[发明专利]一种卫星广播帧头获得方法

说明书

本发明提供了一种卫星广播帧头获得方法，能够适应宽信噪比范围内帧头同步，并且易于匹配滤波器硬件实现。根据具体应用场景，选择合适的帧头长度，基于多层m序列获得卫星广播帧头，能够适应宽信噪比范围内帧头同步，适用于面向不同接收口径天线的卫星广播信号传输；并且可以避免雨衰、由于相对运动而带来的卫星指向不准带来的信噪比损失，接收信噪比具有很大的动态范围。本发明所述方法采用多层m序列结构获得卫星广播帧头，显著降低了硬件实现复杂度，易于匹配滤波器硬件实现，获得的帧头具有良好的自相关特性，能够被快速捕获。

技术领域

本发明涉及卫星数字广播通信系统物理层传输技术领域，具体涉及一种卫星广播帧头获得方法。

背景技术

数字卫星广播业务传输中卫星对其覆盖范围内的接收终端广播业务，卫星广播业务要实现在覆盖范围内的不同天线口径终端的可靠接收。数字卫星广播业务包括多种综合数字业务，不同业务类型对物理层传输提出不同需求，例如话音对物理层传输性能要求较低，文件、短消息业务传输性能要求较高，主要体现对数字广播通信物理层误码率、丢包率要求。随着物理层编码技术的发展，译码性能有了显著提升，如LDPC码、Turbo码等，在现有卫星通信系统中得到了广泛应用。这类编码均采用分组编码方式，在数字广播通信物理层中通常采用“帧头+数据体”方式进行分组数据封装。利用特定帧头来区分帧边界；将待传输的数据切割成数据块，经过编码调制后完成物理层数据体的封装。接收端首先进行帧头检测，完成帧同步，进一步进行数据解调、译码，完成分组数据恢复。因此，物理层帧头的的获得尤为关键，分组数据帧头的检测尤为重要，其决定了整个物理层接收性能。帧头的获得需要综合考虑卫星信道特性、传输数据需求、终端接收能力、帧效率等因素。现有的帧头获得方式中一般不考虑接收信噪比范围。采用m序列获得卫星广播帧头是一种常见的帧头获得方式，在生成帧头时，直接利用一个m序列获得卫星广播帧头。

面向不同接收口径天线的卫星广播信号，由于接收端天线口径一般从0.3m至3.7m不等，接收端天线的接收能力有所差异，较大口径天线接收能力较强，小口径天线接收能力较弱。卫星广播帧头要能够同时满足不通接收端天线口径的要求。

另外，卫星信道采用无线方式传输，信道传输时间长(特别对于GEO卫星)，容易受到降雨、降雪和电磁波等的影响，对于采用高频段(Ku、Ka)频段，受雨衰影响显著，造成严重的接收信噪比损失；并且由于卫星的相对移动，也会带来终端天线的指向偏差，造成接收信噪比损失。若考虑较大信噪比范围，直接利用一个m序列获得卫星广播帧头，硬件实现十分复杂，不能匹配滤波器硬件，无法被快速捕获。

因此，急需一种可硬件实现，能够支持较大信噪比范围的卫星广播帧头获得方法，保证接收范围内的站型的可靠数据接收。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种卫星广播帧头获得方法，能够适应宽信噪比范围内帧头同步，并且易于匹配滤波器硬件实现。

本发明所述的卫星广播帧头获得方法，用多层m序列生产成帧头序列，每层m序列相同，包括如下步骤：

步骤1，结合卫星广播接收端天线尺寸，根据雨衰以及卫星与天线相对运动造成的天线指向不准而带来的信噪比损失，确定天线接收信噪比动态范围；根据接收信噪比接收动态范围，确定帧头长度L_syn的最小值L_min；

步骤2，结合步骤1得到的帧头长度L_syn的最小值L_min，联立式(1)、式(2)和式(3)确定单层m序列的长度L_m以及阶数n；

(L_m)^p＝L_syn； (1)

L_m＝2ⁿ-1； (2)

L_syn≥L_min； (3)