专利名称：检测帧传送模式的方法及帧同步方法
技术领域：
本发明涉及数字电视广播，特别是涉及一种数字地面多媒体广播(DTMB)系统的 模式检测方法及帧(frame)同步方法。
背景技术：
数字地面多媒体广播(DigitalTerrestrial Multimedia Broadcast，简称DTMB) 系统是各种数字电视广播系统当中的一种，主要使用于中国。在DTMB系统中，每一帧 (frame)或者分组(packet)主要是由标头(header)及数据主体(body)所组成。由于标头 主要是由虚拟随机数(pseudorandomnumber，PN)所产生，因此，标头一般也简称为PN。根 据标头长度的不同，DTMB系统主要有下列的PN规格PN420、PN945、PN595。例如，PN420规 格的标头长度为420符号(symbol)或位，加上数据主体的3780符号，因此每一帧总共有 4200符号；PN945规格的标头长度为945符号，加上数据主体的3780符号，因此每一帧总共 有4725符号。图IA显示PN420规格的标头结构。每一标头当中的255符号(例如图式中的 PN255、PN255_1 或 PN255_2)是由(82 符号)前序(preamble)、(83 符号)后序(postamble) 及90符号所组成。上述的标头可由如图IB所示的线性回授移位寄存器(linear feedback shift register)根据初始值来产生。图IC的表格显示部分的初始值。对于PN420规格， 总共有2 种初始值，因此总共可产生2 种PN标头。图2A显示PN945规格的标头结构。每一标头当中的511符号(例如图中的PN511) 是由(217符号)前序(preamble)、(217符号)后序(postamble)及77符号所组成。图2B 显示用以产生标头的线性回授移位寄存器，而图2C则显示部分的初始值。对于PN420规格或PN945规格，其有两种传送模式固定(fixed)模式和转动 (rotated)模式。图3例示转动模式及固定模式的传送帧序列(framesequence)。鉴 于接收端一般无法事先得知传送端究竟是采用转动模式或者固定模式，因此，接收端必 须具备模式检测的功能。于检测得知传送模式之后，接收端接着还必须进行帧的同步 (synchronization)。特别是对于转动模式，由于其每一帧的标头都不相同，因此会增加同 步时的困难度。再者，无论是模式的检测或者帧的同步，会因为多重路径(multi-path)而 造成模式检测或帧同步的判断错误。鉴于上述，因此亟需提出一种新颖机制，用于DTMB系 统中以有效地进行模式检测及帧的同步。
发明内容
鉴于上述，本发明实施例的目的之一在于提出一种数字地面多媒体广播(DTMB) 系统的模式检测方法及帧同步方法，用以快速且正确地检测得知固定/转动模式以及得知 PN标头的序号。再者，本实施例还可降低多重路径(multi-path)所产生的误判机率。根据本发明实施例的一所揭示的检测帧传送模式的方法，首先，以一基础标头对 第一个帧决定出至少一相关度(correlation)较大值的位置。接着，每相隔一帧，根据该决定位置，将多个帧的相同决定位置的相关度值予以加总，以得到第一最终总和；另外，每 相隔一帧向右移动一位置而得到每一帧的相应位置，并将多个帧的该相应位置的相关度值 予以加总，以得到第二最终总和；再者，每相隔一帧向左移动一位置而得到每一帧的相应位 置，并将多个帧的该相应位置的相关度值予以加总，以得到第三最终总和。最后，比较第一 最终总和、第二最终总和和第三最终总和，藉此，当第一最终总和为最大值时，则判定帧是 以固定(fixed)模式传送；当第二最终总和或第三最终总和为最大值时，则判定帧是以转 动(rotated)模式传送。根据本发明另一实施例所揭示的帧同步方法，首先，以一基础标头对第一个帧决 定出至少一相关度(correlation)较大值的位置。接着，产生一表格，于各列分别列出各种 序号标头的相关度最大值的相对位置。根据表格所示的相对位置，以基础标头和接收的每 一帧进行相关度运算，并予以加总，以得到多个相关度总和。最后，对各个相关度总和作比 较，最大值所对应的表格序号即为第一个帧的标头的序号。
图IA显示PN420规格的标头结构。图IB显示线性回授移位寄存器，其根据初始值以产生标头。图IC显示部分的初始值。图2A显示PN945规格的标头结构。图2B显示线性回授移位寄存器，其根据初始值以产生标头。图2C显示部分的初始值。图3例示转动模式及固定模式的传送帧序列。图4A显示相关度最大值位于每一帧的相对位置(当传送端使用转动模式从PNO 标头依序传送帧)。图4B显示相关度最大值位于每一帧的相对位置(当传送端使用转动模式从Pm 标头依序传送帧)。图5A至图5D显示本发明实施例，其可用以检测接收帧的传送(固定/转动)模式。图6A例示相关度的运算装置。图6B例示另一相关度的运算装置。图7显示本发明另一实施例的流程图，用以同步帧以判断得知所接收帧序列的PN 标头的序号。图8例示图7步骤中所使用的表格。附图符号说明60 载波偏移补偿601 延迟组件603 乘法器61 寄存器62 乘法器63 加法器CN 102055688 A说明书3/4页64比较器65延迟组件67移位寄存器68乘法器69加法器71-74步骤
具体实施例方式于数字地面多媒体广播(DTMB)系统中，当传送端传送一帧(frame)时，如果接收 端以一匹配(match)机制(例如匹配滤波器或相关度(correlation)技术)并根据相同的 PN标头(header)来进行比对，则在PN标头的尾端即可得到一最大值。然而，如果传送端是 使用转动(rotated)模式，则接收端不但无法得知目前传送端究竟传送哪一个PN标头，且 接收端也无法使用单一 PN标头藉由匹配机制来得知PN标头的位置。根据图IC(或图2C)所示的初始值表格，可以发现这些初始值具有下列特征偶数 序号(例如0、2、4)的初始值依序向右移位(shift)，而奇数序号(例如1、；3)的初始值依序 向左移位，因而使得相邻序号的初始值的移位方向为相反方向。鉴于此，假设传送端使用转 动模式从PNO标头(亦即，由序号0初始值所产生的PN标头)依序传送帧，而接收端则使 用PNO标头藉由相关度运算进行匹配；结果将会发现，每一帧产生最大相关度的位置(或称 为索引值(index))也会具有上述各初始值的特征。图4A显示相关度最大值位于每一帧的 相对位置。例如，以PNO标头的最大值为基准(位置0)，则Pm标头的最大值的相对位置 为-1，PN2的最大值的相对位置为+1，依此类推。然而，如果传送端使用转动模式从Pm标头依序传送帧，而接收端则使用PNO标头 藉由相关度运算进行匹配，则各相关度最大值的相对位置将会如图4B所示。例如，以Pm 标头的最大值为基准(位置0)，则PN2标头的最大值的相对位置为+2，PN3的最大值的相 对位置为-1，PN4标头的最大值的相对位置为+3，依此类推。根据前面所述的特征，如果传送端是使用固定模式，则接收端于进行相关度运算 的各最大值的位置将不会改变；如果传送端是使用转动模式，则接收端于进行相关度运算 的最大值的位置将可能向右移位(若初始值的序号为偶数时)，也可能向左位移(若初始值 的序号为奇数时)。图5A至图5D显示本发明实施例，其可用以检测接收帧的传送(固定/ 转动)模式。本实施例虽以DTMB为例示，然而也可适用于其它类似的广播系统。在本实施例中，首先，如图5A所示，以PNO标头作为基础标头，对第一个接收帧决 定出一相关度最大值或多个较大值的位置。如果使用多个较大值，则可以增强多重路径 (multi-path)的抵制效果。接着，如图5B所示，每相隔一帧(例如第N帧、第N+2帧、第N+4帧)，根据图5A所 决定的(三个)位置，将多个帧的相同决定位置的相关度值予以加总，以分别得到次总和； 最后，将所有(三个)决定位置的次总和再予以加总，以得到一最终总和。当然，也可以先 将每一帧的(三个)决定位置先行予以加总，再将多个帧的个别次总和予以加总，以得到一 最终总和。此外，如图5C所示，根据图5A所决定的(三个)位置，每相隔一帧(例如第N帧、第N+2帧、第N+4帧)向右移动一位置而得到每一帧的相应位置，接着，再将所有多个帧的 相应位置的相关度予以加总。以得到一最终总和。图5D所示与图5C类似，不同的是，每相 隔一帧向左移动一位置而得到每一帧的相应位置。最后，将图5B、图5C、图5D所分别得到的相关度最终总和作一比较。如果图5B所 示相同位置的相关度总和值为最大，则判定所接收的帧序列为固定模式；如果图5C所示向 右移位的相关度总和值为最大，或者图5D所示向左移位的相关度总和值为最大，则判定所 接收的帧序列为转动模式。图6A例示上述相关度的运算装置。其中，方块60是作为补偿载波偏移(carrier offset)或相位偏移之用，其将延迟组件601所得到延迟输入与共轭(conjugate)输入藉 由乘法器603予以相乘。接着，使用寄存器61提供PNO标头(例如图IA的PN255或图2A 的PN511)，藉由多个乘法器62用以和输入数据分别进行相乘，再将各相乘结果藉由多个加 法器63予以加总，以得到一相关度值。此外，此相关度值藉由比较器64和一延迟相关度值 (延迟组件65所产生的)作比较。藉此，即可将一个最大值或多个较大值的位置记录下来。图6B例示另一相关度的运算装置，其使用一移位寄存器67，用以提供移位的PNO 标头(例如图IA的PN255或图2A的PN511)，藉由多个乘法器68用以和输入数据分别进行 相乘，再将各相乘结果藉由多个加法器69予以加总，以得到一相关度值。图7显示本发明另一实施例的流程图，用以同步帧以判断得知所接收帧序列的PN 标头的序号。本实施例虽以DTMB为例示，然而也可适用于其它类似的广播系统。再者，本 实施例虽以PN420规格为例，然而也可适用于其它规格，例如PN945规格或PN595。首先，于 步骤71，如同前述图5A所示，以PNO标头作为基础标头，对第一个接收帧决定出一相关度最 大值或多个较大值的位置。如果是使用多个较大值，则可以增强多重路径(multi-path)的 抵制效果。接着，于步骤72，产生一表格(如图8所示)，于每一列中列出各种PN标头的相关 度最大值的相对位置。例如，假设第一帧为PNO标头，因而可以得到如图4A所示的最大值相 对位置，其相当于表格第一列所示的-l、l、-2、2、-3、3...。假设第一帧为Pm标头，因而可 以得到如图4B所示的最大值相对位置，其相当于表格第二列所示的2、_1、3、_2、4、-3...。 依类似原则，可得到图8表格的其它列位置数据。接下来，于步骤73，使用PNO标头分别和每一帧进行相关度运算并予以加总；然于 运算时，PNO标头和每一帧的相对位置需依照表格所示进行移位。藉此，针对表格每一列的 情形各得到一相关度总和。最后，于步骤74，对上述各个总和作一比较，最大值所对应的PN标头序号即代表 所接收帧序列的第一个PN标头的序号。根据本实施例，不但可以得知PN标头的序号，且可 同时得知传送(固定/转动)模式。例如，当各个总和之间并无存在一明显的最大值，则可 判定其属于固定模式。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求的范 围；凡其它未脱离发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在本发明的权 利要求内。
权利要求
1.一种检测帧传送模式的方法，可适用于数字地面多媒体广播系统中，该方法包含 以一基础标头对第一个帧决定出至少一相关度较大值的位置；每相隔一帧，根据该决定位置，将多个帧的相同该决定位置的相关度值予以加总，以得 到一第一最终总和；根据该决定位置，每相隔一帧向右移动一位置而得到每一帧的相应位置，并将多个帧 的该相应位置的相关度值予以加总，以得到一第二最终总和；根据该决定位置，每相隔一帧向左移动一位置而得到每一帧的相应位置，并将多个帧 的该相应位置的相关度值予以加总，以得到一第三最终总和；以及比较该第一最终总和、该第二最终总和、该第三最终总和，以判定帧的传送模式； 藉此，当该第一最终总和为最大值时，则判定帧是以固定模式传送；当该第二最终总和 或该第三最终总和为最大值时，则判定帧是以转动模式传送。
2.如权利要求1所述检测帧传送模式的方法，其中上述的帧属于PN420规格或PN945 规格。
3.如权利要求2所述检测帧传送模式的方法，其中上述的基础标头为PNO标头。
4.如权利要求3所述检测帧传送模式的方法，当属于该PN420规格时，上述作为相关 度运算的该PNO标头的长度为255符号；当属于该PN945规格时，上述作为相关度运算的该 PNO标头的长度为511符号。
5.如权利要求1所述检测帧传送模式的方法，于上述的相关度运算之前，还包含进行 载波偏移补偿。
6.如权利要求1所述检测帧传送模式的方法，其中上述的帧包含该标头及一数据主体。
7.如权利要求1所述检测帧传送模式的方法，其中上述帧于转动模式时，该多个标头 是由多个初始值所产生，且该多个初始值具有下列特征偶数序号的该初始值依序向右移位； 奇数序号的该初始值依序向左移位；以及 相邻序号的该初始值的移位方向为相反方向。
8.如权利要求7所述检测帧传送模式的方法，于转动模式时所产生的该多个标头于该 相关度运算后，其最大值的位置同样具有该多个初始值的特征。
9.一种帧同步方法，可适用于数字地面多媒体广播系统中，该方法包含 以一基础标头对第一个帧决定出至少一相关度较大值的位置；产生一表格，于各列分别列出各种序号标头的相关度最大值的相对位置； 根据该表格所示的该相对位置，以该基础标头和接收的每一帧进行相关度运算，并予 以加总，以得到多个相关度总和；以及对各个该相关度总和作比较，最大值所对应的表格序号即为该第一个帧的标头的序号。
10.如权利要求9所述的帧同步方法，其中上述的帧属于PN420规格或PN945规格。
11.如权利要求10所述的帧同步方法，其中上述的基础标头为PNO标头。
12.如权利要求11所述的帧同步方法，当属于该PN420规格时，上述作为相关度运算的 该PNO标头的长度为255符号；当属于该PN945规格时，上述作为相关度运算的该PNO标头的长度为511符号。
13.如权利要求9所述的帧同步方法，其中上述的帧包含该标头及一数据主体。
14.如权利要求9所述的帧同步方法，其中上述帧于转动模式时，该多个标头是以多个 初始值所产生，且该多个初始值具有下列特征偶数序号的该初始值依序向右移位； 奇数序号的该初始值依序向左移位；以及 相邻序号的该初始值的移位方向为相反方向。
15.如权利要求14所述的帧同步方法，于转动模式时所产生的该多个标头于该相关度 运算后，其最大值的位置同样具有该多个初始值的特征。
全文摘要
本发明涉及检测帧传送模式的方法及帧同步方法。该帧同步方法，可适用于数字地面多媒体广播系统中。首先，以一基础标头对第一个帧决定出至少一相关度较大值的位置。接着，产生一表格，于各列分别列出各种序号标头的相关度最大值的相对位置。根据表格所示的相对位置，以基础标头和接收的每一帧进行相关度运算，并予以加总，以得到多个相关度总和。最后，对各个相关度总和作比较，最大值所对应的表格序号即为第一个帧的标头的序号。
文档编号H04N7/24GK102055688SQ20091021185
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月5日 优先权日2009年11月5日
发明者李升龙 申请人:承景科技股份有限公司