專利名稱：Dtmb系統(tǒng)、識(shí)別加性噪聲信道和多徑信道的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字通信系統(tǒng)接收機(jī)中的信道類型識(shí)別，尤其是涉及一種在靜態(tài) 信道條件下識(shí)別加性噪聲信道和多徑信道的方法，以及使用該方法的DTMB系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
數(shù)字通信系統(tǒng)比模擬通信系統(tǒng)具有顯著優(yōu)點(diǎn)，包括差錯(cuò)性能優(yōu)異、頻譜效率高、抗 干擾性好、容易實(shí)現(xiàn)加密等。數(shù)字通信系統(tǒng)成為目前通信系統(tǒng)的主流，包括蜂窩移動(dòng)通訊、 數(shù)字電視廣播、無線局域網(wǎng)等應(yīng)用。完整的 數(shù)字通信系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)、信道和接收機(jī)。當(dāng)發(fā)射信號(hào)經(jīng)過無線信道時(shí)，信道將使發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生失真，在接收機(jī)恢復(fù)發(fā)射數(shù) 據(jù)時(shí)需要消除信道的影響，這個(gè)過程通常稱為均衡或信道補(bǔ)償。信道通常采用時(shí)域沖擊響 應(yīng)或者頻域傳遞函數(shù)來表示，兩者互為傅立葉變換對。為了提高接收機(jī)性能，通常對不同的信道使用不同的接收處理算法。為了達(dá)到這 個(gè)目標(biāo)，接收機(jī)首先要對不同信道類型進(jìn)行識(shí)別，然后按照識(shí)別出來的信道類型使用不同 的接收處理算法。通常信道按照不同的角度有不同的分類，如按照終端是否運(yùn)動(dòng)可分為靜 態(tài)信道和動(dòng)態(tài)信道、按照是否存在多徑可分為加性噪聲信道和多徑信道。假設(shè)發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)為s (t)，接收機(jī)接收信號(hào)為r(t)。加性噪聲信道可以表示為 如附圖1所示，其中h為信道增益，對于加性信道其為常數(shù)或緩慢變化的量，η(t)為加性噪 聲，常?？梢越楦咚狗植?。加性噪聲信道可以用公式表示為如下r (t) = hs (t) +n (t)多徑信道可以表示為如附圖2所示，其中h(t)為信道沖擊響應(yīng)，輸入信號(hào)s (t)和 h(t)卷積以后加上加性噪聲n(t)得到多徑信道的輸出r(t)。多徑信道可以用公式表示為 如下r(t) = h (t) *s (t) +η (t)，上式中 * 表示卷積運(yùn)算。多徑信道的信道沖擊響應(yīng)通?？梢越?br> I-Ih(t) = ^akS(t-Tk)
k=0其中δ (t)為單位沖擊函數(shù)，L為多徑數(shù)目。加性噪聲信道也可以看成是只有1條 徑的多徑信道，而多徑信道特指多徑數(shù)目超過1條的多徑信道。加性噪聲信道和多徑信道 的典型信道沖擊響應(yīng)分別如圖3A和圖3B所示。以上定義多徑信道的時(shí)候未考慮信道的時(shí)變特性，也就是說按照靜態(tài)信道定義 的。另外以上定義信道的時(shí)候都是按照連續(xù)時(shí)間來定義的，其離散時(shí)間形式將t用η代替 即可，其中η是IiTs的縮寫，Ts為離散時(shí)間信號(hào)的采樣周期。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種在靜態(tài)信道條件下識(shí)別加性噪聲信道和多徑信道的方法，通過發(fā) 射信號(hào)中的同步偽隨機(jī)序列或者導(dǎo)頻信號(hào)來估計(jì)信道的時(shí)域沖擊響應(yīng)，利用時(shí)域沖擊響應(yīng)第二主徑的特性來識(shí)別加性噪聲信道和多徑信道。本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種在靜態(tài)信道條件下識(shí)別加性噪聲信道和多徑信 道的方法，其包括步驟接收機(jī)接收到無線信號(hào)后，統(tǒng)計(jì)接收的無線信號(hào)中連續(xù)N幀信號(hào)幀的信道時(shí)域沖擊響應(yīng)第二主徑的位置，分別記錄至數(shù)組P (η)；對數(shù)組P (η)進(jìn)行歸一化處理為P。(η)；在數(shù)組P。(η)中查找最大值Pmax，判斷最大值Pmax與預(yù)設(shè)閾值Pth的大小，若Pmax大 于或等于ΡΤΗ，則判斷當(dāng)前無線信號(hào)的信道為多徑信道，否則判斷當(dāng)前無線信號(hào)的信道為加 性噪聲信道。所述歸一化處理是將P (η)所有元素都除以N得到P。(η)。所述N取值為10-200之間的整數(shù)。所述閾值Pth為滿足0 < Pth彡1的常數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益技術(shù)效果本發(fā)明通過發(fā)射信號(hào)中的同步偽隨機(jī)序列或者導(dǎo)頻信號(hào)來估計(jì)信道的時(shí)域沖擊 響應(yīng)，利用時(shí)域沖擊響應(yīng)第二主徑的特性來識(shí)別加性噪聲信道和多徑信道。本發(fā)明具有實(shí) 現(xiàn)簡單，能快速、有效的識(shí)別信道類型的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用DTMB系統(tǒng)。


圖1是加性噪聲信道的時(shí)域示意圖；圖2是多徑信道的時(shí)域示意圖；圖3Α和圖3Β分別是加性噪聲信道和多徑信道的沖擊響應(yīng)示意圖；圖4是本發(fā)明的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明為一種在靜態(tài)信道條件下識(shí)別加性噪聲信道和多徑信道的方法。在接收機(jī) 中我們可以通過嵌入在發(fā)射信號(hào)中的同步偽隨機(jī)序列或者導(dǎo)頻信號(hào)來估計(jì)信道的時(shí)域沖 擊響應(yīng)。因?yàn)樾诺涝肼暫透蓴_的影響，估計(jì)出來的沖擊響應(yīng)包含一定的噪聲。假設(shè)接收機(jī) 基于接收信號(hào)所估計(jì)的信道時(shí)域沖擊響應(yīng)為h (η)，其長度為L。對于靜態(tài)信道，在同步正確 的條件下，其信道沖擊響應(yīng)的主徑(能量最大的徑)的位置是固定的，而第二主徑(能量第 二大的徑)位置可能是固定也是可變的，取決于信道類型如果是多徑信道，第二主徑為信 道沖擊響應(yīng)的有效徑而不是噪聲徑，其位置是固定的；對于加性噪聲信道，其有效徑就是主 徑，其它徑(包括第二主徑)都是噪聲徑，且噪聲在幀與幀之間缺乏相關(guān)性，故第二主徑出 現(xiàn)的位置是隨機(jī)的。本發(fā)明利用第二主徑的這特性來識(shí)別加性噪聲信道和多徑信道。中國在2006年確立了中國地面數(shù)字電視國家標(biāo)準(zhǔn)(GB20600-2006，簡稱為 DTMB(Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting))。 i亥t示}11 具.兩^^ 模式多載波和單載波模式。DTMB系統(tǒng)中的信號(hào)幀包括三種幀結(jié)構(gòu)，其中信號(hào)幀的幀結(jié)構(gòu) 模式1和模式3屬于多載波模式，模式2屬于單載波模式。DTMB多載波模式屬于正交頻分 復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)的一個(gè)變種,OFDM 的循環(huán)前綴被一個(gè)包含PN序列(Pseudo-noise Sequence，偽隨機(jī)序列或偽噪聲序列)的幀頭所代替，該幀頭可用于同步和信道估計(jì)。在DTMB系統(tǒng)中，使用信號(hào)幀幀頭可以估計(jì)信道的時(shí)域沖擊響應(yīng)，其幀頭長度為 420個(gè)符號(hào)，通常可以估計(jì)
長度之間的信道的時(shí)域沖擊響應(yīng)。如圖4所示，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，假定信道時(shí)域沖擊響應(yīng)為h(n)的長 度L = 420，n = 0，1，…，419。且設(shè)定信道模式判決幀數(shù)N = 100，設(shè)定Pth = 0. 5。步驟Sl =DTMB系統(tǒng)中的接收機(jī)接收無線信號(hào)之后，接收機(jī)統(tǒng)計(jì)連續(xù)N幀信號(hào)幀的 信道時(shí)域沖擊響應(yīng)第二主徑的位置。設(shè)立一個(gè)長度為420的數(shù)組P(n)，n = 0,1,…，419，該數(shù)字所有元素的初值都是 零。當(dāng)我們檢測到第η信號(hào)幀的第二主徑的位置χ時(shí)，將χ存入P (η)，然后檢測第η+1信 號(hào)幀的第二主徑的位置，依次到完成N= 100幀的統(tǒng)計(jì)。假設(shè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下P(14) = 1 ； P (15) = 97 ；P (16) = 2 ;η 為 0-419 的其他值時(shí)，P (η)均為 0，即:<formula>formula see original document page 5</formula>步驟S2 對數(shù)組P (η)進(jìn)行歸一化處理，將P (η)所有元素都除以N得到P。(η)，對 于本實(shí)施例<formula>formula see original document page 5</formula>步驟S3 在數(shù)組P。(η)中查找最大值Pmax，對于本實(shí)施例Pmax = 0. 97。步驟S4 判斷最大值Pmax與Pth的大小若Pmax大于或等于Pth，則轉(zhuǎn)步驟S5，否則 轉(zhuǎn)步驟S6。Pth步驟S5 判斷當(dāng)前無線信號(hào)的信道為多徑信道。步驟S6 判斷當(dāng)前無線信號(hào)的信道為加性噪聲信道。其中，Pth為滿足0 < Pth≤ 1的常數(shù)，通?？稍O(shè)置為0. 8，可以按照信道噪聲功率 進(jìn)行調(diào)整，信道噪聲功率比較大的時(shí)候可以降低Pth以提高檢測準(zhǔn)確度。本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)情況下，本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)改變和變形。這些相應(yīng)改變和變形都應(yīng)屬于 本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種在靜態(tài)信道條件下識(shí)別加性噪聲信道和多徑信道的方法，其特征在于包括步驟接收機(jī)接收到無線信號(hào)后，統(tǒng)計(jì)接收的無線信號(hào)中連續(xù)N幀信號(hào)幀的信道時(shí)域沖擊響應(yīng)第二主徑的位置，分別記錄至數(shù)組P(n)；對數(shù)組P(n)進(jìn)行歸一化處理為Po(n)；在數(shù)組Po(n)中查找最大值PMAX，判斷最大值PMAX與預(yù)設(shè)閾值PTH的大小，若PMAX大于或等于PTH，則判斷當(dāng)前無線信號(hào)的信道為多徑信道，否則判斷當(dāng)前無線信號(hào)的信道為加性噪聲信道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述在靜態(tài)信道條件下識(shí)別加性噪聲信道和多徑信道的方法，其特 征在于，所述歸一化處理是將P(n)所有元素都除以N得到P。(n)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述在靜態(tài)信道條件下識(shí)別加性噪聲信道和多徑信道的方法，其特 征在于，所述N取值為10-200之間的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述在靜態(tài)信道條件下識(shí)別加性噪聲信道和多徑信道的方法，其特 征在于，閾值PTH為滿足0 < PTH彡1的常數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述在靜態(tài)信道條件下識(shí)別加性噪聲信道和多徑信道的方法，其特 征在于，閾值PTH為0.8。
6.一種DTMB系統(tǒng)，其特征在于，使用如權(quán)利要求1-5任何一項(xiàng)所述在靜態(tài)信道條件下 識(shí)別加性噪聲信道和多徑信道的方法。
全文摘要
本發(fā)明提出一種DTMB系統(tǒng)、在靜態(tài)信道條件下識(shí)別加性噪聲信道和多徑信道的方法。其中該方法包括步驟接收機(jī)接收到無線信號(hào)后，統(tǒng)計(jì)接收的無線信號(hào)中連續(xù)N幀信號(hào)幀的信道時(shí)域沖擊響應(yīng)第二主徑的位置，分別記錄至數(shù)組P(n)；對數(shù)組P(n)進(jìn)行歸一化處理為P0(n)；在數(shù)組P0(n)中查找最大值PMAX，判斷最大值PMAX與預(yù)設(shè)閾值PTH的大小，若PMAX大于或等于PTH，則判斷當(dāng)前無線信號(hào)的信道為多徑信道，否則判斷當(dāng)前無線信號(hào)的信道為加性噪聲信道。本發(fā)明具有實(shí)現(xiàn)簡單，能快速、有效的識(shí)別信道類型的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用DTMB系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04B1/707GK101834812SQ20101015260
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者袁柳清 申請人:深圳國微技術(shù)有限公司