專利名稱：Cmmb系統(tǒng)中的整數(shù)頻偏及細(xì)定時(shí)聯(lián)合估計(jì)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信息傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種CMMB(China Mobile Multimedia Broadcasting，中國移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播電視)系統(tǒng)中的整數(shù)頻偏及細(xì)定時(shí)聯(lián)合估計(jì)方法。本發(fā)明還涉及一種CMMB系統(tǒng)中的整數(shù)頻偏及細(xì)定時(shí)聯(lián)合估計(jì)裝置。
背景技術(shù)：
電視產(chǎn)業(yè)和事業(yè)的發(fā)展一直以收視質(zhì)量與服務(wù)能力的提高為中心而進(jìn)行，移動(dòng)數(shù)字電視作為新一代的電視技術(shù)，其收視質(zhì)量和便捷性大幅度提高；同時(shí)，移動(dòng)數(shù)字化技術(shù)的采用為更多的其它服務(wù)創(chuàng)造了發(fā)展空間。移動(dòng)數(shù)字電視的發(fā)展將對整個(gè)電子信息行業(yè)的發(fā)
展有重大意義。中國國家廣電總局于2006年10月頒布了中國移動(dòng)多媒體廣播行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用了我國自主研發(fā)的移動(dòng)電視接收標(biāo)準(zhǔn)STiMi，該標(biāo)準(zhǔn)于2006年11月I日起正式實(shí)施。STiMi 技術(shù)充分考慮到移動(dòng)多媒體廣播業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，針對手持設(shè)備接收靈敏度要求高，移動(dòng)性和電池供電的特點(diǎn)，采用最先進(jìn)的信道糾錯(cuò)編碼和OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復(fù)用)調(diào)制技術(shù),提高了抗干擾能力和對移動(dòng)性的支持,采用時(shí)隙節(jié)電技術(shù)來降低終端功耗，提高終端續(xù)航能力。在CMMB的系統(tǒng)構(gòu)成中，CMMB信號主要由S 波段衛(wèi)星覆蓋網(wǎng)絡(luò)和U波段地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信號覆蓋。S波段衛(wèi)星覆蓋網(wǎng)絡(luò)廣播信道用于直接接收，Ku波段上行，S波段下行；分發(fā)信道用于地面增補(bǔ)轉(zhuǎn)發(fā)接收，Ku波段上行，Ku 波段下行，由地面增補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)為S波段發(fā)送到CMMB終端。為實(shí)現(xiàn)城市人口密集區(qū)域移動(dòng)多媒體廣播電視信號的有效覆蓋，采用U波段地面無線發(fā)射構(gòu)建城市U波段地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)。CMMB系統(tǒng)采用OFDM技術(shù)。如果定時(shí)估計(jì)不準(zhǔn)確，F(xiàn)FT (快速傅立葉變換)窗口的起始位置不在當(dāng)前OFDM符號的第一個(gè)樣點(diǎn)上，那么FFT窗口就會包含相鄰兩個(gè)OFDM符號的樣點(diǎn)，從而引起了 ISI (符號間干擾)和ICI (載波間干擾)，使解調(diào)性能惡化，因此必須精確的估計(jì)定時(shí)偏差，才能獲得最佳的系統(tǒng)性能。為了抵抗多徑的影響，在OFDM符號之間都插入了保護(hù)間隔，因此OFDM符號定時(shí)同步的起始時(shí)刻可以在保護(hù)間隔內(nèi)變化，而不會造成ISI和ICI。只有當(dāng)FFT運(yùn)算窗口超過了符號邊界，或者落入符號的幅度滾降區(qū)間，才會造成ISI和ICI。因此，OFDM系統(tǒng)對符號定時(shí)同步的要求會相對寬松。但是在多徑環(huán)境中， 為了獲得最佳的系統(tǒng)性能，需要確定最佳的符號定時(shí)。盡管符號定時(shí)的起點(diǎn)可以在保護(hù)間隔內(nèi)任意選擇就可以避免多徑引起的ISI，但是容易得知，任何符號定時(shí)的變化，都會增加 OFDM系統(tǒng)對時(shí)延擴(kuò)展的敏感程度，因此系統(tǒng)所能容忍的時(shí)延擴(kuò)展就會低于其設(shè)計(jì)值。為了盡量減小這種負(fù)面的影響，需要盡量減小符號定時(shí)同步的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種CMMB系統(tǒng)中的整數(shù)頻偏及細(xì)定時(shí)聯(lián)合估計(jì)方法，能夠節(jié)省硬件資源，獲得準(zhǔn)確的精細(xì)定時(shí)位置估計(jì)信號；為此，本發(fā)明還要提供一種CMMB系統(tǒng)中的整數(shù)頻偏及細(xì)定時(shí)聯(lián)合估計(jì)裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的CMMB系統(tǒng)中的整數(shù)頻偏及細(xì)定時(shí)聯(lián)合估計(jì)方法， 包括以下步驟步驟一、用整數(shù)頻偏控制本地同步信號的初始相位；步驟二、將經(jīng)過N點(diǎn)離散傅立葉變換DFT后的定時(shí)粗同步信號與本地產(chǎn)生的特定相位的本地同步信號相乘，得到消除整數(shù)頻偏后的定時(shí)粗同步信號X[k];步驟三、將所述定時(shí)粗同步信號x[k]進(jìn)行一次N點(diǎn)離散反傅立葉變換IDFT得到一個(gè)N點(diǎn)時(shí)域信號X[η]；步驟四、將所述N點(diǎn)時(shí)域信號χ[η]取絕對值后得到信號X’ [η]，并輸入給細(xì)同步估計(jì)模塊作為閾值，同時(shí)將信號X’ [η]輸入給RAM存儲器進(jìn)行延時(shí)；步驟五、將經(jīng)過RAM存儲器延時(shí)后的信號X’ [η]重新輸入給細(xì)同步估計(jì)模塊；步驟六、在細(xì)同步估計(jì)模塊中將經(jīng)過RAM存儲器延時(shí)重新輸入的信號X’ [η]與閾值進(jìn)行對比，得到峰值超過閾值的位置信號，即為精細(xì)定時(shí)的位置信號di。本發(fā)明的CMMB系統(tǒng)中的整數(shù)頻偏及細(xì)定時(shí)聯(lián)合估計(jì)裝置，包括N點(diǎn)DFT模塊，對輸入信號進(jìn)行N點(diǎn)離散傅立葉變換DFT，得到頻域信號；地址讀寫控制器，與頻偏估計(jì)模塊相連接，根據(jù)頻偏估計(jì)模塊輸出的整數(shù)頻偏估計(jì)完成信號，產(chǎn)生RAM存儲器的讀寫地址；RAM存儲器，與N點(diǎn)DFT模塊、取絕對值模塊和地址讀寫控制器相連接，用于存儲所述N點(diǎn)DFT模塊輸出的頻域信號，并輸出經(jīng)過定時(shí)粗同步的信號，在定時(shí)細(xì)同步過程中輸出消除了整數(shù)頻偏的信號；相位旋轉(zhuǎn)控制模塊，與頻偏估計(jì)模塊相連接，根據(jù)頻偏估計(jì)模塊輸出的整數(shù)頻偏信號改變本地同步信號的初始相位，控制ROM存儲器的初始地址設(shè)定在特定位置；ROM存儲器，與相位旋轉(zhuǎn)控制模塊相連接，用于存儲并輸出特定相位的本地同步信號;乘法器，與所述ROM存儲器和RAM存儲器相連接，將特定相位的本地同步信號與定時(shí)粗同步的信號相乘，得到信號X[k]；N點(diǎn)IDFT模塊，與乘法器相連接，對信號X[k]進(jìn)行N點(diǎn)離散反傅立葉變換，得到N 點(diǎn)時(shí)域信號X [η]；取絕對值模塊，與所述N點(diǎn)IDFT模塊相連接，對N點(diǎn)時(shí)域信號X [η]取絕對值得到信號X，[η]；取最大值模塊，與所述取絕對值模塊相連接，得到信號X’ [η]的最大值；頻偏估計(jì)模塊，與所述取最大值模塊相連接，用于得到整數(shù)頻偏信號fi和整數(shù)頻偏估計(jì)完成信號；細(xì)同步估計(jì)模塊，根據(jù)經(jīng)過所述RAM存儲器輸出的延時(shí)后的信號X’ [η]，與所述取絕對值模塊輸出的信號X’ [η]作為閾值進(jìn)行對比，得到峰值超過閾值的位置，即為精細(xì)定時(shí)的位置信號di。本發(fā)明在估計(jì)出整數(shù)頻偏的基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)同步位置估計(jì)，極大的節(jié)省了硬件資源，同時(shí)細(xì)同步位置估計(jì)通過相關(guān)峰獲得，從而保證了在資源最省的條件下獲得準(zhǔn)確的整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)定時(shí)估計(jì)；其具有的有益效果是
(I)、利用CMMB接收機(jī)中現(xiàn)有的FFT模塊進(jìn)行運(yùn)算，減少了硬件開銷，有利于硬件的實(shí)現(xiàn)。(2)、根據(jù)前面估計(jì)所得到的整數(shù)頻偏，利用已有裝置進(jìn)行細(xì)同步估計(jì)，極大的節(jié)省了硬件資源。(3)、本發(fā)明的頻偏估計(jì)方法適用于CMMB標(biāo)準(zhǔn)中幀結(jié)構(gòu)，并具備實(shí)現(xiàn)簡單，準(zhǔn)確性高，性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖I是CMMB標(biāo)準(zhǔn)中的信號幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的裝置一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的方法一實(shí)施例控制流程圖；圖4是圖2中改進(jìn)的相位旋轉(zhuǎn)控制裝置的一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖；圖5是圖2中細(xì)同步估計(jì)裝置的一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式CMMB標(biāo)準(zhǔn)中信號幀的具體結(jié)構(gòu)如圖I所示。CMMB標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)的基本單元為時(shí)隙，時(shí)隙由信標(biāo)和OFDM符號兩部分組成。信標(biāo)由發(fā)射機(jī)標(biāo)識信號和兩個(gè)相同的同步信號組成，根據(jù)2M和SM兩種不同模式，信標(biāo)的子載波數(shù)不同；信標(biāo)中的同步信號主要用于同步，是由線性反饋移位寄存器產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列經(jīng)過OFDM調(diào)制產(chǎn)生。一個(gè)時(shí)隙中包含 53個(gè)OFDM符號，每個(gè)OFDM符號由循環(huán)前綴(CP)和OFDM數(shù)據(jù)體構(gòu)成。OFDM數(shù)據(jù)體長度為 409. 6 μ s，循環(huán)前綴長度為51. 2 μ s，OFDM符號長度為460. 8 μ S。參見圖3所示，在本發(fā)明的一實(shí)施例中所述整數(shù)頻偏及細(xì)定時(shí)聯(lián)合估計(jì)方法的控制流程是假設(shè)接收到的信號是r0 (t) = S0 (t) exp [j (2 π Δ fct+ θ ) ] +η0 (t)= s0 (t) exp [j (2 η ε Ct/Ts+ θ )]+n0(t)其中，nQ (t)是雙邊功率譜密度為Nq/2的加性高斯白噪聲(AdditiveWhite Gaussian Noise, AWGN), S0(t)是傳輸?shù)耐叫盘枺ㄊ禽d波相位，Δ ；是待估計(jì)的載波頻率偏差，ε。= Δ fc * Ts為歸一化的載波頻偏，1/TS為OFDM子載波間隔。 假設(shè)接收序列和本地序列之間的相位偏移為a。載波同步之前，接收端首先對接收到的PN幀同步信號部分進(jìn)行卷積運(yùn)算。令
權(quán)利要求
1.一種CMMB系統(tǒng)中的整數(shù)頻偏及細(xì)定時(shí)聯(lián)合估計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一、用整數(shù)頻偏控制本地同步信號的初始相位；步驟二、將經(jīng)過N點(diǎn)離散傅立葉變換DFT后的定時(shí)粗同步信號與本地產(chǎn)生的特定相位的本地同步信號相乘，得到消除整數(shù)頻偏后的定時(shí)粗同步信號x[k]；步驟三、將所述定時(shí)粗同步信號x[k]進(jìn)行一次N點(diǎn)離散反傅立葉變換IDFT得到一個(gè) N點(diǎn)時(shí)域信號X [η]；步驟四、將所述N點(diǎn)時(shí)域信號χ[η]取絕對值后得到信號X’ [η]，并輸入給細(xì)同步估計(jì)模塊作為閾值，同時(shí)將信號X’ [η]輸入給RAM存儲器進(jìn)行延時(shí)；步驟五、將經(jīng)過RAM存儲器延時(shí)后的信號X’ [η]重新輸入給細(xì)同步估計(jì)模塊；步驟六、在細(xì)同步估計(jì)模塊中將經(jīng)過RAM存儲器延時(shí)重新輸入的信號X’ [η]與閾值進(jìn)行對比，得到峰值超過閾值的位置信號，即為精細(xì)定時(shí)的位置信號di。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于信號幀體為符合CMMB中國國家標(biāo)準(zhǔn)的信號中貞符號。
3.—種CMMB系統(tǒng)中的整數(shù)頻偏及細(xì)定時(shí)聯(lián)合估計(jì)裝置，其特征在于，包括N點(diǎn)DFT模塊，對輸入信號進(jìn)行N點(diǎn)離散傅立葉變換DFT，得到頻域信號；地址讀寫控制器，與頻偏估計(jì)模塊相連接，根據(jù)頻偏估計(jì)模塊輸出的整數(shù)頻偏估計(jì)完成信號，產(chǎn)生RAM存儲器的讀寫地址；RAM存儲器，與N點(diǎn)DFT模塊、取絕對值模塊和地址讀寫控制器相連接，用于存儲所述 N點(diǎn)DFT模塊輸出的頻域信號，并輸出經(jīng)過定時(shí)粗同步的信號，在定時(shí)細(xì)同步過程中輸出消除了整數(shù)頻偏的信號；相位旋轉(zhuǎn)控制模塊，與頻偏估計(jì)模塊相連接，根據(jù)頻偏估計(jì)模塊輸出的整數(shù)頻偏信號改變本地同步信號的初始相位，控制ROM存儲器的初始地址設(shè)定在特定位置；ROM存儲器，與相位旋轉(zhuǎn)控制模塊相連接，用于存儲并輸出特定相位的本地同步信號； 乘法器，與所述ROM存儲器和RAM存儲器相連接，將特定相位的本地同步信號與定時(shí)粗同步的信號相乘，得到信號X[k]；N點(diǎn)IDFT模塊，與乘法器相連接，對信號X[k]進(jìn)行N點(diǎn)離散反傅立葉變換，得到N點(diǎn)時(shí)域信號X [η]；取絕對值模塊，與所述N點(diǎn)IDFT模塊相連接，對N點(diǎn)時(shí)域信號X [η]取絕對值得到信號X， [η]；取最大值模塊，與所述取絕對值模塊相連接，得到信號X’ [η]的最大值；頻偏估計(jì)模塊，與所述取最大值模塊相連接，用于得到整數(shù)頻偏信號fi和整數(shù)頻偏估計(jì)完成信號；細(xì)同步估計(jì)模塊，根據(jù)經(jīng)過所述RAM存儲器輸出的延時(shí)后的信號X’ [η]，與所述取絕對值模塊輸出的信號X’ [η]作為閾值進(jìn)行對比，得到峰值超過閾值的位置，即為精細(xì)定時(shí)的位置信號di。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述相位旋轉(zhuǎn)控制模塊包括相位初始值模塊，用于在整數(shù)頻偏估計(jì)階段，將初始地址進(jìn)行左右移位，在細(xì)同步估計(jì)階段將整數(shù)頻偏的估計(jì)值載入為初始地址；地址累加裝置，與所述相位初始值模塊相連接，用于在所述初始地址的基礎(chǔ)上進(jìn)行N次地址累加。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述細(xì)同步估計(jì)模塊包括累加器，其有兩個(gè)輸入端口，一個(gè)是數(shù)據(jù)輸入端口，另一個(gè)是數(shù)據(jù)使能端口，其數(shù)據(jù)輸入端口輸入的是取絕對值模塊的輸出信號X’ [η]，數(shù)據(jù)使能端口連接累加控制模塊的輸出端，用于控制累加器在數(shù)據(jù)有效的位置實(shí)現(xiàn)累加；累加控制模塊，與所述累加器相連接，用于標(biāo)識數(shù)據(jù)有效的位置；閾值計(jì)算裝置，與所述累加器的輸出端相連接，用于將累加后數(shù)據(jù)乘以可變因子而得到閾值；比較器，其有兩個(gè)輸入端，分別輸入閾值計(jì)算裝置的輸出信號和RAM存儲器輸出的信號X’ [η]，用于得到信號X’ [η]大于閾值的位置；細(xì)同步計(jì)算模塊，與所述比較器相連接，用于得到精確的定時(shí)同步位置信號di。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CMMB系統(tǒng)中的整數(shù)頻偏及細(xì)定時(shí)聯(lián)合估計(jì)方法，求出CMMB系統(tǒng)整數(shù)頻偏以后，然后用整數(shù)頻偏控制本地同步信號的初始相位，使經(jīng)過定時(shí)粗同步的信號和特定相位的本地同步信號相乘得到信號X[k]，將信號X[k]經(jīng)過N點(diǎn)的IDFT變化為N點(diǎn)時(shí)域信號x[n]，對x[n]取絕對值后分別給細(xì)同步估計(jì)模塊和RAM存儲器，經(jīng)過RAM存儲延時(shí)后的信號x’[n]，重新賦予細(xì)同步估計(jì)模塊，從而在細(xì)同步估計(jì)中求出精細(xì)定時(shí)位置信號di。本發(fā)明還公開了一種CMMB系統(tǒng)中的整數(shù)頻偏及細(xì)定時(shí)聯(lián)合估計(jì)裝置。本發(fā)明能夠節(jié)省硬件資源，獲得準(zhǔn)確的精細(xì)定時(shí)位置信號。
文檔編號H04L25/03GK102611665SQ201110025438
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者劉鵬, 張帥 申請人:上海華虹集成電路有限責(zé)任公司