[發明專利]偽隨機碼序列相位捕獲的方法及捕獲裝置

有效

• 申請號: 201010203844.8
• 申請日: 2010-06-17
• 公開（公告）號: CN101895312A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 陳巖;蔣崎;劉小同;李一凡
• 申請（專利權）人: 華亞微電子(上海)有限公司
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;H04B7/26;H04L27/26;H04N5/44
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及數字電視廣播技術領域，更具體的，本發明涉及一種用于數字電視地面廣播信號的偽隨機碼序列相位捕獲的方法及裝置。

背景技術

隨著數字電視技術的迅速發展，用于傳輸數字電視信號的數字電視廣播技術的要求也越來越高。數字電視廣播主要采用三種傳輸方式，即衛星廣播、有線電視廣播以及地面無線廣播。在這三種數字電視廣播方式中，地面無線廣播使用最為廣泛，特別適用于地域廣大、廣播網較為復雜的國家。但是，地面電磁波干擾嚴重，尤其是多徑的時延和幅度的變化速度遠比衛星和有線電視廣播復雜。此外，現階段地面無線廣播還要求與現有模擬電視廣播兼容，大功率非線性發射使相鄰頻道間的干擾加劇，系統穩定性要求相當苛刻。

我國數字電視地面廣播的傳輸標準由清華大學、上海交通大學等科研院所合作制定，其中，GB20600-2006規定了數字電視地面廣播信號的幀結構、信道編碼和調制方式。該標準適用于數字電視地面廣播，支持標準分辨率和高分辨率的數字電視信號發送。

為了減少信號干擾對接收信號同步的影響，該標準采用了分級幀結構的傳輸信號。圖1是GB20600-2006數字電視地面廣播信號數據幀結構的示意圖。如圖1所示，所述數據幀是一種四層結構，自下而上依次為信號幀、超幀、分幀以及日幀。所述數據幀結構的基本單元為信號幀，一個信號幀由幀頭與幀體兩部分時域信號組成，所述幀頭部分由PN碼序列(偽隨機碼序列)構成；所述幀體部分包含36個符號的系統信息和3744個符號的數據，共3780個符號。所述超幀定義為一組信號幀，其時間長度定義為125毫秒，8個超幀長度為1秒，以便于與定時系統校準時間。所述分幀定義為一組超幀，時間長度為1分鐘，共包含480個超幀。所述幀結構的頂層稱為日幀，由1440個分幀構成，時間長度為24小時。

所述標準還規定了信號幀幀頭部分可選的三種長度模式，分別包括420、595或945個符號，具體參見圖2。所述三種幀頭模式對應的信號幀的幀體長度和超幀的長度都保持不變，對于包含420個符號的幀頭模式1，每225個信號幀組成一個超幀；對于包含595個符號的幀頭模式2，每216個信號幀組成一個超幀；對于包含945個符號的幀頭模式3，每200個信號幀組成一個超幀。

對應于所述一個超幀中不同的信號幀，其幀頭部分對應的PN碼序列有所不同。例如，對于幀頭模式3的200個信號幀，該標準規定了對應的200個序號的PN945序列，所述不同序號的PN945序列代表了不同初始相位的PN碼序列，所述序號用于標記不同的信號幀。在每個超幀開始時，PN碼序列生成電路自動復位到序號0對應的PN0碼序列。

在數字電視地面廣播信號的傳輸過程中，所述PN碼序列的幀頭部分用于信號發射機與接收機間的時鐘同步。申請號為200410003484.1的中國專利申請即提供了一種利用PN碼序列的幀頭部分進行時鐘恢復的方法。如圖3所示，當接收機開始接收信號時，其將接收信號中的PN碼序列與接收機產生的本地PN碼序列滑動相關。對于初始相位相同的兩個PN碼序列，所述滑動相關的結果出現很強的峰值。在檢測到峰值之后，即可確定接收信號中信號幀PN碼序列的初始相位，也就實現了PN碼的相位捕獲。

然而，在實際的信號傳輸過程中，由于存在各種信號干擾，接收機實際接收到的信號幀中的符號數量可能發生變化，這使得幀體長度發生變化。這種幀體長度的誤差被稱為定時誤差。所述定時誤差會影響PN碼序列的相位捕獲，進而影響信號同步。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種偽隨機碼序列相位捕獲的方法及裝置，避免定時誤差等信號干擾對偽隨機碼序列相位捕獲的影響。

為解決上述問題，本發明提供了一種偽隨機碼序列相位捕獲的方法，用于數字電視地面廣播信號的接收同步，包括：

獲取接收信號中相鄰的信號幀并提取所述信號幀的幀頭PN碼序列，將所述幀頭PN碼序列與本地PN碼序列進行滑動相關操作，得到相關結果并檢測每一信號幀對應的相關峰位置；

基于所述相關峰位置，對接收信號相鄰信號幀的相關峰位置進行一次差分操作，得到與信號幀對應的相關峰間隔及峰值偏移；

將相鄰的峰值偏移進行二次差分操作，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應的結果，確定對應信號幀的序號。

相應的，本發明還提供了一種偽隨機碼序列相位捕獲裝置，用于數字電視地面廣播信號的接收同步，包括：相關單元、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單元，其中，