整数倍载波频率偏移和符号精定时的联合估计方法技术

一种利用频域信息进行联合时频估计的方法，包括步骤：计算接收到的频域信息和本地已知的频域信息的第一相关，并计算得到的第一相关序列之间的第二相关；计算得到的第二相关序列的幅值；检测幅值中的最大峰值，其中将最大峰值所对应的ｍｍａｘ值作为估计出的整数倍频偏；根据所估计的对应整数频偏的ｍｍａｘ值，计算定时偏移。利用根据本发明专利技术的方法，简化了时间和频率估计的复杂度，并节省了同步处理时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在0FDM(正交频分多路复用)系统中(如数字视频广播系统)的时间和频率同步方法，具体地，涉及一种联合视频估计方法。
技术介绍
在当前的大多数OFDM系统中，例如日本的ISDB-T、欧洲的数字广播系统DVB-T，时频同步都是一个关键和复杂的过程。其接收机的初始时间和粗频率的捕获通常利用0F匿符号循环前缀的相关性获得；然后再利用频域的导频信息进行整数倍载波频率偏移估计和符号精定时。其中，整数频偏估计和精定时往往是两个独立的过程，通常在估计并消除整数倍频偏后，才能进行符号精定时，这就需要较长的同步时间。随着数字视频广播的发展，需要更快更准的时频同步技术。下面对传统的整数倍载波频率偏移和符号精定时估计进行介绍整数倍载波频率偏移估计 传统的整数倍频偏估计通常是基于频域的导频信息，利用接收到的导频数据和本地已知的导频数据的互相关性来进行估计。详细的算法可描述为 1)首先，从经过FFT转换后的接收数据中，提取出对应于导频位置处的导频序列。然后在提取的导频序列和本地已知导频序列之间做互相关计算。通常有两种互相关代价函数被使用 <formula>formula see original document page 4</formula> 或者，<formula>formula see original document page 4</formula> 其中m定义为接收到的导频序列和本地已知的导频序列之间的滑动位数，Yj(k)定义为接收到的导频序列，Xj(k)定义为已知的本地导频序列，j，k分别是OF匿符号序号和导频子载波序号。代价函数(1)使用同一个OFDM符号中的导频信息；代价函数(2)使用两个OF匿符号中相同子载波位置上的导频信息。 2)利用互相关的序列Uj (m， k)，整数倍载波频率偏移可以表示为 <formula>formula see original document page 4</formula>其中，A是整数倍频偏的搜寻范围，m在其中取值。通过分别求取不同m所对应的互相关序列Uj (m， k)的相关和的绝对值，得到其中最大绝对值所对应的m值，该m值就是估计的整数倍频率偏移，代表m个子载波频率间隔。 符号精定时估计 传统的符号精定时估计通常也基于频域的导频信息，它往往在消除了频率偏移后才能正确地估计出来。具体的算法描述如下 1)首先，利用接收到的导频信息和本地已知的导频信息进行互相关计算。 <formula>formula see original document page 4</formula> 其中，Yj(k)和Xj(k)分别是接收到的导频数据和本地已知的导频数据。j，k分别是OFDM符号序号和导频子载波序号。通过再一次对相邻导频的互相关值作相关计算，符号定时偏移可表示为 ^/)-^Z^f/^ + l).f/^) (5) Z表示取相关复数和的相位值，L是在OFDMj中的导频数，k二 O，l...L-l， Ak代表两个导频信息之间的子载波频率间隔。 2)提取该符号定时偏移的整数部分， e i = int( e (j)) (6) 整数值e i就是估计的精定时偏移。 上述传统的整数倍载波频率偏移估计和符号精定时估计方法，在一些0F匿系统中经常使用，如欧洲的DVB-T系统，日本的ISDB-T系统。然而随着广播系统的进一步发展，交互性的增强，要求更加快速的同步。上述的估计方法存在一定的缺陷 1.在传统的估计方法中，整数倍频偏估计和符号精定时是两个独立的过程。它们具有不同的代价函数，在同步处理的不同阶段工作。通常在估计和消除整数倍频偏后，才能正确的估计出符号定时偏移。这就使接收机需要更多的时间来完成同步过程，增加了同步处理的时间。在硬件实现中，相关代价函数的实现往往需要占用较多的资源。不同的代价函数，增加了占用的硬件资源和功耗。 2.另外，这两种方法都是基于频域的导频信息。实际上，只要是本地已知的频域信息，都可以用来做互相关计算来估计偏移。此外，在一些OFDM系统中，往往导频之间的频率间隔是固定的，因而符号精定时的估计范围也会受到限制。如果定时偏移超出估计的范围，就不能给出正确的估计值。而对于像STiMi这样的系统，对OF匿符号中插入的离散导频进行了加扰。如果在收端，使用导频的话，就必须首先解扰。这就需要更多的同步时间。而我们可以用在OF匿符号之前的两个同步信号来代替导频信息，从而减少了同步时间并可以灵活的设定定时估计范围。 3.此外，在传统的整数倍频偏估计中，需要求取互相关和的模值。在硬件实现中，要实现一个具有相当精度的求模操作，是需要占用大量的资源和处理时间。 从上面的分析，可以总结出传统的整数倍频偏估计和符号精定时是两个独立的过程，需要占用较多的物理资源和处理时间。因此，本专利技术提出了一种联合估计方法，利用频域的信息(不仅仅是导频信息)来估计出这两个时频偏移。
技术实现思路
本专利技术目的在于，针对同步系统中整数倍载波频偏估计和符号精定时，在分析传统估计方法的基础上，提出了一种联合估计方法。在优选实施例中，特别讨论了在STiMi系统中利用同步信号进行的联合估计。 根据本专利技术的一个方面，提出了一种利用频域信息进行联合时频估计的方法，包括步骤 计算接收到的频域信息和本地已知的频域信息的第一相关，并计算得到的第一相关序列之间的第二相关； 计算得到的第二相关序列的幅值； 检测幅值中的最大峰值，其中将最大峰值所对应的m^值作为估计出的整数倍频偏； 根据所估计的对应整数频偏的mmax值，计算定时偏移。 根据本专利技术的另一方面，提出了一种利用频域信息进行联合时频估计的设备，包括 联合相关装置，用于计算接收到的频域信息和本地已知的频域信息的第一相关，并计算得到的第一相关序列之间的第二相关； 幅值计算装置，用于计算得到的第二相关序列的幅值； 峰值检测装置，用于检测幅值中的最大峰值，其中将最大峰值所对应的mmax值作为估计出的整数倍频偏； 定时偏移计算装置，用于根据所估计的对应整数频偏的m^值，计算定时偏移。附图说明 图1示出了根据本专利技术的联合互相关器的示意框图； 图2示出了根据本专利技术的联合估计器的示意框图； 图3示出了 STiMi时隙帧结构； 图4示出了根据本专利技术的信标结构； 图5示出了产生同步PN信号的线性反馈移位寄存器的信号流图； 图6示出了具有定时偏移的同步信号FFT窗； 图7示出了符号精定时估计性能比较； 图8示出了整数倍频偏估计性能比较。具体实施例方式本专利技术利用OFDM系统中频域信息同时估计出这两个时频偏移(即，整数倍频率偏移和精定时偏移)。对于DVB和ISDB系统，可以利用频域的导频信息；而对于像STiMi这样的系统，可以利用两个频域的同步信号。本专利技术提出的联合代价函数能同时进行整数倍频偏估计和符号精定时估计。这使得在接收机中，在进行符号精定时估计时，可以不需要事先纠正整数倍频偏。 众所周知，同步是接收机中关键问题之一。通常对于一个0F匿系统来说，同步往往由几个不同的阶段构成例如，帧同步或粗符号定时、粗载波频偏估计、整数倍频偏估计、精定时以及载波频偏跟踪等。 与传统方法相比，本专利技术合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用频域信息进行联合时频估计的方法，包括步骤：计算接收到的频域信息和本地已知频域信息的第一相关，并计算得到的第一相关序列之间的第二相关序列；计算得到的第二相关序列的幅值；检测所述幅值中的最大峰值，其中将最大峰值所对应的ｍ↓［ｍａｘ］值作为估计出的整数倍频偏；根据所估计的整数频偏的对应ｍ↓［ｍａｘ］值，计算定时偏移。

【技术特征摘要】
一种利用频域信息进行联合时频估计的方法，包括步骤计算接收到的频域信息和本地已知频域信息的第一相关，并计算得到的第一相关序列之间的第二相关序列；计算得到的第二相关序列的幅值；检测所述幅值中的最大峰值，其中将最大峰值所对应的mmax值作为估计出的整数倍频偏；根据所估计的整数频偏的对应mmax值，计算定时偏移。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一相关是互相关，所述第二相关是 共轭相关。3. 根据权利要求2所述的方法，其中，通过在接收到的频域信息和本地已知频域信息 之间进行滑动互相关来计算其互相关值；然后，间隔预定的距离D，对互相关序列之间进行 共轭相关。4. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述幅值是第二相关序列的模值的平方。5. 根据权利要求1所述的方法，其中，在所述最大幅值位置处，估计出定时偏移。6. 根据权利要求2所述的方法，其中，利用以下公式来计算接收到的频域信息和本地 已知的频域信息的互相关<formula>formula see original document page 2</formula>其中Xb(k)是本地已知的频域信息，Yb(k)是接收到的频域信息，m是移位位数，m G A， A是整数倍载波频率差的搜寻范围。7. 根据权利要求6所述的方法，其中，利用以下公式来计算互相关序列之间的共轭相关<formula>formula see original document page 2</formula> 其中，D是延迟间隔。8. 根据权利要求7所述的方法，其中，利用以下公式来检测幅值中的最大峰值<formula>formula see original document page 2</formula>其中，Z表示取相关复数和的相位值，K是FFT的长度，Ak代表两个导频信息之间的 子载波频率间隔，L是所使用的互相关序列的长度。9. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述频域信息包括导频信息或频域同步信号。10. 根据权利要求8所述的方法，其中，在[_...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乔乔，朴范镇，魏立军，付景兴，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，北京三星通信技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]