專利名稱：地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)中的幀同步產(chǎn)生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字信息傳輸領(lǐng)域，更具體地涉及一種地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)中的幀同步產(chǎn)生方法。
背景技術(shù)：
對于電視傳輸系統(tǒng)來說，在模擬電視的基礎(chǔ)上，經(jīng)過十多年堅持不懈的研究和發(fā)展，數(shù)字電視地面廣播(Digital Television Terrestrial Broadcasting，DTTB)已經(jīng)取得了很多的成果，達(dá)到了可以實(shí)現(xiàn)階段。從1998年11月北美和歐洲已經(jīng)開播DTTB節(jié)目，許多國家宣布了它們的DTTB制式選擇和實(shí)現(xiàn)計劃。目前，世界上主要有三種DTTB傳輸標(biāo)準(zhǔn)1)美國的ATSC(Advanced Television Systems Committee)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)。
2)歐洲的DVB-T(Digital Video Terrestrial Broadcasting-Terrestrial)數(shù)字視頻地面廣播標(biāo)準(zhǔn)。
3)日本的ISDB-T(Integrated Service Digital Broadcasting-Terrestrial)地面綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)。
隨著技術(shù)的發(fā)展和研究的不斷深入，人們認(rèn)識到在信號峰值一平均功率比、C/N門限、移動接收、室內(nèi)/外接收、頻譜效率、HDTV傳輸能力、同頻/鄰頻道干擾、對現(xiàn)有模擬電視的干擾、單頻網(wǎng)和同頻道轉(zhuǎn)發(fā)、脈沖干擾和連續(xù)波干擾、相位噪聲、靜態(tài)/動態(tài)的多徑失真、系統(tǒng)的靈活性等等方面，上述三個系統(tǒng)各有其優(yōu)缺點(diǎn)。
針對上述目前世界上三個地面數(shù)字電視系統(tǒng)存在的問題，本發(fā)明的申請人已經(jīng)提出了一種新穎的、適合中國國情的地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)(簡稱為DMB-T系統(tǒng))。
在該系統(tǒng)中，采用了時域同步正交頻分復(fù)用(Time Domain Synchronous-OrthogonalFrequency Division Multiplexing，TDS-OFDM)調(diào)制技術(shù)。它與歐洲的COFDM不同，它是一種時域頻域混合的方案。在該方案中沒有插入COFDM導(dǎo)頻信號，而是利用了擴(kuò)頻技術(shù)，即利用擴(kuò)頻的PN偽隨機(jī)碼進(jìn)行幀同步、頻率同步、時間同步、信道傳輸特性估計和跟蹤相位噪聲等。這樣就避免了DVB-T COFDM的缺點(diǎn)。
地面數(shù)字多媒體電視廣播(DMB-T)協(xié)議基于TDS-OFDM技術(shù)，其物理信道幀結(jié)構(gòu)如圖1所示。幀結(jié)構(gòu)是分級的，一個基本幀結(jié)構(gòu)稱為一個信號幀。幀群定義為255個信號幀，其第一幀定義為幀群頭。幀群中的信號幀有唯一的幀號，標(biāo)號從0到254，信號幀號(FN)被編碼到當(dāng)前信號幀的幀同步PN序列中。
超幀定義為一組幀群，幀結(jié)構(gòu)的頂層稱為超幀群。超幀被編號，從0到最大幀群號。超幀號(SFN)與超幀群號(SFGN)一起被編碼到超幀的第一個幀群頭中。
超幀群號(SFGN)被定義為超幀群發(fā)送的日歷日期，超幀群以一個自然日為周期進(jìn)行周期性重復(fù)，它被編碼為下行線路超幀群中一個超幀的第一個幀群頭中的前兩個字節(jié)。在太平洋標(biāo)準(zhǔn)時間(PST)或北京時間000 AM，物理信道幀結(jié)構(gòu)被復(fù)位并開始一個新的超幀群。
因此，DMB-T協(xié)議的物理信道是周期的，并且和絕對時間同步，這樣可使接收機(jī)能在需要的時候才開機(jī)，這意味著接收機(jī)可以設(shè)計成只有接收所需要的信息時，才進(jìn)入接收狀態(tài)，以達(dá)到省電的目的。
一個信號幀由兩部分組成幀同步和幀體。幀同步和幀體的基帶符號率相同，規(guī)定為7.56MSps。
幀同步信號采用沃爾什編碼的隨機(jī)序列，以實(shí)現(xiàn)多基站識別。幀同步包含前同步、PN序列和后同步。對于一個信號幀群中的不同信號幀，有不同的幀同步信號。所以，幀同步能作一個特殊信號幀的幀同步特征而用于識別。幀同步采用BPSK調(diào)制以得到穩(wěn)定的同步。
幀體的基帶信號是一個正交頻分復(fù)用(OFDM)塊。一個OFDM塊可進(jìn)一步分成保護(hù)間隔和一個DFT塊，DFT塊在其時域中有3780個取樣，它們是頻域中3780個子載波的逆離散傅氏變換。
有5種可選的保護(hù)間隔大小，即DFT塊大小的1/6、1/9、1/12、1/20、1/30。保護(hù)間隔的信號相同于DPT塊時域信號的最后一段。美國ATSC系統(tǒng)的同步方案采用了時域方式，相對比較簡單。歐洲D(zhuǎn)VB-T標(biāo)準(zhǔn)編碼正交頻分復(fù)用COFDM中的“編碼”的含義之一是指在OFDM頻譜中隨機(jī)插入了一些“導(dǎo)頻”信號，這里所謂的“導(dǎo)頻”是指這樣一些OFDM的載波，它們由接收機(jī)已知的數(shù)據(jù)調(diào)制，它們所傳輸?shù)牟皇钦{(diào)制數(shù)據(jù)本身，因為這些數(shù)據(jù)接收機(jī)是系統(tǒng)已知的，設(shè)置導(dǎo)頻的目的是系統(tǒng)通過導(dǎo)頻上的數(shù)據(jù)傳送某些發(fā)射機(jī)的參量或測試信道的特性或者用于系統(tǒng)同步。
導(dǎo)頻在COFDM中的作用十分重要，它的用處包括幀同步、頻率同步、時間同步、信道傳輸特性估計、傳輸模式識別和跟蹤相位噪聲等。調(diào)制導(dǎo)頻的數(shù)據(jù)是從一個事先規(guī)定的偽隨機(jī)序列發(fā)生器中生成的偽隨機(jī)序列。DVB-T中規(guī)定了散布導(dǎo)頻和連續(xù)導(dǎo)頻。連續(xù)導(dǎo)頻在每個COFDM符號中的位置都是固定的，在8k模式中插入了177個連續(xù)導(dǎo)頻，在2k模式中插入了45個連續(xù)導(dǎo)頻。散布導(dǎo)頻的位置在不同的COFDM符號中有所不同，但以四個COFDM符號為周期循環(huán)，也就是說第1、2、3、4個COFDM符號中的散布導(dǎo)頻的位置各不相同，但第5個COFDM符號與第1個OFDM符號中的導(dǎo)頻位置是相同的，第6個COFDM符號與第2個COFDM符號中的導(dǎo)頻位置是相同的，第7個COFDM符號與第3個COFDM符號中的導(dǎo)頻位置是相同的，第8個COFDM符號與第4個COFDM符號中的導(dǎo)頻位置是相同的，……，其余COFDM符號依此類推。
不論導(dǎo)頻的位置如何變化，各COFDM符號中用于傳輸有效節(jié)目信息的載波的數(shù)目都是恒定的，在2k模式中為1512，在k模式中為6048。由于導(dǎo)頻在系統(tǒng)中的作用比較重要，為保證導(dǎo)頻上數(shù)據(jù)的可靠性，防止噪聲干擾，導(dǎo)頻信號的平均功率要比其它載波信號的平均功率大16/9倍，即導(dǎo)頻信號是在“提升的”功率電平上發(fā)射的。
從歐洲D(zhuǎn)VB-T標(biāo)準(zhǔn)可知，理論上數(shù)據(jù)是調(diào)制在K個子載波上，它是通過離散傅立葉反變換IDFT(或著其快速算法IFFT)實(shí)現(xiàn)的，那么，在收端同樣需要一個離散傅立葉變換DFT(或者其快速算法FFT)來恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。收端要進(jìn)行FFT運(yùn)算，就需要首先恢復(fù)系統(tǒng)的同步，包括幀同步、載波頻率、時間同步和信道估計等，從上面敘述我們知道，同步系統(tǒng)的建立需要依靠插入到FFT系數(shù)中的導(dǎo)頻信息。這樣，F(xiàn)FT運(yùn)算和同步系統(tǒng)的建立(信道估計)就形成了一個反饋循環(huán)過程，因為在COFDM中FFT和導(dǎo)頻是互相需求的，導(dǎo)頻是在IFFT之后插入的，而FFT計算又需要首先同步(導(dǎo)頻)，然后才能計算FFT。因此，COFDM采用迭代逼近算法，這樣就存在一個收斂誤差和收斂時間問題。
有鑒于此，在DMB-T系統(tǒng)中雖然也采用了多載波調(diào)制技術(shù)——正交頻分復(fù)用OFDM，但與歐洲的COFDM不同，該系統(tǒng)采用了稱為時域同步正交頻分復(fù)用TDS-OFDM的調(diào)制技術(shù)，它既具有OFDM的優(yōu)點(diǎn)，又避免了上述歐洲COFDM的缺點(diǎn)。在TDS-OFDM中沒有插入COFDM導(dǎo)頻信號，而是利用了擴(kuò)頻通信中擴(kuò)頻技術(shù)，插入了PN擴(kuò)頻信號作為時域同步，用于幀同步、頻率同步、時間同步、信道傳輸特性估計和跟蹤相位噪聲等。
那么，和歐洲D(zhuǎn)VB-T的導(dǎo)頻信號相比，用PN擴(kuò)頻時域同步獲得什么好處呢？幾十年來，通信技術(shù)不斷發(fā)展和演變，從有線(電纜、光纖)到無線(短波、VHF/UHF、微波、衛(wèi)星)基本上是媒質(zhì)和信道的變化，而突破性的進(jìn)展并不多，擴(kuò)頻通信(SpreadSpectrum Communication)技術(shù)的出現(xiàn)，是通信技術(shù)，特別是無線通信技術(shù)的一次重大突破。擴(kuò)頻通信的基本特征是使用比發(fā)送的信息數(shù)據(jù)速率高許多倍的偽隨機(jī)碼把載有信息數(shù)據(jù)的基帶信號的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展，形成寬帶的低功率譜密度的信號來發(fā)射。
那么它的理論根據(jù)是什么呢？香農(nóng)(Shannon)早在信息論的研究中就得出了信道容量的公式R＝W log2(1+S/N)這個公式指示出如果信息傳輸速率R不變，則帶寬W和信噪比S/N是可以互換的，就是說增加帶寬就可以在較低的信噪比的情況下以相同的信息率來可靠的傳輸信息，甚至在信號被噪聲淹沒的情況下，只要相應(yīng)的增加信號帶寬，仍然保持可靠的通信，也就是可以用擴(kuò)頻方法以傳輸信息帶寬來換取信噪比上的好處。這就是擴(kuò)頻通信的基本思想和理論依據(jù)。
信息數(shù)據(jù)D經(jīng)過常規(guī)的數(shù)據(jù)調(diào)制，變成了帶寬為B1的基帶(窄帶)信號，再用擴(kuò)頻編碼發(fā)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)編碼(PN碼Pseudo Noise Code)，對基帶信號作擴(kuò)頻調(diào)制，形成帶寬B2(B2遠(yuǎn)大于B1)、功率譜密度極低的擴(kuò)頻信號，這相當(dāng)于把窄帶B1的信號以PN碼所規(guī)定的規(guī)律分散到寬帶B2上，再發(fā)射出去。接收端用與發(fā)射時相同的偽隨機(jī)編碼做擴(kuò)頻解調(diào)，把寬帶信號恢復(fù)成常規(guī)的基帶信號，即依PN碼的規(guī)律從寬帶中提取與發(fā)射對應(yīng)的成份積分起來，形成普通的基帶信號，然后，可再用常規(guī)的通信處理解調(diào)出發(fā)送來的信息數(shù)據(jù)D。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)中的幀同步產(chǎn)生方法。以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定?？煽康膸交謴?fù)。
按照本發(fā)明的地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)中的幀同步產(chǎn)生方法，其中幀同步信號由一個前同步、一個PN序列和一個后同步構(gòu)成；其特征在于，所述幀同步產(chǎn)生方法包括下列步驟(1)用Fibonacci型線性反饋移位寄存器(LFSR)產(chǎn)生一個8階的m序列；(2)由DMB-T網(wǎng)絡(luò)管理器為基站(發(fā)射臺)選擇一個16階沃爾什碼字；(3)按照PN序列的前同步/后同步大小，重復(fù)碼字中的每一個“1”和每一個“0”16/19/24次，將16比特的沃爾什碼擴(kuò)展為一個256/304/384位的矢量；(4)將要被編碼的幀同步序列與第(2)步產(chǎn)生的矢量逐位進(jìn)行異或(XOR)，以建立沃爾什碼擴(kuò)頻編碼的幀同步序列。
按照本發(fā)明的地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)中的幀同步產(chǎn)生方法，其進(jìn)一步的特征在于前同步可定義為0、24和25個符號，后同步可定義為1、25和104個符號，PN序列有255個符號。前同步和后同步可定義為PN序列的循環(huán)擴(kuò)展。所述Fibonacci型線性反饋移位寄存器的特征多項式可定義為x8+x6+x5+x+1。m序列的相位可由初始條件模塊確定，即一個初始條件確定一個255比特的m序列。所述N階沃爾什碼可用哈德瑪矩陣生成。所述N階哈德瑪矩陣可遞推產(chǎn)生的。
本發(fā)明上述的幀同步方法采用了直擴(kuò)方式，但也可以采用其它擴(kuò)頻方式實(shí)現(xiàn)TDS-OFDM。實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻的基本工作方式有4種①直接序列擴(kuò)頻(Direct Sequence SpreadSpectrum)工作方式(簡稱DS方式，直擴(kuò)式)；②跳變頻率(Freguency Hopping)工作方式(簡稱FH方式)；③跳變時間(Time Hopping)工作方式(簡稱TH方式)；④線性調(diào)頻(Chirp Modulation)工作方式(Chirp方式)。
直擴(kuò)方式是在發(fā)端直接用具有高碼率的擴(kuò)頻編碼去擴(kuò)展信號的頻譜，而在收端用相同的擴(kuò)頻編碼進(jìn)行解擴(kuò)使擴(kuò)頻信號還原為原始信號。在發(fā)送端，要方送的信息D，在模2相加器調(diào)制偽隨機(jī)碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻序列，再經(jīng)載波調(diào)制器調(diào)制載波信號。調(diào)制后獲得寬帶的擴(kuò)頻信號，經(jīng)寬帶放大器放大后發(fā)射出去。在接收端，PN碼發(fā)生器產(chǎn)生的解調(diào)擴(kuò)頻碼與發(fā)送的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)處理，即可獲得信息數(shù)據(jù)D。
本發(fā)明的幀同步方法是如何解決多址通信和信號檢出的呢？這是擴(kuò)頻通信的兩個基本特點(diǎn)即偽隨機(jī)編碼調(diào)制和信號相關(guān)處理。偽隨機(jī)編碼調(diào)制的核心是產(chǎn)生符合擴(kuò)頻通信需要的偽隨機(jī)編碼(PN碼)，以此作為即擴(kuò)頻編碼(Spreading Code)。在直擴(kuò)方式時，擴(kuò)頻編碼常用最大長度的線性反饋移位寄存器序列，即m序列，它可由線性反饋移位寄存器產(chǎn)生，m序列的長度決定著擴(kuò)頻的能力。因其產(chǎn)生偽隨機(jī)編碼序列的初態(tài)可以設(shè)置而產(chǎn)生不同的PN碼，故可用不同的初態(tài)來決定PN碼。而不同的PN碼對擴(kuò)頻信號進(jìn)行相關(guān)處理，即可解出與之相同的PN碼調(diào)制的擴(kuò)頻信號中的基帶信號，而濾去了其余的部分。這樣就可以實(shí)現(xiàn)多址通信，并有極好的抗干擾性。
本發(fā)明的幀同步方法采用了上述擴(kuò)頻通信技術(shù)，在發(fā)端以擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，在收端以相關(guān)解調(diào)技術(shù)收信，這一過程使得本發(fā)明的幀同步方法具有了諸多其它數(shù)字地面電視廣播系統(tǒng)所不具備得優(yōu)良特性(1)抗噪聲能力極強(qiáng)(門限信噪比很低)表示擴(kuò)頻通信特性的一個重要參數(shù)是擴(kuò)頻增益G(Spreading Gain)，其定義為擴(kuò)頻前的信號帶寬B1與擴(kuò)頻后的信號帶寬B2之比。G＝B2/B1擴(kuò)頻通信中，接收端對接收到的信號做擴(kuò)頻解調(diào)，只提取擴(kuò)頻編碼相關(guān)處理后帶寬為B1的信號成份，而排除了擴(kuò)展到寬帶B2中的干擾、噪聲和其他用戶通信的影響，相當(dāng)于把接收信噪比提高了G倍?？紤]到輸出端的信噪比和接收系統(tǒng)損耗，可以認(rèn)為實(shí)際的擴(kuò)頻增益帶來的信噪比的改善為M＝G-輸出端信噪比——系統(tǒng)損耗公式中的M叫做抗干擾容限。
因此，經(jīng)過擴(kuò)頻后，可獲得巨大的信噪比改善。同時這意味著信號電平可完全被淹沒在噪聲電平之中，系統(tǒng)仍能正常工作，因此可以說只有擴(kuò)頻系統(tǒng)才能工作于負(fù)信噪比。
因此，和歐洲D(zhuǎn)VB-T、美國ATSC相比，即使信號已經(jīng)掩蓋在噪聲之下，DBM-T也能夠提供可靠的同步。
(2)抗干擾能力極強(qiáng)對偽碼擴(kuò)頻系統(tǒng)，因在收端對偽碼進(jìn)行相關(guān)擴(kuò)解，只有偽碼信號相關(guān)后才有很高的峰值輸出，而其它任何無用信號，包括瞄準(zhǔn)(同頻)干擾、工業(yè)干擾、寬帶干擾以及許多人為干擾，因與偽碼不相關(guān)，解擴(kuò)后輸出很低。因此，擴(kuò)頻系統(tǒng)具有極強(qiáng)的抗干擾能力。
(3)抗衰落能力強(qiáng)擴(kuò)頻信號占據(jù)的頻帶很寬，但由于某種原因引起衰落時，只會使一小部分頻譜衰落，不會使整個信號產(chǎn)生畸變。因此，清華大學(xué)DMB-T同步系統(tǒng)具有抗頻率選擇性衰落的能力。
(4)抗多徑干擾能力強(qiáng)由于擴(kuò)頻系統(tǒng)中采用的偽碼通常具有很好的自相關(guān)特性，不同路徑傳輸來的信號很容易被分離開，并可在時間和相位重新對齊，形成幾路疊加，可以大幅度地改善系統(tǒng)的性能。從而使清華大學(xué)DMB-T系統(tǒng)對多徑干擾可以變害為利，這是任何其它系統(tǒng)不易做到的。
(5)可以采用碼分多址(CDMA)和正交頻分復(fù)用OFDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)單頻蜂窩網(wǎng)偽碼擴(kuò)頻系統(tǒng)，很容易載有碼分多址方式實(shí)現(xiàn)多地址通信。碼分多址比頻分多址及時分多址能更有效地利用頻率資源。同時CDMA組網(wǎng)，不需要嚴(yán)格的網(wǎng)同步，廣播基站可以隨機(jī)入網(wǎng)，隨時隨地增減廣播基站地址。充分利用不同碼型的擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)特性，分配給不同的廣播基站不同的擴(kuò)頻編碼，就可以區(qū)別不同的廣播基站的信號。同時，OFDM的一個重要特性就是抗多徑干擾能力，不同廣播基站的信號可以看作是遠(yuǎn)端來的一個多徑信號。
因此，眾多廣播基站，只要使用自己的擴(kuò)頻編碼，就可以互不干擾地同時使用同一頻率通信，從而實(shí)現(xiàn)了頻率復(fù)用，使擁擠的頻譜得到充分利用，所以說DMB-T可以構(gòu)成一個單頻蜂窩網(wǎng)絡(luò)。


圖1是地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)信道數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是一個Fibonacci型線性反饋移位寄存器(LFSR)實(shí)現(xiàn)方框圖。
圖3是一個16階沃爾什碼，左邊一列示出沃爾什碼字的標(biāo)號。
圖4是一個迦羅華形式的LFSR實(shí)現(xiàn)方框圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
基帶幀同步信號由一個前同步、一個PN序列和一個后同步構(gòu)成。前同步可定義為0、24和25個符號，后同步可定義為1、25和104個符號，PN序列有255個符號。對于一個信號幀群中的不同信號幀，有不同的幀同步信號。所以，幀同步能作一個特殊信號幀的幀同步特征而用于識別。前同步和后同步定義為PN序列的循環(huán)擴(kuò)展。
PN序列定義為一個8階m序列，由一個Fibonacci型線性反饋移位寄存器(LFSR)實(shí)現(xiàn)。其特征多項式定義為x8+x6+x5+x+1。LFSR方框圖示于圖2中。初始條件模塊確定所產(chǎn)生的m序列的相位，即一個初始條件確定一個255比特的m序列。
PN序列經(jīng)“0”到+1值及“1”到-1值的映射變換為非歸零的二進(jìn)制信號。
一個N階沃爾什碼能用哈德瑪矩陣生成。一個N階哈德瑪矩陣是遞推產(chǎn)生的。
2階哈德瑪矩陣H(2)定義為0 00 14階哈德瑪矩陣H(4)定義為H(4)＝H(2)×H(2)＝
0 0 0 00 1 0 10 0 1 10 1 1 0對于N＝2k，N階哈德瑪矩陣H(N)定義為H(N)＝H(2)×H(N/2)一個N階沃爾什碼由N階哈德瑪特矩陣的行來定義，即一個沃爾什碼字是哈德瑪特矩陣的一行。沃爾什碼字的標(biāo)號被定義為碼字中由0到1和由1到0轉(zhuǎn)換的次數(shù)。
圖3示出一個16階沃爾什碼，左邊一列示出沃爾什碼字的標(biāo)號。
一個幀同步序列被一個16階沃爾什碼字編碼，以實(shí)現(xiàn)多基站(發(fā)射臺)識別。為基站識別而進(jìn)行的PN序列的沃爾什碼編碼步驟如下(1) 用Fibonacci型線性反饋移位寄存器(LFSR)產(chǎn)生一個8階的m序列；(2) 由DMB-T網(wǎng)絡(luò)管理器為基站(發(fā)射臺)選擇一個16階沃爾什碼字；(3) 按照PN序列的前同步/后同步大小，重復(fù)碼字中的每一個“1”和每一個“0”16/19/24次，將16比特的沃爾什碼擴(kuò)展為一個256/304/384位的矢量；(4) 將要被編碼的幀同步序列與第(2)步產(chǎn)生的矢量逐位進(jìn)行異或(XOR)，以建立沃爾什碼擴(kuò)頻編碼的幀同步序列。
幀地址結(jié)構(gòu)基于一組移位的m序列，它是偽隨機(jī)數(shù)(PN)序列的一種特殊類型。一個8階m序列是一個周期為255的周期序列?；趫D2中的LFSR的初始狀態(tài)，可產(chǎn)生255個不同相位的m序列。m序列由其在圖2中LFSR的初始狀態(tài)編號。
用圖2中的特征多項式，初始狀態(tài)由x16n編碼。
例如，序號0的m序列的初始狀態(tài)是000000001，它是x16×0＝1。序號1的m序列的初始狀態(tài)為11110011，它是x16×1＝x16。序號2的m序列的初始狀態(tài)是11110100，它是x16×2＝x32。序號254的m序列的初始狀態(tài)是00010110，它是x16×254＝x239。這里x為布爾變量。
x的任意次冪能用特征多項式變換到一個狀態(tài)，圖4所示的一個迦羅華形式的LFSR以連續(xù)的順序產(chǎn)生x的各次冪。
一個幀群中的任一信號幀能被其幀同步認(rèn)定。有255個不同的m序列用作信號幀同步，它們對應(yīng)用于一個幀群中的255個信號幀。一個超幀的任一幀群被標(biāo)號，從0到511，并能由幀群頭中的DFT塊中的參數(shù)認(rèn)定。
一個超幀群的任一超幀從0開始標(biāo)號，它能由PST(太平洋標(biāo)準(zhǔn)時間)時間或幀體的數(shù)據(jù)認(rèn)定。
幀同步m序列被用于信號幀同步。幀群頭中的幀同步m序列被用于信號幀群同步。一個超幀的幀群能由其幀群頭認(rèn)定。幀同步信號可用于符號定時恢復(fù)。幀同步序列在經(jīng)過初始捕捉過程后是可預(yù)測的。
本發(fā)明的方法，不僅可用于地面、衛(wèi)星、有線、微波和其它傳輸媒介，也可用于數(shù)據(jù)廣播、互連網(wǎng)、和其它寬帶多媒體信息傳輸及綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)中的幀同步產(chǎn)生方法，其中幀同步信號由一個前同步、一個PN序列和一個后同步構(gòu)成；其特征在于，包括下列步驟(1)用Fibonacci型線性反饋移位寄存器產(chǎn)生一個8階的m序列；(2)由DMB-T網(wǎng)絡(luò)管理器為基站/發(fā)射臺選擇一個16階沃爾什碼字；(3)按照PN序列的前同步/后同步大小，重復(fù)碼字中的每一個“1”和每一個“0”16/19/24次，將16比特的沃爾什碼擴(kuò)展為一個256/304/384位的矢量；(4)將要被編碼的幀同步序列與第(2)步產(chǎn)生的矢量逐位進(jìn)行異或，以建立沃爾什碼擴(kuò)頻編碼的幀同步序列。
2.按照權(quán)利要求1的地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)中的幀同步產(chǎn)生方法，其特征在于前同步定義為0、24和25個符號，后同步可定義為1、25和104個符號，PN序列有255個符號。
3.按照權(quán)利要求1的地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)中的幀同步產(chǎn)生方法，其特征在于前同步和后同步定義為PN序列的循環(huán)擴(kuò)展。
4.按照權(quán)利要求1的地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)中的幀同步產(chǎn)生方法，其特征在于所述Fibonacci型線性反饋移位寄存器的特征多項式定義為x8+x6+x5+x+1。
5.按照權(quán)利要求1的地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)中的幀同步產(chǎn)生方法，其特征在于m序列的相位由初始條件模塊確定，即一個初始條件確定一個255比特的m序列。
6.按照權(quán)利要求1的地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)中的幀同步產(chǎn)生方法，其特征在于所述N階沃爾什碼用哈德瑪矩陣生成。
7.按照權(quán)利要求1的地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)中的幀同步產(chǎn)生方法，其特征在于所述N階哈德瑪矩陣是遞推產(chǎn)生的。
全文摘要
一種地面數(shù)字多媒體電視廣播系統(tǒng)中的幀同步產(chǎn)生方法,其中:幀同步信號由一個前同步、一個PN序列和一個后同步構(gòu)成;其特征在于,所述幀同步產(chǎn)生方法包括下列步驟:(1)用Fibonacci型線性反饋移位寄存器(LFSR)產(chǎn)生一個8階的m序列;(2)由DMB－T網(wǎng)絡(luò)管理器為基站(發(fā)射臺)選擇一個16階沃爾什碼字;(3)按照PN序列的前同步/后同步大小,重復(fù)碼字中的每一個“1”和每一個“0”16/19/24次,將16比特的沃爾什碼擴(kuò)展為一個256/304/384位的矢量;(4)將要被編碼的幀同步序列與第(2)步產(chǎn)生的矢量逐位進(jìn)行異或(XOR),以建立沃爾什碼擴(kuò)頻編碼的幀同步序列。
文檔編號H04L27/06GK1348302SQ01130659
公開日2002年5月8日 申請日期2001年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月17日
發(fā)明者楊林, 楊知行 申請人:清華大學(xué)