CN102143117A - 基于dtmb系统多载波接收机的时频同步联合估计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于DTMB系统多载波接收机的时频同步联合估计方法,其特征在于:按如下步骤进行:步骤一:进行帧头模式识别和帧头位置粗估计;步骤二:本地PN发生器产生匹配帧头模式的零相位的PN序列A,采用可变步长扫频方法进行载波频偏粗估计;步骤三:将补偿载波大频偏后的接收数据与PN序列A进行相关,估计出帧序号;本地PN发生器产生匹配帧头模式匹配相位的PN序列B,与接收数据再次进行相关,得到帧头位置细估计值;步骤四:根据帧头位置细估计值对接收数据进行自相关,得到载波频偏细估计值;将载波大频偏估计值与载波频偏细估计值相加得到最终的载波频偏估计值。该方法有利于实现运算数据和参数的共享,减少运算量。
Description
技术领域
本发明涉及多媒体广播技术领域,特别是一种基于DTMB系统多载波接收机的时频同步联合估计方法。
背景技术
2006年8月30日,中国国家标准委员会发布了数字电视地面广播传输系统标准DMB-TH。该标准的基本特点是将OFDM调制与扩频通信相结合,采用了单、多载波两种调制方式,其中多载波调制使用了时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)核心技术,它在帧结构上区别于普通的OFDM技术,用伪随机(PN)码帧头代替了传统的循环前缀保护间隔,用PN帧同步头进行时域同步,包括帧同步、频率同步、定时同步、信道估计和跟踪相位噪声等,从而避免在帧体内部插入大量导频,提高了传输效率,具有频谱利用率高、获得同步时间短和抗多径衰落的特点。
不象单载波系统中载波频率的偏移只会对接收信号产生一定的衰减和相位旋转,多载波系统尤其是采用正交频分复用的多载波系统,对同步要求十分苛刻。因此,在接收端需要有一个有效的同步算法来降低载波间干扰(ICI)和符号间干扰(ISI),保证传输数据的可靠接收。因而,在接收端需要做如下同步:(1)正确检测及确定帧头模式;(2)估计出帧头位置;(3)估计并补偿载波频率偏移;(4)估计接收到的当前信号帧的帧序号;(5)校正接收端的采样时钟频率和相位偏移。
传统的模式检测和粗符号定时同步是基于多模式PN序列的;目前对载波频率偏移同步方法主要有基于前导符的时域或频域相关载波同步方法、基于循环前缀的最大似然载波同步方法以及基于导频的频域相关载波同步方法等;而符号定时同步方法主要有基于前导符的符号定时同步方法以及基于循环前缀的符号定时同步方法等。上述同步方法主要存在以下问题:
(1)传统的模式检测和粗符号定时同步是基于多模式PN序列的,即将接收数据与本地PN序列相关进行模式检测和粗符号定时同步,其中本地PN序列可以有多种构造形式,这种方法占有资源大,耗时长,并且只适用于小频偏环境,估计出的符号位置误差较大;
(2)有些载波频偏估计方法中,要么频率捕捉范围有限,要么不能抵抗多径;而当存在较大的载波偏差或多径信道恶劣时,传统的符号同步方法性能会严重下降;
(3)在一个接收系统中,需要同时具备模式检测、载波频偏估计、帧头位置估计、帧序号估计等方法,每一种方法在接收系统中均可以是一个独立的模块,这样每个模块的有效性都有前提,而整体联合估计才更接近于实际接收系统,从而能够全面考虑其每个方法的干扰及局限因素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于DTMB系统多载波接收机的时频同步联合估计方法,该方法有利于实现运算数据和参数的共享,减少运算量。
为实现上述目的,本发明的技术方案是:一种基于DTMB系统多载波接收机的时频同步联合估计方法,其特征在于:按如下步骤进行时频同步联合估计:
步骤1:对接收数据进行滑动自相关处理以进行帧头模式识别,得到帧头模式,并将帧头模式信息传至本地PN发生器;
步骤2:基于步骤1的滑动自相关结果进行帧头位置粗估计,得到帧头位置粗估计值,并将帧头位置粗估计值传回接收数据缓冲区;
步骤3:本地PN发生器根据步骤1得出的帧头模式产生匹配帧头模式的零相位的PN序列A,基于所述PN序列A采用可变步长扫频方法进行载波频偏粗估计,得到载波大频偏估计值;
步骤4:对接收数据进行载波大频偏补偿,然后将补偿载波大频偏后的接收数据与所述PN序列A进行相关,估计出帧序号,并将相位信息传送至本地PN发生器;本地PN发生器产生匹配帧头模式匹配相位的PN序列B,接收数据与所述PN序列B再次进行相关,得到帧头位置细估计值,并将帧头位置细估计值传回接收数据缓冲区;
步骤5:根据步骤4得到的帧头位置细估计值,对补偿载波大频偏后的接收数据进行自相关,得到载波频偏细估计值;将载波大频偏估计值与载波频偏细估计值相加便得到最终的载波频偏估计值。
本发明的有益效果是:本发明提出的时频同步联合估计方法,实现了帧头模式识别及帧头位置粗估计、载波大频偏估计、帧序号估计及符号位置细估计和载波频偏细估计在接收机中的整体联合,具有执行的同一性、运算数据和参数的共享性,且由帧头模式识别模块估计出的帧头粗位置,为后续的同步估计模块减少了运算量。此外,该联合估计方法能够抵抗大频偏的干扰,在恶劣多径的信道环境,具有较好的同步性能。
附图说明
图1是本发明时频同步联合估计方法的实施框图。
图2是现有的DTMB系统中的信号帧的结构示意图。
图3是现有的DTMB系统中的帧头PN420序列的结构示意图。
图4是现有的DTMB系统中的帧头PN945序列的结构示意图。
图5是本发明中帧头模式识别及帧头位置粗估计的实施框图。
图6是本发明中帧头位置估计在不同SNR、不同多径信道下的仿真MSE图。
图7是本发明中载波频偏估计在不同SNR、不同多径信道下的仿真MSE图。
图8是本发明实例中的仿真参数取值图。
图9是本发明实例中在不同SNR、不同多径信道下的平均残余频偏绝对值的仿真结果图。
图10是本发明实例中帧序号估计在不同SNR、不同多径信道下的准确概率的仿真结果图。
图11是本发明实例中模式识别在不同SNR、不同多径信道下的准确概率的仿真结果图。
图12是本发明实例中仿真采用的多径信道模型参数取值图。
具体实施方式
本发明基于DTMB系统多载波接收机的时频同步联合估计方法,如图1所示,按如下步骤进行时频同步联合估计:
步骤1:对接收数据进行滑动自相关处理以进行帧头模式识别,得到帧头模式,并将帧头模式信息传至本地PN发生器;
步骤2:基于步骤1的滑动自相关结果进行帧头位置粗估计,得到帧头位置粗估计值,并将帧头位置粗估计值传回接收数据缓冲区;
步骤3:本地PN发生器根据步骤1得出的帧头模式产生匹配帧头模式的零相位的PN序列A,基于所述PN序列A采用可变步长扫频方法进行载波频偏粗估计,得到载波大频偏估计值;
步骤4:对接收数据进行载波大频偏补偿,然后将补偿载波大频偏后的接收数据与所述PN序列A进行相关,估计出帧序号,并将相位信息传送至本地PN发生器;本地PN发生器产生匹配帧头模式匹配相位的PN序列B,接收数据与所述PN序列B再次进行相关,得到帧头位置细估计值,并将帧头位置细估计值传回接收数据缓冲区;
步骤5:根据步骤4得到的帧头位置细估计值,对补偿载波大频偏后的接收数据进行自相关,得到载波频偏细估计值;将载波大频偏估计值与载波频偏细估计值相加便得到最终的载波频偏估计值。
步骤1:帧头模式识别
在DTMB标准中,规定三种信号帧格式,一个信号帧由帧体和帧头两部分时域信号组成,帧体都由3780个符号组成,如图2所示;同时规定了三种模式的PN帧头,分别为420,595,945模式。如图3、图4所示,PN420和PN945序列都包含一个前同步序列(PN420的为82个符号,PN945的为217个符号)和一个后同步序列(PN420的为83个符号,PN945的为217个符号),该两种帧头模式适用于多载波系统;PN595序列适用于单载波系统;本发明的同步估计只针对多载波系统的两种帧头模式PN420和PN945进行处理。
数字电视接收机的关键部分是同步与定时,而同步与定时的前提需要已知帧头保护间隔模式,所以当发射端的帧头保护间隔模式未知时,接收机就需要在没有任何同步与定时的情况下正确检测和确定系统帧头模式,以便进行后续的解调。传统的模式检测和粗符号定时同步是基于多模式PN序列的,即将接收数据与本地PN序列相关进行模式检测和粗符号定时同步。其中本地PN序列可以有多种构造方法,可以分别用420、595和945三种PN序列首尾相接,形成串行的PN多模式序列,也可以用420、595和945叠加起来形成并行的PN多模式序列,还可以用420、595和945形成混合多模式序列。用该序列与接收数据进行相关运算,根据峰值位置关系判断帧头模式和粗估计出帧头的位置。但这种方法占有资源大,耗时长,并且只适用于小频偏环境。在此采用对接收数据进行滑动自相关的方法来进行帧头模式检测,这样能够排除多径带来的干扰。
在步骤1中,帧头模式识别方法采用对接收数据进行三窗口的滑动自相关处理来检测,如图5所示,滑动自相关所得相关值为:
其中,表示接收到的信号,表示进行自相关处理的输出结果。第一路相关窗帧头为420模式,相关长度为165个符号,间隔255个符号,即=165,=255;第二路相关窗帧头为595模式,相关长度为595个符号,间隔4375个符号,即=595,=4375;第三路相关窗帧头为945模式,相关长度为434个符号,间隔511个符号,即=434,=511。
比较一帧内三路相关窗的输出结果的绝对值,最大值所在的相关器对应的帧头模式判定为当前帧的帧头模式,后续的数据帧均采用该帧头模式;考虑噪声对相关器的影响,为避免出现虚警(当帧头模式错误时判决为正确)和漏警(当帧头模式正确时判决为错误),对判定结果进行记录,如果连续m帧皆判定为同一个帧头模式,则确定系统模式为该模式,确定为该模式后,如果在连续n帧中,有不一致的帧头模式判定结果,则需要重新进行帧头模式识别,直至连续m帧皆判定为同一个帧头模式,才重新确定系统模式为该模式。
步骤2:帧头位置粗估计
帧头位置粗估计是基于PN序列的相关性来进行的,可采用接收数据与本地PN相关,若采用本地PN与接收数据进行滑动相关会有以下两种现象出现:由于大频偏的作用峰值位置不太明显,不适合于提取符号起始位置信息;当前OFDM符号PN相位与本地PN相位不一致,由所得到相关峰值提取符号起始位置信息时符号定时位置的误差较大,后端在进行扫频、定时以及细符号定时同步时均需扩大搜索范围,这样会导致硬件实现中浪费大量资源,故在此仍采用对接收数据自身进行前后滑动相关的结果进行符号位置粗估计,因此,在步骤1完成后,即帧头模式确定后,可对该模式所对应的相关器的相关输出进行帧头位置的寻找。
由于理想的相关峰之间距离应相等,考虑多径等因素的影响,相关峰之间距离应等于固定的符号数加上一定的容限,即要满足:
(4)
步骤3:可变步长扫频进行载波频偏粗估计
本地PN发生器根据步骤1得出的帧头模式产生匹配帧头模式的零相位的PN序列A,采用如下可变步长的4层扫频方法进行载波大频偏估计:第一层:加入零频偏,建立扫频正、负频偏扫频结果数值组,第一个数值为零频偏扫频得到的相关值;第二层:加入不同步长频偏:420模式为,945模式为,其中,加入正频偏得到相关值与正频偏扫频结果数值组比较,加入负频偏得到相关值与负频偏扫频结果数值组比较,若相关峰值大于前一个扫频结果倍,则认为得到跟踪频偏值,并跳至第四层,否则,增大继续扫频,将每次相关峰值写入相应的扫频结果数值组;第三层:加入不同步长频偏:420模式为,945模式为,其中为奇数,若相关值大于其频偏扫频结果数值组中前一个或后一个数值的倍,若此时为420模式,则扫频结束,得到频偏粗估计值,且剩余频偏范围为,若为945模式,则得到跟踪频偏值,跳至第四层,否则,增大继续扫频;第四层:确定继续扫频频偏数值:420模式为,945模式为,得到的相关值与频偏的相关值比较,取最大值所加入的频偏值为最终载波频偏粗估计值,扫频结束,若此时为420模式,剩余频偏范围为,若为945模式,剩余频偏范围为。具体实施过程为:在大载波频偏存在的情况下,采用可变步长的扫频处理,对本地PN序列先加入载波频偏后,再与符号位置粗估计值附近一定范围内的接收数据进行滑动相关:
本过程包括以下4层扫频次序:
第2层:依次对本地PN序列加入正负频偏,420模式的步长为,945模式的步长为,其中为不为零的正整数;所加入的频偏个数为,其中正频偏个数为;同时规定,加入正频偏所得相关值与中的值比较,加入负频偏所得相关值与中的值比较,当加入正频偏得到相关值时,此时判断:
其中,不同的PN模式对的取值不同;负频偏的相关值判断条件相同;当第3层执行完,若此时为PN420模式,则结束扫频,载波大频偏估计值;若为PN945模式,则进入第4层扫频;
比较得到的相关值,取最大值所对应的频偏值为载波的大频偏估计值,扫频结束。如此多层不同模式下不同步长的扫频,目的是为了将残余频偏控制在一定范围下,最后,将估计出的载波频偏值对接收数据进行补偿,消除后续的同步处理的大频偏干扰。在四层扫频中,控制扫频步长的取值,可以扩大频偏的估计范围,使得该算法能够抵抗大频偏;扫频结束得到频偏粗估计值,其剩余频偏范围控制在帧同步对频偏的限制范围内,使得残余频偏不影响后续帧同步的同步估计性能。
步骤4:帧序号估计及帧头位置细估计
传统帧同步算法是接收数据与本地PN序列进行相关,但受到大频偏的影响;能对抗的大频偏,PN420模式的为15kHz,PN945模式的为7.4 kHz。因此,在进行帧序号估计与符号位置细估计之前,要将载波频偏限制在(PN420模式,归一化为)或(PN945模式,归一化为)。因此,步骤3在估计出载波大频偏后,最后要将残余频偏控制在帧同步的限制频偏范围内,以便保证步骤4的可靠性。
DTMB的多载波系统中,一个超帧是由225个(PN420模式)或200个(PN945模式)信号帧组成,每个超帧中各信号帧的帧头采用不同相位的PN信号作为信号帧识别符,而这些相位是事先确定的,这就保证了相邻信号帧的相位偏移是恒定且唯一的,因此,预先定义一个PN序列的相位差查询表Phasic_Index,表中记录连续两个相位的PN和零相位PN相关峰值的位置差,该表作为帧序号估计的依据。
帧序号估计过程为:根据步骤2估计出的帧头位置粗估计值,分别加上1个帧长、2个帧长,即将接收到的连续三帧的帧头位置附近的一定范围内的数据段与PN序列A进行相关,分别取3个部分相关峰阈值为其该部分最大峰值的倍(),搜索并记录下这3个部分相关峰值大于的第一个峰位置;由前两个峰位置差来查询PN相位差表Phasic_Index,得到当前信号帧的帧序号,并由后两个峰位置差来验证帧序号估计的正确性,若后两个峰位置差与表中下一个值相等,则判定当前信号帧的帧序号正确,若不相等,则重新估计。
帧头位置细估计过程为:在得到帧序号后,由本地PN发生器产生匹配模式匹配相位的PN序列B,与接收数据在帧头位置粗估计值前后一定范围内的数据段进行滑动相关,取阈值为该相关最大峰值的倍(),搜索并记录下大于的第一个相关峰位置,即为帧头位置细估计值。
上述的符号位置细估计方法中,取值第一个相关峰位置,其原因是在多径信道中,其主径一般为时延最小且幅度最大;该方法是考虑到一些恶劣多径中存在一条或多条能量接近主径的副径,且相关幅值受到噪声的影响,综上,取时延最小的能量相对较大的相关峰位置为符合的细估计位置。
步骤5:载波频偏细估计
根据上述步骤4得到的符号细估计位置,取出第一个信号帧的帧头数据进行自相关,这里暂不考虑高斯噪声:
其中,为补偿载波大频偏后的接收数据;为相关长度(PN420模式为165,PN945模式为434);为间隔长度(PN420模式为255,PN945模式为511);为第条多径信道幅度衰减;表示不同多径的信道时延;为多径信道信道数目;为相对于子载波间隔(2KHz)归一化后的载波频率偏移;为帧头数据。
则可以估计的频偏范围为:
最后,载波大频偏估计值与频偏细估计值相加便得到最终的载波频偏估计值:
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
在本实施例中,基于DTMB规定的信号帧格式,说明DTMB系统多载波接收机的时频同步联合估计方法的实施过程,本例中采用PN420模式,引入高斯噪声、多径信道、载波频率偏移、接入时延,仿真参数取值如图8所示。
具体实施步骤如下:
步骤1:帧头模式的识别
本实例中,步骤1的实施说明,如图5所示,将接收信号输入三路相关器进行滑动自相关。相关模块是利用PN帧头前后同步的循环特性,如图3所示的420模式的前165和后165是一样的,且相距255,因此第一路相关器对应于PN420模式,进行165长度的滑动自相关,相关距离=255;同理,图4所示的945模式的前434和后434是一样的,且相距511,因此第三路相关器对应于PN945模式,进行434长度的滑动自相关,相关距离=511;而595模式每个信号帧的帧头采用相同的PN序列,即每个信号帧帧头是一样的,因此第二路路相关器对应于PN595模式,是前后两个帧的帧头进行滑动相关,相关距离=4375。帧头模式判别是通过比较三路相关器的相关输出的绝对值的最大值实现的,得到相关结果后,取绝对值的最大值进行比较,相关结果的绝对值的最大值最大的那一路对应的模式即为当前的帧头模式。
步骤2:帧头位置粗估计
若满足这一条件,说明粗估计的帧头位置正确,输出给后面的同步模块,若不满足,则粗估计的帧头位置不在容限范围内,需重新估计。
经过仿真可知,符号位置粗估计值的误差,在PN420模式下,最大误差为65,在PN945模式下,最大误差达到160;因此后续的同步估计处理,要在符号位置粗估计值的范围内进行计算。得到符号位置粗估计值为,则后续相关符号位置范围为。
步骤3:可变步长扫频估计载波大频偏
由步骤1得出的模式信息传送至本地PN发生器,产生匹配模式的零相位的PN序列,参与步骤3扫频估计载波大频偏的计算,其扫频相关式子为:
在本实例中,扫频次序如下:
2层:依次对本地PN序列加入频偏:
步骤4:帧序号估计及符号位置细估计
对接收数据进行载波大频偏的补偿后,与本地PN序列在符号位置粗估计值的附近,每次取长度255的数据进行相关,令阈值,搜索大于的第一相关峰位置,于是,得到连续3帧帧头附近的相关峰的位置分别为(502,499,503);则前两个相关峰位置差为,后两个相关峰位置差,由查询PN相位差表Phasic_Index,得到当前信号帧的帧序号为,表中下一个值为,这与相等,因此判定帧序号估计正确。
由此,将相位信息传送至本地PN发生器,产生匹配模式匹配相位的PN序列,本实例中,产生PN420模式的第3帧的PN序列,参与符号位置的细估计计算。
本实例中,取出符号位置粗估计值附近的数据,即取范围的每255个数据与PN420模式的第3帧的PN序列的后255个数据进行相关,令阈值,搜索相关峰值中大于的第一个相关峰值位置为501,则符号位置细估计值为。与本实例中设置的时延参数比较,实际符号位置为,估计准确。
步骤5:载波频偏细估计
根据步骤4估计的符号位置,取第一个信号帧的帧头数据,做该帧头前后165数据的自相关,取其最大峰值,根据式(7)可得载波频偏细估计值为。由式(9)可得,载波频率偏移为,与实例中设置的载波频偏比较,残余频偏为,即为38.4Hz。
由上述实例可以看出,本发明提出的基于DTMB系统多载波接收机的时频同步联合估计方法,在SNR=10dB、具有三个强径的BrazilE信道、113.4KHz大频偏下能够正确检测帧头模式、准确估计符号位置及帧序号、精确估计载波频率偏移,具有良好的抗大频偏、抗恶劣多径信道的同步性能。其次,根据符号位置的粗估计值作为后续同步处理的计算范围,大大减少了相关次数,节省了资源,提高了后续同步估计的可靠性。
为了更好的说明本发明在其他不同多径信道、不同SNR噪声的估计性能,在时延、频偏等参数设置与图8相同,信道采用图12的多径信道,对帧头模式识别、帧序号估计、符号位置估计、频偏估计等进行仿真。
图6所示为不同信噪比、不同信道下符号位置估计的均方误差,可以看出,其符号位置的估计值与信道的最强径的时延位置有关:BrazilE和多山地区HTx信道,其最强径的时延为0,因此,符号位置的估计准确,其均方误差为0;BrazilC和市区TU信道,其最强径时延分别为1和2,而,BrazilD信道的次强径时延为1,因此,该方法估计出的符号位置为其时延相对最小幅度衰减相对最大的径的位置,符号位置的均方误差与其时延位置有关。
图10所示为帧序号估计的准确概率,可以明显看出,只有信道BrazilD在0dB时估计准确概率为98%,其余都皆为100%。
图11所示为帧头模式识别的准确概率,可以明显看出,准确率高达100%,不受噪声及信道的影响,说明该帧头模式算法具有高可靠性和稳定性。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制;其中的参数设置,对于本领域的技术人员来说,可以有各种更改和变化。在不脱离本发明技术方案的精神的情况下,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (7)
1.一种基于DTMB系统多载波接收机的时频同步联合估计方法,其特征在于:按如下步骤进行时频同步联合估计:
步骤1:对接收数据进行滑动自相关处理以进行帧头模式识别,得到帧头模式,并将帧头模式信息传至本地PN发生器;
步骤2:基于步骤1的滑动自相关结果进行帧头位置粗估计,得到帧头位置粗估计值,并将帧头位置粗估计值传回接收数据缓冲区;
步骤3:本地PN发生器根据步骤1得出的帧头模式产生匹配帧头模式的零相位的PN序列A,基于所述PN序列A采用可变步长扫频方法进行载波频偏粗估计,得到载波大频偏估计值;
步骤4:对接收数据进行载波大频偏补偿,然后将补偿载波大频偏后的接收数据与所述PN序列A进行相关,估计出帧序号,并将相位信息传送至本地PN发生器;本地PN发生器产生匹配帧头模式匹配相位的PN序列B,接收数据与所述PN序列B再次进行相关,得到帧头位置细估计值,并将帧头位置细估计值传回接收数据缓冲区;
步骤5:根据步骤4得到的帧头位置细估计值,对补偿载波大频偏后的接收数据进行自相关,得到载波频偏细估计值;将载波大频偏估计值与载波频偏细估计值相加便得到最终的载波频偏估计值。
2.根据权利要求1所述的基于DTMB系统多载波接收机的时频同步联合估计方法,其特征在于:在步骤1中,帧头模式识别方法采用对接收数据进行三窗口的滑动自相关处理来检测:
第一路相关窗帧头为420模式,相关长度为165个符号,间隔255个符号;第二路相关窗帧头为595模式,相关长度为595个符号,间隔4375个符号;第三路相关窗帧头为945模式,相关长度为434个符号,间隔511个符号;比较一帧内三路相关窗的输出结果的绝对值,最大值所在的相关器对应的帧头模式判定为当前帧的帧头模式,后续的数据帧均采用该帧头模式;对判定结果进行记录,如果连续m帧皆判定为同一个帧头模式,则确定系统模式为该模式,确定为该模式后,如果在连续n帧中,有不一致的帧头模式判定结果,则需要重新进行帧头模式识别,直至连续m帧皆判定为同一个帧头模式,才重新确定系统模式为该模式。
4.根据权利要求1所述的基于DTMB系统多载波接收机的时频同步联合估计方法,其特征在于:在步骤3中,对PN序列A加入归一化的不同的载波频偏,并分别与接收数据在帧头位置粗估计值前后一定范围内的数据段进行滑动相关,420模式相关长度为255个符号,945模式相关长度为511个符号,比较得到的相关值,取最大值所对应加入的频偏值为载波大频偏估计值,并将剩余频偏控制在一定范围内,使之不影响后续帧同步的相关效果。
5.根据权利要求4所述的基于DTMB系统多载波接收机的时频同步联合估计方法,其特征在于:按如下方法对多载波的两种帧头模式进行不同步长的4层扫频估计:第一层:加入零频偏,建立扫频正、负频偏扫频结果数值组,第一个数值为零频偏扫频得到的相关值;第二层:加入不同步长频偏:420模式为,945模式为,其中,加入正频偏得到相关值与正频偏扫频结果数值组比较,加入负频偏得到相关值与负频偏扫频结果数值组比较,若相关峰值大于前一个扫频结果倍,则认为得到跟踪频偏值,并跳至第四层,否则,增大继续扫频,将每次相关峰值写入相应的扫频结果数值组;第三层:加入不同步长频偏:420模式为,945模式为,其中为奇数,若相关值大于其频偏扫频结果数值组中前一个或后一个数值的倍,若此时为420模式,则扫频结束,得到频偏粗估计值,且剩余频偏范围为,若为945模式,则得到跟踪频偏值,跳至第四层,否则,增大继续扫频;第四层:确定继续扫频频偏数值:420模式为,945模式为,得到的相关值与频偏的相关值比较,取最大值所加入的频偏值为最终载波频偏粗估计值,扫频结束,若此时为420模式,剩余频偏范围为,若为945模式,剩余频偏范围为。
6.根据权利要求1所述的基于DTMB系统多载波接收机的时频同步联合估计方法,其特征在于:在步骤4中,按如下方法进行帧序号估计:预先定义一个PN序列的相位差查询表Phasic_Index,表中记录连续两个相位的PN和零相位PN相关峰值的位置差,该表作为帧序号估计的依据;根据步骤1估计出的帧头位置粗估计值,分别加上1个帧长、2个帧长,即将接收到的连续三帧的帧头位置附近的一定范围内的数据段与PN序列A进行相关,分别取3个部分相关峰阈值为其该部分最大峰值的倍(),搜索并记录下这3个部分相关峰值大于的第一个峰位置;由前2个峰位置差来查询PN相位差表Phasic_Index,得到当前信号帧的帧序号,并由后两个峰位置差来验证帧序号估计的正确性,若后两个峰位置差与表中下一个值相等,则判定当前信号帧的帧序号正确,若不相等,则重新估计。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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