频域OFDM符号的生成方法技术

本发明专利技术公开了一种频域OFDM符号的生成方法，其中频域OFDM符号的生成方法包括：确定固定序列和信令序列的平均功率比；依照平均功率比R在频域上分别生成固定序列和信令序列集合；从信令序列集合中选择一个信令序列，将固定序列和信令序列填充至有效子载波上，且固定序列和信令序列之间呈奇偶交错排列；在有效子载波两侧分别填充零序列子载波以形成预定长度的频域OFDM符号；其中，所选择信令序列在集合内的序号即为OFDM符号承载的信令信息，本技术方案解决了目前DVB_T2标准及其他标准中，前导符号在频率选择性衰落信道下低复杂度接收算法检测出现失败概率的问题。

【技术实现步骤摘要】
频域OFDM符号的生成方法
本专利技术涉及无线广播通信
，特别涉及一种频域OFDM符号的生成方法及物理帧中前导符号的生成方法。
技术介绍
通常为了使OFDM系统的接收端能正确解调出发送端所发送的数据，OFDM系统必须实现发送端和接收端之间准确可靠的时间同步。同时，由于OFDM系统对载波的频偏非常敏感，OFDM系统的接收端还需要提供准确高效的载波频谱估计方法，以对载波频偏进行精确的估计和纠正。目前，OFDM系统中实现发送端和接收端时间同步的方法基本是基于前导符号来实现的。前导符号是OFDM系统的发送端和接收端都已知的符号序列，前导符号做为物理帧的开始(命名为P1符号)，在每个物理帧内只出现一个P1符号或连续出现多个P1符号，它标志了该物理帧的开始。P1符号的用途包括有：1)使接收端快速地检测以确定信道中传输的是否为期望接收的信号；2)提供基本传输参数(例如FFT点数、帧类型信息等)，以使接收端可以进行后续接收处理；3)检测出初始载波频偏和定时误差，进行补偿后达到频率和定时同步；4)紧急警报或广播系统唤醒。DVB_T2标准中提出了基于CAB时域结构的P1符号设计，较好地实现了上述功能。但是，在低复杂度接收算法上仍然有一些局限。例如，在1024、542、或者482个符号的长多径信道时，利用CAB结构进行定时粗同步会发生较大偏差，导致频域上估计载波整数倍频偏出现错误。另外，在复杂频率选择性衰落信道时，例如长多径时，DBPSK差分解码也可能会失效。而且，由于DVB_T2时域结构中没有循环前缀，若和需要进行信道估计的频域结构组合，将造成其频域信道估计性能严重下降的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是目前DVB_T2标准及其他标准中，DVB_T2时域结构中没有循环前缀，不能适用于相干检测，而且前导符号在复杂频率选择性衰落信道下低复杂度接收算法检测出现失败概率的问题。为解决上述问题，本专利技术实施例提供了一种频域OFDM符号的生成方法，包括如下步骤：确定固定序列和信令序列的平均功率比R；依照该平均功率比在频域上分别生成固定序列和信令序列集合；从信令序列集合中选择一个信令序列，将固定序列和该信令序列填充至有效子载波上，且所述固定序列和信令序列之间呈奇偶交错排列；在所述有效子载波两侧分别填充零序列子载波以形成预定长度的频域OFDM符号；其中，所选择信令序列在集合内的序号即为该OFDM符号承载的信令信息。本专利技术实施例还提供了一种物理帧中前导符号的生成方法，包括如下步骤：对预定长度的频域OFDM符号作离散傅里叶反变换以得到时域OFDM符号；其中，所述频域OFDM符号是根据上述频域OFDM符号的生成方法得到；从所述时域OFDM符号截取循环前缀长度的时域OFDM符号作为循环前缀；基于上述截取的所述循环前缀长度的时域OFDM符号生成调制信号；基于所述循环前缀、所述时域OFDM符号和所述调制信号生成前导符号。与现有技术相比，本专利技术技术方案具有以下有益效果：根据本专利技术实施例提供的频域OFDM符号的生成方法，将固定序列和信令序列以奇偶交错的方式填充至有效子载波上，通过这样特定的频域结构设计，其中固定序列可以作为物理帧中的导频，从而便于接收端对接收到的物理帧中前导符号进行解码解调。进一步地，在频域上生成固定序列的方法中，固定序列中每一个元素都是模为定值，且幅角是0到2π间任意值的复数。在频域上生成信令序列集合的方法中，信令序列的个数是2的整数次幂，并基于信令序列的长度和个数确定CAZAC序列生成公式中的root值，确定一组不同的q值及相应的循环移位的位数k，并由此计算得到信令序列。而且，专利技术人在实践中得到了一个效果较佳的固定信令、一组效果较佳的信令序列的长度和个数和相应的四个root值、以及每个root值内选择128组q值与循环移位的位数。从而使得后续生成的前导符号具有较低的峰值平均功率比(PeaktoAveragePowerRatio，PAPR)，且提高了接收端检测前导符号的成功概率。更进一步地，利用时域OFDM符号的调制信号与时域OFDM符号的结构(作为前导符号)保证了在接收端利用延迟相关可以得到明显的峰值。并且，在生成该前导符号过程中，设计时域OFDM符号的调制信号可以避免接收端受到连续波干扰或者单频干扰，或者出现与调制信号长度等长的多径信道，或者接收信号中保护间隔长度和调制信号长度相同时出现误检测峰值。附图说明图1是本专利技术的一种频域OFDM符号的生成方法的具体实施方式的流程示意图；图2是本专利技术的一种物理帧中前导符号的生成方法的具体实施方式的流程示意图；图3是本专利技术的一种物理帧中前导符号的时域结构示意图。具体实施方式专利技术人发现目前DVB_T2标准及其他标准中，前导符号在频率选择性衰落信道下低复杂度接收算法检测出现失败概率的问题。另外，DVB_T2时域结构中没有循环前缀，不能适用于相干检测，而且前导符号在频率选择性衰落信道下低复杂度接收算法检测出现失败概率的问题。针对上述问题，专利技术人经过研究，提供了一种物理帧中前导符号的生成方法及频域OFDM符号的生成方法，保证载波频率偏差在-500kHz至500kHz范围内接收端仍可以处理接收信号。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。如图1所示的是本专利技术的一种频域OFDM符号的生成方法的具体实施方式的流程示意图。参考图1，频域OFDM符号的生成方法包括如下步骤：步骤S11：确定固定序列和信令序列的平均功率比R；步骤S12：依照该平均功率比R在频域上分别生成固定序列和信令序列集合；步骤S13：从信令序列集合中选择一个信令序列，将固定序列和该信令序列填充至有效子载波上，且所述固定序列和信令序列之间呈奇偶交错排列；步骤S14：在所述有效子载波两侧分别填充零序列子载波以形成预定长度的频域OFDM符号；其中，所选择信令序列在集合内的序号即为所述OFDM符号承载的信令信息。具体来说，如步骤S11所述，确定固定序列和信令序列的平均功率比R。其中，所述固定序列包括接收端可用来做载波频率同步和定时同步的相关信息、所述信令序列在集合内的序列用于承载各个基本传输参数。其中，固定序列和信令序列的平均功率比R可根据实际应用需求调整，选择较大的R以增加固定序列的功率来获取更好的信道估计和整偏估计性能，或者选择较小的R以增加信令序列的功率来提高信令载波上的实际信噪比从而提高信令解码性能。因此，固定序列和信令序列的平均功率比R是根据整偏估计性能、信道估计性能、解信令性能和定时同步性能的均衡考虑而确定。在本实施例中，所述固定序列和信令序列的平均功率比R为1。当固定序列长度和信令序列长度相同时，平均功率比即为功率总和之比。在确定平均功率比后，便相应得到固定序列和信令序列的幅值比。当平均功率比R为1，且固定序列和信令序列均为恒模序列时，相应固定序列和信令序列的幅值比为如步骤S12所述，依照该平均功率比R在频域上分别生成固定序列和信令序列集合。在本实施例中，在频域上生成固定序列可以采用如下具体方式来实现：步骤S121：确定固定序列的长度；其中，所述固定序列中的每一个元素为模是定值，且幅角是0到2π间任意值的复数。需要说明的是，本实施例中，所述固定序列的长度小于OFD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频域OFDM符号的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：确定固定序列和信令序列的平均功率比R；依照该平均功率比R在频域上分别生成固定序列和信令序列集合；将固定序列和该信令序列填充至有效子载波上，且所述固定序列和信令序列之间呈奇偶交错排列或者偶奇交错排列；在所述有效子载波两侧分别填充零序列子载波以形成预定长度的频域OFDM符号，其中，在频域上生成信令序列集合包括：确定信令序列的长度和信令序列集合中所含信令序列的个数；其中，所述信令序列的个数是2的N次幂，N为正整数；分别生成M个信令序列子集合，且每个信令序列子集合内的信令序列的个数分别为m

【技术特征摘要】
1.一种频域OFDM符号的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：确定固定序列和信令序列的平均功率比R；依照该平均功率比R在频域上分别生成固定序列和信令序列集合；将固定序列和该信令序列填充至有效子载波上，且所述固定序列和信令序列之间呈奇偶交错排列或者偶奇交错排列；在所述有效子载波两侧分别填充零序列子载波以形成预定长度的频域OFDM符号，其中，在频域上生成信令序列集合包括：确定信令序列的长度和信令序列集合中所含信令序列的个数；其中，所述信令序列的个数是2的N次幂，N为正整数；分别生成M个信令序列子集合，且每个信令序列子集合内的信令序列的个数分别为m1～mM，且将每个信令序列子集合内的全部信令序列按顺序排列在一起以形成信令序列集合；其中，每个信令序列子集合的root值互不相同，所有信令序列中每一个元素的幅度是固定序列中元素幅度的2.如权利要求1所述的频域OFDM符号的生成方法，其特征在于，在频域上生成固定序列包括如下步骤：确定固定序列的长度；其中，所述固定序列中的每一个元素为模是定值，且幅角是0到2π间任意值的复数；从所有可选的固定序列中选择一个固定序列，并生成具有良好的自相关性和互相关性的信令序列集合，且基于该固定序列和信令序列集合中任一信令序列所组成的OFDM符号在经过傅立叶反变换后满足所要求的功率峰均比。3.如权利要求1所述的频域OFDM符号的生成方法，其特征在于，生成每一个信令序列子集合包括：基于所述信令序列的个数确定CAZAC序列生成公式中的root值；其中root值大于或者等于信令序列的个数的两倍；根据所选择的root值，选择一组不同的q值产生CAZAC序列，其中q值的个数等于信令序列的个数，q值的取值为整数并且大于0小于root值，任意两个q值之和不等于root值；对所产生的CAZAC序列进行循环移位；其中，循环移位的位数由相应的root值和q值决定；根据所确定的信令序列的个数、q值和循环移位的位数计算得到所需的信令序列子集合。4.如权利要求1所述的频域OFDM符号的生成方法，其特征在于，所述固定序列和信令序列的平均功率比R为1。5.如权利要求2所述的频域OFDM符号的生成方法，其特征在于，所述固定序列长度为353，模为1，表达式为：其中，ωn的取值依顺序从左往右按行排列如下表所示：6.如权利要求1所述的频域OFDM符号的生成方法，其特征在于，所生成的信令序列集合中信令序列的个数为512，且该信令序列集合包括4个信令序列子集合，每个信令序列子集合包含的信令序列个数均为128，信令序列的长度为353。7.如权利要求3所述的频域OFDM符号的生成方法，其特征在于，每个信令序列子集合的参数为：1)第一个信令序列子集合的root值为353；q值的取值为如下表格中的所有数值：19101618212829323549515354555759606165687074757677788284858688909596103113120123125126133134135137138140141142145147148150151155156157161163165167170176178179181182184185187194200201204209210217222223224225229232234235237239241244246247248249251252253254255262270272273280282290291306307308309311313314315317320326327330331333336338340342345347349循环移位的位数为如下表格中的所有数值：2)第二个信令序列子集合的root值为367；q值...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文军，徐洪亮，黄戈，
申请(专利权)人：上海数字电视国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31