[发明专利]一种帧同步方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及数字信息传输领域，尤其涉及一种针对中国数字电视地面标准(GB 20600-2006)接收机的帧同步方法及系统。 

背景技术

图1是中国数字电视地面标准的复帧结构。如图1所示，中国数字电视地面标准(GB 20600-2006)帧结构数据帧结构是一种四层结构。信号帧是系统帧结构的基本单元，一个信号帧由帧头和帧体两部分时域信号组成。帧头和帧体信号的基带符号率(7.56Msps)相同。 

帧头部分由PN序列构成，其长度有三种选项。帧头信号采用I路和Q路相同的4QAM调制。 

帧体部分包含36个符号的系统信息和3744个符号的数据，共3780个符号。帧体长度是500μs(3780×1/7.56μs)，保持不变。 

如表1所示，为适应不同应用，定义了三种可选的帧头模式以及相应的信号帧结构。对于a)的信号帧结构，每225个信号帧组成一个超帧(225×4200×1/7.56μs＝125ms)；对于b)的信号帧结构，每216个信号帧组成一个超帧(216×4375×1/7.56μs＝125ms)；对于c)的信号帧结构，每200个信号帧组成一个超帧(200×4725×1/7.56μs＝125ms)。由此可见，三种帧头模式所对应的超帧长度都保持不变。 

表1 

帧头模式1： 

帧头模式1采用的PN序列定义为循环扩展的8阶m序列，可由一个线性反馈移位寄存器(LFSR)实现，经“0”到+1值及“1”到-1值的映射变换为非归零的二进制符号。 

长度为420个符号的帧头信号(PN420)，由一个前同步、一个PN255序列和一个后同步构成，前同步和后同步定义为PN255序列的循环扩展，其中前同步长度为82个符号，后同步长度为83个符号，如下表2所示。 

  前同步82个符号   PN255   后同步83个符号

表2 

LFSR的初始条件确定所产生的PN序列的相位。在一个超帧中共有225个信号帧。每个超帧中各信号帧的帧头采用不同相位的PN信号作为信号帧识别符。 

产生序列PN255的LFSR的生成多项式定义为： 

G₂₅₅(x)＝1+x+x⁵+x⁶+x⁸

图2是8阶m序列生成结构。 

PN420序列可以用图2所示的LFSR产生。 

帧头信号的平均功率是帧体信号的平均功率的2倍。 

协议中规定：不要求指示帧序号时，上述PN序列无需实现相位变化，使用序号0的PN初始相位。 

帧头模式2： 

帧头模式2采用10阶最大长度伪随机二进制序列截短而成，帧头信号的长度为595个符号，是长度为1023的m序列的前595个码片。 

该最大长度伪随机二进制序列由10比特LFSR产生。该最大长度伪随机二进制序列的生成多项式为： 

G₁₀₂₃(x)＝1+x³+x¹⁰

该10比特LFSR的初始相位为：0000000001，在每个信号帧开始时复位。 

图3是10阶m序列生成结构。 

产生该最大长度伪随机二进制序列的结构如图3所示。 

由图3产生的伪随机序列的前595码片，经“0”到+1值及“1”到-1值的映射变换为非归零的二进制符号。在一个超帧中共有216个信号帧。每个超帧中各信号帧的帧头采用相同的PN序列。 

帧头信号的平均功率与帧体信号的平均功率相同。 

帧头模式3：