一种基于空包的快速物理层扰码参数搜索方法与流程

本发明属于数字电视接收技术领域，涉及一种基于空包的快速物理层扰码参数搜索方法。

背景技术：

DVBS2标准(欧洲第二代卫星数字电视传输标准)采用了按帧传输的技术体制，为了将传输能量在所分配带宽中充分的分散，发送端发出的数据在经过一系列处理并在物理层组帧后，还需要根据物理层扰码发生器产生的扰码序列对物理帧中的各个传输符号进行随机相位旋转。物理层扰码发生器需要一个参数n，n的取值范围为0≤n≤262141。通过设置不同的n可以得到不同的扰码序列，缺省情况下n置0。如果发送端将n设置为非0值，那么接收机需要自行搜索该参数，否则无法正确的对数据帧进行解扰，也就无法恢复出发送端发出的数据。

典型的DVBS2卫星接收机如图1所示，卫星信号送入信道解调模块解调，它的输出是经过了定时恢复和载波相位恢复的物理层数据帧序列，该序列送往信道纠错模块根据假定的物理层扰码参数n进行纠错，纠错后的数据输出给后续处理。

传统的物理层扰码参数n的搜索方法采用基于信道纠错的假定试探法，首先假定1个n值置入信道纠错模块，并试图对信道解调模块的输出进行纠错，如果纠错过程失败说明假定的n值不正确，更换下一个再进行尝试。这种方法的缺点在于每次尝试的时间过长，一般在数百毫秒量级，如果将262142种可能的取值全部尝试一遍，花费的时间一般在数个小时到1天时间不等。对于搜索时间有限的场合，该方法是不适用的。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于空包的快速物理层扰码参数搜索方法。

本发明的具体实施步骤为：

步骤1、参数初始化：设置物理层扰码序列发生器参数n为0，设置所需存储的帧个数L，L≤4，设置累加长度参数Y，Y≤736,设置判决门限T；

步骤2、对卫星接收信号进行信道解调，信道解调的输出是经过了定时恢复和载波相位恢复的物理层数据帧序列；

步骤3、从信道解调输出的数据帧中提取载荷符号段，记做P₁,P₂,...,P_L，每个载荷符号段的长度M相同，M是在信道解调过程中得到的已知数据，依次存储P₁,P₂,...,P_L,得到符号序列S(i)，i为符号序列中符号的序号，i＝1,2,3,…,M×L；

步骤4、将n值置入物理层扰码序列发生器，并将扰码序列发生器复位，产生长度为M的物理层扰码序列R_n(j)，j为物理层扰码序列中的符号序号，j＝1,2,3,…,M；将R_n(j)重复存储L次得到序列Q_n(i)，i＝1,2,3,…,M×L,序列Q_n(i)和序列S(i)的长度相同；

步骤5、按入下公式计算解扰累加序列D_n(k)：

$D_n\left(k\right)=abs\left(\underset{j=k}{\overset{k+Y}{\Σ}}\right(S_n\left(j\right)\×Q_n\left(j\right)\left)\right),k=1,2,\mathrm{...},M\×L-Y;$

其中abs(·)函数为复数求模操作，k为解扰累加序列中的解扰累加值序号；

步骤6、对序列D_n(k)中的所有解扰累加值逐个与预设的判决门限T进行比较，做出判断：如果序列D_n(k)中的所有解扰累加值均小于预设的判决门限，说明当前使用的n不正确，需要将n的值+1，并转到步骤4进行下一轮计算；如果序列D_n(k)中存在大于等于预设的判决门限T的解扰累加值，说明当前采用的n值正确，完成n值的搜索。

本发明方法采用了基于空包的假定试探法，在接收机中增加了参数n搜索模块，通过搜索模块的计算可以直接得到正确的n，将正确的n值置入信道纠错模块就可以直接产生输出数据。参数n的搜索过程利用了在DVBS2卫星通信系统中传送的空包(即MPEG2空包)，空包是DVBS2卫星通信系统传送的一类特殊的包，其主要的特点在于其载荷内容已知并全为0或者全为1。空包主要用于解决卫星通信发送端速率适配的问题。DVBS2的传输模式为QPSK模式的时候，空包的内容对应的物理层星座符号会聚集在一起连续出现，持续长度为736个符号，利用本发明方法可以快速的搜索物理层扰码参数，搜索时间能降低到100秒以内。

附图说明

图1为典型的卫星接收机示意图；

图2为使用了本发明方法的卫星接收机示意图；

图3为本发明方法的流程示意图；

图4为载荷段在物理帧中的位置示意图；

图5为符号序列S(i)和序列Q_n(i)的示意图。

具体实施方式

一种基于空包的快速物理层扰码参数搜索方法，如图2所示，在接收机中增加了参数n搜索模块，通过搜索模块的计算可以直接得到正确的n，将正确的n值置入信道纠错模块就可以直接产生输出数据了，参数n的搜索过程利用了在DVBS2卫星通信系统中传送的空包(即MPEG2空包)，空包是DVBS2卫星通信系统传送的一类特殊的包，其主要的特点在于其载荷内容已知并全为0或者全为1。空包主要用于解决卫星通信发送端速率适配的问题。DVBS2的传输模式为QPSK模式的时候，空包的内容对应的物理层星座符号会聚集在一起连续出现，持续长度为736个符号。

下面结合附图选取一个有代表性的DVBS2卫星数字电视接收系统对本发明的具体实施方式进行说明。

在该实施例中，信道解调输出的符号能量已经归一化为P，具体实施步骤如图3：

步骤1、参数初始化：设置物理层扰码序列发生器参数n为0，设置所需存储的帧个数L＝2，设置累加长度参数Y＝512，设置判决门限

步骤2、对卫星接收信号进行信道解调，信道解调的输出是经过了定时恢复和载波相位恢复的的物理层数据帧序列；

步骤3、从信道解调输出的数据帧中提取载荷符号段，载荷符号段的位置如图4所示，分别记做P₁,P₂,...,P_L，每个载荷符号段的长度M相同，M是在信道解调过程中得到的已知数据，依次存储P₁,P₂,...,P_L,得到符号序列S(i)，i为符号序列中符号的序号，i＝1,2,3,…,M×L，如图5所示；

步骤4、将n值置入物理层扰码序列发生器，并将扰码序列发生器复位，产生长度为M的物理层扰码序列R_n(j)，j为物理层扰码序列中的符号序号，j＝1,2,3,…,M；将R_n(j)重复存储L次得到序列Q_n(i)，i＝1,2,3,…,M×L,序列Q_n(i)和序列S(i)的长度相同，如图5所示；

步骤5、按入下公式计算解扰累加序列D_n(k)：

$D_n\left(k\right)=abs\left(\underset{j=k}{\overset{k+Y}{\Σ}}\right(S_n\left(j\right)\×Q_n\left(j\right)\left)\right),k=1,2,\mathrm{...},M\×L-Y;$

其中abs(·)函数为复数求模操作，k为解扰累加序列中的解扰累加值序号；

步骤6、对序列D_n(k)中的所有解扰累加值逐个与预设的判决门限T进行比较，做出判断：如果序列D_n(k)中的所有解扰累加值均小于预设的判决门限，说明当前使用的n不正确，需要将n的值+1，并转到步骤4进行下一轮计算；如果序列D_n(k)中存在大于等于预设的判决门限T的解扰累加值，说明当前采用的n值正确，完成n值的搜索。

应该理解的是上述实例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。