前導(dǎo)符號(hào)的生成方法及頻域ofdm符號(hào)的生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線廣播通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種頻域0FDM符號(hào)的生成方法及 物理幀中前導(dǎo)符號(hào)的生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常為了使0FDM系統(tǒng)的接收端能正確解調(diào)出發(fā)送端所發(fā)送的數(shù)據(jù)，0FDM系統(tǒng)必 須實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端之間準(zhǔn)確可靠的時(shí)間同步。同時(shí)，由于0FDM系統(tǒng)對(duì)載波的頻偏非常 敏感，0FDM系統(tǒng)的接收端還需要提供準(zhǔn)確高效的載波頻譜估計(jì)方法，以對(duì)載波頻偏進(jìn)行精 確的估計(jì)和糾正。
[0003] 目前，0FDM系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端時(shí)間同步的方法基本是基于前導(dǎo)符號(hào)來實(shí) 現(xiàn)的。前導(dǎo)符號(hào)是0FDM系統(tǒng)的發(fā)送端和接收端都已知的符號(hào)序列，前導(dǎo)符號(hào)做為物理幀的 開始（命名為P1符號(hào)），在每個(gè)物理幀內(nèi)只出現(xiàn)一個(gè)P1符號(hào)或連續(xù)出現(xiàn)多個(gè)P1符號(hào)，它標(biāo) 志了該物理幀的開始。P1符號(hào)的用途包括有：
[0004] 1)使接收端快速地檢測以確定信道中傳輸?shù)氖欠駷槠谕邮盏男盘?hào)；
[0005] 2)提供基本傳輸參數(shù)（例如FFT點(diǎn)數(shù)、幀類型信息等），以使接收端可以進(jìn)行后續(xù) 接收處理；
[0006] 3)檢測出初始載波頻偏和定時(shí)誤差，進(jìn)行補(bǔ)償后達(dá)到頻率和定時(shí)同步；
[0007] 4)緊急警報(bào)或廣播系統(tǒng)喚醒。
[0008] DVB_T2標(biāo)準(zhǔn)中提出了基于CAB時(shí)域結(jié)構(gòu)的P1符號(hào)設(shè)計(jì)，較好地實(shí)現(xiàn)了上述功能。 但是，在低復(fù)雜度接收算法上仍然有一些局限。例如，在1〇24、542、或者482個(gè)符號(hào)的長多 徑信道時(shí)，利用CAB結(jié)構(gòu)進(jìn)行定時(shí)粗同步會(huì)發(fā)生較大偏差，導(dǎo)致頻域上估計(jì)載波整數(shù)倍頻 偏出現(xiàn)錯(cuò)誤。另外，在復(fù)雜頻率選擇性衰落信道時(shí)，例如長多徑時(shí)，DBPSK差分解碼也可能 會(huì)失效。而且，由于DVB_T2時(shí)域結(jié)構(gòu)中沒有循環(huán)前綴，若和需要進(jìn)行信道估計(jì)的頻域結(jié)構(gòu) 組合，將造成其頻域信道估計(jì)性能嚴(yán)重下降的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明解決的問題是目前DVB_T2標(biāo)準(zhǔn)及其他標(biāo)準(zhǔn)中，DVB_T2時(shí)域結(jié)構(gòu)中沒有循 環(huán)前綴，不能適用于相干檢測，而且前導(dǎo)符號(hào)在復(fù)雜頻率選擇性衰落信道下低復(fù)雜度接收 算法檢測出現(xiàn)失敗概率的問題。
[0010] 為解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種頻域0FDM符號(hào)的生成方法，包括如下 步驟：確定固定序列和信令序列的平均功率比R;依照該平均功率比在頻域上分別生成固 定序列和信令序列集合；從信令序列集合中選擇一個(gè)信令序列，將固定序列和該信令序列 填充至有效子載波上，且所述固定序列和信令序列之間呈奇偶交錯(cuò)排列；在所述有效子載 波兩側(cè)分別填充零序列子載波以形成預(yù)定長度的頻域0FDM符號(hào)；其中，所選擇信令序列在 集合內(nèi)的序號(hào)即為該0FDM符號(hào)承載的信令信息。
[0011] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種物理幀中前導(dǎo)符號(hào)的生成方法，包括如下步驟：對(duì)預(yù) 定長度的頻域OFDM符號(hào)作離散傅里葉反變換以得到時(shí)域OFDM符號(hào)；其中，所述頻域OFDM符號(hào)是根據(jù)上述頻域OFDM符號(hào)的生成方法得到；從所述時(shí)域OFDM符號(hào)截取循環(huán)前綴長度 的時(shí)域OFDM符號(hào)作為循環(huán)前綴；基于上述截取的所述循環(huán)前綴長度的時(shí)域OFDM符號(hào)生成 調(diào)制信號(hào)；基于所述循環(huán)前綴、所述時(shí)域OFDM符號(hào)和所述調(diào)制信號(hào)生成前導(dǎo)符號(hào)。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案具有以下有益效果：
[0013] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的頻域0FDM符號(hào)的生成方法，將固定序列和信令序列以 奇偶交錯(cuò)的方式填充至有效子載波上，通過這樣特定的頻域結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中固定序列可以 作為物理幀中的導(dǎo)頻，從而便于接收端對(duì)接收到的物理幀中前導(dǎo)符號(hào)進(jìn)行解碼解調(diào)。
[0014] 進(jìn)一步地，在頻域上生成固定序列的方法中，固定序列中每一個(gè)元素都是模為定 值，且幅角是〇到2π間任意值的復(fù)數(shù)。在頻域上生成信令序列集合的方法中，信令序列 的個(gè)數(shù)是2的整數(shù)次冪，并基于信令序列的長度和個(gè)數(shù)確定CAZAC序列生成公式中的root 值，確定一組不同的q值及相應(yīng)的循環(huán)移位的位數(shù)k，并由此計(jì)算得到信令序列。
[0015] 而且，發(fā)明人在實(shí)踐中得到了一個(gè)效果較佳的固定信令、一組效果較佳的信令序 列的長度和個(gè)數(shù)和相應(yīng)的四個(gè)root值、以及每個(gè)root值內(nèi)選擇128組q值與循環(huán)移位的 位數(shù)。從而使得后續(xù)生成的前導(dǎo)符號(hào)具有較低的峰值平均功率比（PeaktoAveragePower Ratio,PAPR)，且提高了接收端檢測前導(dǎo)符號(hào)的成功概率。
[0016] 更進(jìn)一步地，利用時(shí)域0FDM符號(hào)的調(diào)制信號(hào)與時(shí)域0FDM符號(hào)的結(jié)構(gòu)（作為前導(dǎo) 符號(hào)）保證了在接收端利用延遲相關(guān)可以得到明顯的峰值。并且，在生成該前導(dǎo)符號(hào)過程 中，設(shè)計(jì)時(shí)域0FDM符號(hào)的調(diào)制信號(hào)可以避免接收端受到連續(xù)波干擾或者單頻干擾，或者出 現(xiàn)與調(diào)制信號(hào)長度等長的多徑信道，或者接收信號(hào)中保護(hù)間隔長度和調(diào)制信號(hào)長度相同時(shí) 出現(xiàn)誤檢測峰值。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的一種頻域0FDM符號(hào)的生成方法的【具體實(shí)施方式】的流程示意圖；
[0018] 圖2是本發(fā)明的一種物理幀中前導(dǎo)符號(hào)的生成方法的【具體實(shí)施方式】的流程示意 圖；
[0019] 圖3是本發(fā)明的一種物理幀中前導(dǎo)符號(hào)的時(shí)域結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)目前DVB_T2標(biāo)準(zhǔn)及其他標(biāo)準(zhǔn)中，前導(dǎo)符號(hào)在頻率選擇性衰落信道下 低復(fù)雜度接收算法檢測出現(xiàn)失敗概率的問題。另外，DVB_T2時(shí)域結(jié)構(gòu)中沒有循環(huán)前綴，不 能適用于相干檢測，而且前導(dǎo)符號(hào)在頻率選擇性衰落信道下低復(fù)雜度接收算法檢測出現(xiàn)失 敗概率的問題。
[0021] 針對(duì)上述問題，發(fā)明人經(jīng)過研究，提供了一種物理幀中前導(dǎo)符號(hào)的生成方法及頻 域0FDM符號(hào)的生成方法，保證載波頻率偏差在-500kHz至500kHz范圍內(nèi)接收端仍可以處 理接收信號(hào)。
[0022] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0023] 如圖1所示的是本發(fā)明的一種頻域0FDM符號(hào)的生成方法的【具體實(shí)施方式】的流程 示意圖。參考圖1，頻域OFDM符號(hào)的生成方法包括如下步驟：
[0024] 步驟S11 :確定固定序列和信令序列的平均功率比R;
[0025] 步驟S12 :依照該平均功率比R在頻域上分別生成固定序列和信令序列集合；
[0026] 步驟S13 :從信令序列集合中選擇一個(gè)信令序列，將固定序列和該信令序列填充 至有效子載波上，且所述固定序列和信令序列之間呈奇偶交錯(cuò)排列；
[0027] 步驟S14 :在所述有效子載波兩側(cè)分別填充零序列子載波以形成預(yù)定長度的頻域 0FDM符號(hào)；其中，所選擇信令序列在集合內(nèi)的序號(hào)即為所述0FDM符號(hào)承載的信令信息。
[0028] 具體來說，如步驟S11所述，確定固定序列和信令序列的平均功率比R。其中，所述 固定序列包括接收端可用來做載波頻率同步和定時(shí)同步的相關(guān)信息、所述信令序列在集合 內(nèi)的序列用于承載各個(gè)基本傳輸參數(shù)。
[0029] 其中，固定序列和信令序列的平均功率比R可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求調(diào)整，選擇較大 的R以增加固定序列的功率來獲取更好的信道估計(jì)和整偏估計(jì)性能，或者選擇較小的R以 增加信令序列的功率來提高信令載波上的實(shí)際信噪比從而提高信令解碼性能。因此，固定 序列和信令序列的平均功率比R是根據(jù)整偏估計(jì)性能、信道估計(jì)性能、解信令性能和定時(shí) 同步性能的均衡考慮而確定。
[0030] 在本實(shí)施例中，所述固定序列和信令序列的平均功率比R為1。當(dāng)固定序列長度和 信令序列長度相同時(shí)，平均功率比即為功率總和之比。
[0031] 在確定平均功率比后，便相應(yīng)得到固定序列和信令序列的幅值比。當(dāng)平均功率比R 為1，且固定序列和信令序列均為恒模序列時(shí)，相應(yīng)固定序列和信令序列的幅值比為·ν?Ι:1,,
[0032] 如步驟S12所述，依照該平均功率比R在頻域上分別生成固定序列和信令序列集 合。
[0033] 在本實(shí)施例中，在頻域上生成固定序列可以采用如下具體方式來實(shí)現(xiàn)：
[0034] 步驟S121 :確定固定序列的長度；其中，所述固定序列中的每一個(gè)元素為模是定 值，且幅角是〇到2π間任意值的復(fù)數(shù)。
[0035] 需要說明的是，本實(shí)施例中，所述固定序列的長度小于0FDM符號(hào)長度的一半。
[0036] 步驟S122 :從所有可選的固定序列中選擇一個(gè)固定序列，并生成具有良好的自相 關(guān)性和互相關(guān)性的信令序列集合，且基于該固定序列和信令序列集合中任一信令序列所組 成的0FDM符號(hào)在經(jīng)過傅立葉反變換后滿足所要求的功率峰均比。
[0037] 具體地，在上述固定序列的所有取值空間（即每一個(gè)元素為模是定值，且幅角是0 到2π間任意值的復(fù)數(shù)）中，優(yōu)選出一個(gè)固定序列。選出的該固定序列需要滿足：由該固定 序列生成的信令序列集合具有良好的自相關(guān)性和互相關(guān)性，并且基于該固定序列和信令序 列集合中的任一信令序列所組成的頻域0FDM符號(hào)在經(jīng)過傅立葉反變換后具有較低的功率 峰均比（Peak-t〇-AveragePowerRatio,PAPR)，而該功率峰均比的具體數(shù)值（或數(shù)值范圍） 可以根據(jù)系統(tǒng)要求來確定。
[0038] 在本實(shí)施例中，在頻域上生成信令序列集合可以采用如下具體方式來實(shí)現(xiàn)：
[0039] 步驟S123 :確定信令序列的長度和信令序列集合中所含信令序列的個(gè)數(shù)；其中， 所