有线数字电视中自适应识别和跟踪同步头的装置及方法

摘要

本发明公开了一种有线数字电视中自适应识别和跟踪同步头的装置，包括顺序连接的数据解映射模块、相位旋转及差分解码模块、符号到字节变换模块、同步头识别模块、解交织模块、RS包译码模块、解扰码模块、MPEG比特流均匀化模块，还包括数据同步头识别锁定模块205。本发明还公开了一种有线数字电视中自适应识别和跟踪同步头的方法，包括以下步骤：初始化、接收数据、3.DEMAP、相位旋转及差分解码、符号到字节的映射、同步头检测、通路选择、找到同步头和确定QAM调制模式。本发明具有结构简单，实现方便的优点，且该装置及方法具有广泛的可实施性。在盲模式条件下，本发明亦能够有效识别和跟踪同步头信息。

说明书

技术领域

本发明属于数字电视传输领域，尤其涉及一种有线数字电视中自适应识别和跟踪同步头的装置及方法。

背景技术

数字有线电视是建立在有线电视网上传输的一种广播服务，它也是当今世界有线电视广播的发展趋势。该系统是将模拟电视信号转换成数字信号并以数字的方式进行处理和传输的有线电视系统。

到目前为止，世界上已经形成了几种不同的标准；以欧洲为例，从1995年起，欧洲陆续发布了数字电视地面广播(DVB-T)、数字卫星广播(DVB-S)、数字电视有线广播(DVB-C)标准。中国于2001年也已经开始了数字有线电视的试播工作。

在地面数字电视有线广播(DVB-C)标准中，对于接收机端来讲，发射端所发射的信号一切都是未知的(如码率、QAM调制模式等等)，且在发射端所发射的信号中没有任何已知的训练序列(如PN码等等)，所以接收端必须根据信号特点判断码率，QAM调制模式。但在DVBC系统标准的所提供的特点中，这些信息对于接收机来讲可能都无法先知获得，这就增加了接收模块的设计难度。

在传统的数字视频广播系统中(如图1所示)，前向纠错(FEC)模块可以根据不同的QAM调制模式进行相应的星座映射(不同的QAM调制模式对应不同的星座图)。在根据不同QAM调制模式进行星座映射后解映射的数据中，寻找并判断该解映射数据块中是否存在效数据包头。如果成功发现有效数据包头信息，则其后面的数据就假定为有效数据包，继续寻找下去。当下一个数据包头位置(假设每个包头之间的数据间隔量为固定的204个字节，下文称“数据包头准位置”)到来后，再判断其是否为有效数据包头。这样连续多次在数据包头准位置上判断是否为有效数据包头信息。如果是则同步头被发现，否则重新开始。有效数据包头的判断方法为该数据特定的包头数据。

但在传统的方法中，其前提是基于QAM调制模式已知的情况下进行的，但如果出现调制模式未知时，传统接收机解映射就无法进行。因此，亟需一种在盲模式条件下，能够有效识别和跟踪同步头信息的装置及方法。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，在QAM调制信息未知、且没有明显的可识别信息的条件下，提出一种可有效解决无法解映射和无法识别同步头的装置及方法。

为了实现上述发明目的，本发明提出一种有线数字电视中自适应识别和跟踪同步头的装置，包括顺序连接的数据解映射模块、相位旋转及差分解码模块、符号到字节变换模块、同步头识别模块、解交织模块、RS包译码模块、解扰码模块、MPEG比特流均匀化模块；还包括数据同步头识别锁定模块，所述相位旋转及差分解码模块还具有第二输入端，所述同步头识别模块还具有第二输出端；

所述数据同步头识别锁定模块的输入端与同步头识别模块的第二输出端相连，所述数据同步头识别锁定模块的输出端与相位旋转及差分解码模块的第二输入端相连。

另外，本发明还提出一种有线数字电视中自适应识别和跟踪同步头的方法，包括以下步骤：

a.初始化，对前向纠错模块的相关子模块的寄存器值进行初始化；

b.接收数据，控制接收前向纠错模块输入的I、Q两路数据；

c.QAM调制模式识和跟踪阶段，本步骤根据QAM调制模式识别情况分为c1和c2两个阶段：

c1.QAM调制模式识别阶段，符号到字节变换模块将相位旋转及差分解码模块输出的有效比特按照QAM调制模式分别组合成字节形式并按照各自QAM调制模式串行输出；

c2.QAM调制模式跟踪阶段，符号到字节变换模块将相位旋转及差分解码模块输出的有效比特按照确定QAM调制模式组合成字节形式串行输出；

d.相位旋转及差分解码，对数据解映射模块的输出选其高两比特进行差分译码，根据QAM调制模式识别情况分为e1和e2两个阶段：

d1.QAM调制模式识别阶段，根据不同QAM调制模式相位旋转及差分解码模块选取相应的有效比特并行输出；

d2.QAM调制模式跟踪阶段，相位旋转及差分解码模块只输出确定QAM调制模式的有效比特；

e.符号到字节的映射，根据QAM调制模式识别情况分为e1和e2两个阶段：

e1.QAM调制模式识别阶段，符号到字节变换模块将相位旋转及差分解码模块输出的有效比特按照QAM调制模式分别组合成字节形式并按照各自QAM调制模式串行输出；

e2.QAM调制模式跟踪阶段，符号到字节变换模块将相位旋转及差分解码模块输出的有效比特按照确定QAM调制模式组合成字节形式串行输出；

f.同步头检测，根据QAM调制模式识别情况分为f1和f2两个阶段：

f1.QAM调制模式识别阶段，同步头识别模块将符号到字节变换模块输出的各路QAM调制模式的串行输出的数据逐比特寻找同步头信息；

f2.QAM调制模式跟踪阶段，同步头识别模块按照之前的方式将正确QAM调制模式输出，数据同步头识别锁定模块将信号锁定在正确的QAM调制模式上；

g.通路选择，当步骤f发现数据同步头信息后，就将该发现支路的数据输出到解交织模块进行解交织，并将各条支路相关指示输送到数据同步头识别锁定模块中；

h.找到同步头，数据同步头识别锁定模块根据同步头识别模块的信息输出QAM调制模式锁定情况；

i.确定QAM调制模式，数据同步头识别锁定模块输出最终确定的QAM调制模式；

j.最终输出TS流。

本发明的有益效果是：本发明有线数字电视中自适应识别和跟踪同步头的装置及方法，具有结构简单，实现方便的优点，且该装置及方法具有广泛的可实施性。另外，在盲模式条件下，本发明能够有效识别和跟踪同步头信息。

附图说明

图1是传统的自适应识别和跟踪同步头装置实施例的结构方框图；

图2是本发明自适应识别和跟踪同步头装置实施例的结构方框图；

图3是本发明自适应识别和跟踪同步头方法实施例的流程图；

图4是本发明数据解映射实施例的方框图；

图5是本发明16QAM、64QAM、256QAM针对第一象限的解映射图；

图6是本发明32QAM针对第一象限的解映射图；

图7是本发明128QAM针对第一象限的解映射图。

具体实施方式

下面，对照附图和较佳实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

参见图1，在传统的自适应识别和跟踪同步头装置中，如图所示，其QAM调制模式是已知的，自适应识别和跟踪同步头装置根据已知的QAM调制模式进行对应的QAM解映射。

参见图2，一种有线数字电视中自适应识别和跟踪同步头的装置，包括顺序连接的数据解映射模块201、相位旋转及差分解码模块202、符号到字节变换模块203、同步头识别模块204、解交织模块206、RS包译码模块207、解扰码模块208、MPEG比特流均匀化模块209；还包括数据同步头识别锁定模块205，所述相位旋转及差分解码模块202还具有第二输入端，所述同步头识别模块205还具有第二输出端；所述数据同步头识别锁定模块205的输入端与同步头识别模块204的第二输出端相连，所述数据同步头识别锁定模块205的输出端与相位旋转及差分解码模块202的第二输入端相连。

所述数据解映射模块201，主要完成对输入的I、Q两路数据根据不同的QAM调制模式分别解映射，并将各种解映射结果并行输出。在前向纠错模块开始时，数据解映射模块为全QAM解映射；当模块205数据同步头识别锁定模块输出正确模式时，则模块201以正确的QAM模式解映射。

所述相位旋转及差分解码模块202，主要用于完成相位旋转和差分译码。

所述符号到字节变换模块203，用于在不同QAM调制模式下解映射结果中选取所需的比特数据，并将这些比特数据组合字节串行输出。由于不同QAM调制模式其每个符号所包含的有效bit不同，如图4、图5、图6、图7所示。虽然在不同QAM调制模式下解映射结果输出均为8比特，需要从中选取所需的比特数据，然后再将这些比特数据组合字节(8个比特)形式串行输出。

所述同步头识别模块204，用于根据所述符号到字节变换模块串行输出的结果逐个比特的寻找同步头“47H”和“184H”字节。当发现这样一个“准同步头”后，隔204字节继续判断是否为同步头信息。这样连续判断多次后确认是否正确找到数据同步头信息。

所述数据同步头识别锁定模块205，用于判断QAM调制模式对应下的几路数据中哪一路数据已经发现同步头，并指示数据解映射模块201以该发现同步头路所对应的QAM调制模式进行解映射操作。开始时指示全QAM模式。

所述解交织模块206，用于对同步头识别模块204正确的一路进行解交织操作。解交织模块可以按照RS块数据形式串行或并行输出，204个字节为一个RS包数据。

所述RS译码模块207，用于根据不同的系统标准，选择正确的RS译码方法进行译码。在DVBC系统中，RS码为(255，239)截短码。

所述解扰码模块208，用于以帧形式对RS译码模块207的输出进行解扰码操作。

所述的MPEG比特流均匀化模块209，用于对解扰码模块208输出的TS流进行均匀化处理。根据不同MPEG流解码芯片的要求，主要完成模块208解扰码模块输出的TS流进行均匀化处理，使得处理后的MPEG流均匀化，其输出时钟具有连续性。

对比从图1和图2，可以看出：图1需要准确的QAM模式，而在图2则不需要准确的QAM模式，其在盲形式下进行对数据同步头信息从而确定QAM模式。在某些特定的情况下，如未知QAM调制模式时，本专利更加适合需求。

参见图3，一种有线数字电视中自适应识别和跟踪同步头的方法，包括以下步骤：

S301.开始：初始化前向纠错模块的相关子模块的寄存器值；

S302.接收数据：控制接收前向纠错模块输入的I、Q两路数据；

S303.本步骤根据QAM调制模式识别情况分为c1和c2两个阶段：

c1.QAM调制模式识别阶段：符号到字节变换模块将相位旋转及差分解码模块输出的有效比特按照QAM调制模式分别组合成字节形式并按照各自QAM调制模式串行输出；

c2.QAM调制模式跟踪阶段：符号到字节变换模块将相位旋转及差分解码模块输出的

有效比特按照确定QAM调制模式组合成字节形式串行输出；

S304.相位旋转及差分解码：对数据解映射模块的输出选其高两比特进行差分译码，根据QAM调制模式识别情况分为e1和e2两个阶段：

d1.QAM调制模式识别阶段：根据不同QAM调制模式相位旋转及差分解码模块选取相应的有效比特并行输出；

d2.QAM调制模式跟踪阶段：相位旋转及差分解码模块只输出确定QAM调制模式的有效比特；

S305.符号到字节的映射：根据QAM调制模式识别情况分为e1和e2两个阶段：

e1.QAM调制模式识别阶段：符号到字节变换模块将相位旋转及差分解码模块输出的有效比特按照QAM调制模式分别组合成字节形式并按照各自QAM调制模式串行输出；

e2.QAM调制模式跟踪阶段：符号到字节变换模块将相位旋转及差分解码模块输出的有效比特按照确定QAM调制模式组合成字节形式串行输出；

S306.同步头检测：根据QAM调制模式识别情况分为f1和f2两个阶段：

f1.QAM调制模式识别阶段：同步头识别模块将符号到字节变换模块输出的各路QAM调制模式的串行输出的数据逐比特寻找同步头信息；

f2.QAM调制模式跟踪阶段：同步头识别模块按照之前的方式将正确QAM调制模式输出；数据同步头识别锁定模块将信号锁定在正确的QAM调制模式上；

S307.通路选择：当步骤f发现数据同步头信息后，就将该发现支路的数据输出到解交织模块进行解交织，并将各条支路相关指示输送到数据同步头识别锁定模块中；

S308.找到同步头：数据同步头识别锁定模块根据同步头识别模块的信息输出QAM调制模式锁定情况；

S309.确定QAM调制模式：数据同步头识别锁定模块输出最终确定的QAM调制模式；

S310.最终输出TS流。

上述的步骤c中的QAM调制模式包括16QAM、32QAM、64QAM、128QAM及256QAM。

参见图4，为本发明数据解映射实施例的方框图。图5是本发明16QAM、64QAM、256QAM针对第一象限的解映射图。图6是本发明32QAM针对第一象限的解映射图。图7是本发明128QAM针对第一象限的解映射图。

综上所述，本发明公开了一种在无QAM调制模式信息提示下，一种自适应识别数据同步头信息的装置及方法，本发明通过并行解映射，分别判断同步头信息情况，确定QAM调制模式。然后再以该模式进行解交织、译码等相关操作，该装置及方法非常简单实用，且实现方便。

虽然以上结合具体实施方式对本发明内容进行了详细地说明，但是应当理解到，本领域的技术人员在不违背本发明的原理和实质精神的前提下，对本发明的实施方式可以作出各种变形或者修改，这些变形和修改均应当落入本发明的保护范围。