一種應用于多載波接收機的抗多徑干擾系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于數字信息傳輸技術領域，特別設及一種有限長度確知序列作為保護間 隔的多載波接收機中抗多徑干擾系統及方法。
【背景技術】
[0002] 在無線通信信道中，特別是地面無線電視廣播傳輸信道中存在著各種長延時的靜 態和動態多徑干擾。為了有效地抗多徑干擾，目前的無線多載波接收系統均在傳輸的信號 帖中插入保護間隔序列。
[0003] 歐標DVB-T采用了（FDM(OrthogonalRrequen巧DivisionMultiplexing,正交 頻分復用）循環前綴結構，插入了長達224微秒的保護間隔，使其能對抗近224微秒的0地 回波干擾。國標DTMB在信號帖中插入確知PN序列，既作為帖同步、又作為OFDM的保護間 隔，具有高的傳輸效率。DVB-T用10%的子載波傳送用于同步和信道估計等的導頻信號， 同時存在循環前綴的保護間隔，而DTMB將時間保護間隔同時用于傳輸信道估計信號，因此 DVB-T系統的傳輸效率只能達到國標DTMB系統的90%。為了保持高的傳輸效率，通常在信 號帖中插入有限長度的確知保護序列，如國標DTMB的多載波模式插入的PN序列最多只能 至IJ125微秒，雖然可W把幾個(FDM帖的PN(Pseudo-randomNoise,偽隨機序列）序列聯合 處理，使抵抗多徑干擾的延時長度不受保護間隔長度的限制，但其不適于快速時變信道。在 已有的低復雜度的數字接收系統中，多徑處理常被限止在保護間隔長度內，當實際的多徑 長度大于保護間隔長度時，系統性能將嚴重下降（任何強度大于-12地的多徑擴展都會影 響系統性能），因而有必要提出一種有效的解決方案。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種應用于多載波接收機的抗多徑干擾系統及方法，在有 限長度確知序列作為保護間隔的多載波接收機中，借助于信道糾錯編碼和有效的系統參數 設計，不僅能消除小于保護間隔長度的各種多徑干擾，而且能有效地抗大于保護間隔長度 的超長多徑干擾。 陽〇化]本發明的目的是通過W下技術方案實現的。
[0006] 一種應用于多載波接收機的抗多徑干擾系統，該系統包括：聯合處理單元、信號循 環卷積重構單元、第一FFT(hst化urierTransformation,快速傅氏變換）單元、頻域均衡 單元、多徑估計調整單元、第二FFT單元、解交織單元、解碼單元；
[0007] 所述聯合處理單元，其輸入端接收確知序列作為保護間隔的編碼的OFDM信號、其 第一輸出端連接到信號循環卷積重構單元、其第二輸出端連接到多徑估計調整單元；該聯 合處理單元用于利用確知序列估計信道，同時消去確知序列對信息帖的干擾，輸出一個具 有零填充保護間隔的包含多徑干擾的OFDM信息帖至信號循環卷積重構單元，并輸出信道 估計序列到多徑估計調整單元；
[0008] 所述信號循環卷積重構單元，其第一輸入端接收來自所述聯合處理單元的OFDM 信息帖、第二輸入端與多徑估計調整單元連接、其輸出端連接到第一FFT單元的輸入端，用 于利用信道估計信息對接收數據進行信號循環卷積重構，其處理后的信息帖輸出至第一 FFT單元；
[0009] 所述多徑估計調整單元，其輸入端連接至所述聯合處理單元、第一輸出端連接至 信號循環卷積重構單元、第二輸出端連接至第二FFT單元的輸入端；
[0010] 所述第一FFT單元，其輸出端連接至頻域均衡單元，用于對所接收的來自所述信 號循環卷積重構單元的信息帖進行FFT變換處理，之后輸出至頻域均衡單元；
[0011] 所述第二FFT單元，其輸出端連接至頻域均衡單元，用于對所接收的來自所述多 徑估計調整單元的估計的信道脈沖響應作FFT變換處理，之后輸出至頻域均衡單元；
[0012] 所述頻域均衡單元，使用來自第一FFT單元的頻域數據和來自第二FFT單元的信 道頻域估計數據完成頻域均衡，均衡后的數據送至解交織單元；
[0013] 所述解交織單元，對來自頻域均衡單元的數據做解交織處理，其輸出送至解碼單 元；
[0014] 所述解信道編碼單元，對來自解交織單元的數據做軟解碼糾錯處理，輸出期望恢 復的信息數據。
[0015] 其中，所述聯合處理單元包括：確知保護序列與零序列產生單元、FIR(Finite ImpulseResponse,有限長單位沖激響應濾波器）橫向濾波器單元、誤差信號產生單元、乘 法器單元；
[0016] 所述確知保護序列與零序列產生單元，用于產生一輸出序列并將其輸出至FIR橫 向濾波器單元，該輸出序列包括一個與接收信號保護序列要求一致的確知序列和一個長度 與接收信號信息帖一致的零序列；
[0017] 所述FIR橫向濾波器單元，其第一輸入端連接至確知保護序列與零序列產生單 元、第二輸入端連接至乘法器單元，其第一輸出端連接至誤差信號產生單元、第二輸出端輸 出信道估計數據；
[0018] 所述誤差信號產生單元，其第一輸入端用W接收輸入信號、第二輸入端連接至FIR 橫向濾波器單元，其第一輸出端輸出誤差信號至乘法器單元、第二輸出端連接至信號循環 卷積重構單元。
[0019] 一種應用于多載波接收機的抗多徑干擾方法，該方法包括：
[0020] (1)對同步的輸入信號作保護間隔與信息帖分離及信道估計聯合處理，產生的信 道估計和具有零填充保護間隔的包含多徑干擾的OFDM信號帖被分別進行多徑估計調整、 信號循環卷積重構；
[0021] (2)對所述步驟（1)處理得到的數據分別進行FFT處理；
[0022] (3)作頻域均衡處理，得到頻域數據；
[0023] (4)對頻域數據進行解交織處理；
[0024] (5)完成LDPC化OW-DensityParityCheck,低密度奇偶校驗碼）糾錯解碼處理。 [00巧]其中，所述步驟（1)中，利用一個改進的自適應FIR橫向濾波器完成保護序列與信 息帖分離及信道估計聯合處理。
[00%] 其中，所述步驟（1)進一步包括：根據系統解信道編碼單元糾錯信噪比口限選取 橫向濾波器長度K，W獲取最大抗超長多徑干擾長度；該橫向濾波器長度K是可編程的，根 據系統設計復雜度要求設定。
[0027] 其中，所述步驟（1)中，所述輸入信號的有限長度確知保護序列可W是任何具有 偽隨機特性的確知序列。
[0028] 其中，所述步驟（1)中，在進行信號循環卷積重構處理過程中，當多徑干擾的前徑 或后徑延時長度大于保護序列長度時，選用保護序列長度作為信號循環卷積重構長度，借 助于系統糾錯編碼消除誤差。
[0029] 本發明與現有技術相比，有益效果在于：
[0030] 本發明在保持高的傳輸效率，采用有限長度確知序列作為保護間隔的多載波接收 機中，借助于信道糾錯編碼和有效的系統參數設計，不僅能消除小于保護間隔長度的各種 多徑干擾，而且能有效地抗大于保護間隔長度的超長多徑干擾；本發明系統及方法適用于 固定和移動無線通信終端，能W獨立設備實現，或W硬件模塊形式嵌入相關通信系統實現， 還可W用軟件方式實現，簡單可靠。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發明實施例提出的有限長度確知序列作為保護間隔的編碼OFDM信道估 計和抗多徑干擾系統示意圖；
[0032] 圖2為本發明實施例提出的保護序列與信息帖分離及信道估計聯合處理系統示 意圖；
[0033] 圖3為本發明實施例提出的有限長度確知序列作為保護間隔的編碼OFDM的信道 估計和抗多徑干擾系統方法的工作流程圖；
[0034] 圖4為本發明實施例提出的W時域確知序列長度55. 5 yS作為保護間隔和LDPC 編碼(FDM的信道估計和抗多徑干擾系統處理結果示意圖； 陽03引圖5為本發明實施例提出的則寸域確知序列長度125yS作為保護間隔和LDPC編 碼(FDM的信道估計和抗多徑干擾系統處理結果示意圖。
【具體實施方式】
[0036] 圖1為本發明提出的有限長度確知序列作為保護間隔的編碼OFDM信道估計和抗 多徑干擾系統示意圖。如圖1所示，根據本發明實施例的信道估計和抗多徑干擾系統包括：
[0037] 聯合處理單元101，用于聯合處理保護間隔與信息帖分離及信道估計，其輸入端接 收確知序列作為保護間隔的編碼的OFDM信號，該聯合處理單元利用確知序列估計信道，同 時消去確知序列對信息帖的干擾，輸出一個具有零填充保護間隔的包含多徑干擾的OFDM 信號帖死到信號循環卷積重構單元102,并輸出信道估計序列兩到信道估計調整單元107 ;
[0038] 信號循環卷積重構單元102,一個輸入端接收來自所述聯合處理單元101的具有 零填充保護間隔的信息帖，另一個輸入端與多經估計調整單元107連接，利用信道估計信 息對接收數據進行信號循環卷積重構，設M為保護間隔長度，N為信息序列長度，Lpf。為前徑 信道響應長度，LpMt為后徑信道響應長度，其處理后的第n個信息帖有包含下列： 陽039]有，；=+欠，j+M+w, 0《j < LpMt, W;
[0040] X。,；=欠，片"'Lpost,j<N-Lp",n;
[0041]有,/ = 乂，+ 欠.,+M-W,N-Lp托,n《j<N，
[00創 當LpDst或Lpre大于或等于M時LPMt或Lpre取值為M，兩輸出至FFTO^istF'ourier Transformation,快速傅氏變換）單元103 ;
[0043] 多徑估計調整單元107,其輸入在。來自所述聯合處理單元101，其調整處理使對發 生的前徑和后徑處理均有最佳性能，并最大限度地利用有限長度的FIR橫向濾波器估計多 徑擴展，降低系統設計復雜度，調整處理后的4信息送至信號循環卷積重構單元102, 4序 列輸出到FFT單元108 ;
[0044] FFT單元103和108,分別對接收的來自所述信號循環卷積重構單元102的信息帖 和來自所述多徑估計調整單元107的估計的信道脈沖響應咬做FFT變換處理，對應輸出的 頻域數據序列i。和信道頻域估計身。被送至頻域均衡單元104 ; W45] 頻域均衡單元104,使用來自FFT單元103的頻域數據和來自FFT單元108的信道 頻域估計，完成頻域均衡，均衡后的數據送至解交織單元105 ;
[0046] 解交織單元105,對來自頻域均衡單元104的數據做解