物理層中的定時同步方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種物理層中的定時同步方法，其特征在于，利用差分后的基帶數(shù)據(jù)和本地時域序列，N個不同的差分值所得到N組滑動相關(guān)后的差分相關(guān)結(jié)果，進(jìn)行進(jìn)一步處理以濾除噪聲，可達(dá)到較低信噪比，同時差分值的個數(shù)N是基于傳輸系統(tǒng)的性能需求來定的，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的平衡，另外，針對單個差分值的情況，同樣地用差分后的基帶數(shù)據(jù)和差分后的本地時域序列進(jìn)行相關(guān)得到差分相關(guān)結(jié)果，再結(jié)合其它差分相關(guān)結(jié)果Rother,m，進(jìn)行延遲關(guān)系匹配后進(jìn)行加權(quán)平均或加權(quán)絕對值平均，實(shí)現(xiàn)幀定時同步或符號定時同步。本發(fā)明所提供的定時同步方法能夠巧妙地利用了已知信息，濾除噪聲可達(dá)到較低信噪比的性能，同時實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的平衡，既對抗頻偏又有非常魯棒的性能。
【專利說明】
物理層中的定時同步方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于廣播和通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種物理層中的定時同步方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在廣播系統(tǒng)和通信系統(tǒng)中，接收端通常需要對物理層信號進(jìn)行符號定時同步或幀 定時同步，用于找出數(shù)據(jù)幀的初始位置，以便提取數(shù)據(jù)塊用于解調(diào)。
[0003] 比如DVB_T2系統(tǒng)中，每個幀結(jié)構(gòu)中會設(shè)有前導(dǎo)符號，接收端需要檢測出前導(dǎo)符號 出現(xiàn)的位置，才能進(jìn)行后續(xù)的處理。又比如DTMB系統(tǒng)，每個幀結(jié)構(gòu)中都設(shè)有PN幀頭，先傳 送該P(yáng)N幀頭而后傳送系統(tǒng)信息和數(shù)據(jù)段，接收端需要檢測出該P(yáng)N幀頭的位置，才會進(jìn)行后 續(xù)的數(shù)據(jù)段處理。
[0004] 目前，無論是單載波系統(tǒng)還是多載波系統(tǒng)，幀定時同步或者符號定時同步都是接 收機(jī)需要處理的必要環(huán)節(jié)，發(fā)端通常會插入已知信息或?qū)⒁阎畔㈦[藏在某段數(shù)據(jù)中，對 于這種有已知信息的同步的方法有很多種，通常接收機(jī)會根據(jù)性能需求而選擇不同的復(fù)雜 度的算法。
[0005] 隨著通信標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步演進(jìn)，糾錯碼的能力顯著增加，再加上分層傳輸?shù)?，要求?統(tǒng)初始的幀同步或者符號同步（比如前導(dǎo)符號同步等）工作在很低的信噪比下，比如一 10dB以下，這時同步檢測算法就成為系統(tǒng)的關(guān)鍵問題。通常的用已知信息與接收數(shù)據(jù)最大 似然比（Max Likelihood，ML)相關(guān)的方法，可以有很好的性能，但這種算法受到載波頻偏影 響嚴(yán)重，當(dāng)載波頻偏達(dá)到一定時，相關(guān)峰值會被淹沒。系統(tǒng)初始接入時往往會有載波頻偏， 因此需要在一定范圍內(nèi)掃頻，然后每個頻點(diǎn)進(jìn)行ML相關(guān)。這樣的算法對于短幀可行，但對 于如DVB_T2這樣的長幀則不可行，因?yàn)椴豢赡艽鎯φ麕臄?shù)據(jù)，所以DVB_T2這樣的系統(tǒng)， 往往不采用已知序列而用延遲滑動相關(guān)的方法來進(jìn)行幀同步，但卻無法達(dá)到一 10dB以下 的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明解決的問題是，已有的利用已知信息進(jìn)行同步檢測方法受到載波頻偏影響 嚴(yán)重，尤其對于例如DVB_T2這樣的長幀結(jié)構(gòu)由于需掃頻對每個頻點(diǎn)進(jìn)行ML相關(guān)而無法存 儲整幀的數(shù)據(jù)，那么已有的可抗頻偏的利用延遲滑動相關(guān)進(jìn)行同步檢測方法卻又無法達(dá)到 較低信噪比（例如一 10dB以下）的性能。
[0007] 為解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種物理層中的定時同步方法，用于利用 已知信息進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏斚到y(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟：步驟1 :對接收到的物理幀進(jìn) 行處理得到基帶信號，以獲得基帶數(shù)據(jù)；步驟2 :基于傳輸系統(tǒng)的性能需求，按照預(yù)定差分 選定規(guī)則選定出至少兩個差分值；步驟3 :針對每個選定的差分值，按照該差分值將基帶數(shù) 據(jù)進(jìn)行差分運(yùn)算且將與已知信息相對應(yīng)的本地時域序列進(jìn)行差分運(yùn)算，再將所分別得到的 兩個差分運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行互相關(guān)，得到對應(yīng)于該差分值的差分相關(guān)結(jié)果，針對所有選定的差 分值共計得到相對應(yīng)的至少兩個差分相關(guān)結(jié)果；步驟4 :對該至少兩個差分相關(guān)結(jié)果進(jìn)行 預(yù)定處理運(yùn)算；以及步驟5 :基于所得到的最終相關(guān)結(jié)果進(jìn)行峰值檢測和判斷，完成幀定時 同步或符號定時同步。
[0008] 可選的，預(yù)定差分選定規(guī)則包括：差分值D (i)任意選擇N個不同值且滿足D (i) < L，其中L為已知信息相對應(yīng)的本地時域序列的長度。
[0009] 可選的，預(yù)定差分選定規(guī)則包括：差分值D(i)選擇N個為等差數(shù)列的不同值且滿 足D(i) <L，即D(i+1)-D⑴=K，K為滿足的常整數(shù)，其中L為已知信息相對應(yīng)的本 ,Jy 地時域序列的長度。
[0010] 可選的，根據(jù)以上兩項(xiàng)預(yù)定差分選定規(guī)則中的任意一項(xiàng)，預(yù)定處理運(yùn)算包括：將至 少兩個差分相關(guān)結(jié)果通過加權(quán)絕對值相加或平均以得到最終相關(guān)結(jié)果。
[0011] 可選的，根據(jù)以上第二項(xiàng)預(yù)定差分選定規(guī)則，預(yù)定處理運(yùn)算包括：將每 相鄰的兩個差分相關(guān)結(jié)果通過以下公式進(jìn)行共輒相乘，得到N-1個共輒相乘值，
?，1，2,…，將N-1個共輒相乘值，屬過加權(quán)矢量相 ， ， 加或平均以得到最終相關(guān)結(jié)果。
[0012] 可選的，在步驟1對所接收到的物理幀進(jìn)行處理得到基帶信號中，當(dāng)接收到的信 號是模擬信號時，模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字信號，再進(jìn)行濾波采樣得到基帶信號；當(dāng)接收到的信 號是中頻信號時，模數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)一步進(jìn)行頻譜搬移，再進(jìn)行濾波采樣得到基帶信號。
[0013] 可選的，針對每個選定的差分值得到對應(yīng)于該差分值的差分相關(guān)結(jié)果的步驟3 中，包括以下子步驟：步驟3-1 :對所獲得的基帶數(shù)據(jù)&按照該一個差分值D進(jìn)行差分 運(yùn)算m表示采樣點(diǎn)序號，由載波頻偏引起的相位旋轉(zhuǎn)變成為固定的載波相 位e]2"DAf，△ f表示載波頻率偏差；步驟3-2 :相應(yīng)同步地將本地時域序列進(jìn)行差分運(yùn)算 f=VVD，pH-1，L為已知信息相對應(yīng)的本地時域序列的長度；以及步驟3-3: 將步驟3-1中差分后的基帶數(shù)據(jù)和步驟3-2所得的本地差分序列進(jìn)行互相關(guān)，通過以下公 式得到該一個差分值D的差分相關(guān)結(jié)果
[0014] 可選的，步驟5包括：由最終相關(guān)結(jié)果導(dǎo)到相關(guān)峰值且峰值不受載波偏差影 響，利用如下公式得到幀定時同步或符號定時同步的位置
[0015] 可選的，在步驟3中，將與已知信息相對應(yīng)的本地時域序列進(jìn)行差分運(yùn)算，已知信 息和本地時域序列之間的對應(yīng)關(guān)系包含：當(dāng)已知信息是時域信號時，發(fā)射端的前導(dǎo)符號或 幀頭的時域信號中就含有本地時域序列；當(dāng)已知信息是頻域信號時，通過離散反傅立葉變 換得到與已知信息相對應(yīng)的本地時域序列。
[0016] 可選的，本發(fā)明實(shí)施例還包括以下步驟：根據(jù)傳輸系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)所具有的其它特 性，相應(yīng)地采用其它定時同步算法所得到的其它差分相關(guān)結(jié)果以及結(jié)合如權(quán)利要 求1中對至少兩個差分相關(guān)結(jié)果進(jìn)行預(yù)定處理運(yùn)算所得到的處理相關(guān)結(jié)果值心^和其它差 分相關(guān)結(jié)果進(jìn)行延遲關(guān)系匹配后，進(jìn)行加權(quán)平均或加權(quán)絕對值平均獲得結(jié)合相關(guān)結(jié) 果值，其中，將結(jié)合相關(guān)結(jié)果值作為最終相關(guān)結(jié)果，進(jìn)行峰值檢測和判斷，完成幀定時同步 或符號定時同步。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種物理層中的定時同步方法，用于利用已知信息進(jìn)行傳 輸?shù)膫鬏斚到y(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟：步驟1 :對接收到的物理幀進(jìn)行處理得到基帶 信號，以獲得基帶數(shù)據(jù)；步驟2 :針對選定出的一個差分值，按照該差分值將基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行 差分運(yùn)算且也將與已知信息相對應(yīng)的本地時域序列進(jìn)行差分運(yùn)算，再將所分別得到的兩個 差分運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行互相關(guān)，得到對應(yīng)于該差分值的差分相關(guān)結(jié)果；步驟3 :根據(jù)傳輸系統(tǒng)的 幀結(jié)構(gòu)所具有的其它特性，采用其它定時同步算法所得到的其它差分相關(guān)結(jié)果 驟4 :將如步驟2所得到的差分相關(guān)結(jié)果UP步驟3所得到其它差分相關(guān)結(jié)果 行延遲關(guān)系匹配后，進(jìn)行加權(quán)平均或加權(quán)絕對值平均獲得最終相關(guān)結(jié)果；以及步驟5 :基于 最終相關(guān)結(jié)果進(jìn)行峰值檢測和判斷，完成幀定時同步或符號定時同步。
[0018] 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：
[0019] 根據(jù)本發(fā)明所涉及的定時同步方法，因?yàn)槔貌罘趾蟮幕鶐?shù)據(jù)和差分后的本地 時域序列進(jìn)行滑動相關(guān)，利用N個不同的差分值所得到N組滑動相關(guān)后的差分相關(guān)結(jié)果， 對這些差分相關(guān)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步預(yù)定處理運(yùn)算，以濾除噪聲，可達(dá)到較低信噪比（例如一 10dB以下）的檢測性能，同時，差分值的個數(shù)N是基于傳輸系統(tǒng)的性能需求來定的，實(shí)現(xiàn)了 復(fù)雜度的平衡。另外，針對即使是選定出一個差分值這樣的情況，也同樣地用差分后的基帶 數(shù)據(jù)和差分后的本地時域序列進(jìn)行相關(guān)得到差分相關(guān)結(jié)果，再結(jié)合采用其它定時同步算法 所得到的其它差分相關(guān)結(jié)果R。^^，進(jìn)行延遲關(guān)系匹配后進(jìn)行加權(quán)平均或加權(quán)絕對值平均， 實(shí)現(xiàn)幀定時同步或符號定時同步。所以，本發(fā)明所提供的定時同步方法能夠巧妙地利用了 已知信息，濾除噪聲可達(dá)到較低信噪比的性能，同時基于系統(tǒng)性能需求來確定差分值，實(shí)現(xiàn) 復(fù)雜度的平衡，既能對抗頻偏，又具有非常魯棒的性能。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中實(shí)施例一的定時同步方法的流程示意圖；
[0021] 圖2是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中變形例的定時同步方法的流程示意圖；以及
[0022] 圖3是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中實(shí)施例二的定時同步方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中，已有的利用已知信息進(jìn)行同步檢測方法受到載波頻偏影 響嚴(yán)重，尤其對于例如DVB_T2這樣的長幀結(jié)構(gòu)由于需掃頻對每個頻點(diǎn)進(jìn)行ML相關(guān)而無法 存儲整幀的數(shù)據(jù)，那么已有的可抗頻偏的利用延遲滑動相關(guān)進(jìn)行同步檢測方法卻又無法達(dá) 到較低信噪比（例如一 10dB以下）的性能。
[0024] 針對上述問題，發(fā)明人經(jīng)過研究，提供了一種物理層中的定時同步方法，根據(jù)本發(fā) 明所涉及的定時同步方法，因?yàn)槔貌罘趾蟮幕鶐?shù)據(jù)和差分后的本地時域序列進(jìn)行滑動 相關(guān)，利用N個不同的差分值所得到N組滑動相關(guān)后的差分相關(guān)結(jié)果，對這些差分相關(guān)結(jié)果 進(jìn)行進(jìn)一步預(yù)定處理運(yùn)算，以濾除噪聲，可達(dá)到較低信噪比（例如一 10dB以下）的檢測性 能，同時，差分值的個數(shù)N是基于傳輸系統(tǒng)的性能需求來定的，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜度的平衡。另外， 針對即使是選定出一個差分值這樣的情況，也同樣地用差分后的基帶數(shù)據(jù)和差分后的本地 時域序列進(jìn)行相關(guān)得到差分相關(guān)結(jié)果，再結(jié)合采用其它定時同步算法所得到的其它差分相 關(guān)結(jié)果進(jìn)行延遲關(guān)系匹配后進(jìn)行加權(quán)平均或加權(quán)絕對值平均，實(shí)現(xiàn)幀定時同步或符 號定時同步。所以，本發(fā)明所提供的定時同步方法能夠巧妙地利用了已知信息，濾除噪聲可 達(dá)到較低信噪比的性能，同時基于系統(tǒng)性能需求來確定差分值，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的平衡，既能對 抗頻偏，又具有非常魯棒的性能。
[0025] 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)合附圖對本發(fā)明 的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0026] 〈實(shí)施例一〉
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種物理層中的定時同步方法。如圖1所示是本發(fā)明的具體 實(shí)施方式中定時同步方法的流程示意圖。
[0028] 參考圖1，本實(shí)施例中，該定時同步方法適用于利用已知信息進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏斚?統(tǒng)。傳輸系統(tǒng)為廣播系統(tǒng)或者通信系統(tǒng)。
[0029] 若該傳輸系統(tǒng)是多載波系統(tǒng)，其前導(dǎo)符號包含已知信息。比如，前導(dǎo)符號基于0FDM 符號生成，其OFDM符號在某些子載波上插入導(dǎo)頻，那么該前導(dǎo)符號即包含已知信息。又或 者，前導(dǎo)符號時域上基于兩個時域信號的疊加，一個是傳送信令的時域信號，一個是已知的 時域序列，那么該前導(dǎo)符號也包含已知信息。
[0030] 若該傳輸系統(tǒng)是單載波系統(tǒng)，其幀頭序列包含已知信息。比如，DTMB系統(tǒng)中的PN 幀頭，包含945, 595和420三種模式，則完全是已知時域序列，同樣包含已知信息。幀頭序 列包含已知信息的情況，還有無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802. 11a中的訓(xùn)練序列等。
[0031] 本實(shí)施例針對上述各種包含已知信息的傳輸系統(tǒng)，提出一種通用的幀定時同步/ 符號定時同步方法，特別適用于幀長較長的傳輸系統(tǒng)，該定時同步方法包括如下步驟：
[0032] 步驟S11 :對接收到的物理幀進(jìn)行處理得到基帶信號，以獲得基帶數(shù)據(jù)；
[0033] 步驟S12:基于所適用的該傳輸系統(tǒng)的性能需求，按照預(yù)定差分選定規(guī)則選定出 至少兩個差分值；
[0034] 步驟S13 :針對每個選定的差分值，按照該差分值將基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行差分運(yùn)算且也 將與已知信息相對應(yīng)的本地時域序列進(jìn)行差分運(yùn)算，再將所分別得到的兩個差分運(yùn)算結(jié)果 進(jìn)行互相關(guān)，得到對應(yīng)于該差分值的差分相關(guān)結(jié)果，針對所有選定的差分值共計得到相對 應(yīng)的至少兩個差分相關(guān)結(jié)果；
[0035] 步驟S14 :對該兩個差分相關(guān)結(jié)果進(jìn)行預(yù)定處理運(yùn)算；以及
[0036] 步驟S15 :基于所得到的最終相關(guān)結(jié)果進(jìn)行峰值檢測和判斷，完成幀定時同步或 符號定時同步。
[0037] 具體地，如步驟S11中所述，對接收到的物理幀進(jìn)行處理得到基帶信號。
[0038] 通常接收端接收到的信號為模擬信號，因此需要先對其進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換以得到數(shù)字 信號，再進(jìn)行濾波、下采樣等處理后得到基帶信號。
[0039] 需要說明的是，若接收端接收到的是中頻信號，在對其經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后還需 要進(jìn)行頻譜搬移，然后再進(jìn)行濾波、下采樣等處理后得到基帶信號。
[0040] 具體地，舉例來說，假設(shè)已知信息所對應(yīng)的本地時域序列sn，η = 0, . . . .，L-1，長 度為L個采樣點(diǎn)。如步驟S13中所述，將與所述已知信息相對應(yīng)的本地時域序列進(jìn)行差分 運(yùn)算，那么，已知信息和本地時域序列之間的對應(yīng)關(guān)系包含以下兩種情況：
[0041] (1) -種是已知信息本身就是時域信號，而發(fā)射端的前導(dǎo)符號或者幀頭的時域 信號tn里就包含有本地時域序列s n，比如tn= s η，η = 0,--，L-1或者tn= s η+χη，η = 0，· · · ·，L 1 〇
[0042] (2)另一種是已知信息是頻域信號，比如導(dǎo)頻信息，那么可通過離散反傅立葉變換 IFFT的方式得到已知信息對應(yīng)的時域信號。具體來說，頻域上在導(dǎo)頻子載波位置設(shè)置成已 知導(dǎo)頻值，其他子載波位置設(shè)置成零值，經(jīng)和原符號相同size的IFFT后變得到已知信息所 對應(yīng)的本地時域序列，這里統(tǒng)稱為S n，η = 0,. . . .，L-1。
[0043] 下面描述步驟S13中差分相關(guān)的具體過程，首先介紹每個選定的差分值得到對應(yīng) 于該差分值的差分相關(guān)結(jié)果，此單個差分值的差分相關(guān)過程為現(xiàn)有技術(shù)。
[0044] 概述來說，就是確定差分值后，將接收基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行按該差分值進(jìn)行差分運(yùn)算，將 與已知信息所對應(yīng)的本地時域序列也按差分值進(jìn)行差分運(yùn)算，然后再將這兩個差分運(yùn)算的 結(jié)果進(jìn)行互相關(guān)，得到對應(yīng)于該差分值的差分相關(guān)結(jié)果。
[0045] 具體來說，設(shè)該差分值為D，接收基帶數(shù)據(jù)為&，上述步驟S13中每個差分值的差 分相關(guān)過程，包括以下子步驟：
[0046] 步驟S13-1 :對所獲得的基帶數(shù)據(jù)m按照該一個差分值D按照下列公式1進(jìn)行差 分運(yùn)算，
[0047]
[0048] 其中，m表示采樣點(diǎn)序號，經(jīng)過差分運(yùn)算后，由載波頻偏引起的相位旋轉(zhuǎn)變成為固 定的載波相位e ]2ltDAf，Af表示載波頻率偏差。
[0049] 步驟S13-2 :同時相應(yīng)同步地，依照下列公式2將本地時域序列按同樣差分值進(jìn)行 差分運(yùn)算
[0050]
[0051] 其中，L為已知信息相對應(yīng)的本地時域序列的長度。
[0052] 本實(shí)施例中，本地時域序列按差分值進(jìn)行差分運(yùn)算可以是由接收端來硬件完成， 也可以是，在接收系統(tǒng)中，本地時域序列按差分值進(jìn)行差分運(yùn)算這一步驟S13-2不由FPGA 或ASIC來硬件實(shí)現(xiàn)，而是，預(yù)先通過軟件計算出差分運(yùn)算結(jié)果，且把該差分運(yùn)算結(jié)果預(yù)存 在rom或其他存儲資源中，接收端通過僅要讀取存儲器的所預(yù)存的差分運(yùn)算結(jié)果來實(shí)現(xiàn)。
[0053] 步驟S13-3 :將步驟S13-1中差分后的基帶數(shù)據(jù)和步驟S13-2所得的本地差分序 列進(jìn)行互相關(guān)，通過以下公式3得到該一個差分值D的差分相關(guān)結(jié)果，
[0054]
[0055] 在系統(tǒng)沒有多徑，也沒有噪聲的情況下，可推導(dǎo)出下列公式4，
[0056]
[0057] 尺匕,可以很好地給出相關(guān)峰，且峰值不受載波偏差影響。
[0058] 從而具體地，步驟S15包括：由最終相關(guān)結(jié)果得到相關(guān)峰值且峰值不受載波 偏差影響，利用如下公式5得到幀定時同步或符號定時同步的位置，
[0059]
[0060] 如上所述的差分相關(guān)算法可以對抗任意大載波頻偏的影響，但是由于先對基帶數(shù) 據(jù)和與已知信息相對應(yīng)的本地時域序列分別進(jìn)行差分運(yùn)算，這樣的話，使得信號噪聲增強(qiáng)， 而且在低信噪比下，噪聲增強(qiáng)非常嚴(yán)重，造成信噪比顯著惡化。因此，像現(xiàn)有技術(shù)中選定一 個差分值，從而僅產(chǎn)生一組差分相關(guān)結(jié)果，是無法達(dá)到非常魯棒的性能，尤其在那些需要在 接收門限在一 10dB左右的傳輸系統(tǒng)中。
[0061] 因此本實(shí)施例中，基于傳輸系統(tǒng)的性能需求，按照預(yù)定差分選定規(guī)則選定出至少 兩個差分值，在差分相關(guān)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，使得檢測性能得以明顯改善。
[0062] 本實(shí)施例中，步驟S12實(shí)施多組差分相關(guān)，比如差分值的數(shù)量個數(shù)N的取值為64。
[0063] 通過步驟S13分別得到64組差分相關(guān)結(jié)果，分別表示為 〇 其中D(0)，D(1)，"·，0(Ν-1)為選擇的N個不同的差分值。
[0064] 其中，在步驟S12中的多組差分相關(guān)（64組）按照預(yù)定差分選定規(guī)則被選定出的 過程，可基于傳輸系統(tǒng)的性能需求采用以下兩種中任意一種：
[0065] (1)第一預(yù)定差分選定規(guī)則：差分值D(i)任意選擇Ν個不同值且滿足D(i) < L， 其中L為已知信息相對應(yīng)的本地時域序列的長度。
[0066] (2)第二預(yù)定差分選定規(guī)則：差分值D(i)選擇N個為等差數(shù)列的不同值且滿足 D⑴< L，即D(i+1)-D⑴=K，K為滿足的常整數(shù)，其中L為已知信息相對應(yīng)的本地 Ν 時域序列的長度。
[0067] 步驟S14對這Ν個結(jié)果（64個）進(jìn)行預(yù)定處理運(yùn)算，得到最終相關(guān)結(jié)果，這里的預(yù) 定處理運(yùn)算的優(yōu)選實(shí)施例有兩種，分別進(jìn)行闡述。
[0068] 第一種預(yù)定處理運(yùn)算：
[0069] 在步驟S12中，差分值D(i)可任意選擇Ν個不同的值，滿足D(i) <L。因?yàn)?，所?意選擇的差分值D(i)，每組差分相關(guān)后的相位e]2ltD(1)Af i = 0, . . .，N-1各不相同，不能直 接矢量相加，所以僅能夠加權(quán)絕對值相加或平均。通過以下公式6對N個不同的差分相關(guān) 結(jié)果進(jìn)行預(yù)定處理運(yùn)算，得到最終差分結(jié)果。下式為絕對值相加得到最終差分結(jié)果的例子。
[0070]
/ = ()，…Λ' -1 (公式 6)
[0071] 第二種預(yù)定處理運(yùn)算：
[0072] 在步驟S12中，差分值D(i)可任意選擇N個不同的值，滿足D(i) <L，且滿足D(i) 為等差數(shù)列，即D (i+1) -D (i) = K，K為滿足& < $的常整數(shù)。
[0073] 在步驟S12按此規(guī)則選擇的差分值，得到如
的差分相關(guān)值 后，再將相鄰2組差分相關(guān)值進(jìn)行共輒相乘，通過以下公式7得到N-1組共輒相乘后的值。
[0074]
[0075] 因?yàn)?，通過此共輒相乘將原本每組不同的相位e]2ltD(1)Af變成了相同的e ]2"KAf，所 以，通過以下公式8得到的N-1組RMlini可進(jìn)行加權(quán)矢量相加或平均得到最終差分結(jié)果，以 得到較之第一種預(yù)定處理運(yùn)算更好的性能。下式為矢量相加得到最終差分結(jié)果的例子。
[0076]
[0077] 需要說明的是，當(dāng)差分值D(i)是采用上述第二預(yù)定差分選定規(guī)則情況下，不僅可 匹配述第二種預(yù)定處理運(yùn)算中獲得共輒相乘值再進(jìn)行加權(quán)矢量相加或平均以得到最終相 關(guān)結(jié)果，還可匹配按照上述第一預(yù)定處理運(yùn)算中直接對至少兩個差分相關(guān)結(jié)果通過加權(quán)絕 對值相加或平均以得到最終相關(guān)結(jié)果。
[0078] 通過步驟S13和步驟S14，Rd^可以很好地給出相關(guān)峰，且峰值不受載波偏差影響， 那么，基于相關(guān)結(jié)果進(jìn)行峰值檢測和判斷，幀同步/定時同步位置利用如下式9得到：
[0079]
[0080] 〈父形例〉
[0081] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果傳輸系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)具有某些特點(diǎn)，那么進(jìn)一步地，還可使得實(shí) 施例一的技術(shù)方案結(jié)合利用到該傳輸系統(tǒng)所具有的其它特性。
[0082] 于此，本發(fā)明還提出了一種上述實(shí)施例一的變形例，圖2是本發(fā)明的具體實(shí)施方 式中變形例的定時同步方法的流程示意圖。在圖2中步驟S11至步驟S14具有與實(shí)施例一 相同的技術(shù)方案和步驟，因而采用同樣的標(biāo)記符號，在此處省略同樣的說明。
[0083] 參考圖2,變形例中的定時同步方法，在步驟S14和步驟S15之間，還包括如下步 驟：
[0084] 步驟S14a :根據(jù)所述傳輸系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)所具有的其它特性，相應(yīng)地采用其它定時 同步算法所得到的其它差分相關(guān)結(jié)果以及
[0085] 步驟S14b :結(jié)合上述對至少兩個所述差分相關(guān)結(jié)果進(jìn)行預(yù)定處理運(yùn)算所得到的 處理相關(guān)結(jié)果值Rd^和其它差分相關(guān)結(jié)果進(jìn)行延遲關(guān)系匹配后，進(jìn)行加權(quán)平均或加 權(quán)絕對值平均獲得結(jié)合相關(guān)結(jié)果值。
[0086] 在步驟S15中，將步驟S14b所得的結(jié)合相關(guān)結(jié)果值作為最終相關(guān)結(jié)果，進(jìn)行峰值 檢測和判斷，完成幀定時同步或符號定時同步。
[0087] 本變形例中，上述步驟S14a中的其它差分相關(guān)結(jié)果，可采用現(xiàn)有任意定時 同步算法技術(shù)得到，本發(fā)明對此不做限制。舉例來說，對于有循環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)幀體（將數(shù)據(jù) 幀體的連續(xù)的一部分復(fù)制到前部或尾部），或者是類似于循環(huán)前綴或后綴的數(shù)據(jù)幀體（將 數(shù)據(jù)幀體的連續(xù)的一部分調(diào)制信號后復(fù)制到前部或尾部），則可通過滑動自相關(guān)的 方式獲得，此為公開技術(shù)，不再詳述。闡述的重點(diǎn)是，最后的R"可基于R 和R進(jìn)行延 遲關(guān)系匹配后，按照加權(quán)平均或者加權(quán)絕對值平均的方式獲得最終相關(guān)結(jié)果。最后，基于相 關(guān)結(jié)果進(jìn)行峰值檢測和判斷，通過公式Λ。= 得到幀同步/定時同步位置。
[0088] 〈實(shí)施例二〉
[0089] 除了實(shí)施例一和實(shí)施例二中這樣利用至少兩個差分值進(jìn)行定位同步的技術(shù)方案， 本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，還可將已有技術(shù)中利用單個差分值進(jìn)行定位同步的過程與采用其它定時 同步算法得到的其它差分相關(guān)結(jié)果相結(jié)合，用于解決單個差分值進(jìn)行定位同步所帶 來的問題，例如僅產(chǎn)生一組差分相關(guān)結(jié)果，不能獲得非常魯棒的性能。
[0090] 本發(fā)明還提出了一種物理層中的定時同步方法，圖3是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】中 實(shí)施例二的定時同步方法的流程示意圖。
[0091] 參考圖3,實(shí)施例二中的定時同步方法，用于利用已知信息進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏斚到y(tǒng)， 包括如下步驟：
[0092] 步驟S21 :對接收到的物理幀進(jìn)行處理得到基帶信號，以獲得基帶數(shù)據(jù)；
[0093] 步驟S22 :針對選定出的一個差分值，按照該差分值將基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行差分運(yùn)算且 也將與所述已知信息相對應(yīng)的本地時域序列進(jìn)行差分運(yùn)算，再將所分別得到的兩個差分運(yùn) 算結(jié)果進(jìn)行互相關(guān)，得到對應(yīng)于該差分值的差分相關(guān)結(jié)果；
[0094] 步驟S23 :根據(jù)傳輸系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)所具有的其它特性，采用其它定時同步算法所 得到的其它差分相關(guān)結(jié)果R。^^;
[0095] 步驟S24 :將如步驟S22所得到的差分相關(guān)結(jié)果Rd^和步驟S23所得到其它差分相 關(guān)結(jié)果進(jìn)行延遲關(guān)系匹配后，進(jìn)行加權(quán)平均或加權(quán)絕對值平均獲得最終相關(guān)結(jié)果； 以及
[0096] 步驟S25 :基于最終相關(guān)結(jié)果進(jìn)行峰值檢測和判斷，完成幀定時同步或符號定時 同步。
[0097] 其中，上述步驟S23中的其它差分相關(guān)結(jié)果可采用現(xiàn)有任意定時同步算法 技術(shù)得到，本發(fā)明對此不做限制。本實(shí)施例二中，與上述實(shí)施例一和變形例中所相對應(yīng)的技 術(shù)要素，在此不再進(jìn)行重復(fù)贅述。
[0098] 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)容對本發(fā) 明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，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)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、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。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種物理層中的定時同步方法，用于利用已知信息進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏斚到y(tǒng)，其特征在 于，包括如下步驟： 步驟1:對接收到的物理帖進(jìn)行處理得到基帶信號，W獲得基帶數(shù)據(jù)； 步驟2 :基于所述傳輸系統(tǒng)的性能需求，按照預(yù)定差分選定規(guī)則選定出至少兩個差分 值； 步驟3 :針對每個選定的差分值，按照該差分值將基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行差分運(yùn)算且將與所述 已知信息相對應(yīng)的本地時域序列進(jìn)行差分運(yùn)算，再將所分別得到的兩個差分運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行 互相關(guān)，得到對應(yīng)于該差分值的差分相關(guān)結(jié)果，針對所有選定的差分值共計得到相對應(yīng)的 至少兩個所述差分相關(guān)結(jié)果； 步驟4 :對該所述至少兩個所述差分相關(guān)結(jié)果進(jìn)行預(yù)定處理運(yùn)算；W及 步驟5 :基于所得到的最終相關(guān)結(jié)果進(jìn)行峰值檢測和判斷，完成帖定時同步或符號定 時同步。2. 如權(quán)利要求1所述的定時同步方法，其特征在于： 其中，所述預(yù)定差分選定規(guī)則包括： 差分值D (i)任意選擇N個不同值且滿足D (i) < L其中L為所述已知信息相對應(yīng)的本 地時域序列的長度。3. 如權(quán)利要求1所述的定時同步方法，其特征在于： 其中，所述預(yù)定差分選定規(guī)則包括：差分值D(i)選擇N個為等差數(shù)列的不同值且滿足 D (i) < L，即D (i+1)-D (i) =K, K為滿足K <4：的常整數(shù)，其中L為所述已知信息相對應(yīng)的 'N 本地時域序列的長度。4. 如權(quán)利要求2或3中任意一項(xiàng)所述的定時同步方法，其特征在于： 所述預(yù)定處理運(yùn)算包括： 將所述至少兩個差分相關(guān)結(jié)果通過加權(quán)絕對值相加或平均W得到所述最終相關(guān)結(jié)果。5. 如權(quán)利要求3所述的定時同步方法，其特征在于： 所述預(yù)定處理運(yùn)算包括： 將每相鄰的兩個所述差分相關(guān)結(jié)果通過W下公式進(jìn)行共輛相乘，得到N-I個共輛相乘 值，f = 0，l,2,..,，#-2， 將N-I個共輛相乘值RMi,m通過加權(quán)矢量相加或平均W得到所述最終相關(guān)結(jié)果。6. 如權(quán)利要求1所述的定時同步方法，其特征在于： 在步驟1對所接收到的物理帖進(jìn)行處理得到基帶信號中， 當(dāng)接收到的信號是模擬信號時，模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字信號，再進(jìn)行濾波采樣得到所述 基帶f胃號； 當(dāng)接收到的信號是中頻信號時，模數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)一步進(jìn)行頻譜搬移，再進(jìn)行濾波采樣得 到所述基帶信號。7. 如權(quán)利要求1所述的定時同步方法，其特征在于： 針對每個選定的差分值得到對應(yīng)于該差分值的差分相關(guān)結(jié)果的步驟3中，包括W下子 步驟： 步驟3-1 :對所獲得的基帶數(shù)據(jù)rm按照該一個差分值D進(jìn)行差分運(yùn)算m表 示采樣點(diǎn)序號，由載波頻偏引起的相位旋轉(zhuǎn)變成為固定的載波相位e'2"°&f，Af表示載波頻 率偏差； 步驟3-2:相應(yīng)同步地將本地時域序列進(jìn)行差分運(yùn)莫》= /)，..，Z_l , L為 所述已知信息相對應(yīng)的本地時域序列的長度；W及 步驟3-3 :將步驟3-1中差分后的基帶數(shù)據(jù)和步驟3-2所得的本地差分序列進(jìn)行互相 關(guān)，通過W下公式得到該一個差分值D的所述差分相關(guān)結(jié)果，8. 如權(quán)利要求1所述的定時同步方法，其特征在于： 其中，所述步驟5包括：由最終相關(guān)結(jié)果成式得到相關(guān)峰值且峰值不受載波偏差影響， 利用如下公式得到帖定時同步或符號定時同步的位置，9. 如權(quán)利要求1所述的定時同步方法，其特征在于： 在步驟3中，將與所述已知信息相對應(yīng)的本地時域序列進(jìn)行差分運(yùn)算， 所述已知信息和所述本地時域序列之間的對應(yīng)關(guān)系包含： 當(dāng)已知信息是時域信號時，發(fā)射端的前導(dǎo)符號或帖頭的時域信號中就含有所述本地 時域序列； 當(dāng)已知信息是頻域信號時，通過離散反傅立葉變換得到與所述已知信息相對應(yīng)的所述 本地時域序列。10. 如權(quán)利要求1所述的定時同步方法，其特征在于： 還包括W下步驟： 根據(jù)所述傳輸系統(tǒng)的帖結(jié)構(gòu)所具有的其它特性，相應(yīng)地采用其它定時同步算法所得到 的其它差分相關(guān)結(jié)果IChw,m; W及 結(jié)合如權(quán)利要求1中對所述至少兩個所述差分相關(guān)結(jié)果進(jìn)行預(yù)定處理運(yùn)算所得到的 處理相關(guān)結(jié)果值Rd。,。和所述其它差分相關(guān)結(jié)果R UthM,m進(jìn)行延遲關(guān)系匹配后，進(jìn)行加權(quán)平均 或加權(quán)絕對值平均獲得結(jié)合相關(guān)結(jié)果值， 其中，將所述結(jié)合相關(guān)結(jié)果值作為所述最終相關(guān)結(jié)果，進(jìn)行峰值檢測和判斷，完成帖定 時同步或符號定時同步。11. 一種物理層中的定時同步方法，用于利用已知信息進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏斚到y(tǒng)，其特征在 于，包括如下步驟： 步驟1 :對接收到的物理帖進(jìn)行處理得到基帶信號，W獲得基帶數(shù)據(jù)； 步驟2 :針對選定出的一個差分值，按照該差分值將基帶數(shù)據(jù)進(jìn)行差分運(yùn)算且也將與 所述已知信息相對應(yīng)的本地時域序列進(jìn)行差分運(yùn)算，再將所分別得到的兩個差分運(yùn)算結(jié)果 進(jìn)行互相關(guān)，得到對應(yīng)于該差分值的差分相關(guān)結(jié)果； 步驟3 :根據(jù)所述傳輸系統(tǒng)的帖結(jié)構(gòu)所具有的其它特性，采用其它定時同步算法所得 到的其它差分相關(guān)結(jié)果R"ther,m; 步驟4 :將如步驟2所得到的差分相關(guān)結(jié)果Rdt,m和步驟3所得到所述其它差分相關(guān)結(jié) 果IUw,進(jìn)行延遲關(guān)系匹配后，進(jìn)行加權(quán)平均或加權(quán)絕對值平均獲得最終相關(guān)結(jié)果擬及 步驟5 :基于最終相關(guān)結(jié)果進(jìn)行峰值檢測和判斷，完成帖定時同步或符號定時同步。
【文檔編號】H04L27/26GK105991495SQ201510039510
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月26日
【發(fā)明人】黃戈, 邢觀斌, 張文軍, 徐洪亮, 管云峰
【申請人】上海數(shù)字電視國家工程研究中心有限公司