專利名稱：Dmb-t系統(tǒng)的時(shí)間頻率同步和幀號(hào)檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及通信系統(tǒng)，更具體地涉及無線系統(tǒng)，例如地面廣播、蜂窩、無線保 真(Wi-Fi)、衛(wèi)星等等。
背景技術(shù)：
最近，公布的用于地面電視的數(shù)字多媒體廣播(DMB-T)標(biāo)準(zhǔn)是用于中國境內(nèi)的數(shù) 字電視(DTV)廣播("Framing Structure,ChannelCoding and Modulation for Digital Television Terrestrial BroadcastingSystem，"NSPRC，August2007) 。 DMB—T 豐示}f 夫
收機(jī)支持單載波(SC)調(diào)制模式和正交頻分復(fù)用(0FDM)調(diào)制模式(多載波模式)。對(duì)于單載 波模式，直接地傳輸正交幅度調(diào)制(QAM)符號(hào)。對(duì)于多載波模式，通過逆DFT(離散傅里葉變 換)運(yùn)算來調(diào)制QAM符號(hào)。DMB-T信號(hào)包括分級(jí)幀結(jié)構(gòu)，該分級(jí)幀結(jié)構(gòu)具有提供基本構(gòu)造塊 的信號(hào)幀。圖1示出了信號(hào)幀10。信號(hào)幀10包括幀報(bào)頭11和幀本體12。幀報(bào)頭11具有三 個(gè)不同長(zhǎng)度的幀報(bào)頭模型。從圖1可以看出，這些長(zhǎng)度是420、595或945個(gè)符號(hào)。幀本體12 運(yùn)送3780個(gè)符號(hào)，其中36個(gè)符號(hào)是系統(tǒng)信息，3744個(gè)符號(hào)是數(shù)據(jù)。在DMB-T系統(tǒng)中，可以采 用時(shí)域同步OFDM(TDS-OFDM)技術(shù)。這樣，幀報(bào)頭包括偽噪聲(PN)序列，該偽噪聲(PN)序列 起到導(dǎo)頻信號(hào)的作用，并且還用作保護(hù)間隔，而并非如在歐洲使用的DVB-T(地面)(例如， 參見 ETSI EN 300 744 VI. 4. 1 (2001-01)，Digital Video Broadcasting (DVB) ；Framing structure, channelcoding and modulation for digital terrestrial television)中 使用的典型OFDM傳輸中一樣用作循環(huán)前綴。
發(fā)明內(nèi)容
如上所述，DMB-T信號(hào)包括信號(hào)幀。信號(hào)幀包括幀報(bào)頭和幀本體。在DMB-T標(biāo)準(zhǔn) 中定義了三種幀報(bào)頭模型，并且每種模型的結(jié)構(gòu)是不同的。不同模型的幀報(bào)頭包括偽噪聲 (PN)序列，所述PN序列是作為保護(hù)間隔來代替循環(huán)前綴而插入的，如在典型的0FDM傳輸 (如上述DVB-T)中存在的循環(huán)前綴。在DMB-T中，模型1和模型3中的PN幀報(bào)頭還被設(shè)計(jì) 為指示信號(hào)幀號(hào)。這樣，在幀報(bào)頭模型1和3中使用的PN序列的識(shí)別可以用于檢測(cè)幀號(hào)。 具體地，根據(jù)本發(fā)明的原理，接收機(jī)接收信號(hào)以提供接收的符號(hào)的序列，接收到的信號(hào)具有 相關(guān)的信號(hào)幀結(jié)構(gòu)，每個(gè)信號(hào)幀結(jié)構(gòu)包括接收的符號(hào)組；并且接收機(jī)通過對(duì)相鄰信號(hào)幀中 的接收的符號(hào)組進(jìn)行相關(guān)來確定每個(gè)幀的幀號(hào)。在本發(fā)明的說明性實(shí)施例中，接收機(jī)是DMB-T接收機(jī)，并且支持單載波(SC)調(diào)制 形式和多載波調(diào)制形式，如正交頻分復(fù)用(0FDM)。當(dāng)接收廣播信號(hào)時(shí)，接收機(jī)將接收到的廣 播信號(hào)下變頻至接收的基帶信號(hào)，并通過對(duì)相鄰信號(hào)幀中的接收的符號(hào)組進(jìn)行相關(guān)來確定 每個(gè)幀的幀號(hào)。具體地，接收機(jī)確定最大右移相關(guān)值和最大左移相關(guān)值。如果最大右移相關(guān)值的大小大于或等于最大左移相關(guān)值的大小，則使用最大右移相關(guān)值來從查找表中檢索 幀號(hào)。否則，使用最大左移相關(guān)值的負(fù)值來從查找表中檢索幀號(hào)。綜上所述，通過閱讀詳細(xì)描述將顯而易見的是，其他實(shí)施例和特征也是可能的，并 且落入本發(fā)明原理的范圍之內(nèi)。
圖1和2示出了 DMB-T幀和DMB-T幀報(bào)頭；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明原理的說明性數(shù)據(jù)段；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明原理的設(shè)備的說明性實(shí)施例；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明原理的說明性流程圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明原理的接收機(jī)的說明性實(shí)施例；圖7-12示出了本文所描述的各種方法的性能圖表；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明原理的說明性數(shù)據(jù)段；圖14示出了根據(jù)本發(fā)明原理的另一說明性流程圖；以及圖15示出了根據(jù)本發(fā)明原理的接收機(jī)的說明性實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式除了本發(fā)明的構(gòu)思以外，圖中所示的元件是公知的并且將不被詳細(xì)描述。此外， 認(rèn)為熟悉電視廣播、接收機(jī)和視頻編碼，這里不再對(duì)其詳細(xì)描述。例如，除了本發(fā)明的構(gòu) 思以外，認(rèn)為熟悉當(dāng)前針對(duì)TV標(biāo)準(zhǔn)提出的建議，如，NTSC(國家電視系統(tǒng)委員會(huì))、PAL(逐 行倒相)、SECAM(順序傳遞彩色和存儲(chǔ))、ATSC(高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì))、中國數(shù)字電視系 統(tǒng)(GB) 20600-2006 以及諸如 IEEE 802. 16、802. llh 等聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。例如在 ETSI EN 300 744 VI. 4. 1 (2001-01), Digital VideoBroadcasting(DVB) ；Framing structure, channel coding and modulationfor digital terrestrial television 中可以找至lj與 DVB—T 廣播 信號(hào)有關(guān)的其他信息。同樣，除了本發(fā)明的構(gòu)思以外，還采用諸如八電平殘留邊帶(8-VSB)、 正交幅度調(diào)制(QAM)、正交頻分復(fù)用(0FDM)或編碼OFDM(C0FDM)或離散多音頻(DMT)等傳 輸構(gòu)思以及諸如射頻(RF)前端之類的接收機(jī)組件或諸如低噪模塊、調(diào)諧器和解調(diào)器、相關(guān) 器、泄漏積分器和平方器之類的接收機(jī)部分。類似地，除了本發(fā)明構(gòu)思以外，用于產(chǎn)生傳遞 比特流的格式化和編碼方法(如，運(yùn)動(dòng)圖像專家組(MPEG)-2系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(IS0/IEC 13818-1)) 是公知的，本文不再對(duì)其詳細(xì)描述。還應(yīng)注意，可以使用傳統(tǒng)的編程技術(shù)(這里將不再描述 這樣的編程技術(shù))來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的構(gòu)思。最終，圖中相似的數(shù)字表示相似的元件。如上所述，在DMB-T中存在三種幀報(bào)頭模型。圖2中示出了這些幀報(bào)頭模型。幀 報(bào)頭模型1(11-1)包括前同步部分(21)、PN255序列部分(22)和后同步部分(23)。前同 步部分(21)和后同步部分(23)是PN255序列(22)的循環(huán)擴(kuò)展。前同步的長(zhǎng)度是82個(gè)符 號(hào)，后同步的長(zhǎng)度是83個(gè)符號(hào)。對(duì)于幀報(bào)頭模型1，由225個(gè)信號(hào)幀組成的組形成了超幀 (未示出)，這255個(gè)幀使用由相同8階線性移位寄存器產(chǎn)生的、但具有不同初始相位的PN 序列。幀報(bào)頭模型2(11-2)包括PN595序列，該P(yáng)N595序列從10階最大長(zhǎng)度序列截取的。 例如，幀報(bào)頭模型2(11-2)由來自長(zhǎng)度為1023的PN序列的前595個(gè)符號(hào)構(gòu)成。對(duì)于幀報(bào) 頭模型2，由216個(gè)信號(hào)幀組成的組形成了超幀。與幀報(bào)頭模型1不同，所有幀報(bào)頭包含相同的PN595序列。最后，幀報(bào)頭模型3(11-3)與幀報(bào)頭模型1(11-1)的結(jié)構(gòu)相類似。幀報(bào) 頭模型3包括前同步(41)、PN511序列(42)和后同步(43)。前同步(41)和后同步(43)是 PN511序列(42)的循環(huán)擴(kuò)展。前同步的長(zhǎng)度是217個(gè)符號(hào)，后同步的長(zhǎng)度是217個(gè)符號(hào)。 對(duì)于幀報(bào)頭模型3，由200個(gè)信號(hào)幀組成的組形成了超幀，并且這200個(gè)幀使用由相同9階 線性移位寄存器產(chǎn)生的、具有不同初始相位的PN序列。盡管不同的模型具有不同的結(jié)構(gòu)， 根據(jù)本發(fā)明的原理，接收機(jī)通過對(duì)在采樣移位值內(nèi)相隔至少兩個(gè)信號(hào)幀的接收的符號(hào)組進(jìn) 行相關(guān)，來執(zhí)行幀計(jì)時(shí)同步。在以下描述中，假定接收機(jī)已經(jīng)根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)確定了幀報(bào)頭模 型。如上所述，超幀中的信號(hào)幀報(bào)頭使用由相同線性移位寄存器產(chǎn)生的、但是對(duì)于幀 報(bào)頭模型1和3而言具有不同初始相位的PN序列。這些PN序列是彼此的循環(huán)移位。在前述 NSPRC,"Framing Structure,Channel Coding and Modulation for Digitial Television TerrestrialBroadcasting System, ” NPSC，August2007 中列出了超幀的每個(gè)信號(hào)幀的 PN 序列的初始相位。在計(jì)算機(jī)驗(yàn)證之后，發(fā)現(xiàn)PN序列具有以下結(jié)構(gòu)。令第一信號(hào)幀中的PN 序列是基準(zhǔn)PN序列，& (1)是相對(duì)于幀報(bào)頭模型i的基準(zhǔn)PN序列循環(huán)右移1位的PN序列。 那么對(duì)于幀報(bào)頭模型1來說以下關(guān)系成立
'P、Q/2/ = 0，2”..，112F,{1) = - /^(254-(/-1)/2), / = 1,3”..，111(1)
力(224-/)’/ = 113,...,224其中，F(xiàn)i(l)是在幀報(bào)頭模型1的第1個(gè)信號(hào)幀中使用的PN序列。以類似的形式， 對(duì)于幀報(bào)頭模型3來說以下關(guān)系成立
>3(//2),/ = 0,2，4”..，100巧(/)二j/>3(510-(/—1)/2)，/ = 1,3,5,...,99(2) /3(200 —/)， / = 101,102，...,199其中，F(xiàn)3(l)是在幀報(bào)頭模型3的第1個(gè)信號(hào)幀中使用的PN序列。從等式(1)和(2)中給出的PN序列結(jié)構(gòu)中，注意到除了中間兩個(gè)信號(hào)幀(這兩個(gè) 信號(hào)幀在模型1中是信號(hào)幀111和113，在模型3中是信號(hào)幀99和101)以外，每一個(gè)其他 信號(hào)幀的PN序列的循環(huán)移位是向右移一位或向左移一位。對(duì)于中間兩個(gè)信號(hào)幀(同樣地， 這兩個(gè)信號(hào)幀在模型1中是信號(hào)幀111和113，在模型3中是信號(hào)幀99和101)，與這兩個(gè) 信號(hào)幀相鄰一幀的PN序列循環(huán)移位一位或不變。因此，對(duì)于每一個(gè)其他信號(hào)幀，幀報(bào)頭具 有至少個(gè)重復(fù)的PN符號(hào)，Li是幀報(bào)頭模型i的幀報(bào)頭的長(zhǎng)度，其中i = 1，3(例如，k =420個(gè)符號(hào)，L3 = 495個(gè)符號(hào))。從這個(gè)角度來看，根據(jù)本發(fā)明的原理，相對(duì)于計(jì)時(shí)實(shí)例 m和s采樣移位的PN幀報(bào)頭相關(guān)(FHC)函數(shù)被定義為及并“講，^二工^歷+ ^卞彳講+眾+之似‘+^；土二^-二-丄，?！?(3)
k=Q其中r[m]是所采樣的接收信號(hào)，G,是幀報(bào)頭模型i的PN序列的長(zhǎng)度，其中i = 1,3,(例如，& = 255個(gè)符號(hào)，G3 = 511個(gè)符號(hào))；參數(shù)虬=N+L,是幀報(bào)頭模型i的信號(hào)幀 的長(zhǎng)度，其中i = 1，3，(例如，Mi = 4206個(gè)符號(hào)，M3 = 4725個(gè)符號(hào))。這樣，最優(yōu)的幀計(jì)時(shí) mQ由以下等式給出
5
<formula>formula see original document page 6</formula>
應(yīng)注意，假定采樣計(jì)時(shí)等于符號(hào)計(jì)時(shí)。然而，本發(fā)明的構(gòu)思不限于此，采樣計(jì)時(shí)可 以與符號(hào)計(jì)時(shí)不同。在圖3中概念地示出了等式(3)。對(duì)接收的信號(hào)r(80)進(jìn)行采樣，以提 供采樣的序列，例如，采樣79表示r[m](在k = 0處)。采樣的序列81(0(G-2)) 與來自采樣的序列82的相應(yīng)采樣構(gòu)-2))相乘，其中，采樣序列82位于與采樣 序列81相距2Mi的位置處(即，與采樣序列81至少相隔兩個(gè)信號(hào)幀)并向前或向后移位s 個(gè)采樣，其中-1<S<1。實(shí)質(zhì)上，在采樣移位值內(nèi)隔開至少兩個(gè)信號(hào)幀的滑動(dòng)窗相關(guān)。一 旦確定了 ！^(等式(4))，m0的值就表示符號(hào)中幀開始的位置。現(xiàn)在參考圖4，示出了根據(jù)本發(fā)明原理的設(shè)備50的說明性實(shí)施例。設(shè)備50表示 任何基于處理器的平臺(tái)，例如PC、服務(wù)器、機(jī)頂盒、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩電話、移動(dòng)數(shù) 字電視(DTV)等。這樣，設(shè)備50包括具有相關(guān)存儲(chǔ)器(未示出)的一個(gè)或更多個(gè)處理器， 并且還包括接收機(jī)55。接收機(jī)55經(jīng)由天線(未示出)接收廣播信號(hào)1。為了本示例的目 的，假定廣播信號(hào)1表示數(shù)字電視(DTV)服務(wù)，即，DTV傳輸流，所述DTV傳輸流包括針對(duì)至 少一個(gè)TV信道的視頻、音頻和/或系統(tǒng)信息，并且假定廣播信號(hào)1使用單載波(SC)調(diào)制或 多載波調(diào)制(如正交頻分復(fù)用(OFDM))來傳送該信息。說明性地，假定經(jīng)由DMB-T來傳送 DTV服務(wù)。然而，本發(fā)明的構(gòu)思不限于此。由于在本示例中廣播信號(hào)1使用至少三種類型的 幀報(bào)頭模型，所以接收機(jī)55根據(jù)本發(fā)明的原理來處理接收到的廣播信號(hào)1以便執(zhí)行幀計(jì)時(shí) 同步。在獲得幀計(jì)時(shí)同步之后，接收機(jī)55對(duì)接收到的廣播信號(hào)1作進(jìn)一步處理以從該接收 到的廣播信號(hào)1中恢復(fù)輸出信號(hào)56以便應(yīng)用于輸出設(shè)備60，所述輸出設(shè)備60可以是也可 以不是如以虛線形式表示的設(shè)備50的一部分。在本實(shí)例的情況下，輸出設(shè)備60是使得用 戶可以觀看所選的TV節(jié)目的顯示器?，F(xiàn)在參考圖5，示出了用于設(shè)備50中的根據(jù)本發(fā)明的原理的流程圖。在步驟2-5， 接收機(jī)55對(duì)來自所采樣的接收信號(hào)(例如，返回參考圖3)的采樣執(zhí)行幀報(bào)頭相關(guān)(等式 (3))。根據(jù)該數(shù)據(jù)，接收機(jī)55在步驟215確定峰值叫(等式(4))。值叫表示幀開始的位 置。還在步驟215中實(shí)現(xiàn)了接收機(jī)55信號(hào)幀計(jì)時(shí)同步?，F(xiàn)在參考圖6，示出了接收機(jī)55的說明性部分。僅示出了與本發(fā)明構(gòu)思相關(guān)的接 收機(jī)55的部分。接收機(jī)55包括下變頻器110、調(diào)制器115以及幀計(jì)時(shí)同步器120。此外， 接收機(jī)55是基于處理器的系統(tǒng)，并且包括一個(gè)或多個(gè)處理器以及相關(guān)存儲(chǔ)器，如在圖6中 以虛線框形式示出的處理器190和存儲(chǔ)器195表示的。在這種情況下，將計(jì)算機(jī)程序或軟 件存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器195中以供處理器190執(zhí)行，例如，圖5的上述流程圖。處理器190表示一 個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)程序控制處理器，這些存儲(chǔ)程序控制處理器不需要專用于接收機(jī)功能，例如， 處理器190還可以控制接收機(jī)55的其他功能。例如，如果接收機(jī)55是大型設(shè)備的一部分， 則處理器190可以控制該設(shè)備的其他功能。存儲(chǔ)器195表示任何存儲(chǔ)設(shè)備，例如，隨機(jī)存儲(chǔ) 存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)等；存儲(chǔ)器195可以在接收機(jī)55內(nèi)部和/或外部；并且存 儲(chǔ)器195可以根據(jù)需要是易失性的和/或非易失性的。圖6的天線105接收廣播信號(hào)并將該廣播信號(hào)提供給接收機(jī)55。在該示例中，天 線105將接收到的廣播信號(hào)106提供給下變頻器110。下變頻器110表示接收機(jī)55的前端 處理，并且包括例如調(diào)諧器(未示出)，所述調(diào)諧器用于對(duì)接收到的廣播信號(hào)106進(jìn)行調(diào)諧 和下變頻，以提供基帶或中頻(IF)接收信號(hào)111以供接收機(jī)55作進(jìn)一步處理。將接收信號(hào)111應(yīng)用到解調(diào)器115。在DMB-T的情況下，解調(diào)器115支持N種解調(diào)模式，其中N > 1。 在該示例的情況下，N = 2，其中一個(gè)解調(diào)模式是OFDM模式，另一解調(diào)模式是SC模式。出于 本示例的目的，假定接收的信號(hào)111表示使用幀報(bào)頭模型1或幀報(bào)頭模型3的OFDM信號(hào)。 解調(diào)器115對(duì)接收的信號(hào)111進(jìn)行解調(diào)以提供解調(diào)信號(hào)116，然后接收機(jī)55如現(xiàn)有技術(shù)已 知的對(duì)該解調(diào)信號(hào)116進(jìn)行進(jìn)一步處理以提供輸出信號(hào)16。根據(jù)本發(fā)明的原理，幀計(jì)時(shí)同 步器120對(duì)經(jīng)由信號(hào)路徑112來自解調(diào)器115的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(如以上關(guān)于圖5的流程圖 而描述的)，以實(shí)現(xiàn)供接收機(jī)55使用的幀計(jì)時(shí)同步。在圖6中以信號(hào)121示出了這一點(diǎn)，信 號(hào)121用信號(hào)通知已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了供接收機(jī)55使用的幀計(jì)時(shí)同步(例如圖5的步驟215)。應(yīng) 注意，盡管圖6中的多個(gè)元件被表示單個(gè)模塊，然而本發(fā)明不限于此。例如，可以存在分立 的解調(diào)器，每個(gè)解調(diào)器支持一種或多種類型的解調(diào)。應(yīng)注意，模型1和3中的PN幀報(bào)頭還專用于指示DMB-T中的信號(hào)幀號(hào)。關(guān)于這一 點(diǎn)，可以使用在根據(jù)本發(fā)明原理的幀報(bào)頭模型1和3中使用的PN序列的識(shí)別，來檢測(cè)幀號(hào)。 實(shí)際上，等式(1)和(2)的使用導(dǎo)致了低復(fù)雜度的幀號(hào)檢測(cè)器。此外，這種低復(fù)雜度的幀號(hào) 檢測(cè)器免受頻率偏移。對(duì)于i = 1，3，分別針對(duì)幀報(bào)頭模型1和幀報(bào)頭模型3，根據(jù)⑴和⑵令Si(l)是 從向& (1+1)循環(huán)右移的數(shù)目。具體地，對(duì)于幀報(bào)頭模型1，
<formula>formula see original document page 7</formula>對(duì)于幀報(bào)頭模型3
<formula>formula see original document page 7</formula>應(yīng)注意，負(fù)的Si(l)指示向左循環(huán)移位。因此，存在從FJ1)向的唯一循環(huán) 移位。還應(yīng)注意，存在Li-ISid) I個(gè)針對(duì)幀報(bào)頭1和1+1的重復(fù)的符號(hào)。根據(jù)等式(5)和 (6)，可以構(gòu)造兩個(gè)查找表(LUT)。一個(gè)LUT針對(duì)幀報(bào)頭模型1，另一個(gè)LUT針對(duì)幀報(bào)頭模型 3。在每個(gè)LUT中，每個(gè)循環(huán)移位s與幀號(hào)1的值相關(guān)聯(lián)。對(duì)于幀報(bào)頭模型1，在兩個(gè)連續(xù) 的幀報(bào)頭中存在至少Zi = 308個(gè)重復(fù)的符號(hào)，對(duì)于幀報(bào)頭模型3，在兩個(gè)連續(xù)的幀報(bào)頭中存 在至少Z3 = 845個(gè)重復(fù)的符號(hào)。現(xiàn)在，令Rpn。K[s]和Rpn。K[s]是相對(duì)于向右和向左移位的s 個(gè)采樣的PN相關(guān)函數(shù)
<formula>formula see original document page 7</formula>對(duì)于i = 1,3 ；其中對(duì)于 Rpn。K[s]，0 < s ( 112，對(duì)于Rpnc;K[S]，l < s ( 112。然后， 令& =arg m繁JO]|，/ = 1，3最終，通過以下等式給出從向的所估計(jì)的PN序列循環(huán)移位<formula>formula see original document page 8</formula> J卞， 二M<|砍M然后，等式(9)中5的值用于從適當(dāng)?shù)腖UT檢索相關(guān)的幀號(hào)1。如進(jìn)一步說明的，在圖13中概念地示出了等式(7)中的Rpn。K[s]。例如，使用來自 等式(4)的％值來確定一個(gè)幀同步，一起對(duì)相鄰信號(hào)幀中具有相同重復(fù)符號(hào)的那些部分進(jìn) 行相關(guān)。圖13中利用第一幀的部分301和下一相鄰幀的部分302示出了這一點(diǎn)?，F(xiàn)在參考圖14，示出了用于設(shè)備50中的根據(jù)本發(fā)明原理的說明性流程圖。在步 驟405，接收機(jī)55 (例如，使用圖5所述和之前描述的方法)執(zhí)行幀同步。一旦完成了幀同 步，接收機(jī)55就在步驟410確定最大右移相關(guān)值SK和最大左移相關(guān)值SJ例如，根據(jù)上述 等式(7)和(8))。在步驟415，對(duì)這些值的大小進(jìn)行比較。如果最大右移相關(guān)值的大小大 于或等于最大左移相關(guān)值的大小，則在步驟420中使用最大右移相關(guān)值從查找表中檢索中貞 號(hào)(等式(9))。否則，在步驟425中使用最大左移相關(guān)值的負(fù)值從查找表中檢索幀號(hào)(等 式(9))。該過程針對(duì)子幀中的相鄰幀而繼續(xù)進(jìn)行?，F(xiàn)在參考圖15，示出了接收機(jī)的另一說明性部分。僅示出了與本發(fā)明構(gòu)思相關(guān)的 接收機(jī)55的部分。接收機(jī)55的該部分與圖6所示的部分相類似，不同之處在于添加了中貞 號(hào)檢測(cè)器140。幀號(hào)檢測(cè)器140包括兩個(gè)查找表142和143。查找表142與幀報(bào)頭模型1相 關(guān)聯(lián)，并且針對(duì)該模型使每個(gè)循環(huán)右移與幀號(hào)相關(guān)聯(lián)。同樣地，查找表143與幀報(bào)頭模型3 相關(guān)聯(lián)，并針對(duì)該模型使每個(gè)循環(huán)右移與幀號(hào)相關(guān)聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的原理，幀號(hào)檢測(cè)器140 對(duì)經(jīng)由信號(hào)路徑112來自解調(diào)器115的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(如以上關(guān)于圖14的流程圖而描述 的)，以確定供接收機(jī)55使用的幀號(hào)。在圖15中利用信號(hào)141示出了這一點(diǎn)，信號(hào)141提 供了針對(duì)每個(gè)接收到的幀提供幀號(hào)。如圖2所示，對(duì)于幀報(bào)頭模型1和3，幀報(bào)頭包括PN序列及其循環(huán)擴(kuò)展。因此，在 中貞報(bào)頭模型1中，幀報(bào)頭的前165個(gè)符號(hào)是幀報(bào)頭的后165個(gè)符號(hào)的重復(fù)。同樣地，在幀報(bào) 頭模型3中，幀報(bào)頭的前434個(gè)符號(hào)是幀報(bào)頭的后434個(gè)符號(hào)的重復(fù)。這樣，兩個(gè)循環(huán)擴(kuò)展 之間的相關(guān)也可以用于執(zhí)行幀計(jì)時(shí)同步。具體地，關(guān)于計(jì)時(shí)實(shí)例m的循環(huán)擴(kuò)展相關(guān)(CEC) 函數(shù)被定義為<formula>formula see original document page 8</formula>參數(shù)Q = 165是循環(huán)擴(kuò)展符號(hào)的數(shù)目，& = 255是針對(duì)幀報(bào)頭模型1的PN序列 的長(zhǎng)度。類似地，參數(shù)C3 = 434是循環(huán)擴(kuò)展符號(hào)的數(shù)目，G3 = 511是針對(duì)幀報(bào)頭模型1的 PN序列的長(zhǎng)度。那么，最優(yōu)幀計(jì)時(shí)(在信號(hào)幀的起始處的采樣索引)由以下等式給出<formula>formula see original document page 8</formula>
應(yīng)注意，頻率偏移的存在導(dǎo)致了與計(jì)時(shí)索引成比例的相位旋轉(zhuǎn)。因此，通常通過以 下等式來估計(jì)頻率偏移Af <formula>formula see original document page 8</formula>
其中，f= 7. 56MHz 是 DMB-T 系統(tǒng)的符號(hào)速率(例如，參見 F. Tufvesson, 0. Edforsand M. Faulkner, "Time and FrequencySynchronization for OFDM Using PN-Sequence Preambles, ” Proc. IEEEVTC, pp. 2203-2207，September 1999)。函數(shù) Arg( )是自變量的 模-2^1角。應(yīng)注意，由于相位不確定性，在等式(12)中給出的頻率偏移估計(jì)器具有其局限 性。對(duì)于幀報(bào)頭模型1，該估計(jì)器在I Af| < 29647Hz時(shí)可以可靠地估計(jì)，對(duì)于幀報(bào)頭模型 3，該估計(jì)器可以在| Af | < 14794Hz時(shí)可靠地估計(jì)。通過計(jì)算機(jī)仿真說明了所提出的幀計(jì)時(shí)同步器、頻率偏移估計(jì)器以及幀號(hào)檢測(cè) 器的性能。仿真環(huán)境是加性高斯白噪聲(AWGN)和具有等于1.24 ys (9. 37個(gè)采樣)的均 方根(RMS)延遲的多路瑞利衰減信道。對(duì)于多路瑞利衰減信道，每個(gè)信號(hào)路徑的包絡(luò)是瑞 利分布的，并且每個(gè)路徑的信道增益是由Jakes衰減模型來產(chǎn)生的(例如，參見P. Dent, E.G. . Bottomley,and T. Groff, "Jakes Fading Model Revisited, "Electronic Letters, Vol. 29, No. 13，pp. 1162-1163，June 1993)。圖 7 和 8 示出了在 AWGN 環(huán)境下針對(duì)幀報(bào)頭模 型1(7)和幀報(bào)頭模型3(8)的所估計(jì)的計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)偏差?？梢钥闯?，當(dāng)SNR在5dB左右時(shí) 該標(biāo)準(zhǔn)偏差小于一個(gè)采樣。在仿真中將頻率偏移設(shè)置為14kHz。從圖9(針對(duì)幀報(bào)頭模型 1)和圖10(針對(duì)幀報(bào)頭模型3)可以看出，當(dāng)SNR是OdB時(shí)，均方根(RMS)殘余頻率偏移對(duì) 于幀報(bào)頭模型1而言接近300Hz，對(duì)于幀報(bào)頭模型3而言接近100Hz，最終，關(guān)于幀報(bào)頭號(hào)檢 測(cè)，從圖11(幀報(bào)頭模型1)和圖12(幀報(bào)頭模型3)可以看出，所提出的算法產(chǎn)生了非常好 的性能，并且當(dāng)SNR大于-3dB時(shí)不會(huì)發(fā)生幀號(hào)檢測(cè)錯(cuò)誤。應(yīng)注意，從等式(3)和(4)的PNS 計(jì)時(shí)同步器得到了在幀號(hào)檢測(cè)器中使用的幀計(jì)時(shí)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的原理，幀計(jì)時(shí)同步器和幀號(hào)檢測(cè)器使用幀報(bào)頭模型1和3 中的PN形式。以上還描述了聯(lián)合幀計(jì)時(shí)和頻率偏移估計(jì)器，其基于在幀報(bào)頭中的循環(huán)擴(kuò)展 特性。仿真結(jié)果示出了所有所提出的算法的性能都是良好的。此外，所提出的算法的復(fù)雜 度非常低，從而這些算法可以容易地應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)中。盡管關(guān)于0FDM信號(hào)而描述了本發(fā) 明，然而本發(fā)明的構(gòu)思也可以應(yīng)用于單個(gè)載波信號(hào)。此外，應(yīng)意識(shí)到，傳統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)可以 用于幀報(bào)頭模型2。綜上所述，前述內(nèi)容僅僅說明了本發(fā)明的原理，從而將意識(shí)到，本領(lǐng)域技術(shù)人員將 能夠設(shè)計(jì)出許多備選方案，盡管這些備選方案在本文中并沒有被明確描述，但這些備選方 案體現(xiàn)本發(fā)明的原理并且在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。例如，盡管關(guān)于分立的功能元件來 說明，然而可以在一個(gè)或多個(gè)集成電路(IC)中實(shí)現(xiàn)這些功能元件。此外，本發(fā)明的原理可 以應(yīng)用于其他類型的通信系統(tǒng)，例如，衛(wèi)星、無線保真(Wi-Fi)、蜂窩等。實(shí)際上，本發(fā)明的構(gòu) 思還可以應(yīng)用于固定或移動(dòng)接收機(jī)。因此將理解，可以對(duì)說明性的實(shí)施例作出許多修改，并 且在不脫離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下可以設(shè)計(jì)出其他的方 案。
權(quán)利要求
一種在接收機(jī)中使用的方法，所述方法包括接收信號(hào)以提供接收的符號(hào)序列，接收到的信號(hào)具有相關(guān)幀結(jié)構(gòu)，每個(gè)幀包括接收的符號(hào)組；以及通過對(duì)相鄰信號(hào)幀中的接收的符號(hào)組進(jìn)行相關(guān)，來確定每個(gè)幀的幀號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述信號(hào)幀結(jié)構(gòu)包括多個(gè)幀報(bào)頭模型，每個(gè)幀報(bào) 頭模型具有偽噪聲序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述信號(hào)是數(shù)字多媒體廣播地面電視信號(hào)，所述 確定步驟是針對(duì)幀報(bào)頭模型1和幀報(bào)頭模型3來執(zhí)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述確定步驟包括確定最大右移相關(guān)值和最大左移相關(guān)值；如果最大右移相關(guān)值的大小大于或等于最大左移相關(guān)值的大小，則使用最大右移相關(guān) 值從查找表中檢索幀號(hào)；否則，使用最大左移相關(guān)值的負(fù)值從查找表中檢索幀號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述相關(guān)是在相鄰信號(hào)幀中的重復(fù)符號(hào)組上執(zhí) 行的。
6.一種設(shè)備，包括下變頻器，用于接收信號(hào)以提供接收的符號(hào)序列，接收到的信號(hào)具有相關(guān)信號(hào)幀結(jié)構(gòu)， 每個(gè)幀包括接收符號(hào)組；以及處理器，用于通過對(duì)相鄰信號(hào)幀中的接收的符號(hào)組進(jìn)行相關(guān)來確定與每個(gè)信號(hào)幀相關(guān) 聯(lián)的幀號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述信號(hào)幀結(jié)構(gòu)包括多個(gè)幀報(bào)頭模型，每個(gè)幀報(bào) 頭模型具有偽噪聲序列。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述信號(hào)是數(shù)字多媒體廣播地面電視信號(hào)，所述 處理器與針對(duì)幀報(bào)頭模型1和幀報(bào)頭模型3的幀計(jì)時(shí)進(jìn)行同步。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述處理器確定最大右移相關(guān)值和最大左移相 關(guān)值，并對(duì)最大右移相關(guān)值和最大左移相關(guān)值進(jìn)行比較，以確定指向查找表的指針，從而確 定幀號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述相關(guān)是在相鄰信號(hào)幀中的重復(fù)符號(hào)組上執(zhí) 行的。
全文摘要
DMB-T接收機(jī)支持單載波(SC)調(diào)制形式和多載波調(diào)制形式，如正交頻分復(fù)用(OFDM)。當(dāng)接收廣播信號(hào)時(shí)，DMB-T接收機(jī)將接收到的廣播信號(hào)下變頻成接收到的基帶信號(hào)，并通過對(duì)相鄰信號(hào)幀中的接收的符號(hào)組進(jìn)行相關(guān)來確定每個(gè)幀的幀號(hào)。具體地，接收機(jī)確定最大右移校正值和最大左移校正值。如果最大右移校正值的大小大于或等于最大左移校正值的大小，則使用最大右移校正值來從查找表中檢索幀號(hào)。否則，使用最大左移校正值的負(fù)值來從查找表中檢索幀號(hào)。
文檔編號(hào)H04L7/08GK101809930SQ200880108611
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者陳厚昕, 高文 申請(qǐng)人:湯姆森許可貿(mào)易公司