技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線廣播通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種物理幀中前導(dǎo)符號(hào)的生成方法及頻域OFDM符號(hào)的生成方法。

背景技術(shù)：

通常為了使OFDM系統(tǒng)的接收端能正確解調(diào)出發(fā)送端所發(fā)送的數(shù)據(jù)，OFDM系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端之間準(zhǔn)確可靠的時(shí)間同步。同時(shí)，由于OFDM系統(tǒng)對(duì)載波的頻偏非常敏感，OFDM系統(tǒng)的接收端還需要提供準(zhǔn)確高效的載波頻譜估計(jì)方法，以對(duì)載波頻偏進(jìn)行精確的估計(jì)和糾正。

目前，OFDM系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端時(shí)間同步的方法基本是基于前導(dǎo)符號(hào)來實(shí)現(xiàn)的。前導(dǎo)符號(hào)是OFDM系統(tǒng)的發(fā)送端和接收端都已知的符號(hào)序列，前導(dǎo)符號(hào)做為物理幀的開始(命名為P1符號(hào))，P1符號(hào)在每個(gè)物理幀內(nèi)只出現(xiàn)一次，它標(biāo)志了該物理幀的開始。P1符號(hào)的用途包括有：

1)使接收端快速地檢測(cè)以確定信道中傳輸?shù)氖欠駷槠谕邮盏男盘?hào)；

2)提供基本傳輸參數(shù)(例如FFT點(diǎn)數(shù)、幀類型信息等)，以使接收端可以進(jìn)行后續(xù)接收處理；

3)檢測(cè)出初始載波頻偏和定時(shí)誤差，進(jìn)行補(bǔ)償后達(dá)到頻率和定時(shí)同步。

DVB_T2標(biāo)準(zhǔn)中提出了基于CAB時(shí)域結(jié)構(gòu)的P1符號(hào)設(shè)計(jì)，較好地實(shí)現(xiàn)了上述功能。但是，在低復(fù)雜度接收算法上仍然有一些局限。例如，在1024、542、或者482個(gè)符號(hào)的長(zhǎng)多徑信道時(shí)，利用CAB結(jié)構(gòu)進(jìn)行定時(shí)粗同步會(huì)發(fā)生較大偏差，導(dǎo)致頻域上估計(jì)載波整數(shù)倍頻偏出現(xiàn)錯(cuò)誤。另外，在頻率選擇性衰落信道時(shí)，DPSK差分解碼也可能會(huì)失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的是目前DVB_T2標(biāo)準(zhǔn)及其他標(biāo)準(zhǔn)中，前導(dǎo)符號(hào)在頻率選擇性衰落信道下低復(fù)雜度接收算法檢測(cè)出現(xiàn)失敗概率的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種頻域OFDM符號(hào)的生成方法，包括如下步驟：在頻域上分別生成固定序列和信令序列；將固定序列和信令序列填充至有效子載波上，且所述固定序列和信令序列之間呈奇偶交錯(cuò)排列；在所述有效子載波兩側(cè)分別填充零序列子載波以形成預(yù)定長(zhǎng)度的頻域OFDM符號(hào)。

可選的，所述固定序列為復(fù)數(shù)序列，且該復(fù)數(shù)序列中各個(gè)復(fù)數(shù)的模為1。

可選的，該復(fù)數(shù)序列中第n個(gè)復(fù)數(shù)為其中，ω_n的取值依順序從左往右按行排列如下表所示：

可選的，在頻域上生成信令序列包括如下步驟：生成基準(zhǔn)序列；對(duì)該基準(zhǔn)序列進(jìn)行循環(huán)移位以生成信令序列。

可選的，所述基準(zhǔn)序列表示為：

對(duì)所述基準(zhǔn)序列進(jìn)行循環(huán)移位后生成的信令序列表示為：其中k_i為移位值，如下表所示：

可選的，所述固定序列的長(zhǎng)度與所述信令序列的長(zhǎng)度相等，且該長(zhǎng)度小于所述預(yù)定長(zhǎng)度的1/2。

可選的，在所述有效子載波兩側(cè)分別填充零序列子載波以形成預(yù)定長(zhǎng)度的頻域OFDM符號(hào)包括：在所述有效子載波兩側(cè)分別填充等長(zhǎng)度的零序列子載波以形成預(yù)定長(zhǎng)度的頻域OFDM符號(hào)。

可選的，每側(cè)填充的零序列子載波的長(zhǎng)度大于臨界長(zhǎng)度值，該臨界長(zhǎng)度值由系統(tǒng)符號(hào)率和預(yù)定長(zhǎng)度來確定。

可選的，所述預(yù)定長(zhǎng)度為1024。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種物理幀中前導(dǎo)符號(hào)的生成方法，包括如下步驟：依照上述頻域OFDM符號(hào)的生成方法生成頻域OFDM符號(hào)；對(duì)所述頻域OFDM符號(hào)作離散傅里葉反變換以得到時(shí)域OFDM符號(hào)；生成所述時(shí)域OFDM符號(hào)的調(diào)制信號(hào)；基于所述時(shí)域OFDM符號(hào)與該調(diào)制信號(hào)生成前導(dǎo)符號(hào)。

可選的，所述生成所述時(shí)域OFDM符號(hào)的調(diào)制信號(hào)包括：設(shè)置一個(gè)頻移序列；將所述時(shí)域OFDM符號(hào)乘以該頻移序列以得到該時(shí)域OFDM符號(hào)的調(diào)制信號(hào)。

可選的，基于所述時(shí)域OFDM符號(hào)與該調(diào)制信號(hào)生成前導(dǎo)符號(hào)是指：將所述調(diào)制信號(hào)作為所述時(shí)域OFDM符號(hào)的保護(hù)間隔，并將其拼接在所述時(shí)域OFDM符號(hào)的前部以生成前導(dǎo)符號(hào)。

可選的，所述生成所述時(shí)域OFDM符號(hào)的調(diào)制信號(hào)包括：設(shè)置一個(gè)頻移序列；分別將所述時(shí)域OFDM符號(hào)和該時(shí)域OFDM符號(hào)的移位序列乘以該頻移序列以得到該時(shí)域OFDM符號(hào)的第一調(diào)制信號(hào)和第二調(diào)制信號(hào)。

可選的，基于所述時(shí)域OFDM符號(hào)與該調(diào)制信號(hào)生成前導(dǎo)符號(hào)是指：將所述第一調(diào)制信號(hào)和第二調(diào)制信號(hào)作為所述時(shí)域OFDM符號(hào)的保護(hù)間隔，并將這兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別拼接在所述時(shí)域OFDM符號(hào)的前部和后部以生成前導(dǎo)符號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案具有以下有益效果：

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的頻域OFDM符號(hào)的生成方法，將固定序列和信令序列以奇偶交錯(cuò)的方式填充至有效子載波上，通過這樣特定的頻域結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中固定序列可以作為物理幀中的導(dǎo)頻，從而便于接收端對(duì)接收到的物理幀中前導(dǎo)符號(hào)進(jìn)行解碼解調(diào)。

進(jìn)一步地，固定序列采用復(fù)數(shù)序列，該復(fù)數(shù)序列中各個(gè)復(fù)數(shù)的模為1，這樣使得后續(xù)生成的前導(dǎo)符號(hào)具有較低的峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)，且提高了接收端檢測(cè)前導(dǎo)符號(hào)的成功概率。

更進(jìn)一步地，利用時(shí)域OFDM符號(hào)的調(diào)制信號(hào)與時(shí)域OFDM符號(hào)的結(jié)構(gòu)(作為前導(dǎo)符號(hào))保證了在接收端利用延遲相關(guān)可以得到明顯的峰值。并且，在生成該前導(dǎo)符號(hào)過程中，設(shè)計(jì)時(shí)域OFDM符號(hào)的調(diào)制信號(hào)可以避免接收端受到連續(xù)波干擾或者單頻干擾，或者出現(xiàn)與調(diào)制信號(hào)長(zhǎng)度等長(zhǎng)的多徑信道，或者接收信號(hào)中保護(hù)間隔長(zhǎng)度和調(diào)制信號(hào)的長(zhǎng)度相同時(shí)出現(xiàn)誤檢測(cè)峰值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種頻域OFDM符號(hào)的生成方法的具體實(shí)施方式的流程示意圖；

圖2是利用本發(fā)明的頻域OFDM符號(hào)的生成方法生成的頻域OFDM符號(hào)的頻域載波分布示意圖；

圖3是本發(fā)明的一種物理幀中前導(dǎo)符號(hào)的生成方法的具體實(shí)施方式的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)目前DVB_T2標(biāo)準(zhǔn)及其他標(biāo)準(zhǔn)中，前導(dǎo)符號(hào)在頻率選擇性衰落信道下低復(fù)雜度接收算法檢測(cè)出現(xiàn)失敗概率的問題。

針對(duì)上述問題，發(fā)明人經(jīng)過研究，提供了一種物理幀中前導(dǎo)符號(hào)的生成方法及頻域OFDM符號(hào)的生成方法，保證載波頻率偏差在-500kHz至500kHz范圍內(nèi)接收端仍可以處理接收信號(hào)。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。

如圖1所示的是本發(fā)明的一種頻域OFDM符號(hào)的生成方法的具體實(shí)施方式的流程示意圖。參考圖1，頻域OFDM符號(hào)的生成方法包括如下步驟：

步驟S11：在頻域上分別生成固定序列和信令序列；

步驟S12：將固定序列和信令序列填充至有效子載波上，且所述固定序列和信令序列之間呈奇偶交錯(cuò)排列；

步驟S13：在所述有效子載波兩側(cè)分別填充零序列子載波以形成預(yù)定長(zhǎng)度的頻域OFDM符號(hào)。

具體來說，如步驟S11所述，在頻域上分別生成固定序列和信令序列。其中，所述固定序列包括接收端可用來做載波頻率同步和定時(shí)同步的相關(guān)信息、所述信令序列包括各個(gè)基本傳輸參數(shù)。

本實(shí)施例中，所述固定序列為復(fù)數(shù)序列，且該復(fù)數(shù)序列中各個(gè)復(fù)數(shù)的模為1。所述信令序列用來傳送P個(gè)比特的信息(例如各種信令)，共有2^P個(gè)可能，每種可能被映射到一個(gè)長(zhǎng)度為M的信令序列。序列組有2^P個(gè)序列，且彼此之間不相關(guān)，同時(shí)與已知的固定序列也不相關(guān)。

如步驟S12所述，將所述固定序列和信令序列填充至有效子載波上，且所述固定序列和信令序列之間呈奇偶交錯(cuò)排列。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述固定序列的長(zhǎng)度與所述信令序列的長(zhǎng)度相等，且該長(zhǎng)度小于所述預(yù)定長(zhǎng)度的1/2。其中，所述預(yù)定長(zhǎng)度為1024，但實(shí)際應(yīng)用中也可以根據(jù)系統(tǒng)需求而改變。

以預(yù)定長(zhǎng)度為1024為例，設(shè)固定序列的長(zhǎng)度為N(即承載固定序列的有效子載波的個(gè)數(shù)為N)、信令序列的長(zhǎng)度為M(即承載信令序列的有效子載波的個(gè)數(shù)為M)，在本實(shí)施例中，M＝N。在其他實(shí)施例中，N也可以略大于M。

所述固定序列和信令序列之間呈奇偶交錯(cuò)排列，即固定序列填充至偶子載波(或奇子載波)位置上，相應(yīng)地，信令序列填充至奇子載波(或偶子載波)位置上，從而在頻域的有效子載波上呈現(xiàn)固定序列和信令序列奇偶交錯(cuò)排列的分布狀態(tài)。需要說明的是，當(dāng)固定序列和信令序列的長(zhǎng)度不一致時(shí)(例如M>N)，可以通過補(bǔ)零序列子載波的方式來實(shí)現(xiàn)固定序列和信令序列奇偶交錯(cuò)排列。

如步驟S13所述，在所述有效子載波兩側(cè)分別填充零序列子載波以形成預(yù)定長(zhǎng)度的頻域OFDM符號(hào)。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，本步驟包括：在所述有效子載波兩側(cè)分別填充等長(zhǎng)度的零序列子載波以形成預(yù)定長(zhǎng)度的頻域OFDM符號(hào)。

沿用以預(yù)定長(zhǎng)度為1024的例子，零序列子載波的長(zhǎng)度的G＝1024-M-N，兩側(cè)填充(1024-M-N)/2個(gè)零序列子載波。

進(jìn)一步地，為了保證在載波頻率偏差在-500kHz至500kHz范圍內(nèi)接收端仍可以處理接收信號(hào)，(1024-M-N)/2的值通常大于臨界長(zhǎng)度值(設(shè)為TH)，該臨界長(zhǎng)度值由系統(tǒng)符號(hào)率和預(yù)定長(zhǎng)度來確定。例如，預(yù)定長(zhǎng)度為1024，7.61M 的系統(tǒng)符號(hào)率，9.14M的采樣率，則例如，M＝N＝350，則G＝324，兩側(cè)各填充162個(gè)零序列子載波。

因此，預(yù)定長(zhǎng)度(1024個(gè))的子載波(即頻域OFDM符號(hào))P1_X₀,P1_X₁,…,P1_X₁₀₂₃由以下方式填充生成：

其中，所處的奇偶位置可以互換。

如圖2所示的是利用本發(fā)明的頻域OFDM符號(hào)的生成方法生成的頻域OFDM符號(hào)的頻域載波分布示意圖。

采用本發(fā)明實(shí)施例所述的頻域OFDM符號(hào)的生成方法，針對(duì)上述步驟S11，發(fā)明人經(jīng)過研究得到一種在頻域上生成固定序列和信令的序列的具體實(shí)施方式。

沿用以預(yù)定長(zhǎng)度為1024、所述固定序列的長(zhǎng)度與所述信令序列的長(zhǎng)度相等(都為350)的例子。

具體地，所述固定序列為復(fù)數(shù)序列，該復(fù)數(shù)序列中各個(gè)復(fù)數(shù)的模為1。例如，該復(fù)數(shù)序列中第n個(gè)復(fù)數(shù)為其中，ω_n的取值依順序從左往右按行排列如下表所示：

其中，第一行是n為0～9對(duì)應(yīng)ω_n的取值、第二行是n為10～19對(duì)應(yīng)ω_n的取值、以此類推，第35行是n為340～349對(duì)應(yīng)ω_n的取值。

信令序列，用來傳送P個(gè)(例如P＝8)比特的信息，共有2⁸個(gè)可能，每種可能被映射到一個(gè)長(zhǎng)度為350的信令序列。

具體地，在頻域上生成信令序列包括如下步驟：

1)生成基準(zhǔn)序列；

2)對(duì)該基準(zhǔn)序列進(jìn)行循環(huán)移位以生成信令序列。

其中，所述基準(zhǔn)序列為部分Zadoff-Chu序列。例如，該基準(zhǔn)序列可以表示為：

對(duì)所述基準(zhǔn)序列進(jìn)行循環(huán)移位后生成的信令序列表示為：其中k_i為移位值，如下表所示：

在其他實(shí)施例中，可選擇傳輸該256個(gè)序列中的8個(gè)(對(duì)應(yīng)P為3)，16個(gè)(對(duì)應(yīng)P為4)，32個(gè)(對(duì)應(yīng)P為5)，64個(gè)(對(duì)應(yīng)P為6)，128個(gè)(對(duì)應(yīng)P為7)和256個(gè)(對(duì)應(yīng)P為8)來傳輸滿足系統(tǒng)需求的P個(gè)比特的信令，并且P的值越小，選擇出的序列子集的峰值平均功率比(PAPR)將越低。

最后，預(yù)定長(zhǎng)度(1024個(gè))的子載波(即頻域OFDM符號(hào))P1_X₀,P1_X₁,…,P1_X₁₀₂₃由以下方式填充生成：

其中所放奇偶位置可以互換。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種物理幀中前導(dǎo)符號(hào)的生成方法。如圖3所示的是本發(fā)明的一種物理幀中前導(dǎo)符號(hào)的生成方法的具體實(shí)施方式的流程示意圖。參考圖3，物理幀中前導(dǎo)符號(hào)的生成方法包括如下步驟：

步驟S21：依照上述頻域OFDM符號(hào)的生成方法生成頻域OFDM符號(hào)；

步驟S22：對(duì)所述頻域OFDM符號(hào)作離散傅里葉反變換以得到時(shí)域OFDM符號(hào)；

步驟S23：生成所述時(shí)域OFDM符號(hào)的調(diào)制信號(hào)；

步驟S24：基于所述時(shí)域OFDM符號(hào)與該調(diào)制信號(hào)生成前導(dǎo)符號(hào)。

需要說明的是，前導(dǎo)符號(hào)可以從時(shí)域和頻域兩個(gè)域上來描述。在本實(shí)施例中，前導(dǎo)符號(hào)的生成方法是在頻域上生成頻域OFDM符號(hào)，并基于該頻域OFDM符號(hào)與其對(duì)應(yīng)的時(shí)域OFDM符號(hào)的調(diào)制信號(hào)生成時(shí)域上的前導(dǎo)符號(hào)。

其中，所述步驟S21的具體實(shí)施方式可以參考上文圖1所述的具體實(shí)施例，在此不再贅述。

如步驟S22所述，對(duì)所述頻域OFDM符號(hào)作離散傅里葉反變換以得到時(shí)域OFDM符號(hào)。

本步驟所述的離散傅里葉反變換是常用的將頻域信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)域信號(hào)的方式，在此不予贅述。

P1_X_i作離散傅里葉反變換后得到時(shí)域OFDM符號(hào)：

如步驟S23所述，生成所述時(shí)域OFDM符號(hào)的調(diào)制信號(hào)。

在實(shí)例A中，本步驟包括：1)設(shè)置一個(gè)頻移序列；2)將所述時(shí)域OFDM符號(hào)乘以該頻移序列以得到該時(shí)域OFDM符號(hào)的調(diào)制信號(hào)。

例如，設(shè)該頻移序列為其中f_SH＝1/(1024T)。M(t)也可以被設(shè)計(jì)成其他序列，如m序列或一些簡(jiǎn)化的窗序列等。

時(shí)域OFDM符號(hào)的調(diào)制信號(hào)為P1_B(t)，P1_B(t)是通過P1_A(t)乘以頻移序列M(t)得到(即P1_B(t)＝P1_A(t)*M(t))，并且被用來作為P1_A(t)的保護(hù)間隔。

在實(shí)例B中，本步驟包括：1)設(shè)置一個(gè)頻移序列；2)分別將所述時(shí)域OFDM符號(hào)和該時(shí)域OFDM符號(hào)的移位序列乘以該頻移序列以得到該時(shí)域OFDM符號(hào)的第一調(diào)制信號(hào)和第二調(diào)制信號(hào)。

例如，設(shè)該頻移序列為其中f_SH＝1/(1024T)。M(t)也可以被設(shè)計(jì)成其他序列，如m序列或一些簡(jiǎn)化的窗序列等。

所述時(shí)域OFDM符號(hào)為P1_A(t)，該時(shí)域OFDM符號(hào)的移位序列為P1_A(t-1024T)。

如步驟S24所述，基于所述時(shí)域OFDM符號(hào)與該調(diào)制信號(hào)生成前導(dǎo)符號(hào)。

在實(shí)例A中，本步驟包括：將所述調(diào)制信號(hào)作為所述時(shí)域OFDM符號(hào)的保護(hù)間隔，并將其拼接在所述時(shí)域OFDM符號(hào)的前部以生成前導(dǎo)符號(hào)。

例如，前導(dǎo)符號(hào)可根據(jù)下面的公式來生成：

保護(hù)間隔的長(zhǎng)度也可以小于時(shí)域OFDM符號(hào)的長(zhǎng)度，設(shè)保護(hù)間隔的長(zhǎng)度為B_len,時(shí)域OFDM符號(hào)的長(zhǎng)度為A，取A的前B_len部分進(jìn)行調(diào)制，即：

在實(shí)例B中，本步驟包括：將所述第一調(diào)制信號(hào)和第二調(diào)制信號(hào)作為所述時(shí)域OFDM符號(hào)的保護(hù)間隔，并將這兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別拼接在所述時(shí)域OFDM符號(hào)的前部和后部以生成前導(dǎo)符號(hào)。

例如，前導(dǎo)符號(hào)可根據(jù)下面的公式來生成：

其中，num1為拼接在所述時(shí)域OFDM符號(hào)的前部的調(diào)制信號(hào)的長(zhǎng)度，且num1的值小于所述預(yù)定長(zhǎng)度(本實(shí)例中為1024)。優(yōu)選地，num1的取值為542。

在其他實(shí)施例中，基于上文實(shí)施例提供的頻域OFDM符號(hào)的生成方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在此基礎(chǔ)上采用其他實(shí)施方式(并不限于圖2中的步驟S22至步驟S24)對(duì)該頻域OFDM符號(hào)進(jìn)行處理，以生成時(shí)域上的前導(dǎo)符號(hào)。

本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。