CN1574819A - 数字广播信号接收器的信道估计装置和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种多载波接收器的信道估计装置和估计方法。在用于处理其中插入至少两个或更多相同且连续的同步信号的数字广播信号的数字信号接收器的信道估计装置中，多载波接收器的信道估计装置包括：相关单元，用于根据接收到的数字广播信号和参考同步信号计算相关性；波峰检测单元，用于检测计算出的相关性中相应于最后一个同步信号的相关性位置；窗口单元，用于从自相关单元接收到的相关性中选择预定间隔的相关性，该预定间隔包括在波峰检测单元中检测到的位置；信道估计单元，用于使用由窗口单元选择的相关性进行信道估计。从而，本发明可以精确的估计信道。

Description

数字广播信号接收器的信道估计装置和方法

技术领域

本发明涉及一种数字广播信号接收器的信道估计装置和方法，特别涉及这样一种信道估计装置和方法，用于处理单载波信号和多载波信号，尤其是时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)信号，其中插入了连续同步信号以提高接收信号的信道估计能力。

背景技术

图1是表示常规的一般信道估计装置的方框图。图1中，信道估计装置包括：相关单元100、波峰检测单元105、窗口单元110、阈值单元120、以及信道估计单元130。相关单元100通过使用发送的数字广播信号以及与最初插入到在发送与接收期间预定的数字广播信号中的伪噪声(PN)序列相同的参考同步信号进行预定的计算，来计算相关性。波峰检测单元105检测具有最高相关性的波峰的位置，并把位置信息发送到窗口单元110。窗口单元110从相关单元100计算出的相关性中选择包括从波峰检测单元105接收到的位置信号的某一间隔的相关性。在低于一个预定的发送阈值的情况下，阈值单元120把低于预定阈值的信号从包括在窗口单元110中被选择的间隔的相关性信号去除，以传输到信道估计单元130。信道估计可以采用使用相关性信号的常规的多种方法。

图2A和图2B是数字广播信号的帧结构视图。图2A是常规单载波信号的帧结构视图，图2B是常规的TDS-OFDM信号的帧结构视图。PN序列用于信号同步和信道估计，其中，图2A和图2B中插入的PN序列均是同步信号。

图3是图1中的相关单元100计算的相关性的示意图。当求参考同步信号与发送的数字广播信号之间的相关性时，在数字广播信号和参考同步信号变得相似的点出现波峰170，信道估计装置利用波峰170的相关性进行信道估计。然而，常规的信道估计装置即使在波峰以外的点也会产生恒定的噪声。

表1显示了与发送的数字广播信号的同步信息长度对应的最大噪声值。当最大相关性设定为1时，最大噪声值的单位用分贝来表示。

表1

相应于PN序列长度的相关性的平均噪声

PN序列长度	最大噪声(分贝)
		63	-19.0849
255	-23.0254
		511	-27.7240

如果传输数据的同步信号的长度中包含63个码元，则最大噪声值为-19.0849分贝；如果场同步信号为255码元，则最大噪声值为-23.0254分贝；如果场同步信号为511码元，则最大噪声值为-27.7240分贝。

由于出现的噪声分量被图1中的阈值单元120去除，当执行信道估计时，便排除了比生成的噪声更小的多径。另外，当计算邻近的TDS-OFDM信号的相关性时，可能会产生噪声。从而，多载波信号接收系统的信道估计及均衡能力降低到不可能进行精确的信道估计的程度，导致了多载波信号接收系统的信号接收性能恶化的问题。

因此，为了解决上述问题，本申请人提出了一种多载波信号传输系统，该系统能够提高多载波信号接收系统的信号接收性能，其已向韩国知识产权局申请并获得专利申请号No.01-2002-0064073。韩国专利申请第2002-64073号的多载波信号传输系统包括：同步信息生成单元，用于生成同步信息；同步信息复制单元，用于复制生成的同步信息；同步信息插入单元，用于在保护间隔前连续插入同步信息生成单元生成的同步信息以及同步信息复制单元复制的同步信息。图4C和图4D示例性地显示了根据韩国专利申请第2002-64073号的公布内容获得的TDS-OFDM信号的帧，这些帧各具有二个或三个插入的同步信号的连续片断。然而，在TDS-OFDM信号中可以插入至少两个或更多的连续同步信息片断。

但是，存在这样一个问题：至今还没有开发出适用于本申请人的多载波信号传输系统且可以有效接收并处理信号的信号接收系统。

发明内容

提出本发明是为了解决常规设备的上述不足及其他问题。本发明的一方面提供一种数字广播信号接收器的信道估计装置和方法，它能够通过处理其中插入多个连续同步信号的多载波信号或者是以单载波信号格式传输的数字广播信号精确地检测相关性，并且通过降低阈值去除噪声更精确地检测相关性。

上述以及其他目的及优点通过提供一种用于数字广播信号接收器的信道估计装置基本实现，该信道估计装置处理其中插入了至少两个或多个的相同且连续的同步信号的数字广播信号，它包括：相关单元，用于根据接收的数字广播信号和参考同步信号来计算相关性；波峰检测单元，用于检测所计算出的相关性中相应于最后一个同步信号的相关性的位置；窗口单元，用于在从相关单元接收到的相关性中，选择包括在波峰检测单元中检测到的位置的预定间隔的相关性；和信道估计单元，用于使用由窗口单元选择的相关性进行信道估计。

各参考同步信号每个都与同步信号相同，数字广播信号最好是单载波信号和多载波信号中的任一种。

此外，本发明的信道估计装置还包括延迟单元，用于将所有相应于同步信号出现的相关性延迟到相关性与最后一个同步信号相应地出现的位置，其中，窗口单元能计算出从相关单元接收到的相关性及从延迟单元接收到的至少一个或更多的相关性的平均值，并选择一定间隔，该间隔包括相应于计算出的平均相关性从波峰检测单元检测到的位置。

用于处理其中插入两个或更多的相同且连续同步信号的数字广播信号的数字广播信号接收器的信道估计方法包括：相关性计算步骤，用于根据接收到的数字广播信号和参考同步信号计算相关性；波峰检测步骤，用于检测计算出的相关性中相应于最后一个同步信号的相关性的位置；窗口步骤，用于从自相关性计算步骤接收到的相关性中选择包括在波峰检测步骤中检测到的位置的预定间隔的相关性；和信道估计步骤，用于使用由窗口步骤选择的相关性进行信道估计。各参考同步信号均与同步信号相同，数字广播信号可以是单载波信号和多载波信号中的任一种。

信道估计方法还包括延迟步骤，用于将所有相应于同步信号出现的相关性延迟到相关性与最后一个同步信号相应地出现的位置，其中，窗口步骤计算从相关步骤接收到的相关性及从延迟步骤接收到的至少一个或更多的相关性的平均值，并选择一定间隔，该间隔包括相应于计算的平均相关性从波峰检测步骤检测到的位置。

用于能处理其中插入两个或更多的相同且连续同步信号的数字广播信号的数字广播信号接收器的信道估计装置包括：相关单元，用于根据接收到的数字广播信号和参考同步信号来计算相关性；第一窗口单元，用于从相关性选择第一间隔，该第一间隔包括相应于最后一个同步信号的波峰及相应于该最后一个同步的信号的前重影(pre-ghost)；第二窗口单元，用于从相关性选择第二间隔，该第二间隔包括相应于同步信号中的第一同步信号的波峰及相应于该第一同步信号的后重影(post-ghost)；延迟单元，用于延迟相应于第一个同步信号的第二间隔的波峰，以使第二间隔的波峰落在相应于最后一个同步信号的第一间隔的波峰所处的位置上；连接单元，用于把延迟的第二间隔连接在第一间隔末端；信道估计单元，用于使用相连间隔的信号进行信道估计。

信道估计装置还包括：前重影检测单元，用于检测相应于最后一个同步信号的波峰的前重影，并把相应的信息发送到第一窗口单元；后重影检测单元，用于检测相应于第一同步信号的波峰的后重影，并把相应的信息发送到第二窗口单元，参考同步信号和同步信号相同，数字广播信号最好是单载波信号和多载波信号中的任一种。

用于处理其中插入两个或更多的相同且连续同步信号的数字广播信号的数字广播接收器的另一信道估计方法包括：相关性计算步骤，用于根据接收到的数字广播信号和参考信号计算相关性；第一窗口步骤，用来从相关性选择第一间隔，该第一间隔包括相应于最后一个同步信号的波峰及相应于最后一个同步信号的前重影；第二窗口步骤，用于从相关性选择第二间隔，该第二间隔包括相应于第一同步信号的波峰及相应于第一同步信号的后重影；延迟步骤，用来延迟相应于第一同步信号的第二间隔的波峰，以使第二间隔的波峰落在相应于最后一个同步信号的第一间隔的波峰所在的位置上；连接步骤，用来把延迟的第二间隔连接在第一间隔的末尾；和信道估计步骤，用于使用连接间隔的信号进行信道估计。

本方法还可以包括：前重影检测步骤，用来检测相应于最后一个信号的波峰的前重影，并把相应的信息发送到第一窗口步骤；后重影检测步骤，用来检测相应于第一同步信号的波峰的后重影，并把相应的信息发送到第二窗口步骤，参考同步信号与同步信号相同，数字广播信号可以是单载波信号和多载波信号中的任一种。

附图说明

通过结合附图对本发明的特定实施例描述，本发明的上述方面及特性会更加清楚，其中：

图1是表示常规信道估计装置的框图；

图2A和图2B是表示常规数字广播信号的帧结构示意图；

图3是在图1的相关单元中计算出的相关性的示意图；

图4A至图4D是表示插入多个连续同步信号的数字广播信号的帧结构图；

图5是表示根据本发明一实施例的数字广播信号接收器的信道估计装置的框图；

图6是表示根据本发明第一实施例的图5中的信道估计装置的操作的流程图；

图7是表示根据本发明第二实施例的图5中的信道估计装置的操作的流程图；

图8是解释根据本发明另一个实施例的数字广播信号接收器的信道估计装置框图；

图9是表示图8中的信道估计装置的操作的流程图；

图10A至图10D是表示基于图5至图7的信道估计过程的示意图；

图11A和图11B是表示基于图8和图9的信道估计过程的示意图。

具体实施方式

下文将结合附图对本发明作详细说明。

图5是表示根据本发明实施例的数字广播信号接收器的信道估计装置的方框图。图5中的接收器接收并处理单载波信号或多载波信号格式的数字广播信号，其中，单载波信号或数字广播信号中插入了如图4A至图4D所示的多个连续同步信号。参考图5，根据本实施例的数字广播信号接收器的信道估计装置包括：相关单元200、延迟单元203、波峰检测单元205、窗口单元210、阈值单元220、信道估计单元230。相关单元200接收TDS-OFDM信号，比较插入数字广播信号的同步信号和与插入的同步信号相同的参考信号，以计算它们的相关性。计算结果为，相应于每一个同步信号都会出现波峰。延迟单元203把从相关单元接收到的波峰延迟一个同步信号长度发送。总之，由于波峰相应于连续的同步信号出现，波峰间的间隔变得与同步信号的长度相同，因此，如果波峰的位置延迟同步信号的长度，则波峰和随后的波峰会落到同一个位置。波峰检测单元205检测从相关单元200接收到的波峰中的最后一个波峰。窗口单元210计算从相关单元200选择接收的各相关性与从延迟单元203接收到的延迟的相关性的平均值，然后选择波峰检测单元205检测到的位置的间隔。另外，相应于从相关单元200选择接收到的相关性，窗口单元210选择由波峰检测单元205检测到的位置的间隔。在已选择的间隔的相关性中，阈值单元220去除低于预定阈值的值。信道估计单元230从阈值单元220接收相关性，用于信道估计。

图6是表示根据本发明第一实施例的图5中的信道估计单元的操作流程图。相关单元200接收数字广播信号，比较该数字广播信号与参考信号，并计算出相关性(S300)，图10A是表示当接收到其中插入两个连续同步信号的数字广播信号时计算出的相关性的示意图。和现有技术相似的噪声发生在波峰700和710两者之外，但是在波峰700和710之间得到一个恒定值。表2列出了第二间隔中的恒定值。

表2

同步信息长度(码元数)	恒定值(幅值数量级)[分贝]
		63	-35.9868
255	-48.1308
		511	-54.1684

如表2所示，通过连续地插入两段同步信息，仅使用63个码元的同步信息，即使是低于-35分贝的多径信道也能被检测到。

波峰检测单元205接收同步信号间隔的相关性，检测相应于最后一个连续同步信号出现的波峰710的位置(S310)。窗口单元210从波峰检测单元205接收位置信号，选择并传送包括波峰在内的间隔至阈值单元220(S320)。图10B是窗口单元210选择的间隔740的示意图。阈值单元220去除低于预定阈值的相关性(S330)。因为连续同步信号间间隔中的相关性通常小到与现有技术的噪声相比可以忽略，从而阈值可以比常规阈值小。因此，即使由于现有技术噪声而丢失的小波峰也可以被检测到。信道估计单元230从窗口单元210接收相关性用于信道估计(S340)。

图7是表示根据本发明第二实施例的图5中信道估计装置的操作流程图。相关单元200接收数字广播信号，比较该数字广播信号与同步信号，并计算相关性(S400)。图10A示例性地阐明了计算的相关性。波峰检测单元205接收相关性，检测相应于最后一个连续同步信号出现的波峰的位置(S410)。为了延迟对应于连续插入的同步信号的所有相关性的位置至相应于最后一个同步信号的相关性的位置，设定了一个值(插入的同步信号的个数-1)，作为决定延迟时间的预定变量的初始值(S420)。然而，此过程是为了解释本发明的操作而任意设置的，此过程也可采用其他方法。为了将相应于第一同步信号的相关性延迟到与最后一个同步信号的相关性相应的位置，相关性被延迟了一个对应于N倍的同步信号长度的时间段(S430)。延迟的相关性被发送到窗口单元210(S440)。步骤S430和S440从按N减1重复。图10C表示将在各同步信号位置出现的相关性的波峰延迟到最后一个同步信号位置的过程。图10C示意的是第一个波峰700被延迟了相应于一个同步信号长度的时间周期一倍的时间段，并被移动到最后一个波峰710的位置上。结果，这两个同步信号位于对应于最后一个同步信号的位置上。如果在步骤S455中N小于1，则窗口单元210计算出初始相关性和至少一个或更多的延迟的相关性的平均值。窗口单元210选择包括在步骤S410中检测到的位置的一定间隔中的相关性(S470)。图10D是表示计算平均值720，并相应于平均相关性选择一定间隔730的示意图。阈值单元220接收在选择的间隔内的相关性，并去除小于预定值的相关性(S480)。此时，由于相应于连续同步信号的相关性是接近于零的常数，阈值可以小于常规的阈值，这就可以检测到由于现有技术噪声而丢失的小波峰。信道估计单元230从窗口单元210接收相关性信号用于信道估计(S490)。

图8是表示本发明另一实施例的信道估计装置的示意图。图8的信道估计装置包括相关单元500、前重影检测单元510、第一窗口单元520、后重影检测单元530、第二窗口单元540、延迟单元550、连接单元560、阈值单元570、信道估计单元580。相关单元比较数字广播信号和参考同步信号，并计算相关性。前重影检测单元510接收相关性，检测相应于最后一个同步信号出现的波峰的前重影。第一窗口单元520开出包括检测到的前重影和最后的同步信号的第一间隔的窗口。后重影检测单元530输入相关性，并检测相应于第一同步信号出现的波峰的后重影。第二窗口单元540开出包括第一波峰和检测到的后重影的第二间隔的窗口。图11A和图1B说明的是当数字广播信号中存在重影时的相关性。图11A是表示分别选择第一窗口单元520和第二窗口单元530时的第一部分和第二部分。延迟单元550把第一间隔的波峰800延迟一定时段，以使第一间隔的波峰810到达第二间隔的波峰800所在的位置。延迟的时间段相应于从中减去一个同步信号的总的插入同步信号的长度。连接单元560连接两个窗口间隔。第二间隔连接在第一部分末端。图11B表示了连接状态。第一间隔的波峰810和第二间隔的波峰800所处位置相同，因此出现了波峰820，本实施例采用这两个波峰的平均相关性确定连接的间隔中的波峰820的值。阈值单元570只选择大于预定阈值的值，并把选择的值发送到信道估计单元580，信道估计单元580估计信道。

图9是解释图8中信道估计装置的操作的流程图。信道估计装置接收数字广播信号，通过比较数字广播信号和在发送与接收期间预定的参考同步信号来计算相关性(S600)。信道估计装置从相关性中检测最后一个波峰的前重影(S610)。信道估计装置选择第一间隔，该第一间隔包括最后一个波峰及最后一个的前重影(S620)。信道估计装置检测第一波峰的后重影(S630)。该信道估计装置开出从第一波峰开始至包括第一波峰的后重影的第二间隔的窗口(S640)。信道估计装置延迟第二间隔，以使第二间隔的波峰落在第一间隔的波峰所在的位置上(S650)。信道估计装置把第二间隔连接在第一间隔的末端(S660)。图11B是表示连接状态的示意图。图11B中对重叠的波峰820，计算第一间隔的波峰810和第二间隔的波峰800的相关性的平均值，但是，可以首先选择第一间隔的波峰，也可以首先第二间隔的波峰。信道估计装置只选择大于预定阈值的相关性用于信道估计(S670)。

如上所述，本发明可以通过使用连续的PN值，来防止由于相邻信号而产生的相关性错误，通过降低用于获取相关性的阈值精确地检测低相关性，并通过获得相应于PN值的相关性的平均值计算比现有技术更精确的相关性。另外，使用根据本发明计算得到的相关性可以获得更准确的信号补偿。

如上所述，本发明能够使用连续的同步信号检测相应于单个同步信号的相关性，并且可以使用相关性平均值计算出更精确的相关性。另外，由于同步信号具有对应于连续同步信号的间隔中的相关性接近于零的特点，在计算相关性时，可以避免随相关性产生的噪声。此外，由于采用了低阈值，从而能很容易的检测到以现有方式没有被检测到的噪声。

上述实施例和优点只是一些举例，本发明并不仅限于此。本发明还可以应用于其他类型的设备。另外，本实施例的说明只是示例性的，本发明的并不仅限于权利要求书的范围，显然本领域的技术人员可以进行各种变化和改进。

Claims (16)

1.一种在用于处理其中插入至少两个或更多的相同且连续的同步信号的数字广播信号的数字广播信号接收器的信道估计装置，包括：

相关单元，用于根据接收到的数字广播信号和参考同步信号计算相关性；

波峰检测单元，用于检测计算出的相关性中相应于最后一个同步信号的相关性的位置；

窗口单元，用于从自相关单元接收到的相关性中选择预定间隔的相关性，该预定间隔包括在波峰检测单元中检测到的位置；和

信道估计单元，用于使用由窗口选择单元选择的相关性，进行信道估计。

2.如权利要求1所述的信道估计装置，其中，参考同步信号每个与同步信号相同。

3.如权利要求1所述的信道估计装置，还包括：延迟单元，用于将相应于同步信号出现的全部相关性延迟到相应于最后一个同步信号出现的相关性的位置，其中窗口单元计算从相关单元接收的相关性和从延迟单元接收的至少一个或更多的相关性的平均值，并选择一定的间隔，该间隔包括波峰检测单元对应于计算出的平均相关性检测到的位置。

4.如权利要求1所述的信道估计装置，其中，数字广播信号可以是单载波信号或多载波信号中的任一种。

5.一种用于处理其中插入至少两个或更多的相同且连续的同步信号的数字广播信号的数字广播信号接收器的信道估计方法，包括：

相关性计算步骤，用于根据接收到的数字广播信号和参考同步信号计算相关性；

波峰检测步骤，用于检测计算出的相关性中相应于最后一个同步信号的相关性的位置；

窗口步骤，用于从自相关性计算步骤接收到的相关性中选择预定间隔的相关性，该预定间隔包括由波峰检测步骤检测到的位置；和

信道估计步骤：使用窗口步骤选择的相关性进行信道估计。

6.如权利要求5所述的信道估计方法，其中，参考同步信号每个与同步信号相同。

7.如权利要求5所述的信道估计方法，还包括：延迟步骤，用于将对应于同步信号出现的所有相关性延迟到与最后一个同步信号相应地出现的相关性的位置，其中，窗口步骤计算从相关性计算步骤接收到的相关性与从延迟步骤接收到的至少一个或更多的相关性的平均值，并选择一定的间隔，该间隔包括波峰检测步骤相应于计算出的平均相关性检测的位置。

8.如权利要求5所述的信道估计方法，其中，数字广播信号是单载波信号或多载波信号中的任一种。

9.一种用于处理其中插入至少两个或更多的相同且连续的同步信号的数字广播信号的数字广播信号接收器的信道估计装置，包括：

相关单元，用于基于接收到的数字广播信号和参考同步信号，计算相关性；

第一窗口单元，用于从相关性选择第一间隔的相关性，该第一间隔包括相应于最后一个同步信号的波峰和相应于该最后一个同步信号的前重影；

第二窗口单元，用于从相关性选择第二间隔，该第二间隔包括相应于同步信号中的第一同步信号的波峰和相应于该第一同步信号的后重影；

延迟单元，用于延迟相应于第一同步信号的第二间隔的波峰，以使第二间隔的波峰落在相应于最后一个同步信号的第一间隔的波峰所在的位置上；

连接单元，用于把延迟的第二间隔连接在第一间隔的末端；和

信道估计单元，用于使用被连接的间隔的信号进行信道估计。

10.如权利要求9所述的信道估计装置，还包括：

前重影检测单元：用于检测相应于最后一个同步信号的波峰的前重影，并把相应的信息发送到第一窗口单元；和

后重影检测单元：用于检测相应于第一同步信号的波峰的后重影，并把相应的信息发送到第二窗口单元。

11.如权利要求9所述的信道估计装置，其中，参考同步信号和同步信号相同。

12.如权利要求9所述的信道估计装置，其中，数字广播信号是单载波信号和多载波信号中的任一种。

13.一种用于处理其中插入至少两个或更多相同且连续的同步信号的数字广播信号的数字信号接收器的信道估计方法，包括：

相关性计算步骤，用于基于接收到的数字广播信号和参考同步信号计算相关性。

第一窗口步骤，用于从相关性选择第一间隔的相关性，该第一间隔包括相应于最后一个同步信号的波峰和相应于该最后一个同步信号的前重影；

第二窗口步骤，用于从相关性选择第二间隔的相关性，该第二间隔包括相应于同步信号中的第一同步信号的波峰和相应于该第一同步信号的后重影；

延迟步骤，用于延迟相应于第一同步信号的第二间隔的波峰，以使第二间隔的波峰落在相应于最后一个同步信号的第一间隔的波峰所在的位置；

连接步骤，用于把延迟的第二间隔连接在第一间隔的末端；和

信道估计步骤，用于使用被连接的信号进行信道估计。

14.如权利要求13所述的信道估计方法，还包括：

前重影检测步骤，用于检测相应于最后一个同步信号的波峰的前重影，并把相应的信息发送到第一窗口步骤；和

后重影检测步骤，用于检测相应于第一同步信号的波峰的后重影，并把相应的信息发送到第二窗口步骤。

15.如权利要求13所述的信道估计装置，其中，参考信号和同步信号相同。

16.如权利要求13所述的信道估计装置，其中数字广播信号是单载波信号和多载波信号中的任一种。

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