一种数字通信系统中帧同步序列产生的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种数字通信系统中帧同步序列的生成方法及装置，属于数字信号传输技术领域。为了提高信号传输的灵活性、有效性及可靠性，本发明专利技术提供一种帧同步序列的生成方法，包括步骤：依据帧结构，生成若干个原始序列；将信令信息分配到各个原始序列；对原始序列进行调制以携带信令信息，形成若干调制序列；将所述调制序列在时域上组合形成所述帧同步序列，与待传输数据组帧后发送。基于本发明专利技术技术方案所提出的帧同步序列，接收端可简单快速地完成对帧同步序列的捕获和对接收信号同步参数的估计，并完成对信令信息的解调恢复。该方法实现过程简单、复杂度低、检测精度高，可在复杂无线传输通道环境下可靠恢复信令信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数字信号传输
，特别涉及一种数字通信系统中帧同步序列产生的方法及装置。
技术介绍
目前无线通信技术主要解决的问题是如何在有限的带宽内可靠地提高传输速率， 包括两种主要的块传输技术OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing,正交 频分复用)禾口 SC-FDE (Single-Carrier Frequency Domain Equalization,单载波频域均 衡)。现有技术可以在频率选择性衰落信道中实现高速率传输，且实现过程较为简便，目前 已广泛应用于无线局域网、固定无线接入、地面数字广播等无线通信系统中。 宽带无线传输必须面对多径效应引入的ISI (Inter Symbollnterference，符号间 干扰)，即频率选择性衰落问题。对于块传输系统而言，虽然数据块的持续时间远远大于 单个符号的持续时间，但是在大的延时扩展通道下，时域数据块之间仍然存在不可忽略的 IBI (Inter Block Interference,块间干扰)。现有技术中块传输系统对抗IBI的一种有 效方法是在时域数据块之间加入GI (Guard Interval,保护间隔)，在GI的长度不小于通道 的最大多径延时的情况下，时域数据块之间不会产生块间干扰。根据GI填充内容的不同种 类，存在着多种GI填充技术，其中包括CP (Cyclic Prefix,循环前缀)填充技术，ZP(Zero Padding,零填充)技术，和TS (Training Sequence,训练序列)填充技术等等。其中基于循 环前缀填充0F匿系统帧结构如图1所示，数据块A2位于循环前缀段Al之后，循环前缀用 作DFT(Discrete Fourier Transform,离散傅里叶变换)的保护间隔，该技术已经成功应用 到IEEE 802. 11a无线局域网、数字音频广播(DigitalAudio Broadcasting, DAB)、地面数 位视频广播(Digital VideoBroadcasting-Terrestrial， DVB-T)及其第二代准DVB-T2系 统中；基于PN(Pseudo-random Noise，伪噪声)序列填充的方法是TS填充技术的特例，属 于TDS-OFDM(Time Domain Synchronization 0FDM，时域同步正交频分复用)系统的一个重 要特征，其帧结构如图2所示，数据块B2位于训练序列B1之后，该技术已成功应用到中国 地面数字电视传输标准(Digital Television Multimedia Broadcast, DTMB)中。 物理层信号帧结构对整个系统的性能有着重要的影响，上述这些标准或系统都有 着不同的物理层帧结构，但不论采用何种物理层帧结构，其一般都会包括帧同步序列、传输 信令符号和数据符号。在DVB-T2系统中，物理层帧同步序列采用了P1符号。Pl符号由一 段长度为1024位的0F匿数据块在时域上经过频移的扩展保护所得到，P1符号在DVB-T2信 号帧结构中的插入位置与方式如图3所示，其中C为A的前一部分的频移，B为A的后一部 分的频移，P1符号除了作为T2帧的前导序列用作初始同步外，还携带了7比特的信令信息， 包括T2信号帧的FFT长度、SIS0/MIS0模式等，以便后续信号解调。P2为传输其他信令信 息的信号。DTMB系统中采用了时域同步正交频分复用技术，用时域训练序列作为保护间隔 填充。已知时域训练序列在对抗块间干扰起到保护间隔作用的同时，还可以辅助进行帧同 步、定时恢复、载波恢复、信道估计和噪声估计等操作。同时DTMB系统还采用了多层的复帧结构，如图4所示，复帧结构的最上层称为日帧，它以一个自然日(24小时)为周期，将格林 威治标准时间(GST)0:0:OAM定义为一个新日帧的开始时间。每个日帧包含1440个分帧， 每个分帧长为1分钟。分帧的下一层称为超帧，每个超帧持续125ms。超帧由基本的信号帧 构成，每一个信号帧有唯一的帧号，它被编码在信号帧帧头的PN序列中。 对具有信号帧结构的数字通信传输系统，接收端通常首先完成帧同步的捕获。因 此，帧同步捕获的可靠性是接收机参数估计和后续解调的基础。此外，通信系统为了满足 不同条件下的传输需求，其系统配置参数通常具备多种可选的参数，例如数据块长度、保护 间隔长度、子载波数目、调制方式、编码速率以及是否采用发射分集等。因此，接收端通常需 要预先知道或获得有关系统配置的信令信息，即传输参数信令(Transmission Parameter Signaling, TPS)。为了使接收端能够更快、更有效、更可靠地获取上述物理层参数，有必要 对发送端的帧同步序列的产生方法进行改进，使其携带一定数量的物理层信令信息，以便 于接收机快速地完成信号帧同步捕获、接收信号同步参数估计(如载波频偏估计、时钟恢 复估计等)，同时得到相应的信令信息。
技术实现思路
本专利技术目的在于公开一种基于训练序列的块传输系统中的帧同步序列产生方法 及装置，以提高信号传输的灵活性、有效性及可靠性。 为了达到上述目的，本专利技术提供了一种数字通信系统中帧同步序列的生成方法， 用于生成由若干段调制序列组合而成、携带信令信息的帧同步序列，所述方法包括如下步 骤 步骤A :依据帧结构，生成若干个原始序列； 步骤B :将信令信息分配到所述原始序列； 步骤C :对所述原始序列进行调制，形成若干携带信令信息的调制序列； 步骤D :将所述调制序列在时域上组合形成所述帧同步序列。 所述步骤A中的所述帧结构，采用具有复帧结构且有复帧帧头的传输系统、具有 复帧结构但无复帧帧头的传输系统、或无复帧结构的传输系统。 所述原始序列包括m序列、Gold序列、Legendre序列、Walsh序列、Golay序列或 上述序列的循环扩展或截断；所述原始序列还包括所述原始序列的离散傅立叶变换域为m 序列、Gold序列、Legendre序列、Walsh序列、Golay序列或上述序列的循环扩展或截断。 所述若干个原始序列的总长度由对应的帧结构决定。 在所述步骤B中，根据信令信息的重要程度对信令信息比特设置不同级别的权 重，以区别其受保护程度。 在所述步骤C中，原始序列的调制状态至少有两种，相应调制序列携带的信令信 息的比特数不小于一个。 在所述步骤C中，原始序列的调制形式包括幅度变化、相位变化、时域位移、离散 傅立叶变换域位移，或上述方式的组合。 在所述步骤D中，调制序列的组合方法由帧结构决定，包括时域连续组合作为超帧头插入若干数据块前面或时域分散组合作为保护间隔插入数据块间。 在所述步骤D后，将所述帧同步序列与待传输数据组帧并一同发送，所述待传输4数据为OFDM调制或单载波调制数据。 此外，一种数字通信系统中帧同步序列的生成装置，包括原始序列生成模块、信令 信息分配模块、原始序列调制模块和调制序列组合模块，其中， 原始序列生成模块，用于依据帧结构，产生若干原始序列，其结果发送给信令信息 分配模块； 信令信息分配模块，用于将信令信息分配到所述原始序列，其结果发送给原始序 列调制模块； 原始序列调制模块，用于通过幅度变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字通信系统中帧同步序列的生成方法，其特征在于，所述方法用于生成由若干段调制序列组合而成、携带信令信息的帧同步序列，所述方法包括如下步骤：步骤Ａ：依据帧结构，生成若干个原始序列；步骤Ｂ：将信令信息分配到所述原始序列；步骤Ｃ：对所述原始序列进行调制，形成若干携带信令信息的调制序列；步骤Ｄ：将所述调制序列在时域上组合形成所述帧同步序列。

【技术特征摘要】
一种数字通信系统中帧同步序列的生成方法，其特征在于，所述方法用于生成由若干段调制序列组合而成、携带信令信息的帧同步序列，所述方法包括如下步骤步骤A依据帧结构，生成若干个原始序列；步骤B将信令信息分配到所述原始序列；步骤C对所述原始序列进行调制，形成若干携带信令信息的调制序列；步骤D将所述调制序列在时域上组合形成所述帧同步序列。2. 如权利要求l所述的帧同步序列的生成方法，其特征在于，所述步骤A中的所述帧结 构，采用具有复帧结构且有复帧帧头的传输系统、具有复帧结构但无复帧帧头的传输系统、 或无复帧结构的传输系统。3. 如权利要求2所述的帧同步序列的生成方法，其特征在于，所述原始序列包括m序 列、Gold序列、Legendre序列、Walsh序列、Golay序列或上述序列的循环扩展或截断；所述 原始序列还包括所述原始序列的离散傅立叶变换域为m序列、Gold序列、Legendre序列、 Walsh序列、Golay序列或上述序列的循环扩展或截断。4. 如权利要求1-3中任一项所述的帧同步序列产生的方法，其特征在于，所述若干个 原始序列的总长度由对应的帧结构决定。5. 如权利要求1-3中任一项所述的帧同步序列的生成方法，其特征在于，在所述步骤B中，根据信令信息的重要程度对信令信息比特设置不同级别的权重，以区别其受保护程度。6. 如权利要求1-3中任一项所述的帧同步序列的生成方法，其特征在于，在所述步骤C中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昉，王昭诚，何丽峰，彭克武，杨知行，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]