專利名稱：：T-dmb系統(tǒng)接收機(jī)幀同步裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種T-DMB標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視廣播接收系統(tǒng)中的幀同步裝置；本發(fā)明還涉及T-DMB系統(tǒng)接收機(jī)幀同步方法。技術(shù)背景T-DMB是韓國推出的地面數(shù)字多媒體廣播標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是基于歐洲數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)DAB基礎(chǔ)上做了一些修改而成的，以便向手機(jī)、PDA和便攜電視等手持設(shè)備傳送無線數(shù)字電視節(jié)目。T-D認(rèn)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的傳輸幀結(jié)構(gòu)如圖1所示，每個(gè)幀分為三部分同步信道(SynchronizationChannel),快速信息信道(FastInformationChannel)和主服務(wù)信道(MainServiceChannel)。其中同步信道處在每個(gè)幀的開頭部分，占兩個(gè)符號長度，起到接受端幀同步的作用。在同步信道的兩個(gè)符號里，第一個(gè)是null符號，即空符號，它的符號長度規(guī)定為Tnull，在四種不同的傳輸模式下，Tnull長度也不同，如表1(注表中T二l/fs，為系統(tǒng)采樣周期，T=l/2048000秒)，在這個(gè)符號時(shí)間里，發(fā)送端不發(fā)送任何信號，因此接受端在這個(gè)符號時(shí)間里接受到的信號要比正常信號幅度低很多，可以利用這個(gè)特性來進(jìn)行同步；第二個(gè)是PRS(PhaseReferenceSymbol)符號，即相位參考符號，這個(gè)符號既作為DQPSK(差分正交相移鍵控調(diào)制)的相位參考，同時(shí)PRS序列的相關(guān)特性也可以用來做初始同步。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表l四種傳輸模式下的Tnull長度因此，在目前的T-DMB幀同步技術(shù)中，大致分為兩種，一種利用PRS符號進(jìn)行同步，即對接受到的信號進(jìn)行滑動相關(guān)求相關(guān)峰的方法，這種方法優(yōu)點(diǎn)在于利用相關(guān)增益，可以有效抵抗信號衰落，提高檢測成功率，但是計(jì)算量比較大，消耗資源也多。而另一種相對簡單的方法是檢測null符號，通過設(shè)定的門限值來找到null符號的邊界，這種方法通常需要對信號進(jìn)行低通濾波，然后檢測濾波后的波形,但是合適的門限值比較難選，在不同的信道環(huán)境下要更換不同的門限值，而另一方面想要抵抗信號的隨機(jī)衰落，則又要提高低通濾波器的階數(shù)，因此消耗的存儲資源也隨之變大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種T-DMB系統(tǒng)接收機(jī)幀同步裝置，它穩(wěn)定可靠、檢測成功率高且節(jié)省資源；為此，本發(fā)明還要提供一種T-DMB系統(tǒng)接收機(jī)幀同步方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的T-DMB系統(tǒng)接收機(jī)幀同步裝置包括:加法器一、延時(shí)器一、加法器二、延時(shí)器二、加法器三、一比較器、一符號計(jì)數(shù)器和一判決控制狀態(tài)機(jī)，其中所述加法器一、二，延時(shí)器一、二，用于接受輸入信號作隔點(diǎn)差分運(yùn)算后送入加法器三;加法器三將處理結(jié)果送入比較器比較后送入符號計(jì)數(shù)器，符號計(jì)數(shù)器將計(jì)數(shù)值送入判決控制狀態(tài)機(jī)并接受判決控制狀態(tài)機(jī)反饋。本發(fā)明的T-DMB系統(tǒng)接收機(jī)幀同步方法包括如下步驟步驟一、對于經(jīng)過調(diào)諧器和AD采樣后的兩路輸入數(shù)據(jù)I(i)和Q(i)，分別進(jìn)行隔點(diǎn)差分，艮P:/'(/)=/(/)-/(/-2)和0'(0=卯)-卯-2);步驟二、通過求所述兩路數(shù)據(jù)I'(i)和Q'(i)的絕對值和來表示信號幅度，即少(o叫/'(/)i+iw)卜步驟三、啟動符號計(jì)數(shù)器；將步驟二所得y(i)和設(shè)定的閾值比較，若y(i)大于設(shè)定的閾值，則符號計(jì)數(shù)器的值加l，否則就減l;步驟四、判斷步驟三所得的符號計(jì)數(shù)器的值是否小于上一次的符號計(jì)數(shù)器的值，如果不小于則繼續(xù)重復(fù)判斷，若小于，則判斷小于的情況是否經(jīng)過連續(xù)的常數(shù)次，若是則取第一個(gè)小于的點(diǎn)為符號計(jì)數(shù)器的最大值點(diǎn)；步驟五、啟動累加器對y(i)和設(shè)定的閾值的差進(jìn)行累加，當(dāng)累加值大于零的時(shí)候，則達(dá)到退出點(diǎn)條件，同時(shí)找到符號計(jì)數(shù)器在達(dá)到退出點(diǎn)條件之前的最小值點(diǎn)；步驟六、將所述符號計(jì)數(shù)器的最大值點(diǎn)和最小值點(diǎn)的差值，與標(biāo)準(zhǔn)長度進(jìn)行比較，判別出傳輸模式；且符號計(jì)數(shù)器的最小值點(diǎn)即為下一個(gè)符號的起始點(diǎn)；步驟七、重復(fù)步驟一至步驟六，若與上次結(jié)果一致則說明同步正確，否則取符號計(jì)數(shù)器的最大值點(diǎn)和最小值點(diǎn)的差值大的一次作為正確結(jié)果。本發(fā)明由于利用接受信號幅度與設(shè)定閾值的差的符號進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而判定null區(qū)間，平均同步時(shí)間僅需要用1.5幀的時(shí)間，最慢也不會超過3幀；也即是說，在表1所示傳輸模式二的情況下，平均僅需要24msW.5二36ms左右的時(shí)間就可以確定幀頭位置。而在幀長最長的傳輸模式一，也只需要96msW.5=144ms左右，最慢不超過288ms;而經(jīng)過實(shí)地測試，在信號靈敏度^-100dbm的情況下，檢測成功率可以達(dá)到可靠的99.99%以上，對于一般手機(jī)以秒為單位計(jì)算的開機(jī)時(shí)間來說，是相當(dāng)快速和高效的。另一方面，在資源消耗和復(fù)雜度上，由于沒有采用濾波器，減少了大部分的存儲資源，僅僅用一些控制狀態(tài)機(jī)和簡單的加法單元就可以實(shí)現(xiàn)，大大減少了硬件實(shí)現(xiàn)開銷，并且可以有效地克服時(shí)域脈沖的干擾。下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1是現(xiàn)有的T-DMB數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的傳輸幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的方法中符號計(jì)數(shù)值變化示意圖；圖3是本發(fā)明的幀同步裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的幀同步裝置中判決控制狀態(tài)機(jī)控制流程圖。具體實(shí)施方式對于同步信道的null符號來說，雖然發(fā)送端信號為0，但是通過信道干擾后，還是存在比較大的噪聲；因此簡單的門限值設(shè)定在檢測中常常會失效，為了能檢測到null符號，本發(fā)明引入了一個(gè)符號計(jì)數(shù)器。其基本思想為，求信號幅度M與固定閾值T的差，對這個(gè)差值的符號位S進(jìn)行計(jì)數(shù)，在非null的符號里，S應(yīng)該大部分為l，在null的符號里，貝US為-1，所以這個(gè)符號計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值就會出現(xiàn)類似z字型的變化趨勢(其形狀可參考圖2)，只要確定了這個(gè)計(jì)數(shù)值變化的兩個(gè)折點(diǎn)，就找到了null符號的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)，從而也就確定了幀頭的位置。本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)的同步過程如下1、對于經(jīng)過調(diào)諧器和AD采樣后的兩路輸入數(shù)據(jù)I(i)和Q(i)，別進(jìn)行隔點(diǎn)差分，即:/'(/)=/(/)-/(/-2)禾口e'"),0-2(卜2)。2、通過求所述兩路數(shù)據(jù)r(i)和q'(i)的絕對值和來表示信號幅度，艮卩少(/)=|/'(/)|+|e'(/)|。所述的隔點(diǎn)差分是指，將輸入數(shù)據(jù)I(i)和Q(i)進(jìn)行兩拍延時(shí)得到I(i-2)和Q(i-2)，再分別求差得到數(shù)據(jù)I'(i)和Q'(i)，以消除混在信號里的直流分量。3、選定一個(gè)閾值th_val，將每一個(gè)步驟2得到的y(i)值與其進(jìn)行比較，當(dāng)選定的這個(gè)閾值在一個(gè)合適的范圍里時(shí)，可以使得除了在Tnull這段期間的數(shù)據(jù)之外的大部分的y(i)值都大于這個(gè)閾值。因此再設(shè)定一個(gè)符號計(jì)數(shù)器，如果接受的y(i)大于閾值th—val，則符號計(jì)數(shù)器的值加1，否則就減l。符號計(jì)數(shù)器的變化趨勢如圖2。4、找到符號計(jì)數(shù)器最大值點(diǎn)，如圖2，在進(jìn)入Tmill區(qū)間之前的一點(diǎn)，符號計(jì)數(shù)器值會上升到一個(gè)最大值點(diǎn)，這里為了確定這個(gè)最大值點(diǎn)并不是由于衰落等其他原因造成，在一段范圍內(nèi)進(jìn)行比較。如果在一段范圍內(nèi)這個(gè)點(diǎn)都是最大的，那么就確定是由于Tnull造成的最大值點(diǎn)。5、找到退出點(diǎn)和最小值點(diǎn)。找到最大值點(diǎn)后，再找退出點(diǎn)，這里需要啟動一個(gè)累加器，T"《""=2>-A—w/)。這個(gè)累加器從最大值點(diǎn)往后開始累加，在Tmill區(qū)間里，這個(gè)累加器的值都是負(fù)的，而當(dāng)退出Tnull區(qū)間的時(shí)候，y(i)的值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于th一val，因此累加器也會很快回到正值。在累加器回到正值的點(diǎn)，也就是退出點(diǎn)。同時(shí)，在這段區(qū)間里，也可以找到符號計(jì)數(shù)器的最小值點(diǎn)(在找最大值的同時(shí)也在進(jìn)行最小值的尋找)6、判別傳輸模式和確定同步點(diǎn)。找到了最小值點(diǎn)和最大值點(diǎn)，可以得到它們之間的差值，即搜索到的Tnull長度，用它與標(biāo)準(zhǔn)Tnull長度(參考附表1)進(jìn)行比較，可以判別出傳輸模式。這里規(guī)定了一個(gè)判定范圍Tnull—range,當(dāng)搜索到的Tnull長度與標(biāo)準(zhǔn)Tnull長度之間的差小于這個(gè)判定范圍，則判定這次搜索正確。而最小值點(diǎn)即為Tnull的結(jié)束和下一個(gè)符號的起始點(diǎn)。7、重復(fù)一次上面步驟16，再找一次幀頭位置和判定一次傳輸模式作為確認(rèn)，兩次找到的結(jié)果一致則說明幀頭及傳輸模式準(zhǔn)確，否則取Tnull長度大的一次作為正確結(jié)果。如圖3所示，本發(fā)明的幀同步裝置包括加法器一、延時(shí)器一、加法器二、延時(shí)器二、加法器三、一比較器、一符號計(jì)數(shù)器和一判決控制狀態(tài)機(jī)，其中輸入數(shù)據(jù)為前端經(jīng)過調(diào)諧器和AD采樣后的兩路數(shù)據(jù)I(i)和Q(i),分別經(jīng)過延時(shí)器一，二后進(jìn)行兩拍延時(shí)得到I(i-2)和Q(i-2)，加法器一，二再分別對兩者求差，得到序列I，(i)和Q，(i),然后加法器三求這兩個(gè)序列絕對值的和，得到y(tǒng)(i)序列，將y(i)和設(shè)定閾值th—val通過比較器進(jìn)行比較，得出的符號進(jìn)行計(jì)數(shù)，即可得到圖2所示波型。符號計(jì)數(shù)器將計(jì)數(shù)值送入判決控制狀態(tài)機(jī)并接受判決控制狀態(tài)機(jī)反饋。判決控制狀態(tài)機(jī)內(nèi)部流程如圖4，同步過程開始啟動后，首先清零符號計(jì)數(shù)器，讓其重新開始計(jì)數(shù)，然后判斷每次的計(jì)數(shù)器值是否小于上一次的計(jì)數(shù)值；如果出現(xiàn)小于的情況，則繼續(xù)判斷，如果經(jīng)過連續(xù)的n次都是小于的情況(n可以選擇配置，這里可以設(shè)為常數(shù))，則認(rèn)為第一個(gè)小于的點(diǎn)就是最大值點(diǎn)。這時(shí)啟動累加器，對(y(i)-th—val)進(jìn)行累加，當(dāng)累加器的累加值大于零的時(shí)候，則認(rèn)為達(dá)到退出點(diǎn)條件，一次同步的過程結(jié)束，計(jì)算最小值點(diǎn)和最大值點(diǎn)之間的差值，判決傳輸模式。最后，重復(fù)一下以上過程作為確認(rèn)，經(jīng)過兩次同步后，即可退出該控制狀態(tài)機(jī)。權(quán)利要求1.一種T-DMB系統(tǒng)接收機(jī)幀同步裝置，其特征在于，包括加法器一、加法器二、加法器三、延時(shí)器一、延時(shí)器二、一比較器、一符號計(jì)數(shù)器和一判決控制狀態(tài)機(jī)，其中所述加法器一、二，延時(shí)器一、二，用于接受輸入信號作隔點(diǎn)差分運(yùn)算并求絕對值后送入加法器三；所述加法器三將處理結(jié)果送入所述比較器比較后送入符號計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，所述符號計(jì)數(shù)器將計(jì)數(shù)值送入所述判決控制狀態(tài)機(jī)并接受判決控制狀態(tài)機(jī)反饋。2、一種T-DMB系統(tǒng)接收機(jī)幀同步方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一、對于經(jīng)過調(diào)諧器和AD采樣后的兩路輸入數(shù)據(jù)I(i)和Q(i)，分別進(jìn)行隔點(diǎn)差分，艮口/'(/)=/(/)-/(/一2)禾口e'"),0-卯-2);步驟二、通過求所述兩路數(shù)據(jù)r(i)和q'(i)的絕對值和來表示信號幅度，即w)Hw)He'(o卜步驟三、啟動符號計(jì)數(shù)器；將步驟二所得y(i)和設(shè)定的閾值比較，若y(i)大于設(shè)定的閾值，則符號計(jì)數(shù)器的值加l，否則就減l;步驟四、判斷步驟三所得的符號計(jì)數(shù)器的值是否小于上一次的符號計(jì)數(shù)器的值，如果不小于則繼續(xù)重復(fù)判斷，若小于，則判斷小于的情況是否經(jīng)過連續(xù)的常數(shù)次，若是則取第一個(gè)小于的點(diǎn)為符號計(jì)數(shù)器的最大值點(diǎn)；步驟五、啟動累加器對y(i)和設(shè)定的閾值的差進(jìn)行累加，當(dāng)累加值大于零的時(shí)候，則達(dá)到退出點(diǎn)條件，同時(shí)找到符號計(jì)數(shù)器在達(dá)到退出點(diǎn)條件之前的最小值點(diǎn)；步驟六、將所述符號計(jì)數(shù)器的最大值點(diǎn)和最小值點(diǎn)的差值，與標(biāo)準(zhǔn)長度進(jìn)行比較，判別出傳輸模式；且符號計(jì)數(shù)器的最小值點(diǎn)即為下一個(gè)符號的起始點(diǎn)；步驟七、重復(fù)步驟一至步驟六，若與上次結(jié)果一致則說明同步正確，否則取符號計(jì)數(shù)器的最大值點(diǎn)和最小值點(diǎn)的差值大的一次作為正確結(jié)果。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的T-DMB系統(tǒng)接收機(jī)幀同步方法，其特征在于步驟六中所述的與標(biāo)準(zhǔn)長度進(jìn)行比較，判別出傳輸模式是指，規(guī)定一個(gè)判定范圍，當(dāng)符號計(jì)數(shù)器最大值點(diǎn)和最小值點(diǎn)的差值與標(biāo)準(zhǔn)長度之間的差小于該判定范圍，則判定為正確。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的T-DMB系統(tǒng)接收機(jī)幀同步方法，其特征在于步驟一所述的隔點(diǎn)差分是指，將輸入數(shù)據(jù)I(i)和Q(i)進(jìn)行兩拍延時(shí)得到1(i-2)和Q(i-2)，再分別求差得到數(shù)據(jù)I'(i)和Q，(i)，以消除混在信號里的直流分量。全文摘要本發(fā)明公開了一種T-DMB系統(tǒng)接收機(jī)幀同步裝置及方法，該裝置包括加法器一、延時(shí)器一、加法器二、延時(shí)器二、加法器三、一比較器、一符號計(jì)數(shù)器和一判決控制狀態(tài)機(jī)，其中加法器一、二，延時(shí)器一、二用于接受輸入信號作隔點(diǎn)差分運(yùn)算后送入加法器三；加法器三將處理結(jié)果送入比較器比較后送入符號計(jì)數(shù)器，符號計(jì)數(shù)器將計(jì)數(shù)值送入判決控制狀態(tài)機(jī)并接受判決控制狀態(tài)機(jī)反饋。該幀同步方法利用接受信號幅度與設(shè)定閾值的差的符號進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而判定null區(qū)間，該方法快速、高效；并且由于沒有采用濾波器，僅僅用一些控制狀態(tài)機(jī)和簡單的加法單元就可以實(shí)現(xiàn)，能夠減少硬件實(shí)現(xiàn)開銷，有效地克服時(shí)域脈沖的干擾。文檔編號H04N7/52GK101242539SQ200710037249公開日2008年8月13日申請日期2007年2月7日優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日發(fā)明者馮晨暉,濤吳,周立豐,帆張,蔣朱成申請人:卓勝微電子(上海)有限公司