專利名稱：一種數(shù)字比特位同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子工程領(lǐng)域，進(jìn)一步涉及一種應(yīng)用于ATSC高清廣播電視數(shù)字傳輸系統(tǒng)接收端基帶信號位同步的方法。
背景技術(shù)：
ATSC(Advanced Television Systems Committee，高級電視業(yè)務(wù)顧問委員會)是美國數(shù)字電視大聯(lián)盟提出的一種高清數(shù)字電視廣播傳輸技術(shù)。它采用了6M傳輸帶寬，調(diào)制方式為8進(jìn)制幅度基帶調(diào)制方式。ATSC高清數(shù)字電視廣播傳輸技術(shù)是一種數(shù)字通信技術(shù)，它要求接收機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字離散值判決。對于數(shù)字離散值判決，選擇最佳判決點(diǎn)，也就是數(shù)字比特位同步技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)正確數(shù)字信號傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)之一。目前數(shù)字比特位同步技術(shù)一般采用鎖相環(huán)對接收數(shù)據(jù)的相位進(jìn)行跟蹤，從而使判決點(diǎn)在最佳判決點(diǎn)附近。如圖1所示，其整個(gè)電路結(jié)構(gòu)是基于模擬電路來實(shí)現(xiàn)的，但是模擬電路存在不可靠性，故需要提出一種純數(shù)字的數(shù)字位同步方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種數(shù)字比特位同步方法，采用純數(shù)字的處理方式來實(shí)現(xiàn)ATSC的數(shù)字位同步，輸出信號可達(dá)到預(yù)期的處理效果，同時(shí)降低原先模擬電路的不可靠性。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種數(shù)字比特位同步方法，其包含以下步驟步驟1、模/數(shù)轉(zhuǎn)換采樣時(shí)鐘對輸入的模擬信號進(jìn)行2倍過采樣，得到數(shù)字信號；步驟2、數(shù)據(jù)濾波若內(nèi)插濾波器接收到控制器發(fā)出的控制信號，則處于工作狀態(tài)，對接收的采樣得到的數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波；
若內(nèi)插濾波器沒有接收到控制器發(fā)出的控制信號，則處于非工作狀態(tài)，直接輸出接收的采樣得到的數(shù)字信號；步驟3、數(shù)據(jù)鑒相鑒相器接收內(nèi)插濾波器的輸出信號，對其進(jìn)行鑒相操作；步驟4、環(huán)路濾波環(huán)路濾波器接收鑒相器的輸出信號，對其進(jìn)行環(huán)路濾波；步驟5、累加控制控制器接收環(huán)路濾波器的輸出信號，進(jìn)行累加處理；若累加值達(dá)到預(yù)定閾值，控制器輸出控制信號至內(nèi)插濾波器，使內(nèi)插濾波器處于工作狀態(tài)，同時(shí)清零控制器；若累加值沒有達(dá)到預(yù)定閾值，控制器不輸出控制信號至內(nèi)插濾波器，使內(nèi)插濾波器處于非工作狀態(tài)；步驟6、2倍降采樣2倍降采樣器接收內(nèi)插濾波器的輸出信號，進(jìn)行2倍降采樣，得到在最佳采樣點(diǎn)附近采樣得到的數(shù)據(jù)。
步驟1中，所述的采樣時(shí)鐘具有4倍帶通信號的帶寬。
步驟1中，所述的采樣時(shí)鐘由獨(dú)立的、自由振蕩的晶振提供。
步驟2中，所述的內(nèi)插濾波器處于工作狀態(tài)時(shí)，是一有限沖激響應(yīng)濾波器，脈沖沖激響應(yīng)函數(shù)是采樣函數(shù)Sinc(x)＝Sin(x)/x。
步驟3中，所述的鑒相器對接收信號進(jìn)行鑒相操作，將得到的鑒相結(jié)果ut(2r)輸出u(2r)＝x(2r-1){x(2r)-x(2r-2)}；其中，r表示從1開始的自然數(shù)；2r表示鑒相的輸出按2選1的方式選擇序列中的數(shù)據(jù)。
步驟4中，所述的環(huán)路濾波器是有源比例積分器，其對接收信號進(jìn)行環(huán)路濾波，濾除信號中的高頻分量，即y(n)＝y(tǒng)(n-1)+c1[u(n)-u(n-1)]+c2u(n)；c1＝2ωnξ/K；c2=ωn2/(Kf);]]>其中，n表示步驟3的輸出序列的順序，n為從1開始的自然數(shù)；ωn為環(huán)路帶寬，ξ為阻尼系數(shù)；K為增益系數(shù)；f為采樣頻率。
本發(fā)明提供的數(shù)字比特位同步方法，不需要對采樣時(shí)鐘的晶振進(jìn)行控制；采用純數(shù)字處理方式來實(shí)現(xiàn)ATSC的數(shù)字位同步，模擬信號通過2倍過采樣后，就可以作為數(shù)字輸入信號，通過后續(xù)的數(shù)字電路處理，得到在最佳采樣點(diǎn)附近采樣得到的數(shù)據(jù)，處理結(jié)果可達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，降低了原先模擬電路的不可靠性。


圖1是背景技術(shù)中的鎖相環(huán)位同步的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明提供的數(shù)字比特位同步方法的示意圖；圖3是本發(fā)明應(yīng)用于抗多徑系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下根據(jù)圖2和圖3，以ATSC高清電視廣播為例，具體說明本發(fā)明的一種較佳實(shí)施方式如圖2所示，是本發(fā)明提供的數(shù)字比特位同步方法的示意圖，其包含步驟1、模/數(shù)轉(zhuǎn)換采樣時(shí)鐘1(型號為AD9246BSVZ-105)對輸入的模擬信號進(jìn)行2倍過采樣，得到數(shù)字信號；所述的采樣時(shí)鐘1具有4倍帶通信號的帶寬；其由獨(dú)立的、自由振蕩的晶振7提供；ATSC高清電視廣播傳輸帶通信號的帶寬是6M，輸入的模擬信號由24.4MHz的采樣頻率的時(shí)鐘進(jìn)行采樣，提供采樣時(shí)鐘的晶振是獨(dú)立的，自由振蕩的，振蕩頻率為24.4MHz。
步驟2、數(shù)據(jù)濾波若內(nèi)插濾波器2(型號為xilinx XC4VSX55)接收到控制器5發(fā)出的控制信號，則處于工作狀態(tài)，對接收的采樣得到的數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波；此時(shí)該內(nèi)插濾波器2即是一有限沖激響應(yīng)濾波器，脈沖沖激響應(yīng)函數(shù)是采樣函數(shù)Sinc(x)＝Sin(x)/x；若內(nèi)插濾波器2沒有接收到控制器5發(fā)出的控制信號，則處于非工作狀態(tài)，直接輸出接收的采樣得到的數(shù)字信號；步驟3、數(shù)據(jù)鑒相鑒相器3(型號為SV2100)接收內(nèi)插濾波器2的輸出信號，對其進(jìn)行鑒相操作，將得到的鑒相結(jié)果ut(2r)輸出
u(2r)＝x(2r-1){x(2r)-x(2r-2)}；其中，r表示從1開始的自然數(shù)；2r表示鑒相的輸出按2選1的方式選擇序列中的數(shù)據(jù)。
步驟4、環(huán)路濾波環(huán)路濾波器4(型號為SV1100)接收鑒相器3的輸出信號，對其進(jìn)行環(huán)路濾波，濾除信號中的高頻分量，即y(n)＝y(tǒng)(n-1)+c1[u(n)-u(n-1)]+c2u(n)；c1＝2ωnξ/K；c2=ωn2/(Kf);]]>其中，n表示步驟3的輸出序列的順序，n為從1開始的自然數(shù)；ωn為環(huán)路帶寬，ξ為阻尼系數(shù)；K為增益系數(shù)；f為采樣頻率。
步驟5、累加控制控制器5(型號為74HC4060)接收環(huán)路濾波器4的輸出信號，進(jìn)行累加處理；若累加值達(dá)到預(yù)定閾值，控制器5輸出控制信號至內(nèi)插濾波器2，使內(nèi)插濾波器2處于工作狀態(tài)，同時(shí)清零控制器5；若累加值沒有達(dá)到預(yù)定閾值，控制器5不輸出控制信號至內(nèi)插濾波器2，使內(nèi)插濾波器2處于非工作狀態(tài)；步驟6、2倍降采樣2倍降采樣器6(型號為74HC377)接收內(nèi)插濾波器2的輸出信號，進(jìn)行2倍降采樣，得到在最佳采樣點(diǎn)附近采樣得到的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提供的數(shù)字比特位同步方法，如圖3所示，可具體應(yīng)用于數(shù)字抗多徑系統(tǒng)中；在該系統(tǒng)中，基帶信號的采樣頻率為24.4MHz；本發(fā)明中的采樣時(shí)鐘1的型號為AD9246BSVZ-105，內(nèi)插濾波器2可以直接用Xilinx公司的數(shù)字有限沖激響應(yīng)濾波器IP來實(shí)現(xiàn)，只需在調(diào)用IP時(shí)，填入相應(yīng)的抽頭系數(shù)即可。從實(shí)際效果來看，使用本發(fā)明可以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。
本發(fā)明提供的數(shù)字比特位同步方法，不需要對采樣時(shí)鐘的晶振進(jìn)行控制；采用純數(shù)字處理方式來實(shí)現(xiàn)ATSC的數(shù)字位同步，模擬信號通過2倍過采樣后，就可以作為數(shù)字輸入信號，通過后續(xù)數(shù)字電路處理，得到在最佳采樣點(diǎn)附近采樣得到的數(shù)據(jù)，處理結(jié)果可達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，降低了原先模擬電路的不可靠性。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字比特位同步方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1、模/數(shù)轉(zhuǎn)換采樣時(shí)鐘(1)對輸入的模擬信號進(jìn)行2倍過采樣，得到數(shù)字信號；步驟2、數(shù)據(jù)濾波若內(nèi)插濾波器(2)接收到控制器(5)發(fā)出的控制信號，則處于工作狀態(tài)，對接收的采樣得到的數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波；若內(nèi)插濾波器(2)沒有接收到控制器(5)發(fā)出的控制信號，則處于非工作狀態(tài)，直接輸出接收的采樣得到的數(shù)字信號；步驟3、數(shù)據(jù)鑒相鑒相器(3)接收內(nèi)插濾波器(2)的輸出信號，對其進(jìn)行鑒相操作；步驟4、環(huán)路濾波環(huán)路濾波器(4)接收鑒相器(3)的輸出信號，對其進(jìn)行環(huán)路濾波；步驟5、累加控制控制器(5)接收環(huán)路濾波器(4)的輸出信號，進(jìn)行累加處理；若累加值達(dá)到預(yù)定閾值，控制器(5)輸出控制信號至內(nèi)插濾波器(2)，使內(nèi)插濾波器(2)處于工作狀態(tài)，同時(shí)清零控制器(5)；若累加值沒有達(dá)到預(yù)定閾值，控制器(5)不輸出控制信號至內(nèi)插濾波器(2)，使內(nèi)插濾波器(2)處于非工作狀態(tài)；步驟6、2倍降采樣2倍降采樣器(6)接收內(nèi)插濾波器(2)的輸出信號，進(jìn)行2倍降采樣，得到在最佳采樣點(diǎn)附近采樣得到的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字比特位同步方法，其特征在于，步驟1中，所述的采樣時(shí)鐘(1)具有4倍帶通信號的帶寬。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字比特位同步方法，其特征在于，所述的采樣時(shí)鐘由獨(dú)立的、自由振蕩的晶振(7)提供。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字比特位同步方法，其特征在于，所述的內(nèi)插濾波器(2)處于工作狀態(tài)時(shí)，是一有限沖激響應(yīng)濾波器，脈沖沖激響應(yīng)函數(shù)是采樣函數(shù)Sinc(x)＝Sin(x)/x。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字比特位同步方法，其特征在于，所述的鑒相器(3)對接收信號進(jìn)行鑒相操作，將得到鑒相結(jié)果ut(2r)輸出ut(2r)＝x(2r-1){x(2r)-x(2r-2)}；其中，r表示從1開始的自然數(shù)；2r表示鑒相的輸出按2選1的方式選擇序列中的數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字比特位同步方法，其特征在于，所述的環(huán)路濾波器(4)對接收信號進(jìn)行環(huán)路濾波，濾除信號中的高頻分量，即y(n)＝y(tǒng)(n-1)+c1[u(n)-u(n-1)]+c2u(n)；c1＝2ωnξ/K；c2=ωn2/(kf);]]>其中，n表示步驟3的輸出序列的順序，n為從1開始的自然數(shù)；ωn環(huán)路帶寬，ξ為阻尼系數(shù)；K為增益系數(shù)；f為采樣頻率。
全文摘要
一種數(shù)字比特位同步方法，其包含步驟1、模/數(shù)轉(zhuǎn)換；步驟2、數(shù)據(jù)濾波；步驟3、數(shù)據(jù)鑒相；步驟4、環(huán)路濾波；步驟5、累加控制；步驟6、2倍降采樣。本發(fā)明提供的數(shù)字比特位同步方法，采用純數(shù)字處理方式實(shí)現(xiàn)ATSC的數(shù)字位同步，模擬信號通過2倍過采樣后，得到數(shù)字輸入信號，通過后續(xù)數(shù)字電路處理得到在最佳采樣點(diǎn)附近采樣得到的數(shù)據(jù)，結(jié)果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，降低原先模擬電路的不可靠性。
文檔編號H04L27/06GK1988435SQ20061014745
公開日2007年6月27日 申請日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者劉才勇, 竺海安, 王國中 申請人:上海廣電(集團(tuán))有限公司中央研究院