[發明專利]一種DVB-S2接收機的幀同步方法

在審

• 申請號: 202010193291.6
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111447003A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 王曉鵬;余翔;蘇泳濤
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04W56/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 陰知見

本發明公開了一種DVB?S2接收機的幀同步方法，屬于衛星通信領域。本發明根據DVB?S2物理層幀結構的情況，提出幀頭和導頻輔助的方法；根據低軌衛星信道存在大頻偏的情況，提出相位一致的相關檢測法；根據高斯噪聲的特性，提出基于算術平均值的雙閾值方法。通過綜合利用所提出的幀頭和導頻輔助相關檢測、基于算術平均值的雙閾值的方法，有效的降低了誤幀率，提高了幀同步性能。

技術領域

本發明屬于衛星通信領域，具體涉及一種衛星通信中DVB-S2物理層幀同步的方法。

背景技術

DVB-S2(Digital Video Broadcasting-Satellite-Second generation)標準是第二代衛星數字電視廣播，該標準支持QPSK、8PSK、16APSK、32APSK四種調制方式，信道編碼采用BCH碼和LDPC碼級聯的方式。幀同步作為后續的載波同步、數據解調以及信道譯碼的前提，在接收機中的具有重要的意義。

DVB-S2物理層幀結構如圖1所示。物理層幀頭由同步起始標志字(Start ofFrame，SOF)和物理層信令(Physical Layer Signaling Code，PLSC)兩部分組成。其中，SOF段有26個符號，PLSC段有64個符號。有導頻模式下，每個時隙90個符號，每16個時隙后插入一個長度為36個符號的導頻塊。在星座映射之前，SOF碼字固定為(18D2E82)_HEX；PLSC碼字由7個信息比特經過一階Reed-Muller編碼后，再經過加擾生成64個比特。SOF段和PLSC段經過π/2–BPSK映射得到幀頭。導頻段在未加擾前的導頻塊由36個構成。在生成物理層幀過程中，除幀頭外的部分需要進行物理層加擾，加擾序列已知且固定。

由于發送端和接收端器件的非理想性，以及低軌衛星信道的多普勒效應，衛星信號在發送過程中受到了相位噪聲和載波大頻偏的干擾。然而，DVB-S2協議中接收端的載波同步在幀同步之后，這就要求幀同步在大頻偏干擾下也能正常工作。在DVB-S2系統中，規定了極低信噪比E_S/N₀為-2.35dB和歸一化頻偏最大為20％。

現有的相關幀同步檢測算法中，有的僅利用SOF段進行幀同步，如CLD算法、非相干后驗累加(Non-Coherent Post-Dection Integration,NCPDI)、差分后驗累加(Differential Post-Detection Integration,DPDI)和差分-廣義后驗累加算法(Different-Generalized Post-Detection Integration,D-GPDI)，該類算法雖然對頻偏不敏感，但是復雜度較高，且在低信噪比時會累加噪聲，影響閾值判決；有利用SOF+PLSC段幀同步，該類算法在E_S/N₀小于1dB時，算法性能較差。現有幀同步檢測算法無法同時滿足以下要求：復雜度低，算法性能優越，誤幀率低。

發明內容

本發明旨在解決以上現有技術的問題。本發明綜合利用所提出的幀頭和導頻相關檢測的雙閾值方法在極低信噪比和20％歸一化頻偏條件下，誤幀率低，算法性能優越。

本發明的技術方案如下：

一種DVB-S2接收機的幀同步方法，包括如下步驟：

S1：DVB-S2接收機利用幀頭和導頻進行第一次相關檢測判決，若第一次相關檢測判決值大于第一次判決閾值T₁，接收機緩存第一次相關檢測判決值，幀頭狀態置為S0，并設立四個并行窗口，分別對應QPSK、8PSK、16PSK、32PSK四種調制方式的幀長，幀數計數器置為0，窗口幀長計數器置為0后開始計數，每接收到1個符號，幀長計數器加1；當幀長計數器等于當前窗口幀長時，緩存當前位置第一次相關檢測判決值，幀數計數器加1，并重置幀長計數器為0，重復以上步驟；當幀數計數器的值滿足預設幀數時，轉入S2；否則，滑動相關序列，繼續執行S1步驟；