CN103533346B - Dvb-s与dvb-s2信号自动检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统及方法，本发明在解调模块内部增加一个模式控制模块，自动检测识别接收的是DVB-S信号还是DVB-S2信号，并给出对应的信号类型指示标志，根据这一信号类型指示标志，解调模块内部自动选择DVB-S处理方式或者DVB-S2处理方式中的一种方式对接收数据进行解调；与传统方案相比，在解调模块内部增加一个模式控制模块，设计简单，自动处理判别接收信号模式，简化了电路设计，可以最大程度的复用资源，降低了设计成本及系统运行功耗。

Description

DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统及方法
技术领域
本发明涉及一种数字电视卫星广播接收领域中的信号检测识别。尤其是一种应用在解调模块内部的依靠DVB-S2帧检测和DVB-S FEC译码特性的能够自动检测识别接收的DVB-S信号与DVB-S2信号类型的方法。
背景技术
近年来，无线卫星广播通信得到广泛的关注。DVB-S作为第一代数字卫星广播主流卫星传输标准，问世十几年来，在世界范围内得到广泛应用。与DVB-S相比，DVBS-2以其更高的频谱利用率，更先进的编码方式和接近香农极限的系统性能引起了广泛的关注。因此DVB-S2由ETSI批准成为作为替代DVB-S标准的第二代数字卫星广播标准。
现有的处理识别DVB-S和DVB-S2信号的系统一般是在两个独立的解调模块之后：一个DVB-S解调模块，一个DVB-S2解调模块，通过一个可配置的二选一开关选通其中一路信号输出。具体如图1所示方案，其工作流程如下：卫星tunner将空中的射频信号经过放大、选台、变频后输出IQ两路零中频模拟信号，AD采样模块对IQ两路零中频模拟信号进行采样后输出IQ两路数字零中频基带信号，数字零中频基带信号一路进入DVB-S解调模块进行解调得到TS1信号，其中DVB-S解调模块可以包括DVB-S同步模块、DVB-S均衡模块、DVB-SFEC译码模块等；而另一路进入DVB-S2解调模块进行解调后得到TS2，其中DVB-S2解调模块包括DVB-S2同步模块、DVB-S2均衡模块、DVB-S 2FEC译码模块。然后将两路TS信号通过一个TS开关模块选通TS1或者TS2到MPEG解码模块进行视频音频解码输出视频流。
总之，采用上述技术方案的系统是在解调模块之后，通过I2C总线或者直接遥控等方式来对解调模块的输出信号类型进行选择，且在配置之前，必须知道发送的信号类型。另外，DVB-S解调模块和DVB-S2解调模块必须独立工作，需要两套独立的的同步、均衡、FEC模块同时工作，如此则会消耗更多的资源及功耗。
综上所述，为了避免上述问题，一种新的、有效的DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统及方法的发明是势在必行的。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种在解调模块内部，增加一个模式控制模块，自动检测识别接收的是DVB-S信号还是DVB-S2信号，并给出对应的信号类型指示标志，根据这一信号类型指示标志，解调模块内部自动选择DVB-S处理方式或者DVB-S2处理方式中的一种方式对接收数据进行解调。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的具体技术方案是：
一种DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统，至少包括：
基带预处理模块：对接收的卫星信号进行预处理后输出两路模拟信号，对两路模拟信号进行采样，转换成对应的数字基带信号；
定时及符号率转换模块：对采样后的数字基带信号进行定时偏差补偿、自动检测符号率，并将数字基带信号下采样内插到N倍符号率；
DVB-S2帧检测模块：对定时及符号率转换模块输出的信号进行帧检测处理；
模式控制模块：给出模式指示信号，其中包括：DVB-S信号或DVB-S2信号的模式指示信号以及有无信号标志；
载波相位恢复模块：根据模式指示信号，对接收数据的载波及相位偏差进行补偿；
均衡器模块：根据模式指示信号，对载波及相位偏差补偿后数据进行均衡；
FEC译码模块：根据模式指示信号，选择DVB-S译码模式或DVB-S2译码模式对均衡后的数据进行译码并输出TS流。
进一步可选地，所述DVB-S2帧检测模块根据DVB-S2信号帧结构特征，利用接收序列与本地DVB-S2帧头已知序列进行相关来捕获DVB-S2帧头，如果能够捕获到DVB-S2帧头，那么DVB-S2帧检测确认成功，给出DVB-S2帧检测成功标志，否则，DVB-S2帧检测超时，给出超时标志。
进一步可选地，所述N大于等于2。
进一步可选地，所述模式控制模块的工作控制流程如下：首先假定为DVB-S2模式、且有信号，尝试DVB-S2帧检测，如果接收到DVB-S2帧检测成功标志，则认为接收的信号类型是DVB-S2信号，将信号类型置为DVB-S2模式，且有信号；否则，如果收到DVB-S2帧检测超时标志，则将信号类型置为DVB-S模式，且有信号，尝试DVB-S FEC译码，如果DVB-S译码成功，则接收的信号类型为DVB-S信号、且有信号，否则，表示无信号。进一步可选地，所述载波相位恢复模块根据模式控制模块给出的模式指示信号，如果为DVB-S2信号，则采用帧头辅助处理与数据段盲处理的方式进行载波相位恢复，否则，则只采用数据段盲处理的方式进行载波相位恢复。
进一步可选地，所述均衡器模块根据模式控制模块给出的模式指示信号，对接收数据进行盲均衡或者数据辅助均衡。
所述的一种DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统的检测方法，至少包括：
步骤1、对接收的卫星信号进行预处理后输出两路模拟信号，对两路模拟信号进行采样，转换成对应的数字基带信号；对数字基带信号进行定时恢复及符号率转换，变换后得到2倍符号率的接收数据；
步骤2、将信号类型模式设置为DVB-S2模式，并假定系统有信号，启动DVB-S2帧检测模块，同时DVB-S2帧检测计数器开始计数；
步骤3、如果DVB-S2帧检测模块帧检测成功，则说明接收的是DVB-S2信号，将信号类型置为DVB-S2模式，且有信号，后续载波相位恢复模块及均衡器模块以及FEC译码模块内部选通DVB-S2模式工作，DVB-S相关逻辑不工作；
步骤4、如果DVB-S2帧检测模块帧检测超时，则说明接收信号有可能是DVB-S信号，将信号类型置为DVB-S模式，且有信号，尝试对接收信号进行DVB-S的FEC译码；
步骤5、如果DVB-S的FEC译码成功，则说明接收信号为DVB-S信号，将信号类型置为DVB-S模式，DVB-S2相关逻辑不工作以降低功耗；否则，如果DVB-S译码超时，那么，系统可能无信号，然后整个系统重新回到步骤1，直到搜索到有效信号类型。
进一步可选地，所述的一种DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统的检测方法，其DVB-S2帧检测模块根据DVB-S2信号帧结构特征，利用接收序列与本地DVB-S2帧头已知序列进行相关来捕获DVB-S2帧头，如果能够捕获到DVB-S2帧头，那么DVB-S2帧检测确认成功，给出DVB-S2帧检测成功标志，否则，DVB-S2帧检测超时，给出超时标志。
进一步可选地，所述的一种DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统的检测方法，其载波相位恢复模块根据模式控制模块给出的模式指示信号，如果为DVB-S2信号，则采用帧头辅助处理与数据段盲处理的方式进行载波相位恢复，否则，则只采用数据段盲处理的方式进行载波相位恢复。
进一步可选地，所述的一种DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统的检测方法，其均衡器模块根据模式控制模块给出的模式指示信号，对接收数据进行盲均衡或者数据辅助均衡。
如上所述，本发明的DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统及方法，具有以下有益效果：与传统方案相比，在解调模块内部增加一个模式控制模块，设计简单，自动处理判别接收信号模式，简化了电路设计，可以最大程度的复用资源，降低了设计成本及系统运行功耗。
附图说明
图1显示为现有技术的DVB-S与DVB-S2信号识别的示意图。
图2显示为本发明DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统的技术方案示意图。
图3显示为本发明DVB-S与DVB-S2信号自动检测方法的控制模块的控制流程示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
简言之，本发明提供的技术方案是在解调模块内部增加一个模式控制模块，该模式控制模块依靠帧同步和FEC译码特性能够自动给出信号类型指示标志。采用上述方法的系统如图2所示，本发明系统包括基带预处理模块：其包括tunner、AD采样模块，定时及符号率转换模块、DVB-S2帧检测模块、模式控制模块、载波相位恢复模块、均衡器模块、FEC译码模块，MPEG解码模块。其中tunner模块用于接收卫星信号，并对卫星信号进行放大、选台和变频后输出零中频IQ两路模拟信号；AD采样模块对tunner输出的零中频IQ两路模拟信号进行采样，转换成对应的数字基带信号；定时及符号率转换模块对采样后的数据进行定时偏差补偿，以及自动检测符号率，并将输入数据下采内插到2倍符号率；DVB-S2帧检测模块对定时及符号率转换模块输出的信号进行处理，根据DVB-S2信号帧结构特征，利用接收序列与本地DVB-S2帧头已知序列进行相关来捕获DVB-S2帧头，如果能够捕获到DVB-S2帧头，那么DVB-S2帧检测确认成功，给出DVB-S2帧检测成功标志，否则，如果DVB-S2帧检测超时，给出超时标志；模式控制模块给出模式指示信号，其中包括：DVB-S信号或DVB-S2信号模式指示信号Mode_flag以及有无信号标志NoneSignal_Flag。模式控制模块的工作控制流程如下：系统启动时，首先假定为信号类型为DVB-S2模式(Mode_flag＝1)，且有信号(NoneSignal_Flag＝0)，尝试DVB-S2帧检测，如果接收到DVB-S2帧检测成功标志，那么认为接收的信号类型是DVB-S2信号，将信号类型置为DVB-S2模式(Mode_flag＝1)，且有信号(NoneSignal_Flag＝0)。否则，如果收到DVB-S2帧检测超时标志，则将信号类型置为DVB-S模式(Mode_flag＝0)，且有信号(NoneSignal_Flag＝0)，尝试DVB-S FEC译码，如果DVB-S译码成功，则接收的信号类型为DVB-S信号(Mode_flag＝0)，且有信号(NoneSignal_Flag＝0)，否则，可能没有信号，将NoneSignal_Flag＝1，表示无信号。载波相位恢复模块用于对接收数据的载波及相位偏差进行补偿。根据模式控制模块给出的模式指示信号Mode_flag，如果为1，表示接收的为DVB-S2信号，采用帧头辅助处理与数据段盲处理的方式进行载波相位恢复，否则，如果为0，则只采用数据段盲处理的方式进行载波相位恢复，由于DVB-S模式与DVB-S2模式在解调模块内部不同时工作，因此，可以将两个模式的载波相位恢复模块进行资源复用；均衡器模块同样根据模式控制给出的模式指示信号Mode_flag，对接收数据进行盲均衡或者数据辅助均衡。由于DVB-S模式与DVB-S2模式在解调模块内部不同时工作，因此，可以将两个模式的均衡器模块进行资源复用。FEC译码模块根据模式指示信号Mode_flag，选择是对DVB-S译码模式还是DVB-S2译码模式，并对接收数据进行译码。如果译码成功，送出译码成功标志，并将译码的输出TS流送到MPEG解码模块进行解码。否则，如果译码超时，送出译码超时标志(FEC_TimeOutFlag＝1)。由于DVB-S模式与DVB-S2模式在解调模块内部不同时工作，因此，可以将两个模式的FEC译码模块进行资源复用；MPEG解码模块，主要对FEC译码输出的TS流进行视频及音频解码处理。
在实现时，本发明的技术方法的主要实施步骤如下：
步骤1、将系统初始化，先对接收的卫星信号进行采样定时恢复及符号率转换，变换后得到2倍符号率的接收数据。
步骤2、将信号类型模式设置为DVB-S2模式(Mode_flag＝1)，并假定系统有信号(NoneSignal_Flag＝0)，启动DVB-S2帧检测模块，同时DVB-S2帧检测计数器开始计数。
步骤3、如果DVB-S2帧检测成功，则说明接收的是DVB-S2信号，将信号类型置为DVB-S2模式(Mode_flag＝1)，信号有无标志置为有信号模式(NoneSignal_Flag＝0)，后续载波相位恢复模块及均衡器模块以及FEC译码模块内部选通DVB-S2模式工作，DVB-S相关逻辑不工作。
步骤4、如果DVB-S2帧检测超时，则说明接收信号有可能是DVB-S信号，将信号类型置为DVB-S模式(Mode_flag＝0)，信号有无标志置为有信号模式(NoneSignal_Flag＝0)，尝试对接收信号进行DVB-S的FEC译码。
步骤5、如果DVB-S的FEC译码成功，则说明接收信号为DVB-S信号，将信号类型置为DVB-S模式(Mode_flag＝0)，DVB-S2相关逻辑不工作以降低功耗。否则，如果DVB-S译码超时，那么，系统可能无信号，将信号有无标志置为无信号模式(NoneSignal_Flag＝1)，然后整个系统重新回到步骤1进行初始化处理，直到搜索到有效信号类型。
总之，本发明DVB-S与DVB-S2信号自动检测识别方法，其在解调模块内部增加一个模式识别模块，依靠DVB-S2帧检测和DVB-S FEC译码特性自动检测识别接收的DVB-S信号与DVB-S2信号的方法。该模式识别模块依靠DVB-S2帧检测的帧检测成功标志、帧检测超时标志、DVB-S FEC译码的译码成功标志以及译码超时标志进行模式切换。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统，其特征在于，至少包括：
基带预处理模块：对接收的卫星信号进行预处理后输出两路模拟信号，对两路模拟信号进行采样，转换成对应的数字基带信号；
定时及符号率转换模块：对采样后的数字基带信号进行定时偏差补偿、自动检测符号率，并将数字基带信号下采样内插到N倍符号率；
DVB-S2帧检测模块：对定时及符号率转换模块输出的信号进行帧检测处理；
模式控制模块：给出模式指示信号，其中包括：DVB-S信号或DVB-S2信号的模式指示信号以及有无信号标志；
载波相位恢复模块：根据模式指示信号，对接收数据的载波及相位偏差进行补偿；
均衡器模块：根据模式指示信号，对载波及相位偏差补偿后数据进行均衡；
FEC译码模块：根据模式指示信号，选择DVB-S译码模式或DVB-S2译码模式对均衡后的数据进行译码并输出TS流。
2.根据权利要求1所述的DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统，其特征在于，所述DVB-S2帧检测模块根据DVB-S2信号帧结构特征，利用接收序列与本地DVB-S2帧头已知序列进行相关来捕获DVB-S2帧头，如果能够捕获到DVB-S2帧头，那么DVB-S2帧检测确认成功，给出DVB-S2帧检测成功标志，否则，DVB-S2帧检测超时，给出超时标志。
3.根据权利要求1所述的DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统，其特征在于，所述N大于等于2。
4.根据权利要求1所述的DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统，其特征在于，所述模式控制模块的工作控制流程如下：首先假定为DVB-S2模式、且有信号，尝试DVB-S2帧检测，如果接收到DVB-S2帧检测成功标志，则认为接收的信号类型是DVB-S2信号，将信号类型置为DVB-S2模式，且有信号；否则，如果收到DVB-S2帧检测超时标志，则将信号类型置为DVB-S模式，且有信号，尝试DVB-S FEC译码，如果DVB-S译码成功，则接收的信号类型为DVB-S信号、且有信号，否则，表示无信号。
5.根据权利要求1所述的DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统，其特征在于，所述载波相位恢复模块根据模式控制模块给出的模式指示信号，如果为DVB-S2信号，则采用帧头辅助处理与数据段盲处理的方式进行载波相位恢复，否则，则只采用数据段盲处理的方式进行载波相位恢复。
6.根据权利要求1所述的DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统，其特征在于，所述均衡器模块根据模式控制模块给出的模式指示信号，对接收数据进行盲均衡或者数据辅助均衡。
7.如权利要求1所述的一种DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统的检测方法，其特征在于，至少包括：
步骤1、对接收的卫星信号进行预处理后输出两路模拟信号，对两路模拟信号进行采样，转换成对应的数字基带信号；对数字基带信号进行定时恢复及符号率转换，变换后得到2倍符号率的接收数据；
步骤2、将信号类型模式设置为DVB-S2模式，并假定系统有信号，启动DVB-S2帧检测模块，同时DVB-S2帧检测计数器开始计数；
步骤3、如果DVB-S2帧检测模块帧检测成功，则说明接收的是DVB-S2信号，将信号类型置为DVB-S2模式，且有信号，后续载波相位恢复模块及均衡器模块以及FEC译码模块内部选通DVB-S2模式工作，DVB-S相关逻辑不工作；
步骤4、如果DVB-S2帧检测模块帧检测超时，则说明接收信号有可能是DVB-S信号，将信号类型置为DVB-S模式，且有信号，尝试对接收信号进行DVB-S的FEC译码；
步骤5、如果DVB-S的FEC译码成功，则说明接收信号为DVB-S信号，将信号类型置为DVB-S模式，DVB-S2相关逻辑不工作以降低功耗；否则，如果DVB-S译码超时，那么，系统可能无信号，然后整个系统重新回到步骤1，直到搜索到有效信号类型。
8.如权利要求7所述的一种DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统的检测方法，其特征在于，所述DVB-S2帧检测模块根据DVB-S2信号帧结构特征，利用接收序列与本地DVB-S2帧头已知序列进行相关来捕获DVB-S2帧头，如果能够捕获到DVB-S2帧头，那么DVB-S2帧检测确认成功，给出DVB-S2帧检测成功标志，否则，DVB-S2帧检测超时，给出超时标志。
9.如权利要求7所述的一种DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统的检测方法，其特征在于，所述载波相位恢复模块根据模式控制模块给出的模式指示信号，如果为DVB-S2信号，则采用帧头辅助处理与数据段盲处理的方式进行载波相位恢复，否则，则只采用数据段盲处理的方式进行载波相位恢复。
10.如权利要求7所述的一种DVB-S与DVB-S2信号自动检测系统的检测方法，其特征在于，所述均衡器模块根据模式控制模块给出的模式指示信号，对接收数据进行盲均衡或者数据辅助均衡。
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