專利名稱：接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地面數(shù)字電視廣播技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)方法與裝置、及同時(shí)進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步的方法與裝置。
背景技術(shù)：
2006年08月，中國頒布了強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB 20600-2006《數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制》，從而結(jié)束了多年的關(guān)于數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)的技術(shù)爭論，并且為隨后的地面數(shù)字電視的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程開啟了一扇大門。文獻(xiàn)中常常以DTMB(Digital Terrestrial/Television MultimediaBroadcasting)作為中國數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)的簡稱。
目前世界上除中國外主要存在三項(xiàng)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)。以美國為主的一些國家采用了ATSC(Advanced Television System Committee)標(biāo)準(zhǔn)，以歐洲為主的一些國家采用了DVB-T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial)標(biāo)準(zhǔn)，而日本采用了ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial)標(biāo)準(zhǔn)。其中，ATSC標(biāo)準(zhǔn)為單載波調(diào)制模式，而DVB-T標(biāo)準(zhǔn)和ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)則采用了多載波OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交頻分復(fù)用)調(diào)制模式。
相對于其它標(biāo)準(zhǔn)，DTMB標(biāo)準(zhǔn)擁有獨(dú)有的特征，可以簡單描述如下 1)DTMB標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)支持單載波調(diào)制模式和多載波OFDM調(diào)制模式。
2)DTMB標(biāo)準(zhǔn)不采用傳統(tǒng)的基于CP(Cyclic Prefix，循環(huán)前綴)序列的OFDM調(diào)制技術(shù)，而是將傳統(tǒng)的CP序列替換成了PN(Pseudo-randomNoise，偽隨機(jī)序列)序列。
3)DTMB標(biāo)準(zhǔn)采用了LDPC(Low-Density Parity-Check，低密度奇偶校驗(yàn)碼)碼作為信道編碼方案。
4)DTMB標(biāo)準(zhǔn)的幀頭PN序列共有三種PN420、PN595和PN945，分別表示幀頭PN序列包括420個(gè)數(shù)據(jù)符號、595個(gè)數(shù)據(jù)符號以及945個(gè)數(shù)據(jù)符號。
5)DTMB標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)信息采用了擴(kuò)頻技術(shù)進(jìn)行保護(hù)。
當(dāng)DTMB系統(tǒng)的接收機(jī)獲得了初始的幀同步后，載波頻偏的估計(jì)就成為一項(xiàng)十分重要的任務(wù)。傳統(tǒng)的解決DTMB系統(tǒng)載波頻偏估計(jì)問題的方法常常是利用發(fā)射端發(fā)射的雙導(dǎo)頻信號進(jìn)行估計(jì)的方法，或者是利用預(yù)先存儲在接收機(jī)的PN序列與發(fā)射信號中的PN序列進(jìn)行互相關(guān)處理的方法等。但是，雙導(dǎo)頻信號作為DTMB標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)選項(xiàng)，未必一定會發(fā)射，則如果不發(fā)射，將導(dǎo)致載波頻偏無法估計(jì)；另外，互相關(guān)法也存在著估計(jì)性能較差的缺點(diǎn)。此外，以往DTMB文獻(xiàn)中提到的其它方法也存在著估計(jì)范圍較小的缺點(diǎn)。
DTMB系統(tǒng)接收機(jī)的載波頻偏包含兩部分整數(shù)頻偏和小數(shù)頻偏，從而可以考慮的一種方法是，對小數(shù)頻偏和整數(shù)頻偏單獨(dú)進(jìn)行估計(jì)后，再獲得DTMB系統(tǒng)接收機(jī)的載波頻偏，但是，如何對DTMB系統(tǒng)接收機(jī)的整數(shù)頻偏進(jìn)行估計(jì)，還是目前未解決的問題。
另外，現(xiàn)有技術(shù)中為了實(shí)現(xiàn)信號幀的精細(xì)同步，設(shè)置了單獨(dú)的方法。如何在其他方法中實(shí)現(xiàn)精細(xì)同步，從而降低精細(xì)同步處理的復(fù)雜度，成為技術(shù)人員需要考慮的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)方法與裝置，進(jìn)行整數(shù)頻偏的估計(jì)。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)方法，用于對具有不同幀頭序列模式并存在載波頻率偏差的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)，所述方法包括以下步驟 (1)接收機(jī)首先對接收信號進(jìn)行同步捕獲處理，獲得接收信號的幀的粗同步位置及所述接收信號的幀頭模式； (2)接收機(jī)對接收信號進(jìn)行小數(shù)頻偏估計(jì)，并且在估計(jì)出小數(shù)頻偏后進(jìn)行接收信號的小數(shù)頻偏補(bǔ)償； (3)獲得存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位； (4)根據(jù)所述接收信號的幀的粗同步位置、幀頭模式及所述相位對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)。
進(jìn)一步來說，步驟(1)中所述接收信號的幀頭模式為PN420、PN595或者PN945之一；步驟(3)中所述存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式為PN420和PN945幀頭模式。
進(jìn)一步來說，步驟(4)中所述對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)，包括以下步驟 (401)從經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償?shù)慕邮招盘杛(n)，n＝0，1，2，…中截取一段數(shù)據(jù)序列作為待處理的數(shù)據(jù)序列，記為rpn(n)，其中信號樣本的索引n的取值范圍是Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1； 其中，幀頭偽隨機(jī)序列的長度為P個(gè)基帶樣本點(diǎn)，P的具體取值與發(fā)射端發(fā)射的幀頭模式有關(guān)，為420、595或者945三值之一； Icoarse為之前同步捕獲處理步驟獲得的粗同步位置索引；Lds，max為系統(tǒng)對接收機(jī)的最大延時(shí)擴(kuò)展的要求； (402)根據(jù)計(jì)出的幀頭模式和獲得的偽隨機(jī)序列相位，選取相應(yīng)的本地幀頭偽隨機(jī)序列作為輔助處理序列，記為spn(n)，長度為P，其中索引n的取值范圍是0～P-1； (403)設(shè)置功率因子門限值Tpower，或者設(shè)置幅度因子門限值Tamp，其中 (404)獲得所有相關(guān)序列的最大功率值為Pcorr，max，并獲得對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值為Pcorr，avg，并確定整數(shù)頻偏對應(yīng)的整數(shù)因子δI； (405)將Pcorr，max與Tpower·Pcorr，avg進(jìn)行比較，若Pcorr，max大于Tpower·Pcorr，avg，則執(zhí)行以下操作更新接收機(jī)狀態(tài)，進(jìn)入跟蹤狀態(tài)；確定δI·ΔB即為整數(shù)頻偏。
進(jìn)一步來說，步驟(403)中功率因子門限值Tpower的具體的取值包括64。
進(jìn)一步來說，步驟(404)具體為執(zhí)行以下循環(huán)操作 逐次對整數(shù)頻偏的整數(shù)因子的索引k取不同的值，k的取值范圍是-δI，max到+δI，max之間的整數(shù)，對每一次k的取值，均執(zhí)行下述步驟 k·ΔB表示當(dāng)前循環(huán)處理對應(yīng)的整數(shù)頻偏； (a)對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，并且記經(jīng)整數(shù)頻偏補(bǔ)償后的序列rpn(n)為rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1； (b)對序列rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1和序列spn(m)，m＝0～P-1做相關(guān)操作，獲得相關(guān)序列，記為序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max； (c)獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)； (d)獲得相關(guān)序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的功率序列Pcorr(l)＝|Scorr(l)|2，l＝0，1，…，2·Lds，max； (e)獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Porr，maxt，以及平均功率Pcorr，avgt； (f)之后，進(jìn)行如下判斷和賦值操作若Pcorr，maxt大于Pcorr，max，則進(jìn)行以下賦值操作δI＝k；反之，則不進(jìn)行任何操作；令k＝k+1，繼續(xù)循環(huán)； 其中，所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max及對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg初始值均為0，δI初始值為0。
進(jìn)一步來說，步驟(a)中所述對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，具體的實(shí)現(xiàn)步驟包括逐樣本地執(zhí)行rpn(n)·exp(-j·2π·k·ΔB·n/F)乘法操作； 其中exp(x)表示ex操作，e＝2.71828...，j表示復(fù)數(shù)指示因子，F(xiàn)表示基帶采樣率，為7.56MHz。
進(jìn)一步來說，步驟(c)中所述獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)的步驟，包括 令其中，conj(·)表示復(fù)數(shù)共軛操作。
進(jìn)一步來說，步驟(e)中所述獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt以及平均功率Pcorr，avgt的具體步驟，包括令以及令其中max(·)表示取最大值操作，argmax(·)表示取最大值對應(yīng)的索引值操作，mean(·)表示取平均值操作。
進(jìn)一步來說，步驟(405)還包括若Ptcorr，max小于等于Tpower·Pcorr，avg，則不進(jìn)行任何操作，整數(shù)頻偏估計(jì)失?。浑S后，更新參數(shù)，接收機(jī)仍繼續(xù)執(zhí)行步驟(404)，直至整數(shù)頻偏估計(jì)成功。
進(jìn)一步來說，所述更新參數(shù)，包括更新Tpower、δI，max或者Lds，max中的任意一種或者兩種以上的任意組合。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)裝置，用于對具有不同幀頭序列模式并存在載波頻率偏差的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)，所述裝置包括同步捕獲單元、小數(shù)頻偏估計(jì)單元、小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元、相位獲得單元、整數(shù)頻偏估計(jì)單元； 所述同步捕獲單元，與所述小數(shù)頻偏估計(jì)單元及所述整數(shù)頻偏估計(jì)單元相連，用于對接收信號進(jìn)行同步捕獲處理，獲得接收信號的幀的粗同步位置及所述接收信號的幀頭模式； 小數(shù)頻偏估計(jì)單元，與所述同步捕獲單元相連，用于對進(jìn)行同步捕獲后的接收信號進(jìn)行小數(shù)頻偏估計(jì)； 小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元，與所述小數(shù)頻偏估計(jì)單元相連，用于在估計(jì)出小數(shù)頻偏后進(jìn)行接收信號的小數(shù)頻偏補(bǔ)償； 所述相位獲得單元，與所述小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元相連，用于獲得存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位； 所述整數(shù)頻偏估計(jì)單元，與所述同步捕獲單元及所述相位獲得單元相連，用于根據(jù)接收信號的幀的粗同步位置、幀頭模式及所述相位對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)。
進(jìn)一步來說，所述相位獲得單元，進(jìn)一步用于獲得PN420和PN945幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位。
進(jìn)一步來說，所述整數(shù)頻偏估計(jì)單元進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)序列截取單元、輔助處理序列選取單元、功率因子門限值設(shè)定單元、相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元、比較單元、更新單元、整數(shù)頻偏確定單元； 所述數(shù)據(jù)序列截取單元，用于從經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償?shù)慕邮招盘杛(n)，n＝0，1，2，…中截取一段數(shù)據(jù)序列作為待處理的數(shù)據(jù)序列，記為rpn(n)，其中信號樣本的索引n的取值范圍是Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1；其中，幀頭偽隨機(jī)序列的長度為P個(gè)基帶樣本點(diǎn)，P的具體取值與發(fā)射端發(fā)射的幀頭模式有關(guān)，為420、595或者945三值之一；Icoarse為所述同步捕獲單元獲得的粗同步位置索引；Lds，max為系統(tǒng)對接收機(jī)的最大延時(shí)擴(kuò)展的要求； 所述輔助處理序列選取單元，與所述數(shù)據(jù)序列截取單元相連，用于根據(jù)所述同步捕獲單元估計(jì)出的幀頭模式和所述相位獲得單元獲得的偽隨機(jī)序列相位，選取相應(yīng)的本地幀頭偽隨機(jī)序列作為輔助處理序列，記為spn(n)，長度為P，其中索引n的取值范圍是0～P-1； 所述功率因子門限值設(shè)定單元，與所述輔助處理序列選取單元相連，用于設(shè)置功率因子門限值Tpower，或者設(shè)置幅度因子門限值Tamp，其中 所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，與所述功率因子門限值設(shè)定單元相連，用于獲得所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max，并獲得對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg，并確定整數(shù)頻偏對應(yīng)的整數(shù)因子δI； 所述比較單元，與所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元相連，用于將Pcorr，max與Tpower·Pcorr，avg進(jìn)行比較，若Pcorr，max大于Tpower·Pcorr，avg，則輸出一使能信號到更新單元； 所述更新單元，與所述比較單元相連，用于接收所述比較單元的一使能信號，更新接收機(jī)狀態(tài)，進(jìn)入跟蹤狀態(tài)； 所述整數(shù)頻偏確定單元，與所述更新單元相連，用于確定δI·ΔB為整數(shù)頻偏。
進(jìn)一步來說，所述功率因子門限值設(shè)定單元進(jìn)一步用于將功率因子門限值Tpower的具體的取值設(shè)定為64。
進(jìn)一步來說，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于逐次對整數(shù)頻偏的整數(shù)因子的索引k取不同的值，其中k的取值范圍是-δI，max到+δI，max之間的整數(shù)，并對每一次k的取值，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元均用于進(jìn)行下述操作； k·ΔB表示當(dāng)前循環(huán)處理對應(yīng)的整數(shù)頻偏； 對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，并且記經(jīng)整數(shù)頻偏補(bǔ)償后的序列rpn(n)為rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1； 對序列rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1和序列spn(m)，n＝0～P-1做相關(guān)操作，獲得相關(guān)序列，記為序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max； 獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)； 獲得相關(guān)序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的功率序列Pcorr(l)＝|scorr(l)|2，l＝0，1，…，2·Lds，max； 獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt； 之后，進(jìn)行如下判斷和賦值操作若Pcorr，maxt大于Pcorr，max，則進(jìn)行以下賦值操作δI＝k；反之，則不進(jìn)行任何操作；令k＝k+1，繼續(xù)循環(huán)； 其中，所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max及對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg初始值置均為0；δI初始值為0。
進(jìn)一步來說，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于逐樣本地執(zhí)行rpn(n)·exp(-j·2π·k·ΔB·n/F)乘法操作，以實(shí)現(xiàn)對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償； 其中exp(x)表示ex操作，e＝2.71828...，j表示復(fù)數(shù)指示因子，F(xiàn)表示基帶采樣率，為7.56MHz。
進(jìn)一步來說，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于令以獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)； 其中，conj(·)表示復(fù)數(shù)共軛操作。
進(jìn)一步來說，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于令和令以及令以獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt，其中max(·)表示取最大值操作，argmax(·)表示取最大值對應(yīng)的索引值操作，mean(·)表示取平均值操作。
進(jìn)一步來說，所述比較單元，進(jìn)一步用于在Pcorr，max小于等于Tpower·Pcorr，avg時(shí)，更新參數(shù)，并輸出一使能信號到所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元。
進(jìn)一步來說，所述比較單元，進(jìn)一步用于更新Tpower、δI，max或者Lds，max中的任意一種或者兩種以上的任意組合。
本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步方法與裝置，進(jìn)行整數(shù)頻偏的估計(jì)，并同時(shí)完成DTMB系統(tǒng)的精細(xì)幀同步處理。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步方法，用于對具有不同幀頭序列模式并存在載波頻率偏差的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步處理，所述方法包括以下步驟 (1)接收機(jī)首先對接收信號進(jìn)行同步捕獲處理，獲得接收信號的幀的粗同步位置以及所述接收信號的幀頭模式； (2)接收機(jī)對接收信號進(jìn)行小數(shù)頻偏估計(jì)，并且在估計(jì)出小數(shù)頻偏后進(jìn)行接收信號的小數(shù)頻偏補(bǔ)償； (3)獲得存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位； (4)根據(jù)所述接收信號的幀的粗同步位置、幀頭模式及所述相位對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步處理。
進(jìn)一步來說，步驟(1)中所述接收信號的幀頭模式為PN420、PN595或者PN945之一；步驟(3)中所述存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式為PN420和PN945幀頭模式。
進(jìn)一步來說，步驟(4)中所述對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步處理，包括以下步驟 (401)從經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償?shù)慕邮招盘杛(n)，n＝0，1，2，…中截取一段數(shù)據(jù)序列作為待處理的數(shù)據(jù)序列，記為rpn(n)，其中信號樣本的索引n的取值范圍是Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1； 其中，幀頭偽隨機(jī)序列的長度為P個(gè)基帶樣本點(diǎn)，P的具體取值與發(fā)射端發(fā)射的幀頭模式有關(guān)，為420、595或者945三值之一； Icparse為之前同步捕獲處理步驟獲得的粗同步位置索引；Lds，max為系統(tǒng)對接收機(jī)的最大延時(shí)擴(kuò)展的要求； (402)根據(jù)估計(jì)出的幀頭模式和獲得的偽隨機(jī)序列相位，選取相應(yīng)的本地幀頭偽隨機(jī)序列作為輔助處理序列，記為spn(n)，長度為P，其中索引n的取值范圍是0～P-1； (403)設(shè)置功率因子門限值Tpower，或者設(shè)置幅度因子門限值Tamp，其中 (404)獲得所有相關(guān)序列的最大功率值為Pcorr，max，并獲得對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值為Pcorr，avg，并確定整數(shù)頻偏對應(yīng)的整數(shù)因子δI及最大功率值Pcorr，max對應(yīng)的相關(guān)序列中的樣本點(diǎn)索引值Icorr，peak； (405)將Pcorr，max與Tpower·Pcorr，avg進(jìn)行比較，若Pcorr，max大于Tpower·Pcorr，avg，則執(zhí)行以下操作更新接收機(jī)狀態(tài)，進(jìn)入跟蹤狀態(tài)；確定δI·ΔB即為整數(shù)頻偏；確定Icoarse+Icorr，peak-Lds，max即為獲得的精細(xì)同步位置索引。
進(jìn)一步來說，步驟(403)中功率因子門限值Tpower的具體的取值包括64。
進(jìn)一步來說，步驟(404)具體為執(zhí)行以下循環(huán)操作 逐次對整數(shù)頻偏的整數(shù)因子的索引k取不同的值，其中k的取值范圍是-δI，max到+δI，max之間的整數(shù)，并對每一次k的取值，均執(zhí)行下述步驟； k·ΔB表示當(dāng)前循環(huán)處理對應(yīng)的整數(shù)頻偏； (a)對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，并且記經(jīng)整數(shù)頻偏補(bǔ)償后的序列rpn(n)為rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1； (b)對序列rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1和序列spn(m)，m＝0～P-1做相關(guān)操作，獲得相關(guān)序列，記為序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max； (c)獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)； (d)獲得相關(guān)序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的功率序列Pcorr(l)＝|Scorr(l)|2，l＝0，1，…，2·Lds，max； (e)獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt， (f)進(jìn)行如下判斷和賦值操作若Pcorr，maxt，大于Pcorr，max，則進(jìn)行以下賦值操作δI＝k；反之，則不進(jìn)行任何操作；令k＝k+1，繼續(xù)循環(huán)； 其中，所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max及對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg初始值置均為為0；Pcorr，peak初始值為0；δI初始值為0。
進(jìn)一步來說，步驟(a)中所述對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，具體的實(shí)現(xiàn)步驟包括逐樣本地執(zhí)行rpn(n)·exp(-j·2π·k·ΔB·n/F)乘法操作； 其中exp(x)表示ex操作，e＝2.71828...，j表示復(fù)數(shù)指示因子，F(xiàn)表示基帶采樣率，為7.56MHz。
進(jìn)一步來說，步驟(c)中所述獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)的步驟，包括 令其中，conj(·)表示復(fù)數(shù)共軛操作。
進(jìn)一步來說，步驟(e)中所述獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt的具體步驟，包括令和令以及令其中max(·)表示取最大值操作，argmax(·)表示取最大值對應(yīng)的索引值操作，mean(·)表示取平均值操作。
進(jìn)一步來說，步驟(405)還包括若Pcorr，max小于等于Tpower·Pcorr，avg，則整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步失??；隨后，更新參數(shù)，接收機(jī)仍繼續(xù)執(zhí)行步驟(404)，直至整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步成功。
進(jìn)一步來說，所述更新參數(shù)，包括更新Tpower、δI，max或者Lds，max中的任意一種或者兩種以上的任意組合。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步裝置，用于對具有不同幀頭序列模式并存在載波頻率偏差的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步處理，所述裝置包括同步捕獲單元、小數(shù)頻偏估計(jì)單元、小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元、相位獲得單元、整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步單元； 所述同步捕獲單元，與所述小數(shù)頻偏估計(jì)單元及所述整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步單元相連，用于對對接收信號進(jìn)行同步捕獲處理，獲得接收信號的幀的粗同步位置及所述接收信號的幀頭模式； 小數(shù)頻偏估計(jì)單元，與所述同步捕獲單元相連，用于對進(jìn)行同步捕獲后的接收信號進(jìn)行小數(shù)頻偏估計(jì)； 小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元，與所述小數(shù)頻偏估計(jì)單元相連，用于在估計(jì)出小數(shù)頻偏后進(jìn)行接收信號的小數(shù)頻偏補(bǔ)償； 所述相位獲得單元，與所述小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元相連，用于獲得存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位； 所述整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步單元，與所述同步捕獲單元及所述相位獲得單元相連，用于根據(jù)接收信號的幀的粗同步位置、幀頭模式及所述相位對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步處理。
進(jìn)一步來說，所述相位獲得單元，進(jìn)一步用于獲得PN420和PN945幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位。
進(jìn)一步來說，所述整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步單元進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)序列截取單元、輔助處理序列選取單元、功率因子門限值設(shè)定單元、相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元、比較單元、更新單元、整數(shù)頻偏及精細(xì)同步確定單元； 所述數(shù)據(jù)序列截取單元，用于從經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償?shù)慕邮招盘杛(n)，n＝0，1，2，…中截取一段數(shù)據(jù)序列作為待處理的數(shù)據(jù)序列，記為rpn(n)，其中信號樣本的索引n的取值范圍是Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1；其中，幀頭偽隨機(jī)序列的長度為P個(gè)基帶樣本點(diǎn)，P的具體取值與接收信號的幀頭模式有關(guān)，為420、595或者945三值之一；Icoarse為所述同步捕獲單元獲得的粗同步位置索引；Lds，max為系統(tǒng)對接收機(jī)的最大延時(shí)擴(kuò)展的要求； 所述輔助處理序列選取單元，與所述數(shù)據(jù)序列截取單元相連，用于根據(jù)所述同步捕獲單元估計(jì)出的幀頭模式和所述相位獲得單元獲得的偽隨機(jī)序列相位，選取相應(yīng)的本地幀頭偽隨機(jī)序列作為輔助處理序列，記為spn(n)，長度為P，其中索引n的取值范圍是0～P-1； 所述功率因子門限值設(shè)定單元，與所述輔助處理序列選取單元相連，用于設(shè)置功率因子門限值Tpower，或者設(shè)置幅度因子門限值Tamp，其中 所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，與所述功率因子門限值設(shè)定單元相連，用于獲得所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max，及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，并獲得對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg，并確定整數(shù)頻偏對應(yīng)的整數(shù)因子δI； 所述比較單元，與所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元相連，用于將Pcorr，max與Tpower·Pcorr，avg進(jìn)行比較，若Pcorr，max大于Tpower·Pcorr，avg，則輸出一使能信號到更新單元； 所述更新單元，與所述比較單元相連，用于接收所述比較單元的一使能信號，更新接收機(jī)狀態(tài)，進(jìn)入跟蹤狀態(tài)； 所述整數(shù)頻偏及精細(xì)同步確定單元，與所述更新單元相連，用于確定δI·ΔB為整數(shù)頻偏，及用于確定Icoarse+Icorr，peak-Lds，max為獲得的精細(xì)同步位置索引。
進(jìn)一步來說，所述功率因子門限值設(shè)定單元進(jìn)一步用于將功率因子門限值Tpower的具體的取值設(shè)定為64。
進(jìn)一步來說，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于逐次對整數(shù)頻偏的整數(shù)因子的索引k取不同的值，其中k的取值范圍是-δI，max到+δI，max之間的整數(shù)，并對每一次k的取值，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元均進(jìn)行下述處理； k·ΔB表示當(dāng)前循環(huán)處理對應(yīng)的整數(shù)頻偏； 對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，并且記經(jīng)整數(shù)頻偏補(bǔ)償后的序列rpn(n)為rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1； 對序列rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1和序列spn(m)，m＝0～P-1做相關(guān)操作，獲得相關(guān)序列，記為序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max； 獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)； 獲得相關(guān)序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的功率序列Pcorr(l)＝|scorr(l)|2，l＝0，1，…，2·Lds，max； 獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt， 之后，進(jìn)行如下判斷和賦值操作若Pcorr，maxt大于Pcorr，max，則進(jìn)行以下賦值操作δI＝k；反之，則不進(jìn)行任何操作；令k＝k+1，繼續(xù)循環(huán)； 其中，所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max及對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg初始值置均為0；Icorr，peak初始值為0；δI初始值為0。
進(jìn)一步來說，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于逐樣本地執(zhí)行rpn(n)·exp(-j·2π·k·ΔB·n/F)乘法操作，以實(shí)現(xiàn)對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償； 其中exp(x)表示ex操作，e＝2.71828...，j表示復(fù)數(shù)指示因子，F(xiàn)表示基帶采樣率，為7.56MHz。
進(jìn)一步來說，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于令以獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)； 其中，conj(·)表示復(fù)數(shù)共軛操作。
進(jìn)一步來說，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于令和令以及令以獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt，其中max(·)表示取最大值操作，argmax(·)表示取最大值對應(yīng)的索引值操作，mean(·)表示取平均值操作。
進(jìn)一步來說，所述比較單元，進(jìn)一步用于在Pcorr，max小于等于Tpower·Pcorr，avg時(shí)，更新參數(shù)，并輸出一使能信號到所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元。
進(jìn)一步來說，所述比較單元，進(jìn)一步用于更新Tpower、δI，max或者Lds，max中的任意一種或者兩種以上的任意組合。
針對DTMB接收機(jī)的載波頻偏估計(jì)問題，本發(fā)明提出了一種新的針對DTMB系統(tǒng)接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)方法與裝置，可以實(shí)現(xiàn)對DTMB系統(tǒng)接收機(jī)的整數(shù)頻偏進(jìn)行估計(jì)，并具有估計(jì)性能好、估計(jì)范圍大的特點(diǎn)。本發(fā)明并提供了一種在對接收機(jī)進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)時(shí)同時(shí)進(jìn)行精細(xì)同步的方法與裝置，實(shí)現(xiàn)整數(shù)頻偏估計(jì)與精細(xì)同步的同時(shí)處理，相比于單獨(dú)精細(xì)同步處理的方法，有復(fù)雜度小的優(yōu)點(diǎn)。事實(shí)上，該聯(lián)合方案的處理思想可以應(yīng)用于所有與DTMB系統(tǒng)相類似的傳輸系統(tǒng)。
圖1為DTMB系統(tǒng)的基于復(fù)幀的四層幀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為DTMB標(biāo)準(zhǔn)的PN420的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為DTMB標(biāo)準(zhǔn)的PN945的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為DTMB標(biāo)準(zhǔn)的PN420的結(jié)構(gòu)變化形式示意圖。
圖5為DTMB標(biāo)準(zhǔn)的PN945的結(jié)構(gòu)變化形式示意圖。
圖6為三種幀頭模式對應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)擁有相同的結(jié)構(gòu)變化形式示意圖。
圖7為本發(fā)明的接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)方法流程圖。
圖8為本發(fā)明的接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)裝置框圖。
圖9為圖8所示的整數(shù)頻偏估計(jì)裝置所包括的整數(shù)頻偏估計(jì)單元結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為本發(fā)明的接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步裝置框圖。
圖11為圖10所示的接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步裝置的整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步單元結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式 本發(fā)明的基本思想是，將發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間存在的載波頻率偏差劃分為整數(shù)頻偏和小數(shù)頻偏，先估計(jì)小數(shù)頻偏，再估計(jì)整數(shù)頻偏；具體來說，當(dāng)DTMB系統(tǒng)獲得粗同步、估計(jì)出小數(shù)頻偏并且進(jìn)行了小數(shù)頻偏補(bǔ)償以及獲知發(fā)射機(jī)發(fā)射的幀頭PN模式和幀頭PN序列后，就可以進(jìn)行整數(shù)頻率偏差的估計(jì)了。
本發(fā)明并提出了在估計(jì)整數(shù)頻偏的同時(shí)，完成DTMB系統(tǒng)的精細(xì)幀同步處理的方法與裝置。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
參照圖1所示，為DTMB系統(tǒng)的基于復(fù)幀的四層幀結(jié)構(gòu)示意圖，給出了DTMB系統(tǒng)的基于復(fù)幀的四層幀結(jié)構(gòu)。由圖1可知，信號幀是最基本的傳輸單元，包括幀頭和幀體。幀頭填充PN序列，幀體可以是單載波模式的數(shù)據(jù)，也可以是多載波模式的數(shù)據(jù)。在多載波模式下，IFFT(1nverse Fast FourierTransform，快速傅里葉逆變換)的大小為3780點(diǎn)。
其中，幀頭PN序列的長度有三種420個(gè)數(shù)據(jù)符號、595個(gè)數(shù)據(jù)符號以及945個(gè)數(shù)據(jù)符號，從而對應(yīng)地存在三種信號幀長度。幀頭序列的結(jié)構(gòu)將在以下進(jìn)行介紹。DTMB系統(tǒng)的基帶采樣率為7.56MSPS(Mega-Samples-Per-Second，每秒采樣百萬次)。因此，對應(yīng)的三種PN幀頭序列的時(shí)間長度分別是420/7.56＝55.56微秒、595/7.56＝78.703微秒以及945/7.56＝125微秒。并且，幀體的時(shí)間長度均為500微秒。從而，對應(yīng)的每個(gè)信號幀的時(shí)間長度分別是555.56微秒、578.703微秒和625微秒。在信號幀之上是超幀，每個(gè)超幀的時(shí)間長度統(tǒng)一為125ms。對應(yīng)地，一個(gè)超幀分別包含225、216和200個(gè)信號幀。超幀之上為分幀，時(shí)間長度為一分鐘。一個(gè)分幀包含480個(gè)超幀。再往上為日幀，對應(yīng)一天的24小時(shí)。一個(gè)日幀包含1440個(gè)分幀。
三種PN幀頭序列的構(gòu)造方法并不一致。下面結(jié)合圖2及圖3對PN420序列的結(jié)構(gòu)及PN945序列的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
參照圖2所示，為DTMB標(biāo)準(zhǔn)的PN420的結(jié)構(gòu)示意圖，給出了幀頭PN420序列的結(jié)構(gòu)示意。該序列中間為PN255序列，為一個(gè)8階的m序列，經(jīng)“0”到+1值及“1”到-1值的映射變換為非歸零的二進(jìn)制符號。PN420序列包含一個(gè)前同步序列(長度為82個(gè)符號)、一個(gè)PN255序列和一個(gè)后同步序列(長度為83個(gè)符號)。前同步序列是PN255序列的循環(huán)前綴序列，后同步序列是PN255序列的循環(huán)后綴序列。PN255序列采用線性反饋移位寄存器(Linear Feedback Shift Register，LFSR)生成，不同的LFSR的初始相位將生成不同的PN255序列。
參照圖3所示，為DTMB標(biāo)準(zhǔn)的PN945的結(jié)構(gòu)示意圖，給出了幀頭PN945序列的結(jié)構(gòu)示意。PN945的結(jié)構(gòu)與PN420的結(jié)構(gòu)類似，都有前同步序列和后同步序列。PN945序列的中間序列為一個(gè)PN511序列，采用一個(gè)9階的m序列生成，再經(jīng)“0”到+1值和“1”到-1值的映射變換為非歸零的二進(jìn)制符號序列。PN945序列的具體取值也是可變的，與LFSR的初始相位有關(guān)。并且，為了降低相鄰的PN420序列或者PN945序列之間的相關(guān)性，DTMB標(biāo)準(zhǔn)專門通過計(jì)算機(jī)仿真將初始相位精心排列了一下。
由以上敘述可知，PN420和PN945的構(gòu)造方法一樣，但PN595的構(gòu)造方法卻與PN420和PN945的構(gòu)造方法大不相同。PN595序列是采用10階最大長度偽隨機(jī)二進(jìn)制序列截短而成，是長度為1023的m序列的前595個(gè)碼片。并且，生成該1023長度的m序列的LFSR的初始相位也是固定的，為0000000001，即每個(gè)信號幀采用的PN595序列是相同的。偽隨機(jī)序列的前595個(gè)碼片，經(jīng)“0”到+1值和“1”到-1值的映射變換為非歸零的二進(jìn)制符號序列，即為PN595幀頭序列。
將圖2和圖3的幀頭序列結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)形式稍作變化，見圖4和圖5。圖4為DTMB標(biāo)準(zhǔn)的幀頭PN420的結(jié)構(gòu)變化形式示意圖，圖5為DTMB標(biāo)準(zhǔn)的幀頭PN945的結(jié)構(gòu)變化形式示意圖。
從圖4和圖5可以看出，PN420序列和PN945序列都可以看作是“CP+PN序列”的形式，分別是圖4的“CP+新PN255序列”形式和圖5的“CP+新PN511序列”形式。
從而，三種幀頭序列在DTMB系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)中都擁有了相同的形式。
參照圖6所示，為三種幀頭結(jié)構(gòu)擁有相同的結(jié)構(gòu)變化形式示意圖。由圖6可知，三種幀頭結(jié)構(gòu)具有相同的變化形式，即為N+L+N的結(jié)構(gòu)形式，即每隔一段時(shí)間(L)，就有同樣的PN序列出現(xiàn)。對于PN420幀頭模式來說，L＝90個(gè)符號，N＝165個(gè)符號；對于PN595幀頭模式來說，L＝3780個(gè)符號，N＝595個(gè)符號；對于PN945幀頭模式來說，L＝77個(gè)符號，N＝434個(gè)符號。
參照圖7所示，為本發(fā)明的接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)方法流程圖。所述方法包括以下步驟 步驟701接收機(jī)首先對接收信號進(jìn)行同步捕獲處理，獲得接收信號的幀的粗同步位置，以及所述接收信號的幀頭模式； 所述幀頭模式為PN420、PN595或者PN945之一； 步驟702接收機(jī)進(jìn)行小數(shù)頻偏估計(jì)，并且在估計(jì)出小數(shù)頻偏后進(jìn)行接收信號的小數(shù)頻偏補(bǔ)償； 步驟703針對存在相位旋轉(zhuǎn)的PN420幀頭模式和存在相位旋轉(zhuǎn)的PN945幀頭模式，判斷出當(dāng)前的幀頭PN序列的具體相位； 以便根據(jù)所述具體相位選用存儲在本地的對應(yīng)相位的幀頭PN序列以進(jìn)行隨后的整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步。
步驟704根據(jù)所述接收信號的幀的粗同步位置、幀頭模式及所述相位對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)。
在進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)的同時(shí)可以進(jìn)行精細(xì)同步處理。
下面對步驟702所述的小數(shù)頻偏估計(jì)方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
所述小數(shù)頻偏估計(jì)方法包括以下步驟 步驟101在接收端將所有的幀頭序列模式劃分為相同的結(jié)構(gòu)形式N+L+N，并令ΔB為其中F為系統(tǒng)的基帶采樣率； 步驟102接收機(jī)接收存在載波頻率偏差的接收信號，對所述接收信號進(jìn)行同步捕獲后獲知發(fā)射端發(fā)射的具體的幀頭序列模式，根據(jù)所述幀頭序列模式選擇對應(yīng)的N、L； 步驟103對接收信號進(jìn)行滑動自相關(guān)操作，獲得滑動自相關(guān)操作的輸出結(jié)果； 步驟104根據(jù)對接收信號進(jìn)行滑動自相關(guān)操作的輸出結(jié)果，進(jìn)行小數(shù)頻偏的估計(jì)。
下面對上述小數(shù)頻偏估計(jì)方法流程的實(shí)現(xiàn)詳細(xì)進(jìn)行敘述。
發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間存在的載波頻率偏差，可以記為Δf Hz。一般可以將載波頻偏Δf進(jìn)行歸一化處理，即δ＝Δf/ΔB，其中ΔB的定義見后；從而δ＝δI+δf，δI表示整數(shù)(0，+-數(shù))，δf表示小數(shù)，δI·ΔB表示整數(shù)頻偏，δf·ΔB表示小數(shù)頻偏。因此，只要估計(jì)出小數(shù)δf(小于等于1)，就可以獲得小數(shù)頻偏δf·ΔB。同時(shí)，只要估計(jì)出整數(shù)δI，就可以獲得整數(shù)頻偏δI·ΔB。
由于DTMB系統(tǒng)的基帶采樣率F為7.56MHz，定義 從而，對于PN420幀頭模式來說，ΔB＝7.56·103/255＝29.647KHz；對于PN595幀頭模式來說，ΔB＝7.56·103/4375＝1.728KHz；對于PN945幀頭模式來說，ΔB＝7.56·103/511＝14.79452KHz。
在估計(jì)載波頻偏之前，DTMB接收機(jī)首先要執(zhí)行同步捕獲過程。完成同步捕獲過程后，就可以獲得相應(yīng)的同步信息，包括獲得幀的粗同步位置，以及獲得發(fā)射端發(fā)射的幀頭PN序列為何種形式(即為PN420、PN595或者PN945三種幀模式中之一)。
存在載波頻率偏差的簡化的接收信號可以表示為 r(k)＝s(k)·exp(j2πkδ/M)，k＝0，1，2，… 其中，s(k)表示發(fā)射信號，我們置M為M＝N+L； 然后，接收信號經(jīng)過一個(gè)滑動自相關(guān)器，進(jìn)行滑動自相關(guān)操作。
滑動自相關(guān)器的功能描述如下 其中，r(n)表示接收到的信號樣本，conj(·)表示取共軛函數(shù)，R(n)為一個(gè)序列，表示自相關(guān)操作的輸出結(jié)果，N和L根據(jù)不同幀頭模式進(jìn)行取值，見上所述。
其次，根據(jù)滑動自相關(guān)操作的輸出結(jié)果，進(jìn)行小數(shù)頻偏的計(jì)算，即可以獲得估計(jì)出的小數(shù)頻偏結(jié)果。
小數(shù)頻偏的計(jì)算由小數(shù)頻偏計(jì)算模塊完成，小數(shù)頻偏計(jì)算模塊的具體處理步驟描述如下 首先對自相關(guān)輸出結(jié)果R(n)序列取絕對值，獲得R(n)序列的幅度序列|R(n)|；其次，尋找到|R(n)|序列的最大值，記為max(|R(n)|)，并且記該幅度最大值對應(yīng)的索引值為nmax，進(jìn)而獲得R(nmax)；第三，取R(nmax)的相位，記為θ。一般說來，相位θ具有如下形式 θ＝2πδ(N+L)/M 由于已經(jīng)置M為M＝N+L，從而 θ＝2πδ 進(jìn)一步，由于相位的周期性(肯定以2π為周期) θ＝2πδf 最后，將與ΔB相乘，即獲得估計(jì)出的小數(shù)頻偏δf·ΔB。
由于同步捕獲階段已經(jīng)獲知了發(fā)射端發(fā)射的具體的PN幀頭模式，因此可以直接選用對應(yīng)的N、L和ΔB等參數(shù)。
下面對步驟704中進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)的步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。
由于DTMB系統(tǒng)的基帶采樣率F為7.56MHz，同樣的，定義 從而，對于PN420幀頭模式來說，ΔB＝7.56·103/255＝29.647KHz；對于PN595幀頭模式來說，ΔB＝7.56·103/4375＝1728KHz；對于PN945幀頭模式來說，ΔB＝7.56·103/511＝14.79452KHz。
記接收機(jī)對整數(shù)頻偏的范圍要求為-δI，max·ΔB～+δI，max·ΔB，其中δI，max＞0，為整數(shù)。
下面給出本發(fā)明提出的DTMB接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步方案的具體處理步驟。
第一步從經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償?shù)慕邮招盘杛(n)，n＝0，1，2，…中截取一段數(shù)據(jù)序列作為待處理的數(shù)據(jù)序列，記為rpn(n)，其中信號樣本的索引n的取值范圍是Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1。
其中，幀頭PN序列的長度為P個(gè)基帶樣本點(diǎn)(P的具體取值與發(fā)射端發(fā)射的幀頭模式有關(guān)，為420、595或者945三值之一)； Icoarse為之前同步捕獲處理步驟獲得的粗同步位置(該粗同步位置標(biāo)識了幀頭PN序列的起始點(diǎn))索引；Lds，max為DTMB系統(tǒng)對接收機(jī)的最大延時(shí)擴(kuò)展的要求； 第二步根據(jù)估計(jì)出的幀頭模式和判斷出的PN序列相位，選取相應(yīng)的本地幀頭PN序列作為輔助處理序列，記為spn(n)，長度為P，其中索引n的取值范圍是0～P-1； 第三步設(shè)置功率因子門限值Tpower，一個(gè)具體的取值可以為64；或者，相對應(yīng)地，設(shè)置幅度因子門限值Tamp，其中 第四步執(zhí)行以下循環(huán)處理； 記所有相關(guān)序列的最大功率值為Pcorr，max，其初始值置為0；記對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值為Pcorr，avg，其初始值置為0；記最大功率值Pcorr，max對應(yīng)的相關(guān)序列中的樣本點(diǎn)索引值為Icorr，peak，其初始值置為0；記整數(shù)頻偏對應(yīng)的整數(shù)因子為δI，其初始值置為0。
逐次對整數(shù)頻偏的整數(shù)因子的索引k取不同的值，其中k的取值范圍是-δI，max到+δI，max之間的整數(shù)，并對每一次k的取值，均進(jìn)行下述操作； 其中，k·ΔB表示當(dāng)前循環(huán)處理步驟對應(yīng)的整數(shù)頻偏； (a)對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，一種具體的實(shí)現(xiàn)步驟可以表示如下逐樣本地執(zhí)行rpn(n)·exp(-j·2π·k·ΔB·n/F)乘法操作，并且記經(jīng)整數(shù)頻偏補(bǔ)償后的序列rpn(n)為rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1； 其中exp(x)表示ex操作，e＝2.71828...，j表示復(fù)數(shù)指示因子，F(xiàn)表示基帶采樣率，為7.56MHz； (b)對序列rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1和序列spn(m)，m＝0～P-1做相關(guān)操作，獲得相關(guān)序列，記為序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max； (c)其中，獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)的步驟可以描述如下 令 其中，conj(·)表示復(fù)數(shù)共軛操作。
(d)獲得相關(guān)序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的功率序列Pcorr(l)＝|scorr(l)|2，l＝0，1，…，2·Lds，max。
(e)獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt，具體方法可以是和以及其中max(·)表示取最大值操作，arg max(·)表示取最大值對應(yīng)的索引值操作，mean(·)表示取平均值操作。
(f)進(jìn)行如下判斷和賦值操作若Pcorr，maxt大于Pcorr，max，則進(jìn)行以下賦值操作δI＝k，進(jìn)一步執(zhí)行第五步；反之，則不進(jìn)行任何操作；令k＝k+1，繼續(xù)循環(huán)。
第五步若Pcorr，max大于Tpower·Pcorr，avg，則執(zhí)行以下操作 更新接收機(jī)狀態(tài)，進(jìn)入跟蹤狀態(tài)；確定δI·ΔB即為整數(shù)頻偏；確定Icoarse+Icorr，peak-Lds，max即為獲得的精細(xì)同步位置索引； 反之，則整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步失敗；隨后，更新某些參數(shù)如Tpower或者δI，max或者Lds，max等，接收機(jī)仍繼續(xù)執(zhí)行上述的整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步方法，直至成功。
當(dāng)然，如果只需要估計(jì)整數(shù)頻偏，而不需要進(jìn)行精細(xì)同步處理，則在上述的流程中去掉精細(xì)同步處理的相關(guān)步驟即可，這樣就構(gòu)成了本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明在此不再贅述。
下面通過圖8、圖9、圖10、圖11分別對本發(fā)明的單獨(dú)進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)的裝置、同時(shí)進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步的裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
參照圖8所示，為本發(fā)明的接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)裝置框圖。所述整數(shù)頻偏估計(jì)裝置用于對具有不同幀頭序列模式并存在載波頻率偏差的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)，所述整數(shù)頻偏估計(jì)裝置包括同步捕獲單元80、小數(shù)頻偏估計(jì)單元81、小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元82、相位獲得單元83、整數(shù)頻偏估計(jì)單元84； 所述同步捕獲單元80，與所述小數(shù)頻偏估計(jì)單元81及所述整數(shù)頻偏估計(jì)單元84相連，用于對接收信號進(jìn)行同步捕獲處理，獲得接收信號的幀的粗同步位置及所述接收信號的幀頭模式； 小數(shù)頻偏估計(jì)單元81，與所述同步捕獲單元80相連，用于對進(jìn)行同步捕獲后的接收信號進(jìn)行小數(shù)頻偏估計(jì)； 小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元82，與所述小數(shù)頻偏估計(jì)單元81相連，用于在估計(jì)出小數(shù)頻偏后進(jìn)行接收信號的小數(shù)頻偏補(bǔ)償； 所述相位獲得單元83，與所述小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元82相連，用于獲得存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位；所述相位獲得單元83，進(jìn)一步用于獲得PN420和PN945幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位； 所述整數(shù)頻偏估計(jì)單元84，與所述同步捕獲單元80及所述相位獲得單元83相連，用于根據(jù)接收信號的幀的粗同步位置、幀頭模式及所述相位對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)。
參照圖9所示，為圖8所示的整數(shù)頻偏估計(jì)裝置所包括的整數(shù)頻偏估計(jì)單元結(jié)構(gòu)示意圖。所述整數(shù)頻偏估計(jì)單元84進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)序列截取單元841、輔助處理序列選取單元842、功率因子門限值設(shè)定單元843、相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元844、比較單元845、更新單元846、整數(shù)頻偏確定單元847； 所述數(shù)據(jù)序列截取單元841，用于從經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償?shù)慕邮招盘杛(n)，n＝0，1，2，…中截取一段數(shù)據(jù)序列作為待處理的數(shù)據(jù)序列，記為rpn(n)，其中信號樣本的索引n的取值范圍是Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1；其中，幀頭偽隨機(jī)序列的長度為P個(gè)基帶樣本點(diǎn)，P的具體取值與發(fā)射端發(fā)射的幀頭模式有關(guān)，為420、595或者945三值之一；Icoarse為所述同步捕獲單元80獲得的粗同步位置索引；Lds，max為系統(tǒng)對接收機(jī)的最大延時(shí)擴(kuò)展的要求； 所述輔助處理序列選取單元842，與所述數(shù)據(jù)序列截取單元841相連，用于根據(jù)所述同步捕獲單元80估計(jì)出的幀頭模式和所述相位獲得單元83獲得的偽隨機(jī)序列相位，選取相應(yīng)的本地幀頭偽隨機(jī)序列作為輔助處理序列，記為spn(n)，長度為P，其中索引n的取值范圍是0～P-1； 所述功率因子門限值設(shè)定單元843，所述輔助處理序列選取單元842相連，用于設(shè)置功率因子門限值Tpower，或者設(shè)置幅度因子門限值Tamp，其中所述功率因子門限值設(shè)定單元843進(jìn)一步用于將功率因子門限值Tpower的具體的取值設(shè)定為64； 所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元844，與所述功率因子門限值設(shè)定單元843相連，用于獲得所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max，并獲得對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg，并確定整數(shù)頻偏對應(yīng)的整數(shù)因子δI； 所述比較單元845，與所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元844相連，用于將Pcorr，max與Tpower·Pcorr，avg進(jìn)行比較，若Pcorr，max大于Tpower·Pcorr，avg，則輸出一使能信號到更新單元846；所述比較單元845，進(jìn)一步用于在Pcorr，max小于等于Tpower·Pcorr，avg時(shí)，更新參數(shù)，并輸出一使能信號到所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元844；所述比較單元845，進(jìn)一步用于更新Tpower、δI，max或者Lds，max中的任意一種或者兩種以上的任意組合； 所述更新單元846，與所述比較單元845，用于接收所述比較單元845的一使能信號，更新接收機(jī)狀態(tài)，進(jìn)入跟蹤狀態(tài)； 所述整數(shù)頻偏確定單元847，與所述更新單元846相連，用于確定δI·ΔB為整數(shù)頻偏； 所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元844，進(jìn)一步用于對整數(shù)頻偏的整數(shù)因子的索引k取不同的值，其中k的取值范圍是-δI，max到+δI，max之間的整數(shù)，并對每一次k的取值，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元844均進(jìn)行下述操作； k·ΔB表示當(dāng)前循環(huán)處理對應(yīng)的整數(shù)頻偏； 對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，并且記經(jīng)整數(shù)頻偏補(bǔ)償后的序列rpn(n)為rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1；在本實(shí)施例中，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元844，進(jìn)一步用于逐樣本地執(zhí)行rpn(n)·exp(-j·2π·k·ΔB·n/F)乘法操作，以實(shí)現(xiàn)對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償；其中exp(x)表示ex操作，e＝2.71828...，j表示復(fù)數(shù)指示因子，F(xiàn)表示基帶采樣率，為7.56MHz； 對序列rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1和序列spn(m)，n＝0～P-1做相關(guān)操作，獲得相關(guān)序列，記為序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max； 獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)； 在本實(shí)施例中，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元844，進(jìn)一步用于令以獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)Scorr(l)； 其中，conj(·)表示復(fù)數(shù)共軛操作； 獲得相關(guān)序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的功率序列Pcorr(l)＝|Scorr(l)|2，l＝0，1，…，2·Lds，max； 獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt； 在本實(shí)施例中，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元844，進(jìn)一步用于令和令以及令以獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt以及功率序列的平均功率Pcorr，maxt，其中max(·)表示取最大值操作，argmax(·)表示取最大值對應(yīng)的索引值操作，mean(·)表示取平均值操作； 之后，進(jìn)行如下判斷和賦值操作若Pcorr，maxt大于Pcorr，max，則進(jìn)行以下賦值操作δI＝k；反之，則不進(jìn)行任何操作；令k＝k+1，繼續(xù)循環(huán)； 其中，所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max及對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg初始值置均為為0；δI初始值為0。
參照圖10所示，為本發(fā)明的接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步裝置框圖。所述整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步裝置用于對具有不同幀頭序列模式并存在載波頻率偏差的接收信號同時(shí)進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步處理，所述整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步裝置包括同步捕獲單元90、小數(shù)頻偏估計(jì)單元91、小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元92、相位獲得單元93、整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步單元94； 所述同步捕獲單元90，與所述小數(shù)頻偏估計(jì)單元91及所述整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步單元94相連，用于對接收信號進(jìn)行同步捕獲處理，獲得接收信號的幀的粗同步位置及所述接收信號的幀頭模式； 小數(shù)頻偏估計(jì)單元91，與所述同步捕獲單元90相連，用于對進(jìn)行同步捕獲后的接收信號進(jìn)行小數(shù)頻偏估計(jì)； 小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元92，與所述小數(shù)頻偏估計(jì)單元91相連，用于在估計(jì)出小數(shù)頻偏后進(jìn)行接收信號的小數(shù)頻偏補(bǔ)償； 所述相位獲得單元93，與所述小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元92相連，用于獲得存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位；所述相位獲得單元93，進(jìn)一步用于獲得PN420和PN945幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位； 所述整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步單元94，與所述同步捕獲單元90及所述相位獲得單元93相連，用于根據(jù)接收信號的幀的粗同步位置、幀頭模式及所述相位對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步處理。
參照圖11所示，為圖10所示的接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步裝置的整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步單元結(jié)構(gòu)示意圖。所述整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步單元94進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)序列截取單元941、輔助處理序列選取單元942、功率因子門限值設(shè)定單元943、相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元944、比較單元945、更新單元946、整數(shù)頻偏及精細(xì)同步確定單元947； 所述數(shù)據(jù)序列截取單元941，用于從經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償?shù)慕邮招盘杛(n)，n＝0，1，2，…中截取一段數(shù)據(jù)序列作為待處理的數(shù)據(jù)序列，記為rpn(n)，其中信號樣本的索引n的取值范圍是Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1；其中，幀頭偽隨機(jī)序列的長度為P個(gè)基帶樣本點(diǎn)，P的具體取值與發(fā)射端發(fā)射的幀頭模式有關(guān)，為420、595或者945三值之一；Icoarse為所述同步捕獲單元獲得的粗同步位置索引；Lds，max為系統(tǒng)對接收機(jī)的最大延時(shí)擴(kuò)展的要求； 所述輔助處理序列選取單元942，與所述數(shù)據(jù)序列截取單元相連941，用于根據(jù)所述同步捕獲單元90估計(jì)出的幀頭模式和所述相位獲得單元93獲得的偽隨機(jī)序列相位，選取相應(yīng)的本地幀頭偽隨機(jī)序列作為輔助處理序列，記為spn(n)，長度為P，其中索引n的取值范圍是0～P-1； 所述功率因子門限值設(shè)定單元943，與所述輔助處理序列選取單元相連942，用于設(shè)置功率因子門限值Tpower，或者設(shè)置幅度因子門限值Tamp，其中所述功率因子門限值設(shè)定單元943進(jìn)一步用于將功率因子門限值Tpower的具體的取值設(shè)定為64； 所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元944，與所述功率因子門限值設(shè)定單元943相連，用于獲得所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max，及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，并獲得對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg，并確定整數(shù)頻偏對應(yīng)的整數(shù)因子δI； 所述比較單元945，與所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元相連944，用于將Pcorr，max與Tpower·Ptcorr，avg進(jìn)行比較，若Ptcorr，max大于Tpower·Ptcorr，avg，則輸出一使能信號到更新單元；所述比較單元945，進(jìn)一步用于在Pcorr，max小于等于Tpower·Pcorr，avg，更新參數(shù)，并輸出一使能信號到所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元944；所述比較單元945，進(jìn)一步用于更新Tpower、δI，max或者Lds，max中的任意一種或者兩種以上的任意組合； 所述更新單元946，與所述比較單元945相連，用于接收所述比較單元的一使能信號，更新接收機(jī)狀態(tài)，進(jìn)入跟蹤狀態(tài)； 所述整數(shù)頻偏及精細(xì)同步確定單元947，與所述更新單元946相連，用于確定δI·ΔB為整數(shù)頻偏，及用于確定Icoarse+Icorr，peak-Lds，max為獲得的精細(xì)同步位置索引； 所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元944，進(jìn)一步用于逐次對整數(shù)頻偏的整數(shù)因子的索引k取不同的值，其中k的取值范圍是-δI，max到+δI，max之間的整數(shù)，并對每一次k的取值，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元均用于進(jìn)行下述操作； k·ΔB表示當(dāng)前循環(huán)處理對應(yīng)的整數(shù)頻偏； 對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，并且記經(jīng)整數(shù)頻偏補(bǔ)償后的序列rpn(n)為rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1； 在本實(shí)施例中，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元944，進(jìn)一步用于逐樣本地執(zhí)行rpn(n)·exp(-j·2π·k·ΔB·n/F)乘法操作，以實(shí)現(xiàn)對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償； 其中exp(x)表示ex操作，e＝2.71828...，j表示復(fù)數(shù)指示因子，F(xiàn)表示基帶采樣率，為7.56MHz； 對序列rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1和序列spn(m)，m＝0～P-1做相關(guān)操作，獲得相關(guān)序列，記為序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max； 獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)； 在本實(shí)施例中，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元944，進(jìn)一步用于令以獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)； 其中，conj(·)表示復(fù)數(shù)共軛操作； 獲得相關(guān)序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的功率序列Pcorr(l)＝|scorr(l)|2，l＝0，1，…，2·Lds，max； 獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt及該最大功率值Porr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt， 在本實(shí)施例中，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元944，進(jìn)一步用于令和令以及令以獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt，其中max(·)表示取最大值操作，argmax(·)表示取最大值對應(yīng)的索引值操作，mean(·)表示取平均值操作； 之后，進(jìn)行如下判斷和賦值操作若Pcorr，maxt大于Pcorr，max，則進(jìn)行以下賦值操作δI＝k；反之，則不進(jìn)行任何操作；令k＝k+1，繼續(xù)循環(huán)； 其中，所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max及對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg初始值置均為為0；Icorr，peak初始值為0；δI初始值為0。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行的修改或者等同替換，均涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1、一種接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)方法，用于對具有不同幀頭序列模式并存在載波頻率偏差的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)，其特征在于，所述方法包括以下步驟
(1)接收機(jī)首先對接收信號進(jìn)行同步捕獲處理，獲得接收信號的幀的粗同步位置及所述接收信號的幀頭模式；
(2)接收機(jī)對接收信號進(jìn)行小數(shù)頻偏估計(jì)，并且在估計(jì)出小數(shù)頻偏后進(jìn)行接收信號的小數(shù)頻偏補(bǔ)償；
(3)獲得存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位；
(4)根據(jù)所述接收信號的幀的粗同步位置、幀頭模式及所述相位對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)。
2、如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中所述接收信號的幀頭模式為PN420、PN595或者PN945之一；步驟(3)中所述存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式為PN420和PN945幀頭模式。
3、如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟(4)中所述對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)，包括以下步驟
(401)從經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償?shù)慕邮招盘杛(n)，n＝0，1，2，…中截取一段數(shù)據(jù)序列作為待處理的數(shù)據(jù)序列，記為rpn(n)，其中信號樣本的索引n的取值范圍是Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1；
其中，幀頭偽隨機(jī)序列的長度為P個(gè)基帶樣本點(diǎn)，P的具體取值與發(fā)射端發(fā)射的幀頭模式有關(guān)，為420、595或者945三值之一；
Icoarse為之前同步捕獲處理步驟獲得的粗同步位置索引；Lds，max為系統(tǒng)對接收機(jī)的最大延時(shí)擴(kuò)展的要求；
(402)根據(jù)計(jì)算出的幀頭模式和獲得的偽隨機(jī)序列相位，選取相應(yīng)的本地幀頭偽隨機(jī)序列作為輔助處理序列，記為spn(n)，長度為P，其中索引n的取值范圍是0～P-1；
(403)設(shè)置功率因子門限值Tpower，或者設(shè)置幅度因子門限值Tamp，其中
(404)獲得所有相關(guān)序列的最大功率值為Pcorr，max，并獲得對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值為Pcorr，avg，并確定整數(shù)頻偏對應(yīng)的整數(shù)因子δI；
(405)將Pcorr，max與Tpower·Pcorr，avg進(jìn)行比較，若Pcorr，max大于Tpower·Pcorr，avg，則執(zhí)行以下操作更新接收機(jī)狀態(tài)，進(jìn)入跟蹤狀態(tài)；確定δI·ΔB即為整數(shù)頻偏。
4、如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(403)中功率因子門限值Tpower的具體的取值包括64。
5、如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(404)具體為執(zhí)行以下循環(huán)操作
逐次對整數(shù)頻偏的整數(shù)因子的索引k取不同的值，k的取值范圍是-δI，max到+δI，max之間的整數(shù)，對每一次k的取值，均執(zhí)行下述步驟
k·ΔB表示當(dāng)前循環(huán)處理對應(yīng)的整數(shù)頻偏；
(a)對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，并且記經(jīng)整數(shù)頻偏補(bǔ)償后的序列rpn(n)為rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1；
(b)對序列rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1和序列spn(m)，m＝0～P-1做相關(guān)操作，獲得相關(guān)序列，記為序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max；
(c)獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)；
(d)獲得相關(guān)序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的功率序列Pcorr(l)＝|scorr(l)2，l＝0，1，…，2·Lds，max；
(e)獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt，以及平均功率Pcorr，avgt；
(f)之后，進(jìn)行如下判斷和賦值操作若Pcorr，maxt大于Pcorr，max，則進(jìn)行以下賦值操作Pcorr，max＝Pcorr，maxt；Pcorr，avg＝Pcorr，avgt；δI＝k；反之，則不進(jìn)行任何操作；令k＝k+1，繼續(xù)循環(huán)；
其中，所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max及對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg初始值置均為0，δI初始值為0。
6、如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(a)中所述對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，具體的實(shí)現(xiàn)步驟包括逐樣本地執(zhí)行rpn(n)·exp(-j·2π·k·ΔB·n/F)乘法操作；
其中exp(x)表示ex操作，e＝2.71828...，j表示復(fù)數(shù)指示因子，F(xiàn)表示基帶采樣率，為7.56MHz。
7、如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，步驟(c)中所述獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)的步驟，包括
令其中，conj(·)表示復(fù)數(shù)共軛操作。
8、如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟(e)中所述獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt以及平均功率Pcorr，avgt的具體步驟，包括令以及令其中max(·)表示取最大值操作，arg max(·)表示取最大值對應(yīng)的索引值操作，mean(·)表示取平均值操作。
9、如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(405)還包括若Pcorr，max小于等于Tpower·Pcorr，avg，則整數(shù)頻偏估計(jì)失?。浑S后，更新參數(shù)，接收機(jī)仍繼續(xù)執(zhí)行步驟(404)，直至整數(shù)頻偏估計(jì)成功。
10、如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述更新參數(shù)，包括更新Tpower、δI，max或者Lds，max中的任意一種或者兩種以上的任意組合。
11、一種接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)裝置，用于對具有不同幀頭序列模式并存在載波頻率偏差的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)，其特征在于，所述裝置包括同步捕獲單元、小數(shù)頻偏估計(jì)單元、小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元、相位獲得單元、整數(shù)頻偏估計(jì)單元；
所述同步捕獲單元，與所述小數(shù)頻偏估計(jì)單元及所述整數(shù)頻偏估計(jì)單元相連，用于對接收信號進(jìn)行同步捕獲處理，獲得接收信號的幀的粗同步位置及所述接收信號的幀頭模式；
小數(shù)頻偏估計(jì)單元，與所述同步捕獲單元相連，用于對進(jìn)行同步捕獲后的接收信號進(jìn)行小數(shù)頻偏估計(jì)；
小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元，與所述小數(shù)頻偏估計(jì)單元相連，用于在估計(jì)出小數(shù)頻偏后進(jìn)行接收信號的小數(shù)頻偏補(bǔ)償；
所述相位獲得單元，與所述小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元相連，用于獲得存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位；
所述整數(shù)頻偏估計(jì)單元，與所述同步捕獲單元及所述相位獲得單元相連，用于根據(jù)接收信號的幀的粗同步位置、幀頭模式及所述相位對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)。
12、如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述相位獲得單元，進(jìn)一步用于獲得PN420和PN945幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位。
13、如權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于，所述整數(shù)頻偏估計(jì)單元進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)序列截取單元、輔助處理序列選取單元、功率因子門限值設(shè)定單元、相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元、比較單元、更新單元、整數(shù)頻偏確定單元；
所述數(shù)據(jù)序列截取單元，用于從經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償?shù)慕邮招盘杛(n)，n＝0，1，2，…中截取一段數(shù)據(jù)序列作為待處理的數(shù)據(jù)序列，記為rpn(n)，其中信號樣本的索引n的取值范圍是Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1；其中，幀頭偽隨機(jī)序列的長度為P個(gè)基帶樣本點(diǎn)，P的具體取值與發(fā)射端發(fā)射的幀頭模式有關(guān)，為420、595或者945三值之一；Icoarse為所述同步捕獲單元獲得的粗同步位置索引；Lds，max為系統(tǒng)對接收機(jī)的最大延時(shí)擴(kuò)展的要求；
所述輔助處理序列選取單元，與所述數(shù)據(jù)序列截取單元相連，用于根據(jù)所述同步捕獲單元估計(jì)出的幀頭模式和所述相位獲得單元獲得的偽隨機(jī)序列相位，選取相應(yīng)的本地幀頭偽隨機(jī)序列作為輔助處理序列，記為spn(n)，長度為P，其中索引n的取值范圍是0～P-1；
所述功率因子門限值設(shè)定單元，與所述輔助處理序列選取單元相連，用于設(shè)置功率因子門限值Tpower，或者設(shè)置幅度因子門限值Tamp，其中
所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，與所述功率因子門限值設(shè)定單元相連，用于獲得所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max，并獲得對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg，并確定整數(shù)頻偏對應(yīng)的整數(shù)因子δI；
所述比較單元，與所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元相連，用于將Pcorr，max與Tpower·Pcorr，avg進(jìn)行比較，若Pcorr，max大于Tpower·Pcorr，avg，則輸出一使能信號到更新單元；
所述更新單元，與所述比較單元相連，用于接收所述比較單元的一使能信號，更新接收機(jī)狀態(tài)，進(jìn)入跟蹤狀態(tài)；
所述整數(shù)頻偏確定單元，與所述更新單元相連，用于確定δI·ΔB為整數(shù)頻偏。
14、如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述功率因子門限值設(shè)定單元進(jìn)一步用于將功率因子門限值Tpower的具體的取值設(shè)定為64。
15、如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于逐次對整數(shù)頻偏的整數(shù)因子的索引k取不同的值，其中k的取值范圍是-δI，max到+δI，max之間的整數(shù)，并對每一次k的取值，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元均進(jìn)行下述操作；
k·ΔB表示當(dāng)前循環(huán)處理對應(yīng)的整數(shù)頻偏；
對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，并且記經(jīng)整數(shù)頻偏補(bǔ)償后的序列rpn(n)為rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1；
對序列rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1和序列spn(m)，m＝0～P-1做相關(guān)操作，獲得相關(guān)序列，記為序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max；
獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)；
獲得相關(guān)序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的功率序列Pcorr(l)＝|scorr(l)|2，l＝0，1，…，2·Lds，max；
獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt；
之后，進(jìn)行如下判斷和賦值操作若Pcorr，maxt大于Pcorr，max，則進(jìn)行以下賦值操作δJ＝k；反之，則不進(jìn)行任何操作；令k＝k+1，繼續(xù)循環(huán)；
其中，所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max及對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg初始值置均為0；δI初始值為0。
16、如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于逐樣本地執(zhí)行rpn(n)·exp(-j·2π·k·ΔB·n/F)乘法操作，以實(shí)現(xiàn)對序列rpn(n)，n =Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償；
其中exp(x)表示ex操作，e＝2.71828...，j表示復(fù)數(shù)指示因子，F(xiàn)表示基帶采樣率，為7.56MHz。
17、如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于令以獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)；
其中，conj(·)表示復(fù)數(shù)共軛操作。
18、如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于令和令以及令以獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt，其中max(·)表示取最大值操作，arg max(·)表示取最大值對應(yīng)的索引值操作，mean(·)表示取平均值操作。
19、如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述比較單元，進(jìn)一步用于在Pcorr，max小于等于Tpower·Pcorr，avg時(shí)，更新參數(shù)，并輸出一使能信號到所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元。
20、如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述比較單元，進(jìn)一步用于更新Tpower、δI，max或者Lds，max中的任意一種或者兩種以上的任意組合。
21、一種接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步方法，用于對具有不同幀頭序列模式并存在載波頻率偏差的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步處理，其特征在于，所述方法包括以下步驟
(1)接收機(jī)首先對接收信號進(jìn)行同步捕獲處理，獲得接收信號的幀的粗同步位置以及所述接收信號的幀頭模式；
(2)接收機(jī)對接收信號進(jìn)行小數(shù)頻偏估計(jì)，并且在估計(jì)出小數(shù)頻偏后進(jìn)行接收信號的小數(shù)頻偏補(bǔ)償；
(3)獲得存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位；
(4)根據(jù)所述接收信號的幀的粗同步位置、幀頭模式及所述相位對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步處理。
22、如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，步驟(1)中所述接收信號的幀頭模式為PN420、PN595或者PN945之一；步驟(3)中所述存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式為PN420和PN945幀頭模式。
23、如權(quán)利要求21或22所述的方法，其特征在于，步驟(4)中所述對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步處理，包括以下步驟
(401)從經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償?shù)慕邮招盘杛(n)，n＝0，1，2，…中截取一段數(shù)據(jù)序列作為待處理的數(shù)據(jù)序列，記為rpn(n)，其中信號樣本的索引n的取值范圍是Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1；
其中，幀頭偽隨機(jī)序列的長度為P個(gè)基帶樣本點(diǎn)，P的具體取值與發(fā)射端發(fā)射的幀頭模式有關(guān)，為420、595或者945三值之一；
Icoarse為之前同步捕獲處理步驟獲得的粗同步位置索引；Lds，max為系統(tǒng)對接收機(jī)的最大延時(shí)擴(kuò)展的要求；
(402)根據(jù)估計(jì)出的幀頭模式和獲得的偽隨機(jī)序列相位，選取相應(yīng)的本地幀頭偽隨機(jī)序列作為輔助處理序列，記為spn(n)，長度為P，其中索引n的取值范圍是0～P-1；
(403)設(shè)置功率因子門限值Tpower，或者設(shè)置幅度因子門限值Tamp，其中
(404)獲得所有相關(guān)序列的最大功率值為Pcorr，max，并獲得對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值為Pcorr，avg，并確定整數(shù)頻偏對應(yīng)的整數(shù)因子δI及最大功率值Pcorr，max對應(yīng)的相關(guān)序列中的樣本點(diǎn)索引值Icorr，peak；
(405)將Pcorr，max與Tpower·Pcorr，avg進(jìn)行比較，若Pcorr，max大于Tpower·Pcorr，avg，則執(zhí)行以下操作更新接收機(jī)狀態(tài)，進(jìn)入跟蹤狀態(tài)；確定δI·ΔB即為整數(shù)頻偏；確定Icoarse+Icorr，peak-Lds，max即為獲得的精細(xì)同步位置索引。
24、如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，步驟(403)中功率因子門限值Tpower的具體的取值包括64。
25、如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，步驟(404)具體為執(zhí)行以下循環(huán)操作
逐次對整數(shù)頻偏的整數(shù)因子的索引k取不同的值，其中k的取值范圍是-δI，max到+δI，max之間的整數(shù)，并對每一次k的取值，均執(zhí)行下述步驟；
k·ΔB表示當(dāng)前循環(huán)處理對應(yīng)的整數(shù)頻偏；
(a)對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，并且記經(jīng)整數(shù)頻偏補(bǔ)償后的序列rpn(n)為rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1；
(b)對序列rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1和序列spn(m)，m＝0～P-1做相關(guān)操作，獲得相關(guān)序列，記為序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max；
(c)獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)；
(d)獲得相關(guān)序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的功率序列Pcorr(l)＝|scorr(l)|2，l＝0，1，…，2·Lds，max；
(e)獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt，
(f)進(jìn)行如下判斷和賦值操作若Pcorr，maxt大于Pcorr，max，則進(jìn)行以下賦值操作δI＝k；反之，則不進(jìn)行任何操作；令k＝k+1，繼續(xù)循環(huán)；
其中，所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max及對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg初始值均為0；Icorr，peak初始值為0；δI初始值為0。
26、如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，步驟(a)中所述對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，具體的實(shí)現(xiàn)步驟包括逐樣本地執(zhí)行rpn(n)·exp(-j·2π·k·ΔB·n/F)乘法操作；
其中exp(x)表示ex操作，e＝2.71828...，j表示復(fù)數(shù)指示因子，F(xiàn)表示基帶采樣率，為7.56MHz。
27、如權(quán)利要求25或26所述的方法，其特征在于，步驟(c)中所述獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)的步驟，包括
令其中，conj(·)表示復(fù)數(shù)共軛操作。
28、如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，步驟(e)中所述獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt的具體步驟，包括令和令以及令其中max(·)表示取最大值操作，arg max(·)表示取最大值對應(yīng)的索引值操作，mean(·)表示取平均值操作。
29、如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，步驟(405)還包括若Pcorr，max小于等于Tpower·Pcorr，avg，則整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步失敗；隨后，更新參數(shù)，接收機(jī)仍繼續(xù)執(zhí)行步驟(404)，直至整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步成功。
30、如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述更新參數(shù)，包括更新Tpower、δI，max或者Lds，max中的任意一種或者兩種以上的任意組合。
31、一種接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步裝置，用于對具有不同幀頭序列模式并存在載波頻率偏差的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步處理，其特征在于，所述裝置包括同步捕獲單元、小數(shù)頻偏估計(jì)單元、小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元、相位獲得單元、整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步單元；
所述同步捕獲單元，與所述小數(shù)頻偏估計(jì)單元及所述整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步單元相連，用于對對接收信號進(jìn)行同步捕獲處理，獲得接收信號的幀的粗同步位置及所述接收信號的幀頭模式；
小數(shù)頻偏估計(jì)單元，與所述同步捕獲單元相連，用于對進(jìn)行同步捕獲后的接收信號進(jìn)行小數(shù)頻偏估計(jì)；
小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元，與所述小數(shù)頻偏估計(jì)單元相連，用于在估計(jì)出小數(shù)頻偏后進(jìn)行接收信號的小數(shù)頻偏補(bǔ)償；
所述相位獲得單元，與所述小數(shù)頻偏補(bǔ)償單元相連，用于獲得存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位；
所述整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步單元，與所述同步捕獲單元及所述相位獲得單元相連，用于根據(jù)接收信號的幀的粗同步位置、幀頭模式及所述相位對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步處理。
32、如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于，所述相位獲得單元，進(jìn)一步用于獲得PN420和PN945幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位。
33、如權(quán)利要求31或32所述的裝置，其特征在于，所述整數(shù)頻偏估計(jì)及精細(xì)同步單元進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)序列截取單元、輔助處理序列選取單元、功率因子門限值設(shè)定單元、相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元、比較單元、更新單元、整數(shù)頻偏及精細(xì)同步確定單元；
所述數(shù)據(jù)序列截取單元，用于從經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償?shù)慕邮招盘杛(n)，n＝0，1，2，…中截取一段數(shù)據(jù)序列作為待處理的數(shù)據(jù)序列，記為rpn(n)，其中信號樣本的索引n的取值范圍是Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1；其中，幀頭偽隨機(jī)序列的長度為P個(gè)基帶樣本點(diǎn)，P的具體取值與接收信號的幀頭模式有關(guān)，為420、595或者945三值之一；Icoarse為所述同步捕獲單元獲得的粗同步位置索引；Lds，max為系統(tǒng)對接收機(jī)的最大延時(shí)擴(kuò)展的要求；
所述輔助處理序列選取單元，與所述數(shù)據(jù)序列截取單元相連，用于根據(jù)所述同步捕獲單元估計(jì)出的幀頭模式和所述相位獲得單元獲得的偽隨機(jī)序列相位，選取相應(yīng)的本地幀頭偽隨機(jī)序列作為輔助處理序列，記為spn(n)，長度為P，其中索引n的取值范圍是0～P-1；
所述功率因子門限值設(shè)定單元，與所述輔助處理序列選取單元相連，用于設(shè)置功率因子門限值Tpower，或者設(shè)置幅度因子門限值Tamp，其中
所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，與所述功率因子門限值設(shè)定單元相連，用于獲得所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max，及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，并獲得對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，avg，并確定整數(shù)頻偏對應(yīng)的整數(shù)因子δI；
所述比較單元，與所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元相連，用于將Pcorr，max與Tpower·Pcorr，avg進(jìn)行比較，若Pcorr，max大于Tpower·Pcorr，avg，則輸出一使能信號到更新單元；
所述更新單元，與所述比較單元相連，用于接收所述比較單元的一使能信號，更新接收機(jī)狀態(tài)，進(jìn)入跟蹤狀態(tài)；
所述整數(shù)頻偏及精細(xì)同步確定單元，與所述更新單元相連，用于確定δI·ΔB為整數(shù)頻偏，及用于確定Icoarse+Icorr，peak-Lds，max為獲得的精細(xì)同步位置索引。
34、如權(quán)利要求33所述的裝置，其特征在于，所述功率因子門限值設(shè)定單元進(jìn)一步用于將功率因子門限值Tpower的具體的取值設(shè)定為64。
35、如權(quán)利要求34所述的裝置，其特征在于，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于逐次對整數(shù)頻偏的整數(shù)因子的索引k取不同的值，其中k的取值范圍是-δI，max到+δI，max之間的整數(shù)，并對每一次k的取值，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元均進(jìn)行下述處理；
k·ΔB表示當(dāng)前循環(huán)處理對應(yīng)的整數(shù)頻偏；
對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償，并且記經(jīng)整數(shù)頻偏補(bǔ)償后的序列rpn(n)為rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1；
對序列rpn，2(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1和序列spn(m)，m＝0～P-1做相關(guān)操作，獲得相關(guān)序列，記為序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max；
獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)；
獲得相關(guān)序列scorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的功率序列Pcorr(l)＝|scorr(l)|2，l＝0，1，…，2·Lds，max；
獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt，
之后，進(jìn)行如下判斷和賦值操作若Pcorr，maxt大于Pcorr，max，則進(jìn)行以下賦值操作δI＝k；反之，則不進(jìn)行任何操作；令k＝k+1，繼續(xù)循環(huán)；
其中，所有相關(guān)序列的最大功率值Pcorr，max及對應(yīng)于最大功率值Pcorr，max的相關(guān)序列的平均功率值Pcorr，mvg初始值置均為0；Icorr，peak初始值為0；δI初始值為0。
36、如權(quán)利要求35所述的裝置，其特征在于，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于逐樣本地執(zhí)行rpn(n)·exp(-j·2π·k·ΔB·n/F)乘法操作，以實(shí)現(xiàn)對序列rpn(n)，n＝Icoarse-Lds，max～I(xiàn)coarse+Lds，max+P-1做整數(shù)頻偏補(bǔ)償；
其中exp(x)表示ex操作，e＝2.71828...，j表示復(fù)數(shù)指示因子，F(xiàn)表示基帶采樣率，為7.56MHz。
37、如權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于令以獲得相關(guān)序列的樣本點(diǎn)scorr(l)；
其中，conj(·)表示復(fù)數(shù)共軛操作。
38、如權(quán)利要求37所述的裝置，其特征在于，所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元，進(jìn)一步用于令和令以及令以獲得功率序列Pcorr(l)，l＝0，1，…，2·Lds，max的最大功率值Pcorr，maxt及該最大功率值Pcorr，maxt對應(yīng)的功率序列樣本點(diǎn)索引Icorr，peakt，以及功率序列的平均功率Pcorr，avgt，其中max(·)表示取最大值操作，argmax(·)表示取最大值對應(yīng)的索引值操作，mean(·)表示取平均值操作。
39、如權(quán)利要求38所述的裝置，其特征在于，所述比較單元，進(jìn)一步用于在Pcorr，max小于等于Tpower·Pcorr，avg時(shí)，更新參數(shù)，并輸出一使能信號到所述相關(guān)序列的功率值及整數(shù)因子確定單元。
40、如權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于，所述比較單元，進(jìn)一步用于更新Tpower、δI，max或者Lds，max中的任意一種或者兩種以上的任意組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種接收機(jī)的整數(shù)頻偏估計(jì)和精細(xì)同步方法與裝置，用于對具有不同幀頭序列模式并存在載波頻率偏差的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)，所述方法包括(1)接收機(jī)首先對接收信號進(jìn)行同步捕獲處理，獲得接收信號的幀的粗同步位置及所述接收信號的幀頭模式；(2)接收機(jī)對接收信號進(jìn)行小數(shù)頻偏估計(jì)，并且在估計(jì)出小數(shù)頻偏后進(jìn)行接收信號的小數(shù)頻偏補(bǔ)償；(3)獲得存在相位旋轉(zhuǎn)的幀頭模式的幀頭偽隨機(jī)序列的具體相位；(4)根據(jù)所述接收信號的幀的粗同步位置、幀頭模式及所述相位對經(jīng)過小數(shù)頻偏補(bǔ)償后的接收信號進(jìn)行整數(shù)頻偏估計(jì)。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對DTMB系統(tǒng)接收機(jī)的整數(shù)頻偏進(jìn)行估計(jì)，并具有估計(jì)性能好、估計(jì)范圍大的特點(diǎn)。
文檔編號H04N7/24GK101312447SQ20081011249
公開日2008年11月26日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者輝 張, 王西強(qiáng), 宋揮師, 斐 孟 申請人:北京創(chuàng)毅視訊科技有限公司