTB-T系统中的具体应用，在本实施例适用的ADTB-T系统技术方案中，传输系统传输的由多电平符号组成的数据流被分为一个一个连续的数据帧进行传输；每个数据帧包含可用作系统同步、时钟恢复、信道估计和均衡器训练的预置信息，可用于表征本帧数据信息传输模式的系统信息，以及数据信息这三部分，并以此形成单纯的一阶循环。其帧结构的具体技术方案采用中国专利申请号为200410039115.8的发明专利中的方案，图3显示了ADTB-T系统采用的高码率32-OQAM，16-OQAM，中码率4-OQAM和低码率4-OQAM-E的帧结构的具体例子，其中预置信息由2047位的PN序列增添1位的二电平确知信号来实现；系统信息由256个128位的二电平符号序列的系统信息矢量中的一个表示，每个数据帧中包含32768个符号的数据信息。
所述系统信息的256个系统信息矢量中的偶数矢量都是其前一奇数矢量的取反；每种传输模式对应256个系统信息矢量中的一个，其余矢量作为保留模式；以下是各模式的定义举例第1矢量保留第2矢量保留第3矢量32-OQAM第4矢量第3矢量取反第5矢量16-OQAM第6矢量第5矢量取反第7矢量4-OQAM第8矢量第7矢量取反第9矢量4-OQAM-E
第10矢量 第9矢量取反其它矢量 保留应用本发明对采用上述帧结构的传输系统进行信道解码及符号解映射同步的方法，具体实现过程为在传输系统接收端解比特交织之前，设置1个异步相关器和4个同步相关器，其连接关系如图6所示。其中异步相关器用来检测预置信息的位置，同步相关器1用来检测系统信息中的第4矢量，同步相关器2用来检测系统信息中的第6矢量，同步相关器3用来检测系统信息中的第8矢量，同步相关器4用来检测系统信息中的第10矢量，图4为异步相关器的结构图，图5为同步相关器的结构图。
在ADTB-T系统的技术方案中，高、中二种码率传输模式下，接收端是对输入的数据信息流进行符号解映射处理后，要进行信道解比特交织处理；低码率传输模式下，接收端是对输入的数据信息流进行符号解映射以及NR解码处理后，进行信道解比特交织处理，实现信道解比特交织同步的过程为在接收端，将接收到的未经解比特交织的数据信息流首先串行输入异步相关器，再将数据信息流输入各同步相关器，所述异步相关器始终处于工作状态，当异步相关器输出值为自相关值(即最大值)时，开始计数，如果连续3次在间隔32896个时钟节拍时异步相关器输出值都为自相关值，确定该位置为预置信息传输的结束位置。在预置信息之后的第一个时钟节拍，同步相关器1、2、3、4开始工作，当同步相关器1输出值为自相关值时，表明同步相关器1检测到系统信息中的第4矢量，确定该位置为第4矢量的传输结束位置，以该位置后的第一个符号时钟位置为起始点，对之后的数据信息作信道比特交织；当同步相关器2输出值为自相关值时，表明同步相关器2检测到系统信息中的第6矢量，确定该位置为第6矢量的传输结束位置，以该位置后的第一个符号时钟位置为起始点，对之后的数据信息作信道比特交织；当同步相关器3输出值为自相关值时，表明同步相关器3检测到系统信息中的第8矢量，确定该位置为第8矢量的传输结束位置，以该位置后的第一个符号时钟位置为起始点，对之后的数据信息作信道解比特交织；当同步相关器4输出值为自相关值时，表明同步相关器4检测到系统信息中的第10矢量，确定该位置为第10矢量的传输结束位置，以该位置后的第一个符号时钟位置为起始点，对之后的数据信息作信道解比特交织。图7为同步信道解比特交织的流程图。
同样的方法可以应用到同步解扰码中。在传输系统接收端解扰码之前，设置1个异步相关器和4个同步相关器，其连接关系如图6所示。其中异步相关器用来检测预置信息的位置，同步相关器1用来检测系统信息中的第4矢量，同步相关器2用来检测系统信息中的第6矢量，同步相关器3用来检测系统信息中的第8矢量，同步相关器4用来检测系统信息中的第10矢量，图4为异步相关器的结构图，图5为同步相关器的结构图。
在ADTB-T系统的技术方案中，高码率传输模式下，接收端是对输入的数据信息流进行CRC校验后，进行解扰码处理；中、低码率传输模式下，接收端是对输入的数据信息流进行RS解码处理后，进行解扰码处理。实现解扰码同步的过程为在接收端，将接收到的未经解扰码的数据信息流首先串行输入异步相关器，再将数据信息流输入各同步相关器，所述异步相关器始终处于工作状态，当异步相关器输出值为自相关值(即最大值)时，开始计数，如果连续3次在间隔32896个时钟节拍时异步相关器输出值都为自相关值，确定该位置为预置信息传输的结束位置。在预置信息之后的第一个时钟节拍，同步相关器1、2、3、4开始工作，当同步相关器1输出值为自相关值时，表明同步相关器1检测到系统信息中的第4矢量，确定该位置为第4矢量的传输结束位置，以该位置后的第一个符号时钟位置为起始点，对之后的数据信息作解扰码；当同步相关器2输出值为自相关值时，表明同步相关器2检测到系统信息中的第6矢量，确定该位置为第6矢量的传输结束位置，以该位置后的第一个符号时钟位置为起始点，对之后的数据信息作解扰码；当同步相关器3输出值为自相关值时，表明同步相关器3检测到系统信息中的第8矢量，确定该位置为第8矢量的传输结束位置，以该位置后的第一个符号时钟位置为起始点，对之后的数据信息作解扰码；当同步相关器4输出值为自相关值时，表明同步相关器4检测到系统信息中的第10矢量，确定该位置为第10矢量的传输结束位置，以该位置后的第一个符号时钟位置为起始点，对之后的数据信息作信道解扰码。
权利要求
1.一种数字电视地面传输中信道解比特交织或解扰码的同步方法，传输系统传输的由多电平符号组成的数据流被分为一个一个连续的数据帧进行传输，每个数据帧包含用作系统同步、时钟恢复、信道估计和均衡器训练的预置信息，用于表征本帧数据信息传输模式的系统信息，以及数据信息这三部分，并以此形成单纯的一阶循环，其特征在于，所述方法包括步骤由m1位的PN序列增添n位的二电平确知信号来实现所述预置信息，其中m1与n的和为2的幂次方；由m2位扩频保护的二电平序列来实现所述系统信息，每种传输模式对应由m2位二电平序列实现的系统信息矢量中的一个，其中m2为2的幂次方；在传输系统接收端，对数据信息流进行信道解比特交织或信道解扰码处理时，通过检测确定预置信息的位置，以该预置信息之后第一个符号时钟位置，作为检测系统信息的起始位置，然后通过检测确定与每种传输模式对应的系统信息的位置，以该系统信息之后第一个符号时钟位置，作为信道解比特解交织或者信道解扰码的起始位置，对之后的数据信息作信道解比特交织或者信道解扰码。
2.如权利要求1所述的数字电视地面传输中信道解比特交织或解扰码的同步方法，其特征是，所述的预置信息的位置，使用异步相关器来确定，步骤包括①.传输系统接收端在解比特交织或者信道解扰码之前设置有用于检测预置信息位置的异步相关器；②.将接收到的未经解比特交织或者信道解扰码的数据流串行输入该异步相关器，当该异步相关器输出值为自相关值时，开始计数，如果连续N次在间隔k个时钟节拍时异步相关器输出值都为自相关值时，确定该位置为该帧中预置信息传输的结束位置，所述k为传输系统数据帧中系统信息与数据信息符号数之和。
3.如权利要求1所述的数字电视地面传输中信道解比特交织或解扰码的同步方法，其特征是，所述的系统信息的位置，使用同步相关器来确定，其步骤包括①.传输系统接收端设置有若干个同步相关器，每个同步相关器检测与一种传输模式对应的系统信息矢量；②.同步相关器在预置信息位置后的第一个符号时钟节拍开始工作，当其中一个同步相关器输出值为自相关值时，确定当时传输的是该同步相关器约定检测的系统信息，该位置为约定的系统信息在该帧中传输的结束位置。
4.如权利要求1所述的数字电视地面传输中信道解比特交织或解扰码的同步方法，其特征是，所述m1为2047，n为1，m2为128。
5.如权利要求2所述的数字电视地面传输中信道解比特交织或解扰码的同步方法，其特征是，所述k为32896，N为3。
全文摘要
一种数字电视地面传输中信道解比特交织或解扰码的同步方法，属于数字信号传输技术领域。本发明由m
文档编号H04N5/04GK1838728SQ20061002599
公开日2006年9月27日 申请日期2006年4月24日 优先权日2006年4月24日
发明者归琳, 管云峰, 孙军 申请人:上海交通大学