CN1132370C - 在卫星传输系统接收机中检测同步分量的装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种卫星传输系统接收机，用于接收包括数据分量和同步分量的合成信号。该接收机包括一个信号处理器，响应于接收的数据分量，和要求与同步分量同步的周期同步信号。一个同步信号发生器周期地产生同步信号。一个同步分量检测器，响应于该同步分量，同步该同步信号发生器到接收的同步分量。该卫星传输系统接收机进一步包括一个同步字预测器，响应于接收的数据信号，和一个同步字插入器。

Description

在卫星传输系统接收机 中检测同步分量的装置

本发明涉及为了同步接收信号的处理用于检测在卫星传输系统中接收的合成信号的同步分量的装置。

在目前的卫星传输系统中，通过卫星链路发送的数据被分为信息组。划分的数据(其中包括)被扰码，产生具有相对平坦频谱的输出信号，这样优化带宽的使用。同步字被加到每个信息组的开始，同步字可能具有两值中的一个值(下面更详细描述)，并且产生的数据字流是雷德-索罗门(Reed-Solomon)编码的，允许检测和校正在传输过程期间由噪声恶化的数据字。接收机中的电路识别和处理每个信息组的同步字，以便同步接收机到接收信号的信息组。然后，每个信息组的数据(其中包括)进行雷德-索罗门解码和解扰，提取发送的数据。

接收机的解扰电路通过解扰序列与接收的扰码数据的″异或″运算产生用于随后处理的未扰码数据。为了适当地运算，解扰序列必须周期地复位。在当前的实施例中，在欧洲卫星数字TV系统的使用中，解扰序列必须每8个信息组被复位。具有第一个值的同步字通常包括在每个信息组的开始，但是，反相的同步字(即具有正常同步字值的逻辑反值的同步字)包括在每第8个信息组的开始，以便指示解扰的序列必须复位。当前的接收机电路检测信息组开始的反相同步字并复位解扰序列。

当反相同步字和在其相关信息组中的其它数据变得如此恶化以至Reed-Solomon解码器不能校正它的时候，这种系统就出现了问题。在这种情况下，接收机电路没有检测到反相同步字，而且解扰码器不被复位。因此，直至下一个成功地接收反相同步字之前，所有随后的信息组都不正确地解扰，即使它们能被Reed-Solomon解码器适当地校正。该解扰序列不能复位，直到几个整数倍的8个信息组已过去，即至少8个信息组。

本发明者利用飞轮同步检测电路已经实现可适当地预测包含反相同步字的信息组并且解扰序列复位，即使反相同步字及其信息变为如此之恶化，以致使Reed-Solomon解码器不能对它校正。

Reed-Solomon解码器仅能校正在一个数据字的信息组内预定最大数目的已恶化数据字。如果大于最大数目的数据字被恶化，该信息组就不能被校正。本发明者进一步实现了能适当地预测哪些信息组包含反相同步字(因此哪些信息组包含非反相同步字)的装置，它能够将正确的同步字(反相的或非反相的)插入在每个信息组的开始的数据流中。因为Reed-Solomon解码器接收每个信息组的正确同步字，它也可能适当地校正在信息组的其余部分内的一个特别恶化地数据字。

根据本发明的原理，卫星传输系统接收机接收包括数据分量和同步分量的合成信号。该接收机包括一个信号处理器，响应于接收的数据分量，和要求与同步分量同步的周期的同步信号。一个同步信号发生器周期地产生同步信号。响应于同步分量的同步分量检测器，同步该同步信号发生器到接收的同步分量。

根据本发明的另一个方面，卫星传输系统接收机包括一个同步字预测器，响应于接收的数据信号，用于预测同步字在接收数据信号中的位置，和一个同步字插入器，连接到同步字预测器，用于将具有同步字的值的字代入在预测位置的接收数据信号中。

在附图中：

图1是结合本发明卫星数字信号接收机的一部分方框图；和

图2是图1所表示的卫星数字信号接收机部分中可使用的飞轮同步字检测器的方框图。

图1是结合本发明卫星数字信号接收机的一部分方框图。该卫星接收机可能是与电视接收机和数据处理器相连用于处理电视信号数据，该电视信号数据例如包括视频和音频信息以及其它类型的数据。在图1中卫星数字信号接收机的前端(未示出)连接到数据输入端5和信息组时钟输入端7。接收机的前端可包括串联的调谐器、数字解调器、维特比(Viterbi)解码器和去交错器，所有这些以熟知的方式安排并响应于用户输入由相关微控制器控制。数据输入端5连接到串联的复用器10，Reed-Solomon解码器20和解扰码器30；和信息组时钟输入端7连接到Reed-Solomon解码器20的时钟输入端。解扰码器30的输出端连接到数据输出端15。数据输出端15连接到数据利用电路(未示出)，用于处理接收的数据信号。数据利用电路可包括多个数据信号处理器，例如视频和音频信号处理器；和一个传送处理器，用于分配接收的数据信号的适当部分到各个数据信号处理器，所有这些都以熟知方式安排并由微控制器控制。

飞轮同频字检测器40具有各自输入端，它们连接到Reed-Solomon解码器20的数据、数据校正和同步字定位的输出端。该飞轮同步字检测器40具有连接到复用器10的控制输入端和解扰码器30的复位输入端的各个输出端。寄存器50和52分别保持同步字和反相同步字的值，并且连接到复用器10的第二和第三数据输入端。

图1所示的接收机部分根据接收的数据信号执行误码检测与校正和解扰码操作。接收机的前端(未示出)以熟知的方式工作，产生在数据输入端5的接收的数据信号和在信息组时钟输入端7上与接收的时钟同步的信息组时钟信号。一般地，复用器10被限定连接数据输入端5到Reed-Solomon解码器20。Reed-Solomon解码器20分析包括同步字、数据字和Reed-Solomon奇偶校验比特的数据信息组，检测该信息组中的误码；并且在可能的程度上以熟知的方式校正恶化的数据字。如果该信息组被成功地解码，因此不包含误码，在数据校正输出端产生指示信号。然后这个解码的数据由解扰码器30进行解扰码。

Reed-Solomon解码器20利用定位同步字的信息组时钟信号。无论何时在Reed-Solomon解码器20的数据输出端出现同步字，在同步字定位输出端上就产生指示信号。飞轮同步字检测器40监视来自Reed-Solomon解码器20的定位同步字，数据校正和数据输出信号。无论何时同步字定位信号指示在Reed-Solomon解码器20的数据输出端上出现同步字和数据校正信号指示输出数据是正确的，则那个数据被检查。如果该数据是一个反相同步字，则在飞轮同步字检测器40中的3比特计数器被置于″0″。如上所述，响应具有″0″的计数器，飞轮同步字检测器40发送一个复位信号至解扰码器30复位解扰码器的序列。如果输出的数据是非反相同步字或如果该数据是不正确的，那么3比特计数器响应于同步字定位信号而增加。

因为3比特计数器以反相同步信号的重复速率再循环，例如，在所说的实施例中为每8个计数，每8个信息组该计数器将具有″0″值，该解扰码器30因此每8个信息组复位，不管反相同步字是否由Reed-Solomon解码器20精确地解码。甚至在反相同步字(和其信息组)被恶化和由Reed-Solomon解码器20不正确解码的情况下，这也能够使接收机适当地处理随后的信息组。

因为有可能预测那些信息组包含非反相同步字和那些信息组包含反相同步字，有可能用合适的正确的同步字代替在Reed-Solomon解码器20的输入端上的(可能恶化的)接收的同步字。当飞轮同步字检测器的3比特计数器具有值″0″时，那么复用器10被限定在适当的同步字时间连接包含反相同步字的寄存器到Reed-Solomon解码器20的输入端。当3比特计数器具有非零值时，那么复用器10被限定在适当的同步字时间连接包含非反相同步字的寄存器50到Reed-Solomon解码器20的输入端。通过用来自寄存器50或52中的正确的同步字代替可能恶化的接收的同步字，在信息组的数据部分中的特别数据可能被校正。例如，如果使用Reed-Solomon码校正多达一个信息组中的10个恶化字和该同步字被恶化，那么对于被校正的信息组不多于9个其它数据字可被恶化。如果正确的同步字总是从寄存器50或52提供，那么多达10个数据字可被恶化而仍能被校正，甚至接收的同步字也被恶化。这就使得Reed-Solomon解码器20性能稍微改善。

这就有可能使飞轮同步字检测器40相对于8个信息组的反相同步字序列可能或是开始失步或是完全失步。在这种情况下，非反相同步字可能是不正确地插入到反相同步字信息组中。但是，很可能在接收机工作的一些点，将接收反相同步字信息组，该信息组具有足够少的误码，以致不正确地插入非反相同步字由Reed-Solomon解码器20当作恶化的数据字对待并校正为反相同步字。在这种情况下，数据校正和同步字定位信号将指示正确的同步字是在输出数据中，而且该输出数据将包含新校正的反向同步字。相应地，飞轮同步字检测器40将正确地再同步其本身和解扰码器30将适当地复位。

图2是图1所表示的卫星数字信息接收机部分中可使用的飞轮同步字检测器40的方框图。在图2中，仅表示了解飞轮同步字检测器40的操作所需的单元。其它单元，例如逻辑性粘结单元；时钟/定时单元，锁存单元和/或延迟单元没有表示出。逻辑设计技术领域的人员将懂得，可能需要什么样的其它单元和如何在飞轮同步字检测器40中包括这些单元。在图2中，(图1的)Reed-Solomon解码器的数据，数据校正和同步字定位输出端被连接到飞轮同步字检测器40的相应输入端。该数据输入端连接到第一比较器43的第一输入端。包含反相同步字值的寄存器41连接到第一比较器43的第二输入端。第一比较器43的输出端和数据校正及同步字定位输入端被连接到三个输入端″与″门45的各个输入端。″与″门45的输出端连接到3比特计数器47的复位输入端(R)。同步字定位输入端也连接到3比特计数器47的计数输入端(C)。3比特计数器47的输出端连接到第二比较器49的第一输入端。第二比较器49的第二输入端接收3比特″0″值的信号。第二比较器49的输出端连接到飞轮同步字检测器40的复位输出端。该复位输出端连接到(图1的)解扰码器30的相应复位输入端。第二比较器49的输出端和同步字定位输入端连接到复用器控制逻辑电路48的各自的输入端。复用器控制逻辑电路48的输出端连接到飞轮同步字检测器40的复用控制输出端，它又连接到(图1的)复用器10的控制输入端。

在下面的描述中，图2中所示的电路假定使用正有效逻辑。在工作中，第一比较器43监视(图1的)Reed-Solomon解码器20的输出端上数据中具有反相同步字值的数据字的任何情况。当检测到这样的数据字时，第一比较器43产生具有逻辑″1″值的输出信号。当这样的数据字已被检测到，和逻辑″1″信号在同步字定位输入端上出现时，表示数据字是同步字，和逻辑″1″信号出现在数据校正的输入端时，表示该数据已经由Reed-Solomon解码器20适当地校正(即当适当地校正的反相同步字是在Reed-Solomon解码器20的输出端时)，那么″与″门45产生逻辑″1″输出信号。这使得3比特计数器47被复位为″0″值。第二比较器49产生具有逻辑″1″值的输出信号，无论何时，3比特计数器47的输出是″0″值的信号。当这个复位信号具有″1″值时，(图1的)解扰码器30的解扰码序列被复位。

无论何时，逻辑″1″信号出现在同步字定位输入端，表示同步字出现在(图1的)Reed-Solomon解码器20输出端，然后，3比特计数器47递增，除非它被复位，如上所述的。3比特计数器47每8个信息组重新循环到3比特″0″值信号，不管是否检测到适当地校正地反相同步字。因此，(图1的)解扰码器20的解扰码序列将适当地被复位，而且该解扰码器20将继续解扰码随后校正的数据信息组，即使反相同步字被丢失。

复用器控制逻辑电路48可能是组合的逻辑电路，它将第二比较器49来的复位信号和从(图1的)Reed-Solomon解扰码器20的同步字定位信号作为输入，并产生用于控制(图1的)复用器10的信号。通常，复用器控制信号配置复用器10以连接数据输入端5到Reed-Solomon解码器20的输入端(如上所述)。仅仅在逻辑″1″信号出现在同步字定位输入端时，表示同步是复用器重新配置。如果同步字是反相同步字，如用第二比较器49的输出端上的逻辑″1″信号表示的，则复用器10被配置以连接(图1的)反相同步字寄存器52到Reed-Solomon解码器20。如果同步字是非反相同步字，如用第二比较器49的复位输出端上的逻辑″0″信号表示的，则复用器20被配置以连接(图1的)反相同步字寄存器52到Reed-Solomon解码器20。

Claims (9)

1.一种卫星传输系统接收机，用于接收包括数据分量和同步(sync)分量的合成信号，包括在具有一个预定值的合成信号中的连续字，该接收机包括：

一个信号处理器，响应于接收的数据分量和要求与同步分量同步的周期同步信号，其特征在于：

一个时钟信号源，与同步分量同步并且与在同步分量中的字在时间上对准；

一个同步信号发生器，用于产生周期的同步信号，包括：

一个计数器，具有连接到同步分量检测器的复位信号输入端，响应于该时钟信号的时钟输入端，和一个计数信号输出端，其中该计数器以同步信号的重复速率再循环；和

一个比较器，连接到计数信号输出端，当计数信号等于预定值时产生同步信号；和

该同步分量检测器，响应于同步分量，用于同步该同步信号发生器至接收的同步分量，包括：

一个误码检测和校正解码器，响应于合成信号，具有一个数据输出端和一个数据校正输出端，它产生指示在数据输出端的数据是被校正的数据的一个信号；

一个比较器，连接到误码检测和校正解码器的数据输出端，具有一个输出端，它产生一个信号，指示在误码检测和校正解码器的数据输出端上的字具有预定的同步字值；和

用于提供所述同步信号发生器的输出到所述信号处理器的装置。

2.一种卫星传输系统接收机，用于接收包含数据分量、第一同步(sync)分量和与第一同步分量同步的第二同步分量的合成信号，包括：

一个时钟信号源，与第一同步分量同步；

一个信号处理器，要求与第二同步分量同步的周期同步信号；

一个同步信号发生器，响应于时钟信号，用于产生与第一同步分量同步的同步信号；和

一个第二同步分量检测器，用于同步该同步信号发生器至第二同步分量。

3.根据权利要求2的接收机，其中：

同步信号发生器包括：

一个计数器，具有响应于第二同步分量检测器的复位信号输入端，响应于时钟信号的时钟输入端，和计数信号输出端，其中该计数器以同步信号的重复速率再循环；和

一个比较器，连接到计数信号输出端，当计数信号等于“0”时产生同步信号。

4.根据权利要求3的接收机，其中：

第一同步分量包括在具有第一和第二预定值之一的合成信号中的连续字，其中一个具有第二预定值的预定的同步字数出现在具有第一值的每一个同步字中间，该第二同步分量包括在具有该第一预定值的合成信号中的连续字；并且

该计数器响应于时钟信号再循环重复计数至该预定数。

5.一种卫星传输系统接收机，用于接收包含包括连续同步(sync)字的同步(sync)分量的数据信号，其特征在于：

一个同步字预测器，响应于接收的数据信号，用于预测在接收的数据信号中同步字的位置；

一个同步字插入器，连接到同步字预测器，用于在预定位置把具有同步字值的字代入接收的数据信号；和

一个同步字检测器，用于检测数据信号中的同步字和同步该同步字预测器到接收的数据信号；其中

每一个同步字有一个预定值；并且同步字检测器包括：

一个时钟信号源，与同步字在时间上对准；

一个误码检测和校正解码器，连接到同步字插入器，具有一个数据输出端和一个数据校正输出端，产生指示在数据输出端的数据是被校正的数据的一个信号；

一个比较器，连接到数据输出端，用于产生一个指示在数据输出端的数据具有预定值的信号；和

一个“与”门，具有一个第一输入端，连接到误码检测和校正解码器的数据校正输出端；一个第二输入端，连接到比较器的输出端；响应于时钟信号的一个第三输入端，和一个连接到同步字预测器的输出端。

6.根据权利要求5的接收机，进一步的特征在于：

当预测同步字的位置时，同步字预测器产生具有第一值的控制信号，否则产生具有第二值的控制信号；和

该同步字插入器包括一个复用器，具有连接到具有同步字的值的信号源的第一数据输入端；响应接收数据信号的第二数据输入端；和连接到同步字预测器的一个输出端，当该控制信号具有第一值时，复用器响应该控制信号，用于连接第一数据输入端到输出端，和当该控制信号具有第二值时，第二数据输入端连接到输出端。

7.根据权利要求5的接收机，其中：

数据信号中的同步字具有第一和第二预定值之一；和进一步的特征在于：

该同步字预测器进一步预测接收数据信号中的同步字的值；和

同步字插入器把具有该预测值的字代入在预测位置接收的数据信号。

8.根据权利要求7的接收机，进一步的特征在于：

当预测到具有第一预定值的同步字的位置时，同步字预测器产生具有第一值的控制信号，当预测到具有第二预定值的同步字的位置时产生具有第二值的控制信号，否则产生具有第三值的控制信号；和

该同步字插入器包括一个复用器，具有一个第一数据输入端，连接到具有第一预定值的信号源；一个第二数据输入端，连接到具有第二预定值的信号源；一个第三数据输入端，响应接收的数据信号；和一个输出端，连接到同步字预测器，当控制信号具有第一值时，该复用器响应该控制信号，用于连接第一数据输入端到输出端；当该控制信号具有第二值时，第二数据输入端连接到输出端；和当控制信号具有第三值时，第三数据输入端连接到输出端。

9.根据权利要求1的接收机，进一步的特征在于：

所述同步分量检测器还包括具有一个连接到误码检测和校正解码器的数据校正输出端的第一输入端的逻辑门，一个连接到比较器输出端的第二输入端，一个响应于时钟信号的第三输入端，和一个连接到计数器的复位输入端的输出端。

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