CN101552759A - 一种传输模式检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传输模式检测装置，包括多路并行的相关检测器分别对DAB信号进行对应传输模式下循环前缀相关长度的自相关运算，输出相关信号；多路并行的频率检测器将各相关信号与对应传输模式下相关峰频率相同的正弦信号、余弦信号分别相乘、低通滤波，并分别输出正弦乘积相关信号和余弦乘积相关信号；累加与传输模式判断模块将正弦乘积相关信号和余弦乘积相关信号分别进行一段时间的累加、取平方，然后求和，得到各路相关信号的相关值，最大的一路对应传输模式为DAB信号的传输模式。当相关信号具有相关峰时，对应的相关值将持续增加，经过一段时间累加后必然远远大于不匹配的那些路的相关值，因而能准确判断出DAB信号的传输模式。

Description

一种传输模式检测装置

技术领域

本发明涉及一种传输模式检测装置，尤其是数字音频广播接收机对DAB信号的传输模式进行检测的装置。

背景技术

数字音频广播，简称DAB(Digital Audio Broadcasting)，是继调幅(AM)和调频(FM)广播之后的第三代广播体系。

在过去的几十年里，调频(FM)广播曾以高质量的传输接收声音受到听众的欢迎。但这种模拟的窄带传输方法的主要问题是对多径传播缺乏抵抗能力。为了改进调频广播的质量，虽然采用了一些新的方法和技术，收到了不少的成效，但是都有一定的局限性。

数字音频广播(DAB)是以数字技术为手段，可以由广播机构向移动、固定或便携式接收机传送高质量的声音节目和数据业务。

数字音频广播(DAB)，也就是EUREKA-147，采用对地面多径衰落强壮的编码正交频分复用(COFDM)的数字调制方法，能够提供CD音质的音频播放，以及不同类型的数据业务和高质量移动接收。基于欧洲的DAB，韩国数字多媒体广播(T-DMB)在DAB的基础上修改了信源及复用方式，添加了传送视频业务的能力。

DAB信号在时间上是逐帧传送的，这些帧称为传输帧，即DAB信号由一系列的DAB传输帧组成。

DAB信号工作在不同的传输模式，有不同的帧长、不同的总符号数量、快速信息通道(FIC)符号数量和主要业务通道(MSC)符号数量。

图1是DAB系统标准中一种传输模式下的DAB信号传输帧的结构图。如图1所示，DAB传输帧由空符号(Null)、1个字符的相位基准符号(PRS)和75个字符的数据OFDM符号组成。空符号、相位基准符号构成同步信道，数据OFDM符号包括3个字符的快速信息通道(FIC)和72个字符的主业务通道(MSC)。

DAB信号是采用多载波方法，虽然允许较长的符号持续期，降低了符号间干扰，但并不能完全消除，因此在DAB信号的OFDM符号间人为地加上一个持续时间为T_g的“保护间隔”，DAB信号中的保护间隔是将OFDM符号的最后一部分复制到前端，也称作为“循环前缀”。

在DAB系统中确定了多种不同的传输模式，每种模式下有相应的一套参数，不同模式下OFDM符号的保护间隔不相同。在DAB系统标准的三种传输模式中，检测传输模式根据OFDM信号确定DAB信号工作在哪种传输模式

目前，针对DAB数字接收机中的传输模式检测的专利有很多：

有的是产生相关峰，对相关峰进行计数。在预设的时间上将峰值数量与预设值进行比较，通过门限的最大值可以判断出传输模式。

有的是先进行相关运算，然后估计或判断相关峰间隔，从而确定传输模式。

然而，上述判断传输模式的方法存在判断不够准确的缺点

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能准确判断DAB信号传输模式的传输模式检测装置。

为达到上述发明目的，本发明的传输模式检测装置，包括：

多路并行的相关检测器，分别对应DAB系统标准下的多种传输模式中的一种传输模式，每路相关检测器分别对输入的DAB信号进行对应传输模式下循环前缀相关长度的自相关运算，输出各自的相关信号；

多路并行的频率检测器，分别接收一路相关检测器输出的相关信号，每一路频率检测器有与该路连接的相关检测器对应传输模式下的DAB信号自相关运算输出相关信号相关峰频率相同的正弦信号、余弦信号发生器，用于将各相关检测器输出的相关信号与该相关检测器对应传输模式下的DAB信号自相关运算输出相关信号相关峰频率相同的正弦信号、余弦信号分别相乘，相乘后的信号分别进行低通滤波，并分别输出正弦乘积相关信号和余弦乘积相关信号；

累加与传输模式判断模块，接收各路频率检测器输出的正弦乘积相关信号和余弦乘积相关信号，用于将各路频率检测器输出的正弦乘积相关信号和余弦乘积相关信号分别进行一段时间的累加、取平方，然后求和，得到各路相关信号的相关值，相关值最大的一路对应传输模式，即为输入的DAB信号的传输模式。

本发明的目的是这样实现的：

输入的DAB信号在并行的各相关检测器中进行不同传输模式下循环前缀相关长度的自相关运算，输出各自的相关信号。

当输入的DAB信号的传输模式与某一路相关检测器对应的传输模式相同，即匹配时，该路相关检测器输出的相关信号具有相关峰，其频率设为Fseak，该路相关信号可表示为Sf(n)：

Sf(n)＝S(n)Cos(2*π*Fseak*n)

式中n代表DAB信号中的采样点，S(n)代表采样点n处的幅度值。

该相关信号Sf(n)与该传输模式下相关峰频率Fseak相同的正弦信号Sin(2*π*Fseak*n+θ)、余弦信号Cos(2*π*Fseak*n+θ)相乘：

$\mathrm{Sf}\left(n\right)\mathrm{Cos}(2*\mathrm{\π}*\mathrm{Fseak}*n+\mathrm{\θ})$

$=\frac{1}{2}[S\left(n\right)\mathrm{Cos}\left(\mathrm{\θ}\right)+S\left(n\right)*\mathrm{Cos}(4*\mathrm{\π}*\mathrm{Fseak}*n+\mathrm{\θ})]$

$\mathrm{Sf}\left(n\right)\mathrm{Sin}(2*\mathrm{\π}*\mathrm{Fseak}*n+\mathrm{\θ})$

$=\frac{1}{2}[S\left(n\right)\mathrm{Sin}\left(\mathrm{\θ}\right)+S\left(n\right)*\mathrm{Sin}(4*\mathrm{\π}*\mathrm{Fseak}*n+\mathrm{\θ})]$

式中，θ为正弦、余弦信号与相关信号Sf(n)在相关峰频率Fseak上的相位差。

上述相乘后的信号进行低通滤波以后，将分别获得正弦乘积相关信号S(n)Sin(θ)和余弦乘积相关信号S(n)Cos(θ)，对其分别进行累加、取平方，然后求和，得到的相关信号的相关值，将持续增加，由此，就能够在一个累加时间段以后，相关值最大的一路对应传输模式，即为输入的DAB信号的传输模式。

当某路相关信号具有相关峰时，此正弦乘积相关信号和余弦乘积相关信号值将趋于多径导致的时域衰落，时域衰落受到了相关峰周期的调制，数据是不过零的；当该路信号不是相关峰时，正弦乘积相关信号和余弦乘积相关信号呈现为一个低通信号的特性，数据是过零的。因此，对低通结果进行累加，具有相关峰的那路对应的相关值将持续增加，而非相关峰路的相关值是呈波动特性的。由此，就能够在一个累加时间段以后，相关值最大的一路对应传输模式，即为输入的DAB信号的传输模式，从而获得传输模式。

由于本发明经过一段时间累加后，与DAB信号传输模式对应的那一路输出的相关值持续增加，必然远远大于另外不匹配的那些路的相关值，因而，准确判断出DAB信号的传输模式。

附图说明

图1是DAB系统标准中一种传输模式下的DAB信号传输帧的结构图；

图2是本发明传输模式检测装置一具体实施方式原理框图；

图3是图2所示频率检测器的一种具体实施方式原理框图；

图4是图2所示累加与传输模式判断模块的一种具体实施方式原理框图。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图对具体实施方式进行更为详细的描述。在以下的描述中，当已有的现有技术的详细描述也许会淡化本发明的主题内容时，这些描述在这儿将被忽略。

图1是DAB系统标准中一种传输模式下的DAB信号传输帧的结构图，DAB信号的帧结构在背景技术中进行了详细描述，在此，不再赘述。

实施例1

图2是本发明传输模式检测装置一具体实施方式原理框图。

如图2所示，在本实施例中，传输模式检测装置有三路并行的相关检测器，即相关检测器1、2、3分别对应DAB系统标准下的三种传输模式中的一种传输模式。在本实施例中，相关检测器1、2、3分别对应传输模式1、2、3。输入的DAB信号的传输模式不同，其循环前缀的相关长度是不同的，在相关检测器1、2、3中，分别对输入的DAB信号进行传输模式1、2、3下DAB信号循环前缀相关长度的自相关运算，输出相关信号1、2、3。如果输入的DAB信号工作传输模式1，则相关信号1就具有相关峰。相关检测器的结构和自相关运算属现有技术，在本实施例中，不再赘述。

三路并行的频率检测器1、2、3分别接收相关检测器1、2、3输出的相关信号，频率检测器1、2、3有与相关检测器1、2、3对应传输模式下DAB信号自相关运算输出相关信号相关峰频率的相同的正弦信号、余弦信号发生器，也就是说，频率检测器1有DAB信号工作在传输模式1下，相关检测器1输出相关信号1中相关峰频率相同的正弦信号、余弦信号发生器。

相关检测器1输出的相关信号1与频率检测器1的正弦信号、余弦信号发生器产生的正弦信号、余弦信号分别相乘，相乘后的信号分别进行低通滤波，并分别输出正弦乘积相关信号101和余弦乘积相关信号102；其他两路输出为正弦乘积相关信号201、301和余弦乘积相关信号202、302。

图3是图2所示频率检测器的一种具体实施方式原理框图。

在本实施例中，相关检测器输出的相关信号分别与正弦信号、余弦信号发生器产生的正弦信号、余弦信号相乘，相乘后的信号分别进行下抽取、低通滤波，并分别输出正弦乘积相关信号和余弦乘积相关信号。

在本实施例中，在进行低通滤波之前，由于相关峰频率与采样频率相差太远，如传输模式1下为2552倍，对应截止频率为0.0004，对低通滤波器的要求太高。因此，首先对数据进行高倍抽取，即下抽取，再进行低通滤波，这样可以降低运算量。在本实施中，针对三种传输模式，分别使用100，400，200倍抽取后，将截止频率范围降低为0.04。设计低通滤波器的通带0.02，阻带0.05，可用一个3阶IIR滤波器实现滤波。

图4是图2所示累加与传输模式判断模块的一种具体实施方式原理框图。

在本实施例中，正弦乘积相关信号101、201、301和余弦乘积相关信号102、202、302分别进行累加，分别得到累加值Peak101、Peak102、Peak201、Peak202、Peak301、Peak302。然后在传输模式判断模块中，取平方，然后求和，得到三路相关信号的相关值Peak1、Peak2、Peak3：

Peak1＝Peak101²+Peak102²

Peak2＝Peak201²+Peak202²

Peak3＝Peak301²+Peak302²

然后进行传输模式判断：

(1)、找出三路相关信号的相关值Peak1、Peak2、Peak3中最大值a，次大值b；

(2)、判断

如果a不等于0，并且a＞b*K，同时a＞M，则DAB信号的传输模式为最大值a对应的传输模式，例如：若最大值a＝Peak1，则判定DAB信号的传输模式为传输模式1。

如果不满足，则继续正弦乘积相关信号101、201、301和余弦乘积相关信号102、202、302进行累加，直至满足为止。

在本实施例中，判定最大值a是否达到预先设定的门限值，K，M为门限值，以决定累加的时间。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，但应当清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (3)

1、一种传输模式检测装置，包括多路并行的相关检测器，分别对应DAB系统标准下的多种传输模式中的一种传输模式，每路相关检测器分别对输入的DAB信号进行对应传输模式下循环前缀相关长度的自相关运算，输出各自的相关信号，其特征在于，传输模式检测装置还包括：

多路并行的频率检测器，分别接收一路相关检测器输出的相关信号，每一路频率检测器有与该路连接的相关检测器对应传输模式下的DAB信号自相关运算输出相关信号相关峰频率相同的正弦信号、余弦信号发生器，用于将各相关检测器输出的相关信号与该相关检测器对应传输模式下的DAB信号自相关运算输出相关信号相关峰频率相同的正弦信号、余弦信号分别相乘，相乘后的信号分别进行低通滤波，并分别输出正弦乘积相关信号和余弦乘积相关信号；

累加与传输模式判断模块，接收各路频率检测器输出的正弦乘积相关信号和余弦乘积相关信号，用于将各路频率检测器输出的正弦乘积相关信号和余弦乘积相关信号分别进行一段时间的累加、取平方，然后求和，得到各路相关信号的相关值，相关值最大的一路对应传输模式，即为输入的DAB信号的传输模式。

2、根据权利要求1所述的传输模式检测装置，其特征在于，所述的频率检测器中相乘后的信号进行低通滤波前，进行了下抽取数据处理。

3、根据权利要求1所述的传输模式检测装置，其特征在于，所述的一段时间通过以下方式确定：

(1)、找出各路相关信号的相关值中最大值a，次大值b；

(2)、判断

如果a不等于0，并且a＞b*K，同时a＞M，则DAB信号的传输模式为最大值a对应的传输模式；

如果不满足，则继续正弦乘积相关信号和余弦乘积相关信号进行累；

K，M为决定累加的时间的门限值。

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