一種帶內(nèi)同頻數(shù)模音頻廣播信號(hào)的分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及屬于數(shù)字音頻廣播技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)為一種帶內(nèi)同頻數(shù)模音頻廣播 信號(hào)的分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨著全球數(shù)字化的浪潮，音頻廣播也不例外地開始了數(shù)字化廣播。已出現(xiàn)了真 正的同頻同帶（Trulyin-band-〇n-channel，TIBOC)數(shù)模音頻廣播系統(tǒng)，模擬主調(diào)頻信號(hào)和 數(shù)字調(diào)頻信號(hào)的頻譜完全重疊，即相同的調(diào)頻頻道同時(shí)用于傳輸模擬主調(diào)頻信號(hào)和數(shù)字調(diào) 頻信號(hào)。其中的數(shù)字調(diào)頻信號(hào)經(jīng)過信道編碼和調(diào)制，以便更好地抵抗噪聲和干擾。數(shù)字調(diào)制 信號(hào)可以是傳統(tǒng)的正交頻分復(fù)用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM) 多載波方案、單載波方案，或者擴(kuò)頻方案。較多采用OFDM方案。
[0003] 為了更適合中國(guó)的調(diào)頻頻道，申請(qǐng)?zhí)枮?01110224259. 0、名為"帶內(nèi)同頻模數(shù)音頻 廣播信號(hào)的產(chǎn)生方法和發(fā)送設(shè)備"和申請(qǐng)?zhí)枮?01310085553. 7、名為"改進(jìn)的帶內(nèi)同頻數(shù)模 音頻廣播信號(hào)產(chǎn)生方法"提出了帶內(nèi)同頻數(shù)模音頻廣播信號(hào)產(chǎn)生方法，所得到的模擬調(diào)頻 信號(hào)和數(shù)字調(diào)頻信號(hào)的混合信號(hào)表示為
[0004]zk=xk+dk，
[0005]zk+N=yk+dk，或者，zk+N=yk_dk
[0006] 其中，Xk和yk是模擬信號(hào)樣值，dk是數(shù)字信號(hào)樣值。
[0007] 在帶內(nèi)同頻模數(shù)音頻廣播系統(tǒng)中的基本問題是接收端如何更有效地把模擬信號(hào) 和數(shù)字信號(hào)分離。因?yàn)樗鼈児灿妙l譜，原始的濾波器方法不能實(shí)現(xiàn)它們的分離。
[0008] 根據(jù)申請(qǐng)?zhí)枮?01110224579. 6、名為"調(diào)頻廣播頻段數(shù)字廣播模數(shù)信號(hào)的分離方 法和接收設(shè)備"所公開的內(nèi)容，x2m+X2ni+1是兩個(gè)相距N點(diǎn)長(zhǎng)度的模擬調(diào)頻調(diào)制信號(hào)的離散 時(shí)間信號(hào)矢量之和，歸一化處理后兩個(gè)模擬調(diào)頻信號(hào)x2m和x2m+1的第n個(gè)分量表示為e> 和e#，2個(gè)接收信號(hào)相減后消除了數(shù)字信號(hào)，剩下兩個(gè)模擬調(diào)頻信號(hào)相加或相減，如S= da-e#或者S=e>+e#，以兩個(gè)模擬調(diào)頻信號(hào)相減為例說(shuō)明：
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種帶內(nèi)同頻數(shù)模音頻廣播信號(hào)的分離方法，其特征在于具體步驟如下： 步驟1 :接收調(diào)頻混合信號(hào) 接收長(zhǎng)度為2N的調(diào)頻混合信號(hào)，其符號(hào)為（ZpZfZw)和（zN+1，zN+2…z 2N); 接收信號(hào)中模擬調(diào)頻信號(hào)和數(shù)字調(diào)頻信號(hào)的混合信號(hào)表示為 Zk 一 X k+dk， zk+N= y k+dk，或者，zk+N= y k_dk; 接收的調(diào)頻混合信號(hào)中模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的初始估計(jì)為(?,?,Sk)，其中毛和Λ 是模擬信號(hào)的估計(jì)，元是數(shù)字信號(hào)估計(jì)，k = 1，2…N ; 步驟2 :獲得模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的初始估計(jì) 令Ck= z k - zk+N= X k - yk，xk的幅度范圍是[-1，1]，y k的幅度范圍是[-1，1], c k的幅度 的范圍是[-2, 2]; 當(dāng)IckKl1或者|ck|>|2, Ipl2是門限，通過計(jì)算機(jī)仿真獲?。挥弥苯咏庾鳛槟M信 號(hào)的估計(jì)： h=zJ\zk I }\ = Zk+N^ I Zk+N I 數(shù)字信號(hào)估計(jì)為4 = (? -? + - Λ; 當(dāng)ξ2> |ck|彡I1，兩個(gè)可能的數(shù)字信號(hào)估計(jì)的候選對(duì)分別為：
在該候選對(duì)中，模擬信號(hào)解析估計(jì)為
在該候選對(duì)中，模擬信號(hào)解析估計(jì)為
其中，A和B是參數(shù)，A是Ck的歸一化值，B是模擬信號(hào)X k和y k的相位差的函數(shù)； A = ck/ I ck I， B = cos δ +jsin δ，j = sqrt (_1)， δ值的求法如下： ①取Ck= x k_yk的絕對(duì)值I c k| ;
得到兩個(gè)模擬信號(hào)估計(jì)的候選對(duì)為：
5}
_ (Zk，Zk+N)的歐幾里得距離，以及
和（Zk，Zk+N)的歐幾里得距離，選取其中歐幾里得距離較小的 模擬信號(hào)的估計(jì)作為輸出；
步驟3 :更新模擬信號(hào)估計(jì)和數(shù)字信號(hào)估計(jì) 本步驟對(duì)步驟2所得的初始數(shù)字信號(hào)估計(jì) 和模擬信號(hào)估計(jì) _ .
" _ ，按以下步驟得到更新的模擬信號(hào)估計(jì)和數(shù)字信 號(hào)估計(jì)： I、 得到模擬信號(hào) 首先利用FFT運(yùn)算得Di= FFT (d 〇 ; 利用星座形狀劃分去除估計(jì)誤差，利用已知的導(dǎo)頻和空子載波信息消除^的估計(jì)誤 差，去除估計(jì)誤差后表不為，再進(jìn)行IFFT變換，得到
：從接收?目號(hào)中 減去數(shù)字信號(hào)di+1后，分別得到模擬信號(hào)
II、 得到新的模擬信號(hào)估計(jì) 新的模擬信號(hào)估計(jì)為
III、 數(shù)字信號(hào)估計(jì)的更新 經(jīng)過上述步驟II之后，數(shù)字信號(hào)的估計(jì)更新為：
此時(shí)模擬信號(hào)估計(jì)為步驟II所得駕+1和IT1，數(shù)字信號(hào)估計(jì)為步驟III所得; 步驟4 :選擇噪聲能量最小的候選對(duì) 獲得5個(gè)候選對(duì)， 第一個(gè)候選對(duì) 第二個(gè)候選對(duì)
以上各候選對(duì)表達(dá)式中：r，g是縮放因子，滿足r-g = 1，r彡0, g彡O ; 從以上五個(gè)候選對(duì)中任意取2?5個(gè)不同的候選對(duì)，比較選擇噪聲能量最小的、用以進(jìn) 行模擬、數(shù)字信號(hào)估計(jì)； 步驟5 :模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)迭代分離 用上一次迭代所得的數(shù)字信號(hào)估計(jì)和模擬信號(hào)估計(jì)，再重復(fù)步驟3和4計(jì)算下一代的 模擬信號(hào)估計(jì)（?，只）和數(shù)學(xué)信號(hào)估計(jì)右，重復(fù)步驟3、4,形成迭代循環(huán)；迭代次數(shù)達(dá) 到最大迭代次數(shù)的時(shí)候迭代結(jié)束，以最后一次迭代得到的模擬信號(hào)估計(jì)（g，只）和數(shù) 學(xué)信號(hào)估計(jì)七作為輸出，得到恢復(fù)的調(diào)頻模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)同頻數(shù)模音頻廣播信號(hào)的分離方法，，其特征在于： 所述步驟4中，當(dāng)采用平均加權(quán)平均時(shí)，r = g = 0. 5 ; 當(dāng)采用線性加權(quán)平均時(shí)，r彡0. l，g= Ι-r ;Ψ為迭代次數(shù)，Ψ彡6，r = 0. 1 ;Ψ為2? 5 的整數(shù)，r = 0· 5-0. 1*(Ψ-2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)同頻數(shù)模音頻廣播信號(hào)的分離方法，，其特征在于： 所述步驟2中，0 < ξ i彡0. 6,1. 5 < ξ 2彡2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)同頻數(shù)模音頻廣播信號(hào)的分離方法，，其特征在于： 所述步驟4中，在迭代期間r，g是變化的或者是固定的，通過計(jì)算機(jī)仿真獲得具體的數(shù) 值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)同頻數(shù)模音頻廣播信號(hào)的分離方法，，其特征在于： 所述步驟4中，在迭代期間r，g的值是信噪比SNR的函數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)同頻數(shù)模音頻廣播信號(hào)的分離方法，，其特征在于： 所述步驟4中的5個(gè)候選對(duì)分為三組，第1、2候選對(duì)同屬于一組，第3、4候選對(duì)同屬于 另一組，第5候選對(duì)單獨(dú)為一組；取候選對(duì)先選取同一組的候選對(duì)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)同頻數(shù)模音頻廣播信號(hào)的分離方法，，其特征在于： 所述步驟5中最大迭代次數(shù)設(shè)置為預(yù)先設(shè)定的次數(shù)，最大迭代次數(shù)為4至8。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)同頻數(shù)模音頻廣播信號(hào)的分離方法，，其特征在于： 所述步驟5中最大迭代次數(shù)為6。
【專利摘要】本發(fā)明為一種帶內(nèi)同頻數(shù)模音頻廣播信號(hào)的分離方法，具體如下：步驟1：接收調(diào)頻混合信號(hào)；步驟2：獲得模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的初始估計(jì)；步驟3：更新模擬信號(hào)估計(jì)和數(shù)字信號(hào)估計(jì)，在時(shí)間域調(diào)頻的模擬信號(hào)具有恒包絡(luò)特性，得到新的模擬信號(hào)估計(jì)，再更新數(shù)字信號(hào)估計(jì)；步驟4：不同的模擬信號(hào)估計(jì)、數(shù)字信號(hào)估計(jì)的組合得五個(gè)候選對(duì)，選擇噪聲能量最小的候選對(duì)；步驟5：重復(fù)步驟3、4，形成迭代循環(huán)，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)迭代分離。本發(fā)明充分地結(jié)合了不同分離技術(shù)和信號(hào)特性，所恢復(fù)的數(shù)字信號(hào)性能更好，從接收恢復(fù)的數(shù)字信號(hào)和對(duì)應(yīng)的發(fā)送的數(shù)字信號(hào)更接近、均方差提高了2～5個(gè)dB。
【IPC分類】H04L25-02, H04L27-34, H04L27-26
【公開號(hào)】CN104539570
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510011206
【發(fā)明人】黃建忠, 張光華, 李立, 彭鐵雁, 郭淑琴
【申請(qǐng)人】桂林市思奇通信設(shè)備有限公司, 深圳思凱微電子有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日