ＤＭＢ－Ｔ系统中的ＰＮ相位恢复技术方案

使用一种ＰＮ相位恢复（ＰＰＲ）方法来获取诸如ＤＭＢ－Ｔ之类的系统中的ＰＮ序列相位同步。鲁棒地估计连续信号帧中基本ＰＮ序列位置的时间偏移量。通过具有适中计算复杂度的投票机制，基于在连续信号帧中测量的多个时间偏移量，来进行信号帧索引的精确判定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】DMB-T系统中的PN相位恢复
技术介绍
时域同步OFDM(TDS-OFDM)是中国地面广播的DMB-T规范的一种基本物理层方案， 其中，如图2所示地使用复用帧结构。该帧结构对于DMB-T接收机中的时间同步很重要。信号帧是复用帧结构的基本单元。如图3所示，信号帧包括两个时域信号部分，即 帧头和帧体。帧头和帧体具有相同的基带符号数据率(7. 56Msym/sec)。在信号帧头中，为 了同步和信道估计而发送PN序列。同时，PN帧头还代替传统的循环前缀(CP)，充当后面的 OFDM帧体的保护时间间隔。长度为Lpn的PN报头包括三个部分长度为Npn个符号的PN序列的全周期、长度为 Lpre的PN前同步码以及长度为Lp。st的PN后同步码。在规范中用不同的参数组合定义了三 种类型的信号帧选项。在类型2中，在每个帧中使用PN序列的相同段，这使得PN相位同步比在不同信号 帧中发送不同PN序列的类型1和3更容易。信号帧中所使用的PN序列在帧之间改变。对于采样频率和采样时间相位的同步 而言，并且对于信道估计而言，必须知道每个帧中所使用的PN序列。此外，在整个接收过程 中必须保持PN序列相位同步。如在此所述的，PN相位恢复(PPR)的目的是在给定采样自 多个信号帧头中的接收数据的情况下，识别第f个信号帧的索引f。在AWGN信道中，如果在当前信号帧中，在时间、处存在相关信号的峰值，并且在 下一个信号帧中，可在时间t2处发现相关结果的另一峰值，则这两个峰值之间的距离是帧 索引的函数，从而能够确定信号帧的索引。然而，接收机可以不必总是工作在AWGN信道中。无线电信道可能经历严重的衰落 以及强干扰。在TDS-OFDM中，尤其是在多径信道的长度较长时，不利的是，OFDM帧体部分 可能与帧头部分发生干扰。由于可能的强噪声和干扰，并不总是容易正确地确定相关峰值。 由于PN相位在帧之间改变，所以传统的在多个连续信号帧内平均或累加相关结果以抑制 噪声和干扰变得不可能。采样频率误差使得两个峰值之间的时间差的测量更加困难。如果采用低成本晶 体，则可能存在较大的采样频率误差。在数字处理接收机中，将使用接收信号的采样来进行 上述相关。大的采样频率误差将增大PN相位恢复的难度，因为在根据基于采样数据的分析 来确定帧头中，大的采样频率误差将引起不确定性。为了尽早地获得关于信号帧索引的正确信息，需要尽快捕获PN相位。然而，在接 收机开始工作的阶段，接收机几乎不了解无线电信道。因此，快速且鲁棒地捕获PN相位，尤 其是在恶劣的无线环境中，是一种挑战。
技术实现思路
描述了 PN相位恢复(PPR)方法和设备，用于在诸如DMB-T之类的系统中获取PN序 列相位同步，其中鲁棒地估计连续信号帧中基本PN序列的位置的时间偏移量。通过计算复 杂度较低的投票机制，基于在连续信号帧中测量的多个时间偏移量，来进行对信号帧索引的精确判定。按照这种方式，DMB-T接收机可以更加鲁棒，并且即使是在信噪比极低的环境 中或者在存在大的采样频率误差的情况下，也可以快速地在PN序列相位上与发射机同步。在参考附图，阅读并理解下面的示范性实施例的详细说明的情况下，可理解其它 特征和优点，下面给出对附图的简要说明附图说明 图1是其中可以使用本专利技术的DMB-T接收机的图。图2示出了 DMB-T的复用帧结构的图。图3示出了信号帧的结构的图。图4示出了超帧中的信号帧的PN相位偏移量的图。图5是时间偏移量估计器的方框图。图6示出了用于获得关于信号帧索引的信息的星座图。图7是PN相位恢复模块的方框图。具体实施例方式下面对本专利技术进行更详细的描述。本领域的技术人员将认识到，下面的详细说明 仅仅是示意性的，而绝不意味着限制。本专利技术的其它实施例对于受益于本公开的本领域技 术人员而言是显而易见的。现在详细地参考附图中所示的本专利技术实施例。在全部附图和下 面的详细说明中，使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。图1示出了 DTV接收机的一般结构。信号由RF模块(未示出)接收，并在ADC 105中被采样。将采样信号107施加给数字前端109，数字前端109响应于来自同步块111 的信息110而执行同步。该同步块执行计算，以使能例如PN相位恢复111a、载波偏移量恢 复111b、符号偏移量恢复111c、以及采样频率恢复llld。将数字前端109的输出信号113 施加给同步块111以及信道估计和均衡块115，信道估计和均衡块分别通过线路117和119 从同步块111接收信号以及将信号提供给同步块111。将信道估计和均衡模块的输出信号 121施加给解码器123，解码器123进行解码并输出接收信息125。本专利技术主要关注于PN相位恢复(111a)。参照图2和图3，在中国地面广播的DMB-T规范中，在超帧中有F个信号帧。PN(f， i)，i = 0，1，. . .，Lpn-I是用于超帧的第f个信号帧中的PN序列。在规范中用不同参数组合定义了三种类型的信号帧选项。表1列出了三种类型的 参数。表1 三种类型信号帧头的参数 在类型2中，在每个帧中使用PN序列的相同段，这使得PN相位同步比在不同信号 帧中发送不同PN序列的类型1和3更加容易。本专利技术关注于类型1和3的PN相位恢复。 类型1和3是类似的；将以类型1 (ΡΝ420)为例进行演示。可以将第f个信号帧中所使用的PN序列定义为PN(f，i)，i = 0，1，. . .，Lpn-I。在 PN 420序列中，Lpn = 420。根据DMB-T规范，对于PN420序列，所使用的PN序列来自m序 列，并且对于超帧的每个信号帧，在LFSR PN发生器中具有特定的初始相位。可以在LFSR 中以初始相位“10110000”(二进制数)产生第0个信号帧中的PN序列PN (0，i)。F个信 号帧中所使用的不同PN序列具有某些内在联系。可以将基本PN序列P。(i)定义为满足P0(i) = PN(0, i+82) i = 0，1，· · ·，N—1(1)其中N是m序列的周期。对于PN420，N = 255。可以将在不同信号帧中所使用的 所有PN序列当作基本PN序列Ptl⑴的衍生物。对于DMB-T规范中所列出的超帧中的信号 帧，根据对LFSR的初始相位的分析，第f个信号帧中所使用的长度为420的PN序列可如下 式产生PN(f，i) = P。([i-0(f)-82]modN)，i = 0，1，...，Lpn-I (2)其中0(f)是针对第f个信号帧的可变PN相位偏移量。可以使用下式来计算0(f) (3)图4 不出了 0(f)。信号帧中所使用的PN序列将在不同帧之间改变。对于采样频率和采样时间相位 的同步而言，并且对于信道估计而言，必须知道每个帧中所使用的PN序列。此外，在整个接 收过程中必须保持PN序列相位同步。如在此所述的，PN相位恢复(PPR)的目的是在给定 采样自多个信号帧头的接收数据的情况下，识别第f个信号帧的索引f。在连续时域中，第f个信号帧头附近的接收信号如下给出 (4) 其中g(t)是组合的等效信道的脉冲响应，包括发射机和接收机处的SRRC脉冲整 形滤波器的效应和无线电信道的效应。脉冲响应g(t)如下给出°(/) = int -2- ·(_1)/ ’ f = 0,1,... ,F-I 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对传输信号中使用ＰＮ序列族中的第一ＰＮ序列进行编码的帧的信号部分与该传输信号中使用ＰＮ序列族中的第二相关ＰＮ序列进行编码的后继帧的信号部分之间的公共ＰＮ段的时间偏移量进行估计的方法，第一ＰＮ序列和第二ＰＮ序列都包含所述公共ＰＮ段，所述时间偏移量由传输信号用以传达关于传输信号的信息，所述方法包括：执行ＰＮ序列族的ＰＮ序列特性与对应于传输信号的接收信号之间的第一相关；分析第一相关的结果；存储基于第一相关的结果而选择一部分接收信号；执行在所述后续帧期间的接收信号与所存储的一部分接收信号之间的第二相关；基于第二相关的相关峰值来估计时间偏移量；以及使用时间偏移量来获得关于传输信号的信息的指示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】CN 2007-11-30 200710196221.0一种对传输信号中使用PN序列族中的第一PN序列进行编码的帧的信号部分与该传输信号中使用PN序列族中的第二相关PN序列进行编码的后继帧的信号部分之间的公共PN段的时间偏移量进行估计的方法，第一PN序列和第二PN序列都包含所述公共PN段，所述时间偏移量由传输信号用以传达关于传输信号的信息，所述方法包括执行PN序列族的PN序列特性与对应于传输信号的接收信号之间的第一相关；分析第一相关的结果；存储基于第一相关的结果而选择一部分接收信号；执行在所述后续帧期间的接收信号与所存储的一部分接收信号之间的第二相关；基于第二相关的相关峰值来估计时间偏移量；以及使用时间偏移量来获得关于传输信号的信息的指示。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信息是信号帧索引。3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于从第一相关获得的显著相关峰值的时间，来 选择所存储的一部分接收信号。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在确定从第一相关获得的显著相关峰值时，抑制 循环重复。5.根据权利要求1所述的方法，包括使用多个时间偏移量值来获得关于传输信号的 信息的指示。6.根据权利要求5所述的方法，包括形成根据紧密相邻的信号帧而估计的时间偏移量值的对； 对于每对时间偏移量值，确定多个可能的信息值；以及 选择出现频率最大的可能信息值。7.一种使用多个时间偏移量值来获得关于传输信号的信息的指示的方法，所述时间偏 移量值是如下系统中的时间偏移量值在该系统中，使用PN序列族中的第一PN序列来对传 输信号的帧的信号部分进行编码，并使用PN序列族中的第二相关PN序列来对该传输信号 的后继帧的信号部分进行编码，第一 PN序列和第二 PN序列都包含公共PN段，所述帧的信 号部分与所述后继帧的信号部分之间的公共PN段的时间偏移量由传输信号用以传达关于 传输信号的信息，所述方法包括形成根据紧密相邻的信号帧而估计的时间偏移量值的对； 对于每对时间偏移量值，确定多个可能的信息值；以及 选择出现频率最大的可能信息值。8.根据权利要求7所述的方法，包括将时间偏移量值的对映射到散布图内的区域；以及 根据所述区域来确定多个可能的信息值。9.一种对传输信号中使用PN序列族中的第一 PN序列进行编码的帧的信号部分与该 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚明，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]