保证t2帧接收信号电平稳定的方法及其电平阶跃检测装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种保证T2帧接收信号电平稳定的方法，第一预定时间内，进行P1符号同步位置检测和电平阶跃位置检测，记录AGC控制电压值；找出FEF帧位置，使用电平阶跃前的控制电压对AGC实施开环控制；若此条件下P1符号检测失败，或在第一预定时间内不能找到FEF帧位置，在第二预定时间内检测连续三个电平阶跃点，并生成周期性AGC冻结信号，此条件下若P1符号检测成功则使用AGC冻结信号实现在FEF信号期间冻结AGC；若P1符号检测失败，在第三预定时间内返回重新执行本方法，超出第三预定时间则系统跳出执行。本发明还公开了一种用于所述方法的电平阶跃检测装置。本发明能避免FEF帧信号扰乱T2帧信号的接收电平，能提高了P1符号检测和译码以及P2符号译码的性能。
【专利说明】保证T2帧接收信号电平稳定的方法及其电平阶跃检测装
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，特别是涉及一种保证第二代欧洲地面数字电视（DVB-T2)T2 帧接收信号电平稳定的方法。本发明还涉及一种用于所述方法的电平阶跃检测装置。
【背景技术】
[0002] 欧洲第二代地面数字电视标准，DVB-T2 ("Digital Video Broadcasting(DVB);Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system(DVB-T2)， ，'ETSI EN302755)，采用了 OFDM技术，其数据的基本单元称为T2帧。为了未来的数据应用扩展， DVB-T2标准定义了一个未来数据巾贞（FEF :Future Extension Frame),与T2巾贞时分复用后 一起发送。图1所示为DVB-T2系统帧结构图。如图1所示，T2帧和FEF帧时分复用。当然， 只有在需要时，FEF帧才会插入。FEF帧的插入格式和位置由FEF插入间隔（FEF Interval) 和FEF长度（FEF Length)这两个参数所决定。而这两个参数由LIPre-signaling来传递 (参照图2)。T2帧的构成如图2所示，每帧包含P1前导符号，P2前导符号以及紧随其后的 数据符号。DVB-T2系统的P1符号同步是DVB-T2系统同步的第一步。P1符号每帧出现一 次，并在每帧的起始部位，它标志着每个T2帧或每个FEF帧的开始。P1符号同步主要可以 完成：
[0003] (1)接收机迅速确定接收到的是否是DVB-T2信号；
[0004] ⑵信令消息SI，S2译码，由信令信息确认当前帧是T2帧还是FEF巾贞，得到如FFT 长度、可能GI组合等参数，方便后续模块接收处理；
[0005] (3)检测出并补偿初始载波频偏。
[0006] 如图2所示，P2符号传递Llpre-signaling和Llpost-signaling两种信令信息。 图3所示为FEF帧的构成图。除了知道帧头上的P1符号和最大长度为250ms，其他内容都 可能是未知的。并且FEF部分的信号功率与T2帧可能不一样，甚至可能是空信号。
[0007] 对于DVB-T2接收机而言，除了接收P1符号外，并不需要对FEF帧进行解码。但是， 接收机必须知道是否存在FEF帧；如果FEF存在的话，FEF帧信号不得影响T2帧信号的正 常解码。
[0008] 在接收过程中，接收机首先检测P1符号并对P1符号进行解码。得到信令信息S1/ S2后，可以判断本帧是否是FEF帧。接下来的P2符号解码，得到Llpre-signaling中FEF Interval和FEF length,可以推断出FEF巾贞的插入格式和具体位置。
[0009] ETSI， "Digital Video Broadcasting(DVB);Implementation guidelines for a second generation digital terrestrial television broadcasting system(DVB-T2), "DVB BlueBook A133中指出，在存在FEF时，为了不使FEF帧影响到T2 帧的接收信号电平的稳定性，建议在FEF信号期间，冻结AGC。
[0010] 但是，在P1符号检测和P1符号解码之前，对于是否存在FEF帧以及FEF帧的插入 格式等都是未知的。这时，FEF帧信号有可能扰乱T2帧信号的接收电平，从而影响P1符号 检测和译码，以及P2符号译码，严重时导致T2频道扫描失败，漏检该频道。
【发明内容】
[0011] 本发明要解决的技术问题是提供一种保证第二代欧洲地面数字电视（DVB-T2)T2 帧接收信号电平稳定的方法，使P1符号检测和译码以及P2符号检测免受FEF信号电平的 影响，保证系统捕捉的正常运行。为此，本发明还要提供一种用于所述方法的电平阶跃检测 装直。
[0012] 为解决上述技术问题，保证Τ2帧接收信号电平稳定的方法，包括：
[0013] 在第一预定时间内，重复进行Ρ1符号同步位置检测和电平阶跃位置检测，记录 AGC控制电压值，直至Ρ1符号同步位置检测和电平阶跃位置检测成功；
[0014] 将Ρ1符号同步位置减去电平阶跃点位置，当差值大于预定门限ΤΗ时，返回到Ρ1 符号同步位置检测和电平阶跃位置检测；
[0015] 当差值小于预定门限ΤΗ，判断当前帧为FEF帧，使用电平阶跃前的控制电压对AGC 实施开环控制；若Ρ1符号检测成功，Μ实现AGC开环；
[0016] 若在第一预定时间内不能找到FEF帧位置或AGC开环后Ρ1符号检测仍然失败，再 进行电平阶跃位置检测，在第二预定时间内检测连续向下、向上、向下或/和向上、向下、向 上三个电平阶跃点，直至电平阶跃位置检测成功，以连续两次向下/向上电平阶跃点间的 时间差作为周期，以向上/向下电平阶跃点减去时延量为周期内冻结起始点，生成周期性 AGC冻结信号，若Ρ1符号检测成功则使用AGC冻结信号实现在FEF信号期间冻结AGC ; [0017] 其中，检测连续向下、向上、向下三个电平阶跃点或检测连续向上、向下、向上三个 电平阶跃点，其中必有一个与实际相符；即可能只检测连续向下、向上、向下三个电平阶跃 或向下、向上三个电平阶跃点其中之一就与实际相符，不需要再检测另外一种；或需要两种 都检测才能知道哪种与实际相符。
[0018] 若在第二预定时间内不能成功检测到连续向上、向下、向下三个电平阶跃点，或 AGC冻结后Ρ1符号检测仍然失败，若在第三预定时间内则返回重新开始执行本方法，若超 出第三预定时间则系统跳出执行。
[0019] 所述时延量为阶跃电平检测时延、AGC设置时延和余量之和。
[0020] 所述电平阶跃位置检测采用计算输入信号功率，进行块平均，得到k时刻的输入 信号功率P(k)，得到的功率值送入阶跃点检测装置得到电平阶跃位置。
[0021] 预定门限：将P1符号同步位置统一在P1符号末尾，那么T2帧时得到的位置差在 2048个符号左右，FEF帧时得到的位置差在0个符号左右，根据这种差异来区分FEF帧还是 T2帧，预定门限TH取值0-2048。
[0022] 第一预定时间：最大帧长时P1符号同步位置检测和阶跃位置检测都成功需要的 最少时间；
[0023] 第二预定时间：最大帧长时连续向上、向下、向上三个阶跃点或连续向下、向上、向 上三个阶跃点检测成功需要的最少时间；
[0024] 第三预定时间：最大帧长时P1符号成功检测需要的最少时间。
[0025] -种用于所述方法的电平阶跃检测装置，包括：
[0026] 功率计算单元，根据输入信号计算出输入信号的功率；
[0027] 块平均单元，将计算得到的输入信号功率进行块平均，减小噪声和输入信号波动 带来的影响，得到统计意义上的输入信号功率；
[0028] 阶跃点检测单元，根据得到的统计意义上的输入信号功率，检测出输入信号功率 突变的点，完成电平阶跃检测。
[0029] 本发明首先利用P1符号同步位置检测和电平阶跃位置检测，记录下AGC控制电压 值，通过P1符号同步位置与电平阶跃位置进行比较找出FEF帧位置，若在系统预定时间内 找出FEF帧位置则取得T2帧信号的AGC控制电压作为开环AGC设置值；若无法在系统预定 时间内找出FEF帧位置或AGC开环后P1符号检测仍然失败则进行电平阶跃位置检测，检测 连续三个电平阶跃位置，检测向上、向下、向上三个阶跃点或向下、向上、向下三个阶跃点， 以连续两次向下/向上电平阶跃点间的时间差作为周期，以向上/向下电平阶跃点减去时 延量为周期内冻结起始点，生成周期性AGC冻结信号，在周期性的AGC信号变大或变小之前 提前冻结AGC，能保证T2帧信号的接收电平的正常和稳定，在此条件下再检测P1符号。本 发明的方法能取得FEF帧和T2帧的分界点避免FEF帧信号扰乱T2帧信号的接收电平，保 证T2帧信号的接收电平的正常和稳定，能提高了 P1符号检测和译码以及P2符号译码的性 能，避免由FEF帧接收电平导致的T2频道扫描失败甚至漏检该频道。
【专利附图】
【附图说明】
[0030] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：
[0031] 图1是DVB-T2系统帧结构示意图。
[0032] 图2是T2帧构成示意图。
[0033] 图3是FEF帧构成示意图。
[0034] 图4a是FEF巾贞信号功率小于T2信号时的信号电平不意图。
[0035] 图4b是FEF帧信号功率大于T2信号时的信号电平示意图。
[0036] 图5是本发明一实施例的处理流程示意图。
[0037] 图6a是本发明电平阶跃检测示意图一，其显示FEF信号功率小的情况检测向上、 向下、向上三个阶跃。
[0038] 图6b是本发明电平阶跃检测示意图二，其显示FEF信号功率大的情况检测向下、 向上、向下三个阶跃。
[0039] 图7是电平阶跃检测装置结构示意图。
[0040] 附图标记说明
[0041] 功率计算单元10
[0042] 块平均单元20
[0043] 阶跃点检测单元30
【具体实施方式】
[0044] 图4a、4b显示存在FEF帧时，AGC输出信号电平的波动情况.图4a所示，为FEF 帧信号功率小时，FEF部分(除P1符号外）的信号电平向下跃变，随着AGC的逐渐收敛，最后 其信号电平回到正常值；另一方面，T2帧信号电平向上跃变，之后其电平逐步下降，最后也 回归到正常信号电平。图4b所示，为FEF信号功率大时，FEF信号（除P1符号外)经历了向 上跃变，而T2信号经历了向下跃变。显然，当P1符号以及随后的P2符号的接收电平远离 其正常信号电平时，对符号检测和译码会带来严重影响。
[0045] 图5所示，为本发明一实施例的处理流程图，在第一预定时间内，重复进行P1符号 同步位置检测和电平阶跃位置检测，记录AGC控制电压值，直至P1符号同步位置检测和电 平阶跃位置检测成功；
[0046] 将P1符号同步位置减去电平阶跃点位置，当差值大于预定门限TH时，返回到P1 符号同步位置检测和电平阶跃位置检测；
[0047] 当差值小于预定门限TH，判断当前帧为FEF帧，使用电平阶跃前的控制电压对AGC 实施开环控制；若P1符号检测成功，则实现AGC开环；
[0048] 若在第一预定时间内不能找到FEF帧位置或AGC开环后P1符号检测仍然失败，再 进行电平阶跃位置检测，在第二预定时间内检测连续向下、向上、向下三个电平阶跃点直至 电平阶跃位置检测成功，以连续两次向下电平阶跃点间的时间差作为周期，以向上电平阶 跃点减去时延量为周期内冻结起始点，生成周期性AGC冻结信号，若P1符号检测成功则使 用AGC冻结信号实现在FEF信号期间冻结AGC ;
[0049] 若在第二预定时间内不能成功检测到连续向下、向上、向下三个电平阶跃点或AGC 冻结后P1符号检测仍然失败，再进行电平阶跃位置检测，在第二预定时间内检测连续向 上、向下、向上三个阶跃点直至电平阶跃位置检测成功，以连续两次向上电平阶跃点间的时 间差作为周期，以向下电平阶跃点减去时延量为周期内冻结起始点，生成周期性AGC冻结 信号，若P1符号检测成功则使用AGC冻结信号实现在FEF信号期间冻结AGC ;
[0050] 若在第二预定时间内不能成功检测到连续向上、向下、向下三个电平阶跃点或AGC 冻结后P1符号检测仍然失败，若在第三预定时间内则返回重新开始执行本方法，若超出第 三预定时间则系统跳出执行；
[0051] 所述时延量为阶跃电平检测时延、AGC设置时延和余量之和。
[0052] 所述电平阶跃位置检测采用计算输入信号功率，进行块平均，得到k时刻的输入 信号功率P(k)，得到的功率值送入阶跃点检测装置得到电平阶跃位置。
[0053] 预定门限：将P1符号同步位置统一在P1符号末尾，那么T2帧时得到的位置差在 2048个符号左右，FEF帧时得到的位置差在0个符号左右，根据这种差异来区分FEF帧还是 T2帧，预定门限TH取值0-2048。
[0054] 第一预定时间：最大帧长时P1符号同步位置检测和阶跃位置检测都成功需要的 最少时间；
[0055] 第二预定时间：最大帧长时连续向上、向下、向上三个阶跃点或连续向下、向上、向 上三个阶跃点检测成功需要的最少时间；
[0056] 第三预定时间：最大巾贞长时P1符号成功检测需要的最少时间。
[0057] 如图6a所示，对应FEF信号的功率小的情况检测电平阶跃，得到向上、向下、向上 三个阶跃点后，从向上阶跃点为起始，生成周期性的AGC冻结信号，AGC开启：tl-tO ;AGC冻 结：t2+t0 ;周期：tl+t2。其中t0为阶跃电平检测时延、AGC设置时延、余量之和，tl为T2 帧和FEF帧P1符号的时间，t2为去除FEF帧P1符号的FEF帧时间；即保证在信号变小之 前，一定要提前一些冻结住AGC。如图6b所示，对应FEF信号功率大的情况检测电平阶跃，得 到向下、向上、向下三个阶跃点后，从向下阶跃点为起始，生成周期性的AGC冻结信号。AGC 开启：tl-tO ;AGC 冻结：t2+t0 ;周期：tl+t2。
[0058] 由于，并不知道FEF信号功率的大小，可以通过尝试图6a和图6b所示方法，其中 必有一个与实际相符，随后则可以顺利地系统捕捉。
[0059] 图7所示，为本发明的电平阶跃检测装置，包括功率计算单元10、块平均单元20和 阶跃点检测单元30。首先计算输入信号功率，接着进行块平均，得到k时刻的输入信号功率 P(k)。得到的功率值送入阶跃点检测电路。阶跃点检测采用公式：
[0060] 10*log {P (k-2) /P (k)} | > P0ff_TH (1)
[0061] 若10*l〇g{P(k-2)/P(k)} > P0W_TH，则电平向下阶跃，信号功率变小；
[0062] 若10*log{P(k_2)/P(k)} <-P0W_TH，则电平向上阶跃，信号功率变大。
[0063] 以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限 制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视 为本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种保证T2巾贞接收信号电平稳定的方法，其特征在于，包括： 在第一预定时间内，重复进行P1符号同步位置检测和电平阶跃位置检测，记录AGC控 制电压值，直至P1符号同步位置检测和电平阶跃位置检测成功； 将P1符号同步位置减去电平阶跃点位置，当差值大于预定门限TH时，返回到P1符号 同步位置检测和电平阶跃位置检测； 当差值小于预定门限TH，判断当前帧为FEF帧，使用电平阶跃前的控制电压对AGC实施 开环控制；若P1符号检测成功，摘1实现AGC开环； 若在第一预定时间内不能找到FEF帧位置或AGC开环后P1符号检测仍然失败，再进行 电平阶跃位置检测，在第二预定时间内检测连续向下、向上、向下或/和向上、向下、向上三 个电平阶跃点，直至电平阶跃位置检测成功，以连续两次向下/向上电平阶跃点间的时间 差作为周期，以向上/向下电平阶跃点减去时延量为周期内冻结起始点，生成周期性AGC冻 结信号，若P1符号检测成功则使用AGC冻结信号实现在FEF信号期间冻结AGC ; 若在第二预定时间内不能成功检测到连续向上、向下、向下三个电平阶跃点或AGC冻 结后P1符号检测仍然失败，若在第三预定时间内则返回重新开始执行本方法，若超出第三 预定时间则系统跳出执行。
2. 如权利要求1所述的保证T2帧接收信号电平稳定的方法，其特征在于：所述时延量 为阶跃电平检测时延、AGC设置时延和余量之和。
3. 如权利要求1所述的保证T2帧接收信号电平稳定的方法，其特征在于：所述电平阶 跃位置检测采用计算输入信号功率，进行块平均，得到k时刻的输入信号功率P (k)，得到的 功率值送入阶跃点检测装置得到电平阶跃位置。
4. 一种用于如权利要求1所述方法的电平阶跃检测装置，其特征在于，包括： 功率计算单元，根据输入信号计算出输入信号的功率； 块平均单元，将计算得到的输入信号功率进行块平均，减小噪声和输入信号波动带来 的影响，得到统计意义上的输入信号功率； 阶跃点检测单元，根据得到的统计意义上的输入信号功率，检测出输入信号功率突变 的点，完成电平阶跃检测。
【文档编号】H04L27/26GK104283626SQ201310291952
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】王薇漪, 龙必起, 陈小元 申请人:上海明波通信技术股份有限公司