專利名稱：偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法及捕獲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字電視廣播技術(shù)領(lǐng)域，更具體的，本發(fā)明涉及一種用于數(shù)字電視地 面廣播信號(hào)的偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字電視技術(shù)的迅速發(fā)展，用于傳輸數(shù)字電視信號(hào)的數(shù)字電視廣播技術(shù)的要 求也越來越高。數(shù)字電視廣播主要采用三種傳輸方式，即衛(wèi)星廣播、有線電視廣播以及地面 無線廣播。在這三種數(shù)字電視廣播方式中，地面無線廣播使用最為廣泛，特別適用于地域廣 大、廣播網(wǎng)較為復(fù)雜的國家。但是，地面電磁波干擾嚴(yán)重，尤其是多徑的時(shí)延和幅度的變化 速度遠(yuǎn)比衛(wèi)星和有線電視廣播復(fù)雜。此外，現(xiàn)階段地面無線廣播還要求與現(xiàn)有模擬電視廣 播兼容，大功率非線性發(fā)射使相鄰頻道間的干擾加劇，系統(tǒng)穩(wěn)定性要求相當(dāng)苛刻。我國數(shù)字電視地面廣播的傳輸標(biāo)準(zhǔn)由清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等科研院所合作制 定，其中，GB20600-2006規(guī)定了數(shù)字電視地面廣播信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制方式。該 標(biāo)準(zhǔn)適用于數(shù)字電視地面廣播，支持標(biāo)準(zhǔn)分辨率和高分辨率的數(shù)字電視信號(hào)發(fā)送。為了減少信號(hào)干擾對(duì)接收信號(hào)同步的影響，該標(biāo)準(zhǔn)采用了分級(jí)幀結(jié)構(gòu)的傳輸信 號(hào)。圖1是GB20600-2006數(shù)字電視地面廣播信號(hào)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，所述 數(shù)據(jù)幀是一種四層結(jié)構(gòu)，自下而上依次為信號(hào)幀、超幀、分幀以及日幀。所述數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)的 基本單元為信號(hào)幀，一個(gè)信號(hào)幀由幀頭與幀體兩部分時(shí)域信號(hào)組成，所述幀頭部分由PN碼 序列(偽隨機(jī)碼序列)構(gòu)成；所述幀體部分包含36個(gè)符號(hào)的系統(tǒng)信息和3744個(gè)符號(hào)的數(shù) 據(jù)，共3780個(gè)符號(hào)。所述超幀定義為一組信號(hào)幀，其時(shí)間長度定義為125毫秒，8個(gè)超幀長 度為1秒，以便于與定時(shí)系統(tǒng)校準(zhǔn)時(shí)間。所述分幀定義為一組超幀，時(shí)間長度為1分鐘，共 包含480個(gè)超幀。所述幀結(jié)構(gòu)的頂層稱為日幀，由1440個(gè)分幀構(gòu)成，時(shí)間長度為24小時(shí)。所述標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了信號(hào)幀幀頭部分可選的三種長度模式，分別包括420、595或 945個(gè)符號(hào)，具體參見圖2。所述三種幀頭模式對(duì)應(yīng)的信號(hào)幀的幀體長度和超幀的長度都保 持不變，對(duì)于包含420個(gè)符號(hào)的幀頭模式1，每225個(gè)信號(hào)幀組成一個(gè)超幀；對(duì)于包含595 個(gè)符號(hào)的幀頭模式2，每216個(gè)信號(hào)幀組成一個(gè)超幀；對(duì)于包含945個(gè)符號(hào)的幀頭模式3，每 200個(gè)信號(hào)幀組成一個(gè)超幀。對(duì)應(yīng)于所述一個(gè)超幀中不同的信號(hào)幀，其幀頭部分對(duì)應(yīng)的PN碼序列有所不同。例 如，對(duì)于幀頭模式3的200個(gè)信號(hào)幀，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了對(duì)應(yīng)的200個(gè)序號(hào)的PN945序列，所述不 同序號(hào)的PN945序列代表了不同初始相位的PN碼序列，所述序號(hào)用于標(biāo)記不同的信號(hào)幀。 在每個(gè)超幀開始時(shí)，PN碼序列生成電路自動(dòng)復(fù)位到序號(hào)0對(duì)應(yīng)的PN0碼序列。在數(shù)字電視地面廣播信號(hào)的傳輸過程中，所述PN碼序列的幀頭部分用于信號(hào)發(fā) 射機(jī)與接收機(jī)間的時(shí)鐘同步。申請(qǐng)?zhí)枮?00410003484. 1的中國專利申請(qǐng)即提供了一種利 用PN碼序列的幀頭部分進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)的方法。如圖3所示，當(dāng)接收機(jī)開始接收信號(hào)時(shí)，其 將接收信號(hào)中的PN碼序列與接收機(jī)產(chǎn)生的本地PN碼序列滑動(dòng)相關(guān)。對(duì)于初始相位相同的 兩個(gè)PN碼序列，所述滑動(dòng)相關(guān)的結(jié)果出現(xiàn)很強(qiáng)的峰值。在檢測到峰值之后，即可確定接收信號(hào)中信號(hào)幀PN碼序列的初始相位，也就實(shí)現(xiàn)了 PN碼的相位捕獲。然而，在實(shí)際的信號(hào)傳輸過程中，由于存在各種信號(hào)干擾，接收機(jī)實(shí)際接收到的信 號(hào)幀中的符號(hào)數(shù)量可能發(fā)生變化，這使得幀體長度發(fā)生變化。這種幀體長度的誤差被稱為 定時(shí)誤差。所述定時(shí)誤差會(huì)影響PN碼序列的相位捕獲，進(jìn)而影響信號(hào)同步。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法及裝置，避免定時(shí)誤 差等信號(hào)干擾對(duì)偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的影響。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法，用于數(shù)字電 視地面廣播信號(hào)的接收同步，包括獲取接收信號(hào)中相鄰的信號(hào)幀并提取所述信號(hào)幀的幀頭PN碼序列，將所述幀頭 PN碼序列與本地PN碼序列進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)操作，得到相關(guān)結(jié)果并檢測每一信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的相 關(guān)峰位置；基于所述相關(guān)峰位置，對(duì)接收信號(hào)相鄰信號(hào)幀的相關(guān)峰位置進(jìn)行一次差分操作， 得到與信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰間隔及峰值偏移；將相鄰的峰值偏移進(jìn)行二次差分操作，得到二次差分差值；在二次差分差值搜索序列中搜索與所述二次差分差值對(duì)應(yīng)的結(jié)果，確定對(duì)應(yīng)信號(hào) 幀的序號(hào)。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種偽隨機(jī)碼序列相位捕獲裝置，用于數(shù)字電視地面廣 播信號(hào)的接收同步，包括相關(guān)單元、峰值檢測單元、第一差分單元，第二差分單元、序列檢 測單元以及搜索序列存儲(chǔ)單元，其中，所述相關(guān)單元，用于獲取接收信號(hào)中相鄰的三個(gè)信號(hào)幀，依次為第一信號(hào)幀、第二 信號(hào)幀以及第三信號(hào)幀，以及本地PN碼序列；提取所述三個(gè)信號(hào)幀的幀頭PN碼序列，將所 述幀頭PN碼序列與本地PN碼序列進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)操作，得到相關(guān)結(jié)果及所述相關(guān)結(jié)果的分 布情況并提供給峰值檢測單元；所述峰值檢測單元，基于所述相關(guān)結(jié)果的分布情況，確定所述相關(guān)結(jié)果中的相關(guān) 峰位置，并將所述相關(guān)峰位置提供給第一差分單元；所述第一差分單元，對(duì)所述接收信號(hào)的相鄰信號(hào)幀的相關(guān)峰位置進(jìn)行一次差分操 作，得到與信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰間隔及峰值偏移結(jié)果，并將所述峰值偏移結(jié)果提供給第二 差分單元；所述第二差分單元，對(duì)所述峰值偏移結(jié)果進(jìn)行二次差分操作，得到二次差分差值 并提供給序列檢測單元；所述序列檢測單元，獲取二次差分差值搜索序列，將二次差分差值與所述二次差 分差值搜索序列進(jìn)行比較，確定與所述二次差分差值對(duì)應(yīng)的信號(hào)幀的序號(hào)；所述搜索序列存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)二次差分差值搜索序列。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)采用二次差分的方法消除定時(shí)誤差對(duì)相 鄰信號(hào)幀的影響，避免了定時(shí)誤差對(duì)偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的干擾。


圖1是GB20600-2006數(shù)字電視地面廣播信號(hào)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是GB20600-2006數(shù)字電視地面廣播信號(hào)信號(hào)幀幀頭的三種模式；圖3是現(xiàn)有技術(shù)偽隨機(jī)碼相位捕獲電路的示意圖；圖4是理想接收條件下相鄰信號(hào)幀相關(guān)峰位置的示意圖；圖5是定時(shí)誤差干擾下相鄰信號(hào)幀相關(guān)峰位置的示意圖；圖6是本發(fā)明偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法的流程示意圖；圖7是本發(fā)明偽隨機(jī)碼序列相位捕獲裝置的模塊示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以 采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限 制。正如背景技術(shù)部分所述，在實(shí)際的信號(hào)傳輸過程中，由于存在各種信號(hào)干擾，例如 定時(shí)同步干擾等，接收機(jī)實(shí)際接收到的信號(hào)幀中的符號(hào)數(shù)量可能發(fā)生變化，這使得信號(hào)幀 的幀體長度發(fā)生變化。這種幀體長度的誤差被稱為定時(shí)誤差，所述定時(shí)誤差會(huì)嚴(yán)重影響PN 碼序列的相位捕獲。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在理想接收條件下，接收信號(hào)中相鄰2幀信號(hào)幀的幀頭部 分PN碼序列與本地PN碼序列滑動(dòng)相關(guān)操作后的相關(guān)峰間隔僅由這兩個(gè)PN碼序列的初始 相位、以及幀體長度決定。圖4是理想接收條件下相鄰信號(hào)幀相關(guān)峰位置的示意圖。如圖4所示，以幀頭模式3為例(參見GB20600-2006)，幀頭部分為PN0序列的第 一信號(hào)幀與本地PN0序列相關(guān)后形成第一相關(guān)峰401 ；與所述第一信號(hào)幀相鄰的第二信號(hào) 幀的幀頭部分為PW序列，所述PW序列與本地PN0序列相關(guān)后形成的第二相關(guān)峰為402 ； 與所述第二信號(hào)幀相鄰的第三信號(hào)幀的幀頭部分為PN2序列，所述PN2序列與本地PN0序 列相關(guān)后形成的第三相關(guān)峰為403。在理想接收條件下，所述第二相關(guān)峰402相對(duì)于第一相關(guān)峰401的間距，即第一相 關(guān)峰間隔411應(yīng)為4727個(gè)符號(hào)，包括幀體長度3780個(gè)符號(hào)，幀頭長度945個(gè)符號(hào)，以及第 一峰值偏移2個(gè)符號(hào)。所述第一峰值偏移是指第一相關(guān)峰間隔411減去理想信號(hào)幀長度的 差，所述理想信號(hào)幀長度包括幀體長度與幀頭長度；所述第三相關(guān)峰403相對(duì)于第二相關(guān) 峰402的間距，即第二相關(guān)峰間隔412應(yīng)為4723個(gè)符號(hào)，包括幀體長度3780個(gè)符號(hào)，幀頭長 度945個(gè)符號(hào)，以及第二峰值偏移_2個(gè)符號(hào)。所述第二峰值偏移是指第二相關(guān)峰間隔412 減去理想信號(hào)幀長度的差。仍以幀頭模式3為例，對(duì)于一個(gè)完整的超幀，其中包含有200個(gè)初始相位不同的信 號(hào)幀，相應(yīng)的，所述超幀與本地PN0序列滑動(dòng)相關(guān)后峰值偏移的搜索序列L(x)如下{2，-2,4, -6,8, -10,12，-14,16，-18,20, -22,24, -26,28，-30,32，-34,36，-38， 40，-42，44，-46，48，-50，52，-54，56，-58，60，-62，64，-66，68，-70，72，-74，76，-78，80，-82，84， -86,88, -90,92, -94,96, -98，100， -102，104， -106，108， -110，112， -114，116， -118， 120， -122,124， -126,128， -130,132， -134，136， -138，140， -142，144， -146，148， -150， 152， -154,156， -158,160， -162,164， -166，168， -170，172， -174，176， -178，180， -182， 184， -186,188， -190,192， -194，196， -198,200， -200，198， -196，194， -192，190， -188， 186， -184,182， -180,178, -176，174， -172，170， -168，166， -164，162， -160，158， -156， 154， -152,150， -148,146， -144，142， -140，138， -136，134， -132，130， -128，126， -124， 122，-120，118，-116，114，-112，110，-108，106，-104，102，-100,98, -96,94，-92,90，-88， 86，-84，82，-80，78，-76，74，-72，70，-68，66，-64，62，-60，58，-56，54，-52，50，-48，46，-44， 42，-40,38, -36,34, -32,30, -28,26, -24,22, -20，18，-16，14，-12，10，-8,6, -4}其中，該搜索序列L(x)的第一個(gè)數(shù)L(l)為2，表示前述第一峰值偏移為2個(gè)符號(hào)； 第二個(gè)數(shù)L (2)為_2，表示前述第二峰值偏移為-2個(gè)符號(hào)；依此類推。可以看出，所述搜索序列L(x)中的每一個(gè)值均對(duì)應(yīng)于一個(gè)理想條件下的預(yù)先計(jì) 算得到的峰值偏移，所述每個(gè)峰值偏移各不相同，因此，所述搜索序列L(x)可以用于確定 接收到的當(dāng)前信號(hào)幀的初始相位。具體而言，接收機(jī)通過滑動(dòng)相關(guān)操作及峰值檢測確定當(dāng) 前信號(hào)幀與前一信號(hào)幀的相對(duì)峰值偏移，再將該峰值偏移的結(jié)果與預(yù)先得到的搜索序列中 的值進(jìn)行比較，找出該峰值偏移在該搜索序列中的位置，這樣，所述峰值偏移對(duì)應(yīng)的信號(hào)幀 的序號(hào)即可以唯一確定了，也就實(shí)現(xiàn)了 PN碼序列的相位捕獲。然而，受限于接收信號(hào)的干擾，接收端在接收部分信號(hào)幀時(shí)可能發(fā)生定時(shí)誤差，所 述定時(shí)誤差使得部分信號(hào)幀的幀體長度發(fā)生變化，不再是保持3780個(gè)符號(hào)不變，而是有可 能與理想信號(hào)幀長度相差1到2個(gè)符號(hào)，所述幀體長度的變化使得相鄰信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的相關(guān) 峰間隔發(fā)生變化。圖5是定時(shí)誤差干擾下相鄰信號(hào)幀相關(guān)峰位置的示意圖。如圖5所示，仍以幀頭模式3為例，第一信號(hào)幀(幀頭部分為PN0序列)、第二信號(hào) 幀(幀頭部分為PW序列)的幀體長度變化為3781個(gè)符號(hào)，相應(yīng)的，第一相關(guān)峰501與第 二相關(guān)峰502對(duì)應(yīng)的第一相關(guān)峰間隔511變化為4728個(gè)符號(hào)，第二相關(guān)峰502與第三相關(guān) 峰503對(duì)應(yīng)的第二相關(guān)峰間隔512變化為4724個(gè)符號(hào)。但由于峰值偏移的計(jì)算方法不變， 仍是以所述相關(guān)峰間隔減去幀體長度與幀頭長度，因此，所述幀體長度的變化被峰值偏移 所吸收。對(duì)于第一相關(guān)峰間隔511對(duì)應(yīng)的第一峰值偏移，其為3個(gè)符號(hào)，而第二相關(guān)峰512 對(duì)應(yīng)的第二峰值偏移，其為-1個(gè)符號(hào)，這兩個(gè)因定時(shí)誤差而變化的峰值偏移無法在搜索序 列中找到對(duì)應(yīng)值，也就無法確定信號(hào)幀的初始相位了。在對(duì)所述定時(shí)誤差引起的相關(guān)峰位置偏移進(jìn)行多次仿真計(jì)算后，本發(fā)明的發(fā)明人 發(fā)現(xiàn)，所述定時(shí)誤差對(duì)接收信號(hào)中相鄰的多幀信號(hào)幀的影響相同，因此，如果對(duì)發(fā)生變化的 相鄰信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的峰值偏移結(jié)果再作一次差分，則所述定時(shí)誤差對(duì)幀體長度的影響就被抵 消，也就避免了定時(shí)誤差對(duì)相位捕獲的影響。相應(yīng)的，基于所述二次差分操作，仍可以得到對(duì)應(yīng)于不同相位的PN碼序列的搜索 序列，以幀頭模式3為例，對(duì)于不同初始相位的PN碼序列與PN0序列，其二次差分差值參見 下述二次差分差值搜索序列M(x){-4,6, -10，14，-18，22，-26, 30，-34, 38，-42，46，-50，54，-58，62，-66，70，-74， 78，-82,86, -90,94, -98，102，-106，110，-114，118，-122，126，-130，134，-138，142，-146，
7150， -154,158， -162,166， -170，174， -178，182， -186，190， -194，198， -202,206, -210， 214， -218,222， -226,230， -234，238， -242，246， -250,254， -258,262， -266，270， -274， 278， -282,286, -290,294, -298,302, -306，310， -314，318， -322，326， -330，334， -338， 342， -346,350, -354，358， -362,366, -370，374， -378，382， -386,390, -394，398， -400， 398， -394,390, -386,382, -378，374， -370，366， -362,358, -354，350， -346，342， -338， 334， -330,326, -322，318， -314，310， -306,302, -298,294, -290,286, -282，278， -274， 270， -266,262, -258,254, -250，246， -242，238， -234，230， -226，222， -218，214， -210， 206， -202,198， -194，190， -186，182， -178，174， -170，166， -162，158， -154，150， -146， 142，-138,134，-130,126，-122，118，-114，110，-106，102，-98,94, -90,86, -82,78, -74， 70，-66,62, -58,54, -50,46, -42,38, -34,30, -26,22, -18，14，-10,6}其中，所述二次差分差值搜索序列M(x)的第一個(gè)數(shù)M(l)為-4，表示搜索序列 L(x)的第一個(gè)值L(l)與第二個(gè)值L(2)的差值為_4個(gè)符號(hào)，所述二次差分差值搜索序列 M(x)的第二個(gè)數(shù)M(2)為6，表示搜索序列M(x)的第二個(gè)值L(2)與第三個(gè)值L(3)的差值 為6個(gè)符號(hào)；依此類推。所述二次差分差值搜索序列M(x)仍與幀頭部分為不同初始相位的信號(hào)幀對(duì)應(yīng)。 將基于當(dāng)前接收信號(hào)得到的二次差分差值與所述二次差分差值搜索序列M(x)進(jìn)行比較， 即可以找出該二次差分差值在二次差分差值搜索序列中的位置。這樣，所述二次差分差值 對(duì)應(yīng)的信號(hào)幀的序號(hào)即可以唯一確定了，也就實(shí)現(xiàn)了 PN碼序列的相位捕獲。接下來，結(jié)合具體的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法及裝置進(jìn)行 說明。圖6是本發(fā)明偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法的流程圖。如圖6所示，所述偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法包括執(zhí)行步驟S602，獲取接收信號(hào)中相鄰的三個(gè)信號(hào)幀，依次為第一信號(hào)幀、第二信號(hào) 幀以及第三信號(hào)幀，提取所述信號(hào)幀的幀頭即PN碼序列，將所述接收信號(hào)PN碼序列與本地 PN碼序列進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)操作，得到相關(guān)結(jié)果并檢測每一信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰位置。所述滑動(dòng)相關(guān)操作是指將接收信號(hào)PN碼序列與本地PN碼序列的符號(hào)樣點(diǎn)的實(shí) 部、虛部分別和對(duì)應(yīng)的偽隨機(jī)碼做點(diǎn)乘，然后再相加起來得到一個(gè)實(shí)部結(jié)果與一個(gè)虛部結(jié) 果，再將這兩個(gè)結(jié)果取絕對(duì)值相加得到絕對(duì)值結(jié)果，該絕對(duì)值即為相關(guān)結(jié)果。之后，按信號(hào) 幀的符號(hào)位置記錄所述相關(guān)結(jié)果，得到相關(guān)結(jié)果沿符號(hào)位置的分布情況。對(duì)于不同初始相 位的PN碼序列，其相關(guān)結(jié)果的分布不同。在具體實(shí)施例中，所述接收信號(hào)的信號(hào)幀采用的幀頭模式包括三種長度模式，分 別包括420、595或945個(gè)符號(hào)，具體參見GB20600-2006標(biāo)準(zhǔn)中的幀頭模式1、幀頭模式2與 幀頭模式3。所述相關(guān)峰是指信號(hào)幀幀頭PN碼序列與本地PN碼序列的相關(guān)結(jié)果中最大值。對(duì) 于包含有多個(gè)符號(hào)的幀頭，其中順序排列(對(duì)于接收端而言，是順序接收)的符號(hào)即構(gòu)成了 一維的幀頭坐標(biāo)系；而不同相位的幀頭PN碼序列與本地PN0碼序列滑動(dòng)相關(guān)形成的相關(guān)峰 均對(duì)應(yīng)于唯一的符號(hào)，所述相關(guān)峰對(duì)應(yīng)的符號(hào)在幀頭坐標(biāo)系中的位置即為該相關(guān)峰的符號(hào) 位置，即相關(guān)峰位置。相應(yīng)的，前述三個(gè)信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的三個(gè)相關(guān)峰分別被標(biāo)記為第一相關(guān)峰、第二相關(guān)峰以及第三相關(guān)峰。執(zhí)行步驟S604，基于所述相關(guān)峰位置，對(duì)接收信號(hào)相鄰信號(hào)幀的相關(guān)峰位置進(jìn)行 一次差分操作，得到與信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰間隔及峰值偏移。所述第二相關(guān)峰與第一相關(guān)峰的間距被定義為第一相關(guān)峰間隔，第三相關(guān)峰與第 一相關(guān)峰的間距被定義為第二相關(guān)峰間隔。其中，每個(gè)相關(guān)峰間隔對(duì)應(yīng)于一個(gè)峰值偏移，所 述峰值偏移指相關(guān)峰間隔與理想信號(hào)幀長度的差值。相應(yīng)的，所述第一相關(guān)峰間隔對(duì)應(yīng)于 第一峰值偏移，所述第二相關(guān)峰間隔對(duì)應(yīng)于第二峰值偏移。在實(shí)際應(yīng)用中，在存在定時(shí)誤差干擾的情形下，由于定時(shí)誤差干擾對(duì)相鄰多幀信 號(hào)幀的幀體長度影響相同，因此，所述第二峰值偏移與第一峰值偏移會(huì)形成相同的誤差。執(zhí)行步驟S606，將所述相鄰的峰值偏移進(jìn)行二次差分操作，得到二次差分差值。所述二次差分操作是指對(duì)第二峰值偏移與第一峰值偏移取差，所述取差的結(jié)果即 為二次差分差值。經(jīng)過所述二次差分操作，定時(shí)誤差干擾對(duì)第二峰值偏移與第一峰值偏移 產(chǎn)生的誤差被消除，也就避免了其對(duì)相位捕獲過程的影響。執(zhí)行步驟S608，基于所述二次差分差值，在二次差分差值搜索序列中搜索與所述 二次差分差值對(duì)應(yīng)的結(jié)果，從而確定對(duì)應(yīng)信號(hào)幀的序號(hào)。所述二次差分差值對(duì)應(yīng)于第三信號(hào)幀，在確定所述信號(hào)幀的序號(hào)之后，即可得到 所述第三信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的初始相位，從而完成PN碼序列的相位捕獲。相應(yīng)的，發(fā)明人還提供了與所述偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法相同原理的偽隨機(jī) 碼序列相位捕獲裝置。圖7是本發(fā)明偽隨機(jī)碼序列相位捕獲裝置的模塊示意圖。如圖7所示，所述偽隨機(jī)碼序列相位捕獲裝置包括相關(guān)單元701、峰值檢測單元 703、第一差分單元705，第二差分單元707、序列檢測單元709以及搜索序列存儲(chǔ)單元711， 其中，所述相關(guān)單元701，用于獲取接收信號(hào)中相鄰的三個(gè)信號(hào)幀，依次為第一信號(hào)幀、 第二信號(hào)幀以及第三信號(hào)幀，以及本地PN碼序列；提取所述三個(gè)信號(hào)幀的PN碼序列，將所 述接收信號(hào)PN碼序列與本地PN碼序列進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)操作，得到相關(guān)結(jié)果及所述相關(guān)結(jié)果 的分布情況并提供給峰值檢測單元703。所述峰值檢測單元703，基于所述相關(guān)結(jié)果的分布情況，確定所述相關(guān)結(jié)果中的相 關(guān)峰位置，并將所述相關(guān)峰位置提供給第一差分單元705。所述第一差分單元705，對(duì)所述接收信號(hào)的相鄰信號(hào)幀的相關(guān)峰位置進(jìn)行一次差 分操作，得到與信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰間隔及峰值偏移結(jié)果，并將所述峰值偏移結(jié)果提供給 第二差分單元707。所述第二差分單元707，對(duì)所述峰值偏移結(jié)果進(jìn)行二次差分操作，得到二次差分差 值并提供給序列檢測單元709。所述序列檢測單元709，獲取二次差分差值的二次差分差值搜索序列，將二次差分差 值與所述二次差分差值搜索序列進(jìn)行比較，確定與所述二次差分差值對(duì)應(yīng)的信號(hào)幀的序號(hào)。所述搜索序列存儲(chǔ)單元711，用于存儲(chǔ)二次差分差值搜索序列。在確定所述信號(hào)幀序號(hào)后，所述信號(hào)幀幀頭PN碼序列的初始相位即可以確定，也 就完成了 PN碼序列的相位捕獲。
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與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法及裝置采用二次差分的 方法消除定時(shí)誤差對(duì)相鄰信號(hào)幀的影響，避免了定時(shí)誤差對(duì)偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的干 擾。應(yīng)該理解，此處的例子和實(shí)施例僅是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不背離本 申請(qǐng)和所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，做出各種修改和更正。
權(quán)利要求
一種偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法，用于數(shù)字電視地面廣播信號(hào)的接收同步，其特征在于，包括獲取接收信號(hào)中相鄰的信號(hào)幀并提取所述信號(hào)幀的幀頭PN碼序列，將所述幀頭PN碼序列與本地PN碼序列進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)操作，得到相關(guān)結(jié)果并檢測每一信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰位置；基于所述相關(guān)峰位置，對(duì)接收信號(hào)相鄰信號(hào)幀的相關(guān)峰位置進(jìn)行一次差分操作，得到與信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰間隔及峰值偏移；將相鄰的峰值偏移進(jìn)行二次差分操作，得到二次差分差值；在二次差分差值搜索序列中搜索與所述二次差分差值對(duì)應(yīng)的結(jié)果，確定對(duì)應(yīng)信號(hào)幀的序號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法，其特征在于，所述接收信號(hào)的 幀結(jié)構(gòu)基于GB20600-2006標(biāo)準(zhǔn)。
3.如權(quán)利要求1所述的偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法，其特征在于，所述獲取接收信 號(hào)中相鄰的信號(hào)幀并提取所述信號(hào)幀的幀頭PN碼序列，將所述幀頭PN碼序列與本地PN碼 序列進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)操作，得到相關(guān)結(jié)果并檢測每一信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰位置還包括獲取 相鄰的三幀信號(hào)幀，對(duì)所述相鄰的三幀信號(hào)幀的幀頭PN碼序列進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)操作，得到所 述三幀信號(hào)幀分別對(duì)應(yīng)的三個(gè)相關(guān)峰位置。
4.如權(quán)利要求3所述的偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法，其特征在于，所述基于所述相 關(guān)結(jié)果的相關(guān)峰位置，對(duì)所述接收信號(hào)相鄰信號(hào)幀的相關(guān)峰位置進(jìn)行一次差分操作，得到 與信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰間隔及峰值偏移包括將第二相關(guān)峰的位置減去第一相關(guān)峰的位置，得到第一相關(guān)峰間隔，將所述第一相關(guān) 峰間隔減去理想信號(hào)幀長度，得到第一峰值偏移；將第三相關(guān)峰的位置減去第二相關(guān)峰的位置，得到第二相關(guān)峰間隔，將所述第二相關(guān) 峰間隔減去理想信號(hào)幀長度，得到第二峰值偏移。
5.如權(quán)利要求4所述的偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的方法，其特征在于，所述將相鄰的峰 值偏移進(jìn)行二次差分操作，得到二次差分差值包括將第二峰值偏移減去第一峰值偏移，得到二次差分差值。
6.一種偽隨機(jī)碼序列相位捕獲裝置，用于數(shù)字電視地面廣播信號(hào)的接收同步，其特征 在于，包括滑動(dòng)相關(guān)單元、峰值檢測單元、第一差分單元，第二差分單元、序列檢測單元以 及搜索序列存儲(chǔ)單元，其中，所述相關(guān)單元，用于獲取接收信號(hào)中相鄰的三個(gè)信號(hào)幀，依次為第一信號(hào)幀、第二信號(hào) 幀以及第三信號(hào)幀，以及本地PN碼序列；提取所述三個(gè)信號(hào)幀的幀頭PN碼序列，將所述幀 頭PN碼序列與本地PN碼序列進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)操作，得到相關(guān)結(jié)果及所述相關(guān)結(jié)果的分布情 況并提供給峰值檢測單元；所述峰值檢測單元，基于所述相關(guān)結(jié)果的分布情況，確定所述相關(guān)結(jié)果中的相關(guān)峰位 置，并將所述相關(guān)峰位置提供給第一差分單元；所述第一差分單元，對(duì)所述接收信號(hào)的相鄰信號(hào)幀的相關(guān)峰位置進(jìn)行一次差分操作， 得到與信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰間隔及峰值偏移結(jié)果，并將所述峰值偏移結(jié)果提供給第二差分 單元；所述第二差分單元，對(duì)所述峰值偏移結(jié)果進(jìn)行二次差分操作，得到二次差分差值并提 供給序列檢測單元；所述序列檢測單元，獲取二次差分差值搜索序列，將二次差分差值與所述二次差分差 值搜索序列進(jìn)行比較，確定與所述二次差分差值對(duì)應(yīng)的信號(hào)幀的序號(hào)； 所述搜索序列存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)二次差分差值搜索序列。
全文摘要
一種偽隨機(jī)碼序列相位捕獲方法，用于數(shù)字電視地面廣播信號(hào)的接收同步，包括獲取接收信號(hào)中相鄰的信號(hào)幀并提取所述信號(hào)幀的幀頭PN碼序列，將所述幀頭PN碼序列與本地PN碼序列進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)操作，得到相關(guān)結(jié)果并檢測每一信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰位置；基于所述相關(guān)峰位置，對(duì)接收信號(hào)相鄰信號(hào)幀的相關(guān)峰位置進(jìn)行一次差分操作，得到與信號(hào)幀對(duì)應(yīng)的相關(guān)峰間隔及峰值偏移；將相鄰的峰值偏移進(jìn)行二次差分操作，得到二次差分差值；在二次差分差值搜索序列中搜索與所述二次差分差值對(duì)應(yīng)的結(jié)果，確定對(duì)應(yīng)信號(hào)幀的序號(hào)。本發(fā)明的偽隨機(jī)碼序列相位捕獲方法采用二次差分的方法消除定時(shí)誤差對(duì)相鄰信號(hào)幀的影響，避免了定時(shí)誤差對(duì)偽隨機(jī)碼序列相位捕獲的干擾。
文檔編號(hào)H04N5/44GK101895312SQ20101020384
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者劉小同, 李一凡, 蔣崎, 陳巖 申請(qǐng)人:華亞微電子(上海)有限公司