本申請是原案的分案申請，原案的申請?zhí)?01510308682.7，申請日2015年6月5日，發(fā)明創(chuàng)造名稱“前導(dǎo)符號信號長度的選取方法”。

本發(fā)明涉及廣播通信系統(tǒng)中物理幀的前導(dǎo)符號，更具體地說，涉及適用于多重采樣頻率下的前導(dǎo)符號的時域結(jié)構(gòu)的選取方法，尤其是信號長度的選取方法。

背景技術(shù)：

前導(dǎo)符號在廣播與通信系統(tǒng)中具有重要作用，是進行系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)、定時同步、信道估計及信令傳輸中不可或缺的部分。因此需要前導(dǎo)符號具有很高的魯棒性與極低的檢測門限。dvb-t2使用了一種三段結(jié)構(gòu)的時域符號，但由于沒有循環(huán)前綴，不能適用于相干檢測。因此，相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的人員提出一種具有循環(huán)前綴結(jié)構(gòu)的三段式時域結(jié)構(gòu)，能解決上述不足。

該種三段結(jié)構(gòu)的時域符號在用于多重采樣頻率廣播通信系統(tǒng)時，前導(dǎo)符號與系統(tǒng)內(nèi)其他數(shù)據(jù)符號的采樣率不同。在生成前導(dǎo)符號后，需要先進行采樣率轉(zhuǎn)換使前導(dǎo)符號和其他符號的采樣率統(tǒng)一，然后再送至數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出。

然而，由于三段式時域結(jié)構(gòu)設(shè)計中未考慮到，因采樣率不同而需進行轉(zhuǎn)換處理這一過程，因此，可能會導(dǎo)致采樣率轉(zhuǎn)換后的采樣點個數(shù)非整數(shù)，從而需要對采樣點數(shù)進行取整運算，一旦取整運算，那么則會引發(fā)信號失真的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種前導(dǎo)符號中信號長度的選取方法，目的在于使經(jīng)設(shè)計得到的具體時域結(jié)構(gòu)即時域主體信號、后綴或超前綴以及前綴在進行采樣率轉(zhuǎn)換時避免上述失真問題，使其適合利用在多重采樣頻率廣播通信系統(tǒng)中。

本發(fā)明提供了一種前導(dǎo)符號信號長度的選取方法，用于前導(dǎo)符號具有的采樣頻率和相應(yīng)數(shù)據(jù)符號具有的采樣頻率不同的多采樣率系統(tǒng)，其特征在于，包括：前導(dǎo)符號中與時域主體信號、后綴或超前綴以及前綴該三部分相對應(yīng)的信號的未進行采樣頻率變換時的長度基于多采樣率系統(tǒng)內(nèi)所有不同的采樣頻率進行選取。

進一步地，其中，對未進行采樣率變換前三部分相對應(yīng)的信號的長度進行選取時，包括以下步驟：根據(jù)多采樣率系統(tǒng)內(nèi)所有不同的采樣頻率，使得預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)頻率基于以下條件得確定：所有不同的采樣頻率能夠均由與同一個基礎(chǔ)頻率乘以相應(yīng)的若干個整數(shù)倍數(shù)得到；從若干個整數(shù)倍數(shù)中選取出與前導(dǎo)符號的采樣頻率相對應(yīng)的整數(shù)倍數(shù)，作為基準(zhǔn)倍數(shù)；以及將未進行采樣率變換的前導(dǎo)符號中與時域主體信號、后綴或超前綴以及前綴該三部分相對應(yīng)的信號的長度均設(shè)計為該基準(zhǔn)倍數(shù)的整數(shù)倍。

進一步地，其中，與同一預(yù)定基礎(chǔ)頻率相乘的全部若干個整數(shù)倍數(shù)之間最大公約數(shù)為大于等于1的正整數(shù)。

進一步地，其中，時域主體信號的長度選為數(shù)值2的整數(shù)次冪。

進一步地，其中，后綴或超前綴的長度小于等于前綴的長度。

進一步地，其中，前導(dǎo)符號包含：基于具有經(jīng)過選取長度的信號所分別形成的時域主體信號、后綴或超前綴以及前綴，以實現(xiàn)需將前導(dǎo)符號的采樣頻率變換為與數(shù)據(jù)符號的采樣頻率時，使得采樣率變換后的前導(dǎo)符號中時域主體信號、后綴或超前綴以及前綴的信號長度均為整數(shù)。

進一步地，其中，時域主體信號、后綴或超前綴以及前綴的長度分別對應(yīng)取值為2048點、496點以及528點。

進一步地，其中，前導(dǎo)符號包含至少一個三段結(jié)構(gòu)時域符號，該三段結(jié)構(gòu)時域符號包含作為時域主體信號的第一部分信號、基于部分時域主體信號生成作為第一部分信號的后綴或超前綴的第二部分信號、及基于部分時域主體信號生成作為第一部分信號的前綴的第三部分信號。

進一步地，其中，通過以下方法將具有第一采樣率的前導(dǎo)符號處理為第二采樣率的等效信號，與具有第二采樣率的數(shù)據(jù)符號實現(xiàn)時域上的拼接：時域重采樣法：前導(dǎo)符號的采樣信號進行重采樣；或頻域直接變換法：將具有第一采樣率的頻域主體信號的兩側(cè)填零后再作ifft得到具有第二采樣率的需采樣的時域主體信號；然后按原有前綴、后綴或超前綴的選取規(guī)則分別從需采樣的時域主體信號內(nèi)選取特定長度的采樣點，經(jīng)過適當(dāng)?shù)南嘁坪笈c該時域主體信號拼接形成前導(dǎo)符號，特定長度為：原有前綴、后綴或超前綴的長度除以第一采樣率，再乘以第二采樣率。

進一步地，在時域重采樣法中：進行重采樣時所使用的內(nèi)插系數(shù)和抽取系數(shù)分別為前導(dǎo)符號的采樣頻率所對應(yīng)的整數(shù)倍數(shù)和數(shù)據(jù)符號的采樣頻率對應(yīng)的整數(shù)倍數(shù)，使得重采樣后得到的波形個數(shù)為整數(shù)；在頻域直接變換法中：進行填零的零的個數(shù)基于時域主體信號的長度乘以預(yù)定系數(shù)得到，且為正整數(shù)，該預(yù)定系數(shù)由數(shù)據(jù)符號的采樣頻率減去前導(dǎo)符號的采樣頻率所得的差值和前導(dǎo)符號的采樣頻率之間的比值確定；采樣頻率變換后的前綴、后綴或超前綴的長度為采樣頻率變換前的相應(yīng)長度除以第一采樣率，再乘以第二采樣率，且采樣頻率變換前后的長度均為正整數(shù)。

本發(fā)明的作用和效果

根據(jù)本發(fā)明所提供的前導(dǎo)符號中信號長度的選取方法，能夠考慮到多采樣率系統(tǒng)內(nèi)所有不同的采樣頻率，兼顧到前導(dǎo)符號的采樣頻率和數(shù)據(jù)符號的采樣頻率，用于確定前導(dǎo)符號三段結(jié)構(gòu)即時域主體信號、后綴或超前綴以及前綴的時間長度(即點數(shù))，從而保證所設(shè)計得到的時域結(jié)構(gòu)能夠在多重采樣率的廣播通信系統(tǒng)中進行采樣率轉(zhuǎn)換時，避免了因為采樣點數(shù)不整除而造成的信號失真。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中前導(dǎo)符號中信號長度的設(shè)計流程圖；

圖2是本發(fā)明實施例中第一種前導(dǎo)符號的時域結(jié)構(gòu)圖；以及

圖3是本發(fā)明實施例中第二種前導(dǎo)符號的時域結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)已有技術(shù)中,對前導(dǎo)符號的三段式時域結(jié)構(gòu)即、時域主體信號、后綴或超前綴以及前綴的設(shè)計中未考慮到采樣率轉(zhuǎn)換后的采樣點個數(shù)非整數(shù)需要對采樣點數(shù)進行取整運算而引發(fā)的信號失真的問題。

針對上述問題，發(fā)明人經(jīng)過研究，提供了一種前導(dǎo)符號信號長度的選取方法，用于前導(dǎo)符號具有的采樣頻率和相應(yīng)數(shù)據(jù)符號具有的采樣頻率不同的多采樣率系統(tǒng)，其特征在于，包括：前導(dǎo)符號中與時域主體信號、后綴或超前綴以及前綴該三部分相對應(yīng)的信號的未進行采樣頻率變換時的長度基于多采樣率系統(tǒng)內(nèi)所有不同的采樣頻率進行選取。

為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)的說明。

圖2是本發(fā)明實施例中第一種前導(dǎo)符號的時域結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明實施例中第二種前導(dǎo)符號的時域結(jié)構(gòu)圖。

如圖2和圖3所示，基于一段時域主體信號(圖2和圖3中標(biāo)記為a)，可以分別生成兩種普通前導(dǎo)符號，圖2顯示了具有第一種三段結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)符號；圖3顯示了具有第二種三段結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)符號。本發(fā)明并非僅包含圖2或圖3顯示的單個三段結(jié)構(gòu)時域符號，前導(dǎo)符號包含至少一個三段結(jié)構(gòu)時域符號，前導(dǎo)符號可包含第一種三段結(jié)構(gòu)、或第二種三段結(jié)構(gòu)或者任意多個第一種三段結(jié)構(gòu)和第二種三段結(jié)構(gòu)不分先后順序的自由組合。

三段結(jié)構(gòu)時域符號包含作為時域主體信號a的第一部分信號、基于部分時域主體信號a生成作為第一部分信號a的后綴或超前綴的第二部分信號b、及基于部分時域主體信號生成作為第一部分信號a的前綴的第三部分信號c。

具體地，從a的后部取出一部分作為前綴(該前綴在圖2和圖3中標(biāo)識為c)，進行必要的處理并復(fù)制到a的前部；同時從a的后部取出一部分作為后綴或者超前綴(圖2和圖3中標(biāo)識為b)，可以看出，圖2的第一種三段結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)符號中b部分作為前綴；圖3的第二種三段結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)符號中b部分則作為后綴。那么，所設(shè)計的具有第一種三段結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)符號包含所得到的如圖2所示的c-a-b的信號組合，相應(yīng)的，還可以如圖3所示按照b-c-a的順序進行組合。

其中，在對c部分和b部分進行必要的處理時，可以對信號的每個采樣乘以一個固定的系數(shù)，或每個采樣乘以一個不同的系數(shù)。

將a部分、b部分和c部分的長度分別記為na,nb和nc，顯然na,nb和nc都為正整數(shù)，且na>nb,nc。

由于時域主體信號a部分是一個頻域主體經(jīng)過逆傅里葉變換后的結(jié)果，為了降低計算復(fù)雜度，通常a的長度選為2的整數(shù)次冪，例如：a的長度為512或1024或2048、等等。本實施例中以2048為例展開說明。

對于第一種三段結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)符號，c部分起到保護間隔的作用，因此需要具有一定的長度以消除多徑造成的符號間干擾(isi)，例如若需要考慮的最大多徑為500個采樣周期，則此時c部分的長度至少需要為500。又進一步考慮到：在進行延遲自相關(guān)接收時，由于需要將c的后半部分與b進行相關(guān)計算，因此b的長度應(yīng)小于等于c，然而其中考慮到可能存在的各類信道因素，b和c的長度相同的話在某種特定多徑時會同時失效，應(yīng)當(dāng)避免b和c的長度相同，本發(fā)明對此點不作限定；同時，b的長度應(yīng)在允許的范圍內(nèi)取較大的值，以取得良好的延遲自相關(guān)性能。

因此，綜合考慮上述條件，得到的一組時域主體信號、后綴或超前綴以及前綴的長度參數(shù)可以是na＝2048,nc＝500,nb＝499，本實施例按此技術(shù)思路進行至此，分析出的缺陷是，由于僅考慮上述條件，該組參數(shù)的選擇仍然還是比較盲目隨機的，卻并未考慮到后期重采樣時因不滿足整數(shù)關(guān)系引起失真的不良后果。

所以，本實施例進一步采用優(yōu)選方案，對a、b、c的長度具體選取方法進行以下說明：

對于多采樣率的系統(tǒng)，系統(tǒng)的一組配置最多只存在兩種不同的采樣頻率，例如(f1，f2)、或者(f1，f3)、或者(f1，f4)，本實施中，以前導(dǎo)符號具有采樣頻率f1并且數(shù)據(jù)符號具有采樣頻率f2為例進行說明，其它情況以此類推。其中前導(dǎo)符號的采樣頻率為f1，數(shù)據(jù)符號的頻率為f2或f3或f4等，并且f1小于f2或f3或f4。

為了將具有第一采樣頻率(即f1)的前導(dǎo)符號處理為第二采樣頻率(即f2)的等效信號，與具有第二采樣率的所述數(shù)據(jù)符號實現(xiàn)時域上的拼接，需要對具有第一采樣頻率的前導(dǎo)符號進行處理，以獲得其在第二采樣頻率下的等效信號。具體方法有兩種：時域重采樣或頻域直接變換法。

【時域重采樣法】

時域重采樣法用于將前導(dǎo)符號的采樣信號進行重采樣。進行重采樣時所使用的內(nèi)插系數(shù)和抽取系數(shù)分別為前導(dǎo)符號的采樣頻率所對應(yīng)的整數(shù)倍數(shù)m1和數(shù)據(jù)符號的采樣頻率對應(yīng)的整數(shù)倍數(shù)m2，使得重采樣后得到的波形個數(shù)為整數(shù)。

該時域重采樣法中：進行重采樣時所使用的內(nèi)插系數(shù)和抽取系數(shù)分別為所述前導(dǎo)符號的采樣頻率所對應(yīng)的所述整數(shù)倍數(shù)和所述數(shù)據(jù)符號的采樣頻率對應(yīng)的所述整數(shù)倍數(shù)，使得重采樣后得到的波形個數(shù)為整數(shù)。具體地來說，時域重采樣法對于生成的前導(dǎo)符號采樣信號，通過重采樣器進行重采樣，從而得到新的采樣信號。若重采樣前的波形個數(shù)為n1，則采樣后的波形個數(shù)n2＝n1*m2/m1必須為整數(shù)，才能保證重采樣前后沒有信號丟失，從而保證總時長相等、信號不失真，該m2為抽取系數(shù)，該m1為內(nèi)插系數(shù)。

時域重采樣法可以對于a、b和c部分分別進行然后再連接，也可以對cab或bca結(jié)構(gòu)的整個前導(dǎo)符號一同進行，還可以對于由多個cab和/或bca結(jié)構(gòu)連接得到的多個前導(dǎo)符號一同進行。

【頻域直接變換法】

總的來說，頻域直接變換法能夠?qū)⑶皩?dǎo)符號頻域主體信號直接變?yōu)樗璨蓸勇实臅r域主體信號。也就是，將變換前的頻域主體信號的兩側(cè)填零后再作ifft得到需采樣的所述時域主體信號；然后按原有前綴、后綴或超前綴的選取規(guī)則分別從需采樣的所述時域主體信號內(nèi)選取特定長度的采樣點，經(jīng)過適當(dāng)?shù)南嘁坪笈c該時域主體信號拼接形成所述前導(dǎo)符號，所述特定長度為：原有前綴、后綴或超前綴的長度除以第一采樣頻率，再乘以第二采樣頻率。

將變換前的頻域主體信號記為x1，頻域主體信號x1與采樣頻率變換前時域主體信號a1具有fft對應(yīng)關(guān)系，然后在x1的兩側(cè)加上相同數(shù)目的零得到填零后頻域主體信號x2，其中零的總個數(shù)為n_z＝n_a*(f2-f1)/f1；然后再對x2作ifft得到采樣率變換后時域主體信號a2；然后按原有前綴、后綴或超前綴的選取規(guī)則分別從a2內(nèi)選擇特定長度的采樣點，經(jīng)過適當(dāng)?shù)南嘁坪笈ca2拼接形成新的前導(dǎo)符號。但這一過程中，該特定長度的確定方法為：采樣率變換后的b、c部分的長度n_b2、n_c2為采樣率變換前的b、c部分的長度n_b1、n_b2分別除以第一采樣頻率再乘以第二采樣頻率。

為保證設(shè)計得到的時域結(jié)構(gòu)方案能夠適用上述兩種采樣率變換方法，應(yīng)當(dāng)滿足：時域重采樣時采樣后的波形個數(shù)n2滿足條件：n2＝n1*f2/f1且n2為正整數(shù)；頻域直接變換時，進行填零的零的個數(shù)基于時域主體信號的長度乘以預(yù)定系數(shù)得到，且為正整數(shù)，該預(yù)定系數(shù)由數(shù)據(jù)符號的采樣頻率減去前導(dǎo)符號的采樣頻率所得的差值和前導(dǎo)符號的采樣頻率之間的比值確定，即零的個數(shù)n_z＝n_a*(f2-f1)/f1為正整數(shù)，并且，采樣率變換后和采樣率變換前的后綴或超前綴的長度、前綴的長度之間的比值分別由數(shù)據(jù)符號的采樣頻率和前導(dǎo)符號的采樣頻率確定，且采樣率變換前后的長度均為正整數(shù)，即采樣后b、c部分的長度n_b2＝n_b1*f2/f1，n_c2＝n_c2*f2/f1均為正整數(shù)。

因此，針對未進行采樣頻率變換前所述三部分相對應(yīng)的信號的長度進行設(shè)計選取時，方法如下：

首先將系統(tǒng)內(nèi)所有可能出現(xiàn)的不同采樣頻率(記為f1、f2、f3、等等)寫為某個基礎(chǔ)頻率f0的倍數(shù)：

f1＝f0*m1，

f2＝f0*m2，

f3＝f0*m3，

其中，m1、m2、m3為上述所述基礎(chǔ)頻率的倍數(shù)。需要保證m1、m2、m3等全部倍數(shù)的最大公約數(shù)為1，本發(fā)明中，最大公約數(shù)可以為大于等于1的正整數(shù)。

將m1作為基準(zhǔn)倍數(shù)；并將具有第一采樣頻率的a、b和c三部分的長度均確定為基準(zhǔn)倍數(shù)的整數(shù)倍。

例如，若在某個多采樣率系統(tǒng)中，前導(dǎo)符號的采樣率為6.144mhz，其他符號的采樣率為：6.912mhz,8.064mhz,9.216mhz，即：

f1＝6.144,

f2＝6.912,

f3＝8.064

f4＝9.216

可確定基礎(chǔ)頻率為0.384mhz，各采樣率可寫為：

f1＝f0*n1,n1＝16

f2＝f0*n2,n2＝18

f3＝f0*n3,n3＝21

f4＝f0*n4,n4＝24

易見n1、n2、n3、n4的最大公約數(shù)為1，滿足上述要求。

前文所述例子中na＝2048,nb＝500,nc＝499顯然不符合上述要求a、b、c三部分的長度均為基準(zhǔn)倍數(shù)n1的整數(shù)倍這一關(guān)系，無論使用哪種采樣率變換方法均會引入信號失真。使用上文所述方法重新設(shè)計得到的參數(shù)如下：

na＝2048為n1＝16的整數(shù)倍，滿足要求；

nc需要是n1的整數(shù)倍，且不小于500，可得nc的可選值是：512、528、540、以此類推。

nb需要是n1的整數(shù)倍，接近但小于nc，可見nb的可選值可以是：512、496、480、以此類推。

從上述可選項中，可得到一組na、nb、nc的取值為(2048、496、528)，滿足各項要求，此取值也考慮到在進行延遲自相關(guān)接收時，由于需要將c的后半部分與b進行相關(guān)計算因而b的長度應(yīng)小于等于c。

使用這種方法得到的前導(dǎo)符號能夠保證無論使用時域重采樣法還是頻域直接變換法，都能夠得到整數(shù)個采樣點，不會引起信號失真。

本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。