專利名稱：數(shù)字通信中的段同步檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字通信中的段同步檢測方法。
數(shù)字通信中常在發(fā)送信息數(shù)字序列中周期性地加入特定的序列(稱之為段同步序列)，在接收端從基帶信號中檢測這些段同步序列，并利用其中的信息實現(xiàn)符號時鐘的同步和段同步，這是正確恢復發(fā)送信息的前提條件。如在美國高清晰度電視(HDTV)的大聯(lián)盟方案中段同步序列的符號為(+5,-5,-5,+5)，并且以832為周期重復出現(xiàn)。因為在信息序列中也可能出現(xiàn)與段同步一樣的序列，所以當檢測到符合要求的符號圖案時，還必須檢查它是否是以段為周期重復出現(xiàn)。
在傳統(tǒng)的方法中，采用(1)設置一個長度為段長度，寬度為A/D采樣比特數(shù)的先進先出存儲器(FIFO)，這樣就至少需要段長度乘A/D比特數(shù)個存儲單元，消耗資源太多。在大聯(lián)盟方案中需要832*8=6656Bit。(2)先判斷接收到的符號序列是否為段同步，再將判斷結果“1”或“0”存入先進先出存儲器(FIFO)，這樣只需要段長度個存儲單元，但一般段長度較大，所以也比較消耗資源。在大聯(lián)盟方案中需要832Bit。
為克服上述的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種在保證很高的檢測正確率下，能最大程度的節(jié)省資源的數(shù)字通信中的段同步檢測方法。
根據(jù)本發(fā)明的目的，一種數(shù)字通信中的段同步檢測方法，采用級聯(lián)緩沖池代替通常所用的先進先出存儲器(FIFO)，該方法包括步驟為每接收一個符號，將計數(shù)器加一，同時判斷是否接收到一個段同步，并將計數(shù)值與緩沖池第一級中的計數(shù)值比較a沒收到段同步且比較不相等，則不做任何操作；b收到一個段同步且比較不相等，則將計數(shù)值存儲到緩沖池中的段同步隊列的隊尾，并將對應的標識位置1；c沒檢測到段同步但比較相等，表明緩沖池中的段同步隊列的隊首為假的段同步，只要將隊列向前移位一次即可；d檢測到段同步且比較相等，則表明段同步間隔了段長度重復出現(xiàn)，就可以采用置信度計數(shù)器進行前向保護，直到確信找到段同步。
該方法具體采用設置一個計數(shù)器，它的寬度為計數(shù)寬度(為滿足2計數(shù)寬度≥段長度的最小整數(shù))，該計數(shù)器以符號時鐘為計數(shù)脈沖進行計數(shù)(0-段長度-1)，當檢測到一個可能的段同步時將其對應的計數(shù)器的值記錄下來。
設置一個級數(shù)為K(K根據(jù)段的長度和段同步檢測時的誤差允許門限而定)的級連緩沖池，每級緩沖單元寬度為計數(shù)器的寬度加一，其中最后一位作為標識位(Flag)用來標識該計數(shù)值是否對應一個可能的段同步，其它位存儲符號計數(shù)器的計數(shù)值(段計數(shù))。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，具有下列優(yōu)點由于一個符號序列為段同步的概率很小，所以-段符號序列中的段同步(包括真的和假的)的個數(shù)并不多，那么只要把這些段同步的位置信息記錄下來，功能上就可以完全代替先進先出存儲器(FIFO)。因此這種方法能保證很高的檢測正確率，并能最大程度節(jié)省資源。
本發(fā)明的上述目的和其它優(yōu)點在參照附圖對優(yōu)選實施例的詳細描述中將變得更為清楚，其中

圖1是本發(fā)明采用的緩沖池結構示意圖；圖2是本發(fā)明的段同步檢測方法的流程圖；參照圖1，圖1為緩沖池的結構圖。為實現(xiàn)本發(fā)明段同步檢測，設置一個計數(shù)器，它的寬度為計數(shù)寬度(計數(shù)寬度為滿足2計數(shù)寬度≥段長度-1)，該計數(shù)器以符號時針為計數(shù)脈沖進行計數(shù)(0-段長度-1)，當檢測到一個可能的段同步時，將其對應的計數(shù)值記錄下來。設置一個級數(shù)為K(K根據(jù)段的長度和段同步檢測時的誤差允許門限而定)的級連緩沖池。每個級緩沖單元寬度為計數(shù)器的寬度加一，其中最后一位作為標識位(Flag)用來標識該計數(shù)值是否對應一個可能的段同步，其它位存儲的符號計數(shù)器的計數(shù)值。
在一個段內(nèi)出現(xiàn)m個偽段同步(真正的段同步另計)的概率為Cxm*(1-p)x-m*(p)m---*]]>其中x為段長度，P為段同步的檢測概率，上式假設段同步在每一個符號都有可能出現(xiàn)，如不這樣則，一段內(nèi)出現(xiàn)m個偽段同步的概率會更小，更有利于段同步的檢測。這樣只要根據(jù)(*)式取合適的K值，就可以使一個段內(nèi)出現(xiàn)等于或多于K個偽段同步的概率很小，即檢測出錯概率很小，再只要保證出錯后能自動恢復，那么在功能上本發(fā)明就能完全代替使用先進先出存儲器(FIFO)的系統(tǒng)，但它只要K乘以計數(shù)器寬度(K*計數(shù)寬度)個存儲單元。
將本發(fā)明的段同步檢測方法結合HDTV大聯(lián)盟方案予以說明。由于在HDTV的大聯(lián)盟方案中段同步的符號為(+5,-5,-5,+5)，并且以832為周期重復出現(xiàn)。設置一個長度為K(K為約為10)的級連緩沖池。每級緩沖單元寬度為11，其中前10位存儲符號計數(shù)器的計數(shù)值，最后一位作為標識位(Flag)用來標識該計數(shù)值是否對應一個可能的段同步。設一個符號判為段同步的+5的概率為p，判為-5的概率為q，則連續(xù)的四個符號判為段同步的概率為p2q2。段同步的后續(xù)(-5,-5,+5,x)、(-5,+5,x,x)肯定不會是段同步，為簡化計算認為偽段同步的出現(xiàn)完全是獨立等概率的，則可能出現(xiàn)假段同步頭的位置只有826個。
在一個段內(nèi)出現(xiàn)m個偽段同步(真正的段同步另計)的概率為C826m*(1-p2q2)826-m*(p2q2)m---**]]>段同步的第1和第4個采樣隨著相位差變化很小，第2和第3個采樣隨相位差變化很大，所以可以將判斷為+5的誤差門限設得小一些，而將判斷為-5的誤差門限設的大一些?？紤]到+5受偽隨機數(shù)據(jù)的干擾大一些，可設置+5的門限為(3.0～6.1)，-5的門限為(-2.1～-7.3)。則相鄰的四個符號判為段同步的概率約為0.00396。K不妨取10，這樣只用了110Bit的存儲單元。在還沒有找到段同步，并且兩個段同步之間偽段同步多于9個時，就可能丟失一個真正的段同步，利用(**)式可以計算出其概率小于0.002。在找到段同步之后偽段同步對性能更是毫無影響。兩個偽段同步恰好相距832個符號的概率為1.57*10-5，即使發(fā)生這樣的錯誤也能很快的從中恢復。當判斷的誤差門限取得再小一些時(實際上數(shù)據(jù)對位同步的影響也會減小)偽段同步出現(xiàn)的概率迅速下降，出錯概率也就迅速下降。如果對可能為段同步的四個符號的絕對值之和再進行一次判斷，偽段同步出現(xiàn)的概率大大下降，此時可以取更小的K值，也就更省資源。如果誤差門限不變，加大K值也能使出錯概率迅速下降。緩沖池在硬件實現(xiàn)時可采用帶使能的D觸發(fā)器，其具體結構如圖1所示。
緩沖池的工作過程如下當符號序列經(jīng)判斷可能是段同步時(Sync=1)，使能第K級(即最后一級)，將當前計數(shù)值(段計數(shù)值，簡記為Sc)存入第K級緩沖單元的Sc[K]，并將其標識位Flag[K]置為“1”。
各級的使能Enable[1]=！Flag[1]&Flag[2]Enable[i]=！Flag[i]&Flag[i+1]#！Flag[i-1]&Flag[i](i為2到k-1)Enable[k]=Sync#！Flag[k-1]&Flag[k]各級的標識位Flag[i]=！Flag[i]&Flag[i+1](i為1到k-1)Flag[k]=Sync(Sync為檢測到段同步指示)這樣如果第i級的標識為“1”，而第i-1級的標識位為“0”，則在時鐘的作用下將第i級移到第i-1的標識位為“0”。這樣位于級連緩沖池末尾的段同步在符號時鐘的作用下一步一步向前移，直到段同步隊列的末尾。
參照圖1，說明圖2的根據(jù)本發(fā)明的段同步檢測方法的流程圖如下，其步驟包括步驟1每接收每一符號，將計數(shù)器加一；在步驟2中，判斷是否接收到一個段同步，并將計數(shù)值與緩沖池第一級中的計數(shù)值比較A符號計數(shù)器不等于Sc[1]并且沒找到段同步，不進行任何操作。B符號計數(shù)器不等于Sc[1]，但找到段同步，則將計數(shù)器值存儲到緩沖池中的Sc[K]中，并將Flag[K]置1。這一記錄將在時鐘的作用下逐步移到段同步隊列的隊尾。即步驟3。C符號計數(shù)器等于Sc[1]，但并沒有找到段同步，則將Flag[1]清成“0”，在接下去的幾個時鐘內(nèi)，段同步隊列將逐個向前移動。即步驟4。D符號計數(shù)器等于Sc[1]并且找到段同步，則認為已經(jīng)找到了真正的段同步，就可以采用置信度計數(shù)器進行向前保護，直到確信找到段同步。即步驟5。
經(jīng)比較以后，進到步驟6，在該步驟中檢查緩沖池中的所有緩沖單元，如存在某一級，它的標識為1而它的前一級的標識位為0，則將緩沖單元移到前一級并將原位置的標識位清為零，返回步驟1。
權利要求
1.一種數(shù)字通信中的段同步檢測方法，其特征在于采用級聯(lián)緩沖池代替通常所用的先進先出存儲器，該方法包括步驟為每接收一個符號，計數(shù)器加一；判斷是否接收到一個段同步，并將計數(shù)值與緩沖池第一級中計數(shù)值比較a沒有收到段同步且比較不相等，則不做任何操作；b收到一個段同步比較不相等，則將計數(shù)值存儲到緩沖池中的段同步隊列的隊尾，并將對應的標識位置1；c沒檢測到段同步但比較相等，表明緩沖池中的段同步隊列的隊首為假的段同步，只要將隊列向前移位一次即可；d檢測到段同步且比較相等，則表明段同步間隔了段長度重復出現(xiàn)，就可以采用置信度計數(shù)器進行前向保護，直到確信找到段同步。
2.根據(jù)權利要求1的段同步檢測方法，其特征在于設置一個計數(shù)器，它的寬度為計數(shù)器寬度，其中計數(shù)器寬度為滿足2計數(shù)寬度≥段長度的最小整數(shù)，該計數(shù)器以符號時鐘為計數(shù)脈沖進行計數(shù)(0-段長度-1)，當檢測到一個可能的段同步時將其對應的計數(shù)器的值記錄下來。
3.根據(jù)權利要求1的段同步檢測方法，其特征在于設置一個級數(shù)為K的級連緩沖池，每級緩沖單元寬度為計數(shù)器的寬度加一，其中最后一位作為標識位用來標識該計數(shù)值是否對應一個可能的段同步，其它位存儲符號計數(shù)器的計數(shù)值。
全文摘要
一種數(shù)字通信中的段同步檢測方法,采用設置級聯(lián)緩沖池來記錄段同步的位置,代替通常所用的FIFO(先進先出存儲器),本發(fā)明的這種方法能保證很高的檢測正確率,并能達到基本上不增加控制復雜度的前提下節(jié)省資源的目的。
文檔編號H04L7/00GK1211122SQ9811712
公開日1999年3月17日 申請日期1998年8月4日 優(yōu)先權日1998年8月4日
發(fā)明者鄒志永, 王匡, 謝磊, 張朝陽 申請人:國家科學技術委員會高技術研究發(fā)展中心