專利名稱：基于偽隨機序列循環(huán)前綴的前向多徑檢測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線信號傳輸領(lǐng)域，特別是涉及一種無線通信接收系統(tǒng)中基于 PN(Pseudo-random Number偽隨機序列)循環(huán)前綴的前向多徑檢測方法。本發(fā)明還涉及一 種基于偽隨機序列循環(huán)前綴的前向多徑檢測裝置。
背景技術(shù)：
在我國自主推出的數(shù)字電視地面廣播國家標準——數(shù)字地面多媒體廣播的系 統(tǒng)(DTMB Digital Terrestrial Mult imedia Broadcast ing 數(shù)字地面多媒體廣播) 中，發(fā)射端采用了以循環(huán)PN序列的時域填充作為保護間隔的時域同步正交頻分復(fù)用技術(shù) (TDS-OFDM)。由于循環(huán)PN序列是接收端已知的，PN保護間隔可以用于快速系統(tǒng)同步和信 道估計。由于地面無線傳輸環(huán)境復(fù)雜多變(尤其是在城市中)，傳播路徑中很容易引入前 向多徑。能否準確檢測前向多徑的位置將對接收系統(tǒng)的性能產(chǎn)生直接影響，而且由于傳播 路徑的時變性，要求進行前向多徑的實時檢測，這樣才能保證地面接收的動態(tài)性能。這就對 基于PN保護間隔的前向多徑檢測提出了較高要求。另外由于保護間隔的長度大于一個PN 周期的長度，使得采用傳統(tǒng)相關(guān)方法得到的多徑位置具有模糊性，也給前向多徑檢測帶來 了困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無線通信接收系統(tǒng)中基于PN循環(huán)前綴的前 向多徑檢測方法，既能克服傳統(tǒng)相關(guān)方法引入的多徑模糊性問題以保證前向多徑檢測的準 確性，又能具有較低的運算復(fù)雜度，以便于適應(yīng)動態(tài)信道環(huán)境進行實時檢測；為此，本發(fā)明 還要提供一種基于偽隨機序列循環(huán)前綴的前向多徑檢測裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的無線通信接收系統(tǒng)中基于PN循環(huán)前綴的前向多 徑檢測方法，包括如下步驟步驟1、選取PN循環(huán)前綴保護間隔內(nèi)，從保護間隔頭部開始且長度為PN周期N的 數(shù)據(jù)C1，對該數(shù)據(jù)C1進行快速沃爾什變換信道估計，得到結(jié)果序列S1 ；其中，N為大于1的 整數(shù)；步驟2、選取PN循環(huán)前綴保護間隔內(nèi)，以保護間隔尾部為結(jié)束且長度為PN周期N 的數(shù)據(jù)C2，對該數(shù)據(jù)C2進行快速沃爾什變換信道估計，得到結(jié)果序列& ；步驟3、對步驟1得到的序列S1按照數(shù)據(jù)C1對應(yīng)的PN循環(huán)前綴的相位進行相應(yīng) 循環(huán)移位得到序列W1 ；步驟4、對步驟2得到的序列&按照數(shù)據(jù)C2對應(yīng)的PN循環(huán)前綴的相位進行相應(yīng) 循環(huán)移位得到序列W2 ；步驟5、對步驟3得到的序列W1進行尋找底部噪聲的操作，得到的W1序列的底部 噪聲為σι ；
步驟6、采用一個底部躁聲門限thr_0對W1進行挑選，該門限為W1序列位置的分 段函數(shù)，即在W1的不同區(qū)間位置上采用不同的底部噪聲σ工的若干倍作為挑選門限，得到的 位置為P ；步驟7、通過比較步驟6得到的位置ρ上W1和W2的相對大小關(guān)系來確定這些位置 是否為前向多徑。根據(jù)選中位置ρ的具體位置采用不同的判據(jù)來判斷相對大小，即判據(jù)為位置P的 分段函數(shù)。本發(fā)明的無線通信接收系統(tǒng)中基于PN循環(huán)前綴的前向多徑檢測裝置，包括PN保護間隔截取模塊，從接收的數(shù)據(jù)r中截取當前幀PN保護間隔中的長度為PN 周期N，位置如所述方法中步驟1和步驟2所述的數(shù)據(jù)C1和C2 ；數(shù)據(jù)處理沃爾什變換信道估計模塊，與所述PN保護間隔截取模塊相連，對來自PN 保護間隔截取模塊的數(shù)據(jù)C1和C2進行快速沃爾什變換信道估計，并對得到的序列按照數(shù)據(jù) C1和數(shù)據(jù)C2對應(yīng)的PN循環(huán)前綴的相位進行相應(yīng)循環(huán)移位，得到序列W1和W2 ；前向多徑判斷模塊，與所述數(shù)據(jù)處理沃爾什變換處理模塊相連，對來自數(shù)據(jù)處理 沃爾什變換信道估計模塊的序列W1進行按底部噪聲門限的挑選，通過比較選中位置上序列 W1和W2的相對大小關(guān)系來確定前向多徑的位置P。采用本發(fā)明的方法和裝置可以為后繼信道估計模塊的跟蹤提供準確的前向多徑 位置，可以克服由PN循環(huán)引起的前向多徑模糊問題；同時，本發(fā)明比傳統(tǒng)相關(guān)方法具有更 低的運算復(fù)雜度，可以適用于動態(tài)信道環(huán)境進行每幀實時跟蹤。本發(fā)明不只適用于DTMB無 線通信系統(tǒng)的接收系統(tǒng)，只要是采用了循環(huán)PN為前綴且前綴長度介于1個PN周期和幾個 PN周期之間的通信系統(tǒng)，在接收端都可以用本發(fā)明進行前向多徑的位置估計。例如PN循環(huán) 長度介于2至3個PN周期時，只需在方法中采用三個基于快速沃爾什變換的信道估計，然 后比較相對大小。


下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明圖1是本發(fā)明基于PN循環(huán)前綴的前向多徑檢測裝置一實施例結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1中PN保護間隔截取模塊的控制過程示意圖；圖3是圖1中前向多徑判斷模塊尋找底部噪聲的控制過程示意圖。
具體實施例方式在下面的描述中將以PN周期為255且循環(huán)保護間隔長度為420的DTMB接收系統(tǒng) 中的前向多徑檢測為實施例對本發(fā)明進行說明。當然，對于PN周期為511且循環(huán)保護間隔 長度為945的DTMB接收系統(tǒng)中的前向多徑檢測，本發(fā)明同樣適用。應(yīng)特別注意的是，在下 面的描述中所述參數(shù)的常數(shù)取值，僅是為了方便實施例的描述，絕不用于限制本發(fā)明。對于PN周期為255且循環(huán)保護間隔長度為420的DTMB接收系統(tǒng)，圖1中的PN保 護間隔截取模塊分別選取從保護間隔頭部開始且長度為255的數(shù)據(jù)C1和以保護間隔尾部 為結(jié)束且長度為255的數(shù)據(jù)C2。PN保護間隔截取模塊選取數(shù)據(jù)C1和數(shù)據(jù)C2的過程示意圖 可參見圖2。
數(shù)據(jù)處理沃爾什變換處理模塊對PN保護間隔截取模塊得到的數(shù)據(jù)C1和數(shù)據(jù) C2進行快速沃爾什變換(Fast Walsh-Hadamard Transform)信道估計；快速沃爾什變 換信道估計的具體實現(xiàn)方法可以參見本申請人已申請的中國發(fā)明專利申請公布說明書 CN101330482A(
公開日2008年12月M日)，然后分別按照數(shù)據(jù)C1和數(shù)據(jù)C2對應(yīng)的相位 對變換結(jié)果進行相應(yīng)的循環(huán)移位，得到結(jié)果序列W1和W2。注意C1和C2的相位如圖2所示 相差165，所以兩者的沃爾什變換結(jié)果循環(huán)移位的偏移量也相差165。前向多徑判斷模塊對W1和W2進行尋找底部噪聲的操作，W1和W2均為長為255的 復(fù)數(shù)序列，底部噪聲定義為序列模值的窗口寬度為M滑動平均的最小值。前向多徑判斷模 塊尋找底部噪聲的控制過程如圖3所示。把得到的W1序列的底部噪聲記為σ10采用一個門限thr_0對W1進行挑選，該門限為W1序列位置的分段函數(shù)，如公式1 所示。
ratio σ^ 1 < η < athr_0(n) = - ratio_2*σ^ a<n<b (公式 1)
ratiob<n<255其中ratio_l，ratio_2和ratio_3為可配置參數(shù)，用來控制每段區(qū)間內(nèi)的門限大 小，區(qū)間[1255]分段由參數(shù)a，b決定。采用該門限thrJ^^Wi進行挑選，得到位置ρ。然后通過比較位置PiW1和W2的 相對大小關(guān)系來確定這些位置是否為前向多徑。相對大小的判據(jù)為位置P的分段函數(shù)。相 對大小關(guān)系的具體比較方法如下計算位置ρ上W1和W2的模值大小，記為wa與wb，然后根據(jù)ρ的位置應(yīng)用不同的 判斷標準來判斷該位置上的多徑是否為前向多徑，如果前者大，則該P位置上的多徑為前 向多徑。具體過程如下(1) · ρ < 90 時，比較 ra*wa*p 與(165+p) *wb 的大??；(2). 90 < = ρ < 128 時，比較 ra*wa*p 與 255*wb 的大??；(3) · 128 < = ρ < 165 時，比較 255*wa 與 rb*wb* (255-p)的大?。?4). 165 < = ρ < = 255 時，比較(420_p)*wa 與 rb*wb*(255_p)的大小。其中， ra, rb為可調(diào)參數(shù)。以上通過具體實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限 制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進；例如，本 發(fā)明的前向多徑檢測方法不只適用于DTMB系統(tǒng)，只要前后幀保護間隔為循環(huán)PN序列且保 護間隔長度介于1個PN周期和幾個PN周期之間的系統(tǒng)都可適用；這些也應(yīng)視為本發(fā)明的 保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于偽隨機序列循環(huán)前綴的前向多徑檢測的方法，其特征在于包括如下步驟步驟1、選取PN循環(huán)前綴保護間隔內(nèi)，從保護間隔頭部開始且長度為PN周期N的數(shù)據(jù) C1，對該數(shù)據(jù)C1進行快速沃爾什變換信道估計，得到結(jié)果序列S1 ；步驟2、選取PN循環(huán)前綴保護間隔內(nèi)，以保護間隔尾部為結(jié)束且長度為PN周期N的數(shù) 據(jù)C2，對該數(shù)據(jù)C2進行快速沃爾什變換信道估計，得到結(jié)果序列& ；步驟3、對得到的序列S1和&按照數(shù)據(jù)C1和C2對應(yīng)的PN循環(huán)前綴的相位進行相應(yīng)循 環(huán)移位得到序列W1和W2 ；步驟4、按底部噪聲門限對序列W1進行挑選，得到位置序列ρ ；步驟5、通過比較選中位置ρ上數(shù)據(jù)W1和W2的相對大小關(guān)系來確定前向多徑的位置P。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟4中采用的底部噪聲門限為W1序列位 置的分段函數(shù)，即在W1的不同區(qū)間位置上采用不同的底部噪聲的若干倍作為挑選門限。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟5中所述的比較相對大小的具體方法 是，根據(jù)選中位置P的具體位置采用不同的判據(jù)來判斷該位置是否為前向多徑，即判據(jù)為 位置P的分段函數(shù)。
4.一種基于偽隨機序列循環(huán)前綴的前向多徑檢測的裝置，其特征在于，包括PN保護間隔截取模塊，從接收的數(shù)據(jù)r中截取當前幀PN保護間隔中的長度為PN周期 N，位置分別為從保護間隔頭部開始的數(shù)據(jù)C1和以保護間隔尾部為結(jié)束的數(shù)據(jù)C2 ；數(shù)據(jù)處理沃爾什變換信道估計模塊，與所述PN保護間隔截取模塊相連，對數(shù)據(jù)C1和C2 進行快速沃爾什變換信道估計，并對得到的序列按照數(shù)據(jù)C1和數(shù)據(jù)C2對應(yīng)的PN循環(huán)前綴 的相位進行相應(yīng)循環(huán)移位，得到序列W1和W2 ；前向多徑判斷模塊，與所述數(shù)據(jù)處理沃爾什變換信道估計模塊相連，對數(shù)據(jù)W1按底部 噪聲門限進行挑選，通過比較選中位置上數(shù)據(jù)WJPW2的相對大小關(guān)系來確定前向多徑的位直P。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述前向多徑判斷模塊比較選中位置上數(shù) 據(jù)W1和W2的相對大小關(guān)系來確定前向多徑的位置ρ的過程是，計算位置ρ上W1和W2的模 值大小，然后根據(jù)P的位置應(yīng)用不同的判斷標準來判斷該位置上的多徑是否為前向多徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于偽隨機序列循環(huán)前綴的前向多徑檢測方法，選取PN循環(huán)前綴保護間隔內(nèi)的所需序列C1和C2；對兩個序列分別進行快速沃爾什變換信道估計，并根據(jù)對應(yīng)相位進行循環(huán)移位，得到序列W1和W2；按底部噪聲門限對序列W1進行挑選，通過比較選中位置上數(shù)據(jù)W1和W2的相對大小關(guān)系來確定前向多徑的位置p。本發(fā)明還公開了一種基于偽隨機序列循環(huán)前綴的前向多徑檢測的裝置。本發(fā)明通過比較兩組沃爾什變換相對大小的方式，有效的避免了由于循環(huán)前綴引入的多徑模糊問題；同時采用快速沃爾什變換，具有較低的運算復(fù)雜度，以便于適應(yīng)動態(tài)信道環(huán)境進行實時檢測。本發(fā)明適用于DTMB等無線通信系統(tǒng)。
文檔編號H04L25/02GK102123112SQ20101002724
公開日2011年7月13日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者劉暉艷, 張卓鵬, 李霄翔, 蔣朱成 申請人:卓勝微電子(上海)有限公司