CN105491446B - 解扰方法及其解扰装置 - Google Patents

Abstract

一种解扰方法及其解扰装置，该解扰方法步骤如下。对加扰后的编码序列中的至少一导频块以N个(N>1)解扰方式进行解扰，以得到N个解扰向量组，其中每一解扰向量组包括至少一导频块所对应的至少一解扰向量。针对N个解扰向量组的每一个所包括的至少一解扰向量进行自相关运算，以产生与至少一解扰向量对应的L个第1～L阶自相关函数。对N个解扰向量组的每一个的至少一解扰向量对应的L个第1～L阶自相关函数进行计算，以获得N个解扰向量组所对应的N个第一正实数数值。从N个解扰向量组所对应的N个第一正实数数值中确定最大值，选取其所对应的解扰方式。

Description

解扰方法及其解扰装置

技术领域

本发明关于一种解扰方法，特别是关于一种用于数字视频广播卫星系统的解扰方法及其解扰装置。

背景技术

视讯广播为现今与人们生活休闲、娱乐及知识的取得最息息相关的系统。过去在视讯广播系统尚未问世以前，人们仅能从无线电的收音机内，听取精采的球赛，或是聆听电台主持人针对事件的发生经过做描述。在人们仅能利用听的方式去感觉、去想象球赛的精采或是事件发生的状况时，人们会觉得少了亲临现场的感觉。在电视及视讯广播系统问世之后，人们便可以待在自己家的电视机前面观赏精采的球赛或是亲身体会演唱会现场，而有亲临现场的感觉。

据此，目前有许多的视频广播规格相继开始制定，例如，「数字视频广播卫星系统-第二代」(Digital Video Broadcasting-Satellite-Second Generation，DVB-S2)、「数字视频广播卫星系统-第二代拓展」(Digital Video Broadcasting-Satellite-SecondGeneration Extensions，DVB-S2X)、数字视频广播电缆系统(Digital VideoBroadcasting-Cable，DVB-C)、数字视频广播(Digital Video Broadcasting-TV，DVB-T)、甚至是手持式数字视频广播(Digital Video Broadcasting-handheld，DVB-H)等等。因此，因应不同的规格，不同编解扰方式的使用随之相继提出。「数字视频广播卫星系统-第二代」仅定义加扰(Scrambling)方式，故接收机的解扰(Descrambling)方式相对单纯。然而，「数字视频广播卫星系统-第二代扩展」定义了七种加扰方式，故接收器若无法判断发射器所采用的加扰方式时，会无法顺利地译码出正确的视频数据。

发明内容

本发明实施例提出一种解扰方法。解扰方法包括以下步骤。首先，接收加扰后的编码序列。接着，对加扰后的编码序列中的至少一导频块以N个解扰方式进行解扰，以得到N个解扰方式所对应的N个解扰向量组，其中每一解扰向量组包括与至少一导频块所对应的至少一解扰向量。其后，针对N个解扰向量组的每一个所包括的至少一解扰向量进行自相关运算，以产生与至少一解扰向量对应的L个第1～L阶自相关函数，其中1≤L<S，S为至少一解扰向量的最大长度且为整数。接着，对N个解扰向量组的每一个所对应的L个第1～L阶自相关函数自相关函数进行运算，以得到N个解扰向量组的每一个所对应的第一正实数数值。从N个解扰向量组所对应的N个第一正实数数值中确定最大值，选取其所对应的解扰方式。最后，利用选取的解扰方式对后续所接收的加扰后的另一编码序列进行解扰。上述N>1且为整数。

本发明实施例提出一种解扰装置。解扰装置包括接收单元、判断单元以及解扰单元。判断单元耦接于接收单元，解扰单元耦接于接收单元与判断单元。接收单元用以接收加扰后的编码序列。判断单元用以对加扰后的编码序列中的至少一导频块以N个解扰方式进行解扰，以得到N个解扰方式所对应的N个解扰向量组，其中每一解扰向量组包括与至少一导频块所对应的至少一解扰向量。判断单元并针对N个解扰向量组的每一个所包括的至少一解扰向量进行自相关运算，以产生与至少一解扰向量对应的L个第1～L阶自相关函数，其中1≤L<S，S为至少一解扰向量的最大长度且为整数。判断单元会对N个解扰向量组的每一个所对应的至少一自相关函数进行运算，以得到N个解扰向量组的每一个所对应的第一正实数数值，并选取N个解扰向量组所对应的N个第一正实数数值中的最大值所对应的解扰方式。解扰单元接收判断单元选取的解扰方式，并利用此解扰方式对后续所接收加扰后的另一编码序列执行解扰。上述N>1为整数。

综上所述，使用于「数字视频广播卫星系统-第二代拓展」的接收器可使用本发明实施例所提出的解扰方法与解扰装置，以判断出所接收的编码序列是为何种加扰方式，并且接着对编码序列进行解扰。进一步地说，本发明实施例的解扰方法与解扰装置能够快速判断编码序列的加扰方式以及选择对应的解扰方式，而且上述解扰方法与解扰装置的错误率低。

为能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1为数字视频广播卫星系统所使用的实体帧的示意图。

图2为本发明实施例的解扰装置的方块图。

图3为本发明实施例的解扰方法的流程图。

图4为本发明实施例的解扰方法中计算第3阶自相关函数运算的示意图。

图5为本发明实施例的解扰方法的导频块数与错误率的仿真图。

【符号说明】

PLF：实体层帧

RS：加扰重设符号

SS：加扰的编码序列

DS：解扰的编码序列

FECF：前向错误更正帧

PB：导频块

1：解扰装置

11：接收单元

12：判断单元

13：解扰单元

S101～S108为方法步骤流程

101、102：解扰向量

具体实施方式

在下文将参看附图更充分地描述各种例示性实施例，在附图中展示一些例示性实施例。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言，提供此等例示性实施例使得本发明详尽且完整，且将向熟习此项技术者充分传达本发明概念的范畴。在诸附图中，可为了清楚而夸张显示层及区的大小及相对大小。类似数字始终指示类似元件。

本发明实施例提供一种解扰方法和解扰装置，所述解扰方法和解扰装置用以快速判断接收到的编码序列的加扰方式以及选择其相应的解扰方式，且所述解扰方法和解扰装置在数字视频广播卫星系统中对白噪声、相位噪声、频率偏差或相位偏差具有较好的抵抗能力，故其错误率较低。

请参阅图1，图1为数字视频广播卫星系统所使用的实体帧的示意图。实体层帧(Physical Layer frame，PL frame)PLF包括加扰重设符号RS与加扰的编码序列SS两部分。在加扰的编码序列SS中还包括了多个前向错误更正帧(Forward Error CorrectionFrame)FECF与多个导频块(Pilot Block)PB。导频块PB间隔设置于前向错误更正帧FECF之间。加扰重设符号RS与加扰的编码序列SS依不同的通讯系统所需而有不同的标准，且加扰重设符号RS与加扰的编码序列SS的细节为所属技术领域具通常知识者所能了解的，故在此不再赘述。

在本发明实施例中，实体层帧PLF可为「数字视频广播卫星系统-第二代拓展」所用以在发射器与接收器之间传输的数据串。更仔细地说，于「数字视频广播卫星系统-第二代拓展」的技术规格中，发射器可以使用七种加扰方式对所欲传输的实体层帧PLF中的导频块PB进行加扰以产生加扰的编码序列SS。因此，在「数字视频广播卫星系统-第二代拓展」的接收器的解扰装置接收加扰的编码序列SS进行解扰的时候，解扰装置需进一步判断所接收到的加扰的编码序列SS是使用何种加扰方式。然而，虽然本发明实施例以「数字视频广播卫星系统-第二代拓展」所使用的七种加扰方式作为说明，但本发明并不以加扰方式的种类数目与采用的系统规格作为限制。值得一提的是，加扰的编码序列SS以振幅相位键移(Amplitude Phase-shift keying，APSK)进行调变以及导频块PB为低密度奇偶校验码(Low-Density Parity-Check Code，LDPC)与BCH码组成。

接着，请参阅图2，图2为本发明实施例的解扰装置的方块图。解扰装置1包括接收单元11、判断单元12以及解扰单元13。判断单元12耦接于接收单元11，解扰单元13耦接于接收单元11以及判断单元12。

接收单元11包含适当的电路、逻辑和/或编码，以接收从发射器的加扰码装置(图未绘示)加扰后被发送的实体层帧PLF。更仔细地说，接收单元11在接收到实体层帧PLF中的加扰重设符号RS，并进行重设的动作后，会开始接收加扰的编码序列SS。

判断单元12包含适当的电路、逻辑和/或编码，以对接收单元11所接收的加扰的编码序列SS进行选择解扰方式的判断。进一步地说，判断单元12对接收单元11开始接收的加扰的编码序列SS中的多个导频块PB进行解扰，并得到七种解扰方式所对应的七个解扰向量组。每一个解扰向量组包括与多个导频块PB所对应的多个解扰向量，换句话说，每一个导频块PB会对应产生一个解扰向量。举例来说，若加扰的编码序列SS中具有10个导频块PB，则可以对应产生出10个解扰向量。因此，每一个解扰向量组会具有对应导频块PB个数的解扰向量。值得一提的是，本发明实施例并未限定在判断单元12进行判断时所使用的导频块PB的个数。也就是说，判断单元12可以使用一个或二个以上的导频块PB进行判断，本发明实施例的判断单元12并不以于判断使用的导频块PB的个数作为限制。

承上所述，判断单元12在对所选取的多个导频块PB进行判断的解扰过程中，针对七个解扰向量组中的每一个所包括的各解扰向量进行自相关运算(Autocorrelation)，以产生与各解扰向量对应的L个第1～L阶自相关函数，其中1≤L<S，S为解扰向量的最大长度且为整数。进一步地说，判断单元12对各解扰向量组中的各解扰向量所对应的L个第1～L阶自相关函数进行运算，以得到各解扰向量组中的每一个所对应的第一正实数数值。换句话说，在本发明实施例中，会产生对应于七个解扰向量组的七个第一正实数数值。接着判断单元12则会选取七个第一正实数数值中最大值所对应的解扰方式，并将解扰方式提供给解扰单元13。

更仔细地说，在判断单元12对各解扰向量组中的各解扰向量所对应的L个第1～L阶自相关函数进行运算中，判断单元12更计算出各解扰向量所对应的L个第1～L阶自相关函数的L个自相关结果。在判断单元12计算各解扰向量的L个第1～L阶自相关函数时，以不同的L个相位位移(亦即不同阶数，1～L)分别计算而产生L个自相关结果。各相位位移的位移量大于等于一，且小于各解扰向量的最大长度，而每一个相位位移会对应产生一个自相关结果。

接着，判断单元12将各解扰向量的L个自相关结果进行求模计算，以产生各解扰向量于L个相位位移所对应的L个第二正实数数值。更进一步地，判断单元12将各解扰向量产生的L个第二正实数数值进行模求和计算，以产生各解扰向量所对应的第三正实数数值。最后，判断单元12将七个解扰向量组的每一个所包括的各解扰向量所对应的第三正实数数值进行加总，以得到各解扰向量组所对应的第一正实数数值。

解扰单元13包含适当的电路、逻辑和/或编码，以在判断单元12选择解扰方式后，接收判断单元12选取的解扰方式，并利用所述解扰方式对后续所接收到的加扰的编码序列SS执行解扰，以输出解扰的编码序列DS。之后，接收器的后端电路会对所述解扰的编码序列DS进行译码，以输出数据序列。

后续将进一步说明本发明实施例的解扰方法。请参阅图3，图3为本发明实施例的解扰方法的流程图。解扰方法包括步骤S101～S108。于步骤S101中，通过接收单元接收加扰后的编码序列。之后，于步骤S102中，判断单元对加扰后的编码序列中的至少一导频块以多个解扰方式进行解扰，以得到多个解扰方式所对应的多个解扰向量组。然后，于步骤S103中，判断单元针对多个解扰向量组的每一个所包括的每一解扰向量以多个相位位移进行自相关运算，以产生每一解扰向量组的每一解扰向量的L个相位位移的解扰向量的L个第1～L阶自相关函数，其中1≤L<S，S为解扰向量的最大长度且为整数。接着，于步骤S104中，判断单元对每一解扰向量组的每一解扰向量的L个第1～L阶自相关函数进行求模计算。之后，于步骤S105，判断单元对每一解扰向量组的每一解扰向量的L个自相关函数进行求模计算的结果进行模求和计算，以获得每一解扰向量组的每一解扰向量的模求和计算结果。之后，于步骤S106中，判断单元将各个解扰向量组中的多个解扰向量的模求和计算结果加总，得到多个解扰向量组的每一个所对应的正实数数值。再者，于步骤S107中，判断单元选取多个解扰向量组所对应的多个正实数数值中的最大值所对应的解扰方式。最后，于步骤S108中，解扰单元利用选取的解扰方式对后续所接收的加扰后的编码序列进行解扰。

接着，请同时参阅图2与图3，以下将对步骤S101～S108的细节进一步说明。在步骤S101中，接收单元11在接收到实体层帧PLF中的加扰重设符号RS，并进行重设的动作后，会开始接收加扰的编码序列SS。

接着，在步骤S102中，判断单元12对接收单元11开始接收的加扰的编码序列SS中选取多个导频块PB进行解扰以进行判断。在本发明实施例中，「数字视频广播卫星系统-第二代拓展」使用七种加扰方式进行传输，因此判断单元12对多个导频块PB进行解扰时，会产生七种解扰方式所对应的七个解扰向量组。

在步骤S103中，判断单元12在对所选取的多个导频块PB进行判断的解扰过程中，会针对七个解扰向量组中的每一个所包括的各解扰向量进行自相关运算，以产生与各解扰向量对应的L个第1～L阶自相关函数。更仔细地说，在判断单元12对各解扰向量组中的各解扰向量所对应的L个第1～L阶个自相关函数进行运算中，还计算出各解扰向量所对应的L个第1～L阶自相关函数的L个自相关结果。然而，在判断单元12计算各解扰向量的L个第1～L阶自相关函数时，判断单元12以L个不同的相位位移(亦即不同阶数，1～L)分别计算而产生L个自相关结果。相位位移的位移量为大于等于一并小于各解扰向量的最大长度，且每一个相位位移会对应产生一个自相关结果。请参阅图4，图4为本发明实施例的解扰方法中计算第3阶自相关函数运算的示意图。举例来说，解扰向量101与解扰向量102为判断单元12以相同的解扰向量计算相位位移为3的第3阶自相关函数。

在步骤S104中，接着，判断单元12将各解扰向量的L个自相关结果进行求模计算，以产生各解扰向量于L个相位位移所对应的L个第二正实数数值(亦即求模计算的结果)。

其后，在步骤S105中，判断单元12将各解扰向量产生的L个第二正实数数值进行模求和计算，以产生各解扰向量所对应的第三正实数数值(亦即模求和计算的结果)。

在步骤S106中，判断单元12将七个解扰向量组的每一个所包括的各解扰向量所对应的第三正实数数值进行加总，以得到各解扰向量组所对应的第一正实数数值。进一步地，在步骤S107中，判断单元12则会选取七个第一正实数数值中最大值所对应的解扰方式。

最后，在步骤S108中，解扰单元13在判断单元12选择解扰方式后，接收判断单元12所选取的解扰方式，并利用所述解扰方式对后续所接收到的加扰的编码序列SS执行解扰，以输出解扰的编码序列DS。

接续将通过数学式说明上述步骤S103～S107的步骤中的计算细节。

数学式(1)即为步骤S103的L个第1～L阶自相关函数的通式。在数学式(1)中，R_s(k,l)为使用第s个解扰方式所解扰的第k个导频块的解扰向量于l阶的自相关运算。更仔细地说，s为一个对应多个解扰方式的集合。在本发明实施例中，s＝{0,1,2,3,4,5,6}。请再参阅图4，举例来说，以解扰向量101中的数据共轭(亦即)以3阶相位位移与解扰向量102(亦即c_s(k,i+3))进行运算。N_p为常数，表示导频块内数据长度(也就是各解扰向量的长度S)，举例来说，解扰向量101与102的长度为36(亦即i从0至35)。

在数学式(2)中，将数学式(1)进行如步骤S104的求模计算，亦即R_s(k,l)|的计算。N_c为可调的常数，其值介于1至N_p-1。接着，将步骤S104的求模计算结果进行模求和计算，亦即为步骤S105。

在数学式(3)中，N_b为计算时所使用的导频块数，更仔细地说，使用相同的导频块数对各种解扰方式进行判断的解扰程序，如步骤S106。另外，Γ为解扰方式判断的比较结果，亦即为选中的解扰方式，如步骤S107。

接着，请参阅图5，图5为本发明实施例的解扰方法的导频块数与错误率的仿真图。从图5可以得知本发明实施例的解扰方法在选取使用4个导频块以进行判断解扰即能够使错误率达到最小。

综上所述，使用于「数字视频广播卫星系统-第二代拓展」的接收器可使用本发明实施例所提出的解扰方法与解扰装置，以判断出所接收的编码序列是为何种加扰方式，并且接着对编码序列进行解扰。进一步地说，本发明实施例的解扰方法与解扰装置能够快速判断编码序列的加扰方式以及选择对应的解扰方式，而且上述解扰方法与解扰装置的错误率低。

值得一提的是，本发明实施例所提出的解扰方法与解扰装置在数字视频广播卫星系统中对白噪声、相位噪声、频率偏差或相位偏差具有较好的抵抗能力，故其错误率较低。另一方面，所述解扰方法与解扰装置可在旧有数字视频广播卫星系统的接收器的电路架构下进行改良来实现，亦即不须将接收器的电路做太大的变动，且其实现成本不高。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施例，而本发明的特征并不局限于此，任何熟悉该项技艺者在本发明的领域内可容易想到的变化或修饰皆可涵盖在以下本案的专利范围内。

Claims (16)

1.一种解扰方法，其特征在于，所述解扰方法包括：

接收加扰后的一编码序列；

对加扰后的所述编码序列中的至少一导频块以N个解扰方式进行解扰，以得到所述N个解扰方式所对应的N个解扰向量组，其中每一解扰向量组包括与所述至少一导频块所对应的至少一解扰向量；

针对所述N个解扰向量组的每一个所包括的所述至少一解扰向量进行一自相关运算，以产生与所述至少一解扰向量对应的L个第1～L阶自相关函数，其中1≤L<S，S为所述至少一解扰向量的最大长度且为整数；

对所述N个解扰向量组的每一个所对应的所述L个第1～L阶自相关函数进行运算，以得到所述N个解扰向量组的每一个所对应的一第一正实数数值；

从所述N个解扰向量组所对应的N个所述第一正实数数值中确定最大值，选取其所对应的解扰方式；以及

利用所选取的解扰方式对后续所接收的加扰后的另一编码序列进行解扰；

其中N>1且为整数。

2.根据权利要求1所述的解扰方法，其特征在于，其中对所述N个解扰向量组的每一个所对应的所述L个第1～L阶自相关函数进行运算的步骤中，计算出所述解扰向量组的每一个的所述至少一解扰向量所对应的所述L个第1～L阶自相关函数的L个自相关结果，并依据所述解扰向量组的每一个的所述至少一解扰向量所对应的所述L个自相关结果产生所述N个解扰向量组的每一个所对应的所述第一正实数数值。

3.根据权利要求2所述的解扰方法，其特征在于，其中于计算所述N个解扰向量组的每一个的所述至少一解扰向量所对应的所述L个第1～L阶自相关函数的L个自相关结果后，将所述N个解扰向量组的每一个的所述至少一解扰向量所对应的所述L个自相关结果分别进行一求模计算，以产生所述N个解扰向量组的每一个的所述至少一解扰向量所对应的L个第二正实数数值，并依据所述N个解扰向量组的每一个的所述至少一解扰向量所对应的所述L个第二正实数数值产生所述N个解扰向量组的每一个所对应的所述第一正实数数值。

4.根据权利要求3所述的解扰方法，其特征在于，其中于产生所述解扰向量组的所述至少一解扰向量所对应的所述L个第二正实数数值后，将所述L个第二正实数数值进行一模求和计算，以产生所述解扰向量组的所述至少一解扰向量所对应的至少一第三正实数数值，并依据所述至少一解扰向量所对应的所述至少一第三正实数数值产生所述解扰向量组所对应的所述第一正实数数值。

5.根据权利要求4所述的解扰方法，其特征在于，其中在产生所述解扰向量组所对应的多个第三正实数数值后，将所述N个解扰向量组的每一个所包括的多个解扰向量所对应的所述第三正实数数值进行加总，以得到所述解扰向量组的所述第一正实数数值。

6.根据权利要求1所述的解扰方法，其特征在于，其中所述解扰方法适用于数字视频广播卫星系统-第二代拓展。

7.根据权利要求1所述的解扰方法，其特征在于，其中所述编码序列为一实体层帧。

8.根据权利要求1所述的解扰方法，其特征在于，其中所述导频块由一低密度奇偶校验码与一BCH码组成。

9.一种解扰装置，其特征在于，包括：

接收单元，用以接收加扰后的一编码序列；

判断单元，耦接于所述接收单元，用以对加扰后的所述编码序列中的至少一导频块以N个解扰方式进行解扰，以得到所述N个解扰方式所对应的N个解扰向量组，其中每一解扰向量组包括与所述至少一导频块所对应的至少一解扰向量；并针对所述N个解扰向量组的每一个所包括的所述至少一解扰向量进行一自相关运算，以产生与所述至少一解扰向量对应的L个第1～L阶，其中1≤L<S，S为所述至少一解扰向量的最大长度且为整数；且对所述N个解扰向量组的每一个所对应的所述L个第1～L阶自相关函数进行运算，以得到所述N个解扰向量组的每一个所对应的一第一正实数数值，然后选取所述N个解扰向量组所对应的N个所述第一正实数数值中的最大值所对应的解扰方式；以及

解扰单元，耦接于所述接收单元与所述判断单元，接收所述判断单元选取的所述解扰方式，并利用所述解扰方式对后续所接收加扰后的另一编码序列执行解扰；

其中N>1且为整数。

10.如权利要求9所述的解扰装置，其特征在于，所述判断单元在对所述N个解扰向量组的每一个所对应的所述L个第1～L阶自相关函数进行运算中，计算出所述解扰向量组的每一个的所述至少一解扰向量所对应的所述L个第1～L阶自相关函数的L个自相关结果，并依据所述解扰向量组的每一个的所述至少一解扰向量所对应的所述L个自相关结果产生所述N个解扰向量组的每一个所对应的所述第一正实数数值。

11.如权利要求10所述的解扰装置，其特征在于，所述判断单元于计算所述N个解扰向量组的每一个的所述至少一解扰向量所对应的所述L个第1～L阶自相关函数的L个自相关结果后，将所述N个解扰向量组的每一个的所述至少一解扰向量所对应的所述L个自相关结果分别进行一求模计算，以产生所述N个解扰向量组的每一个的所述至少一解扰向量所对应的L个第二正实数数值，并依据所述N个解扰向量组的每一个的所述至少一解扰向量所对应的所述L个第二正实数数值产生所述N个解扰向量组的每一个所对应的所述第一正实数数值。

12.如权利要求11所述的解扰装置，其特征在于，所述判断单元在产生所述解扰向量组的所述至少一解扰向量所对应的所述L个第二正实数数值后，将所述L个第二正实数数值进行一模求和计算，以产生所述解扰向量组的所述至少一解扰向量所对应的至少一第三正实数数值，并依据所述至少一解扰向量所对应的所述至少一第三正实数数值产生所述解扰向量组所对应的所述第一正实数数值。

13.如权利要求12所述的解扰装置，其特征在于，所述判断单元在产生所述解扰向量组所对应的多个第三正实数数值后，将所述N个解扰向量组的每一个所包括的多个解扰向量所对应的所述第三正实数数值进行加总，以得到所述解扰向量组的所述第一正实数数值。

14.如权利要求9所述的解扰装置，其特征在于，适用于数字视频广播卫星系统-第二代拓展。

15.如权利要求9所述的解扰装置，其特征在于，其中所述编码序列为一实体层帧。

16.如权利要求9所述的解扰装置，其特征在于，其中所述导频块为一低密度奇偶校验码与一BCH码组成。