專利名稱：Cmmb信道響應(yīng)估計(jì)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信息傳輸領(lǐng)域，特別是涉及一種CMMB(China MobileMultimedia Broadcasting，中國移動(dòng)多媒體廣播電視)系統(tǒng)中的信道響應(yīng)估計(jì)方法。本發(fā)明還涉及一種CMMB信道響應(yīng)估計(jì)裝置。
背景技術(shù)：
CMMB是中國國家廣電總局于2006年10月頒布的中國移動(dòng)多媒體廣播行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 該標(biāo)準(zhǔn)于2006年11月1日起正式實(shí)施。它是一種基于多載波0FDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)的無線廣播系統(tǒng)，采用先進(jìn)的信道糾錯(cuò)編碼和多載波OFDM調(diào)制技術(shù)，提高了抗干擾能力和對移動(dòng)性的支持；采用時(shí)隙發(fā)射方式來降低終端的功耗。依據(jù)CMMB網(wǎng)絡(luò)覆蓋的設(shè)想，CMMB 信號由S波段衛(wèi)星覆蓋網(wǎng)絡(luò)和U波段地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信號覆蓋。S波段衛(wèi)星覆蓋網(wǎng)絡(luò)廣播信道用于直接接收，Ku波段上行，S波段下行；分發(fā)信道用于地面增補(bǔ)轉(zhuǎn)發(fā)接收，Ku波段上行，Ku波段下行，由地面增補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)為S波段發(fā)送到CMMB終端。為實(shí)現(xiàn)城市人口密集區(qū)域移動(dòng)多媒體廣播電視信號的有效覆蓋，采用U波段地面無線發(fā)射構(gòu)建城市U波段地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)。在信號的地面無線傳送階段，由于地面無線傳輸環(huán)境比較惡劣，會(huì)對傳輸信號產(chǎn)生復(fù)雜的信號畸變，在接收端必須采用一定的信號處理方法進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)?；贠FDM技術(shù)，CMMB系統(tǒng)本身可以減少信號無線傳輸過程中的頻率選擇性干擾，但是由于系統(tǒng)中包含傳輸速率較高的多電平調(diào)制方式，為了得到性能較好的傳輸質(zhì)量，CMMB接收端需要采用相干解調(diào)方式恢復(fù)信號。相干解調(diào)方式將帶來3dB的信號增益，雖然實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較之非相干解調(diào)高，但是將明顯提高信號接收質(zhì)量。因此，在CMMB系統(tǒng)中，信道響應(yīng)估計(jì)部分是影響系統(tǒng)接收性能的一個(gè)關(guān)鍵模塊。依據(jù)CMMB標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)在頻域信號幀中按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的分布圖樣插入了若干個(gè)冗余數(shù)據(jù)，這些冗余數(shù)據(jù)對于CMMB系統(tǒng)的收發(fā)兩端都是已知的，根據(jù)這些已知的冗余數(shù)據(jù)在傳輸過程中幅度和相位的畸變，可以用來進(jìn)行接收端的信號同步、信道響應(yīng)估計(jì)等處理，得到相應(yīng)的信道傳輸誤差?；陬l域冗余數(shù)據(jù)的CMMB系統(tǒng)，信道響應(yīng)估計(jì)首先進(jìn)行時(shí)域內(nèi)插濾波，時(shí)域內(nèi)插濾波的輸出再進(jìn)行頻域內(nèi)插濾波，從而得到整個(gè)信號幀的信道響應(yīng)估計(jì)結(jié)果；因此，時(shí)域內(nèi)插結(jié)果將極大影響最終信道響應(yīng)估計(jì)的精度。傳統(tǒng)的CMMB時(shí)域信道響應(yīng)估計(jì)方法，為了得到精度較高的時(shí)域內(nèi)插結(jié)果，通常需要使用長階數(shù)的時(shí)域內(nèi)插濾波器以及復(fù)雜的內(nèi)插函數(shù)，由此需要使用較多的信號幀參與運(yùn)算，造成邏輯和存儲(chǔ)單元使用較多，大大增加了邏輯和存儲(chǔ)資源。因此，如何降低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度并且不影響信道響應(yīng)估計(jì)的性能是本領(lǐng)域需要解決的一個(gè)技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種CMMB信道響應(yīng)估計(jì)方法，在保證信道響應(yīng)估計(jì)性能不降低的前提下，能夠明顯降低實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度；為此，本發(fā)明還要提供一種CMMB 信道響應(yīng)估計(jì)裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的CMMB信道相應(yīng)估計(jì)方法，包括如下步驟步驟一，提取接收的頻域信號幀中的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)的位置，計(jì)算相應(yīng)位置的信道響應(yīng)
結(jié)果；步驟二，使用前后各一幀數(shù)據(jù)中的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域內(nèi)插濾波；步驟三，對時(shí)域內(nèi)插濾波的結(jié)果，進(jìn)行頻域內(nèi)插濾波得到信道響應(yīng)估計(jì)結(jié)果；步驟四，對步驟三得到的信道響應(yīng)估計(jì)結(jié)果通過一個(gè)一階環(huán)路濾波器，進(jìn)行低通濾波，將其中的高頻噪聲成分濾除。本發(fā)明的CMMB信道相應(yīng)估計(jì)裝置，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，對解擾之后的數(shù)據(jù)通過位置存儲(chǔ)器得到頻域信號幀中的散布導(dǎo)頻位置，并通過相應(yīng)位置上接收的數(shù)據(jù)以及已知導(dǎo)頻數(shù)據(jù)計(jì)算該導(dǎo)頻位置的信道響應(yīng)結(jié)果；時(shí)域內(nèi)插器，將得到的導(dǎo)頻位置的信道響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行時(shí)域方向?qū)ьl的內(nèi)插運(yùn)算， 采用前后相鄰的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行時(shí)域內(nèi)插運(yùn)算，得到所有內(nèi)插位置的信道響應(yīng)；頻域內(nèi)插器，使用已經(jīng)得到的內(nèi)插位置的信道響應(yīng)再進(jìn)行頻域方向的內(nèi)插濾波， 得到所有載波位置的信道響應(yīng)；環(huán)路濾波器，將所有載波點(diǎn)上的信道響應(yīng)同時(shí)進(jìn)行一階環(huán)路濾波器運(yùn)算，濾除數(shù)據(jù)上的高頻噪聲成分，輸出信道響應(yīng)結(jié)果；在進(jìn)行信道響應(yīng)估計(jì)的同時(shí)，解擾之后的數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)緩存模塊進(jìn)行延時(shí)同步。本發(fā)明基于OFDM信號時(shí)域內(nèi)插信道估計(jì)方法的原理以及數(shù)據(jù)消噪處理原理，對兩個(gè)信號處理方法進(jìn)行了充分的結(jié)合，提出基于信號消噪處理的CMMB信道響應(yīng)估計(jì)；在對接收信號進(jìn)行信道響應(yīng)估計(jì)時(shí)，先使用較低階數(shù)的時(shí)域內(nèi)插濾波器進(jìn)行信號的時(shí)域內(nèi)插濾波，然后在頻域內(nèi)插濾波估計(jì)之后，通過一個(gè)簡單的一階環(huán)路濾波器對信道響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行低通濾波，濾除掉信道響應(yīng)估計(jì)結(jié)果中的高頻噪聲分量，從而得到一個(gè)精度高的信道響應(yīng)估計(jì)結(jié)果。傳統(tǒng)信道響應(yīng)估計(jì)為了得到精確的信道響應(yīng)估計(jì)結(jié)果，必須使用長階數(shù)時(shí)域內(nèi)插濾波器；而本發(fā)明僅僅使用一個(gè)短階數(shù)內(nèi)插濾波器和一個(gè)簡單的一階環(huán)路濾波器即可得到精度很高的信道響應(yīng)估計(jì)結(jié)果。因此，本發(fā)明在保證信道響應(yīng)估計(jì)性能不降低的前提下，明顯降低了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1是基于數(shù)據(jù)內(nèi)插濾波的CMMB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2是基于信號消噪處理的CMMB信道估計(jì)結(jié)構(gòu)框圖；圖3是圖2中時(shí)域內(nèi)插濾波器的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是圖2中環(huán)路濾波器的結(jié)構(gòu)框圖；圖5是CMMB頻域數(shù)據(jù)分布圖樣。
具體實(shí)施例方式為了在接收端對接收信號進(jìn)行恢復(fù)，CMMB頻域信號幀中插入了收發(fā)兩端都已知的若干冗余數(shù)據(jù)。這些冗余數(shù)據(jù)可以幫助接收端進(jìn)行信號同步和信道響應(yīng)估計(jì)等處理。根據(jù)冗余數(shù)據(jù)位置上的接收數(shù)據(jù)以及對應(yīng)位置上已知的發(fā)射數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出冗余數(shù)據(jù)位置上的信道響應(yīng)，再通過內(nèi)插濾波器即可得到所有頻域數(shù)據(jù)位置的信道響應(yīng)結(jié)果。本發(fā)明基于信號消噪處理原理，提出了一種兼具高估計(jì)精度和低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的CMMB信道響應(yīng)估計(jì)方法。由于冗余數(shù)據(jù)在頻域插入信號幀中，基于頻域冗余數(shù)據(jù)內(nèi)插的信道響應(yīng)估計(jì)在 CMMB接收機(jī)中處于快速傅立葉變換之后。圖1是一個(gè)符合CMMB標(biāo)準(zhǔn)的信號接收裝置。接收到的射頻模擬信號首先進(jìn)入一個(gè)解調(diào)模塊100，數(shù)據(jù)解調(diào)后產(chǎn)生一個(gè)基帶復(fù)數(shù)信號，包括一個(gè)實(shí)部和一個(gè)虛部?；鶐?fù)數(shù)信號進(jìn)入一個(gè)快速傅立葉變換模塊200，將接收數(shù)據(jù)從時(shí)域變換為頻域。變換后的頻域數(shù)據(jù)進(jìn)入解擾模塊300進(jìn)行數(shù)據(jù)解擾運(yùn)算。解擾之后的數(shù)據(jù)進(jìn)入信道估計(jì)模塊400，估計(jì)信號在信道傳輸過程中的信道響應(yīng)，與此同時(shí)，頻域數(shù)據(jù)延時(shí)保持和信道響應(yīng)估計(jì)結(jié)果的同步。頻域數(shù)據(jù)和信道響應(yīng)估計(jì)結(jié)果進(jìn)入信道解碼模塊500，進(jìn)行信道解碼處理。參見圖2所示，在本發(fā)明的一實(shí)施例中信道估計(jì)模塊400，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊 410，時(shí)域內(nèi)插器420，頻域內(nèi)插器430，環(huán)路濾波器440和數(shù)據(jù)緩存模塊450。數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊410，對解擾之后的數(shù)據(jù)通過位置存儲(chǔ)器得到頻域信號幀中的散布導(dǎo)頻位置，并通過相應(yīng)位置上接收的數(shù)據(jù)以及已知導(dǎo)頻數(shù)據(jù)計(jì)算該位置的信道響應(yīng)結(jié)果，將得到的導(dǎo)頻位置的信道響應(yīng)結(jié)果送入時(shí)域內(nèi)插器420中。時(shí)域內(nèi)插器420，進(jìn)行時(shí)域方向?qū)ьl的內(nèi)插運(yùn)算，本實(shí)施例中采用前后相鄰的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行時(shí)域內(nèi)插運(yùn)算，使用簡單的線性內(nèi)插濾波器，由于CMMB信號中的散布導(dǎo)頻是以兩個(gè)數(shù)據(jù)幀為周期的，內(nèi)插運(yùn)算將產(chǎn)生很多虛導(dǎo)頻位置，這些虛導(dǎo)頻位置和導(dǎo)頻位置一起，將得到所有內(nèi)插位置的信道響應(yīng)。頻域內(nèi)插器430，使用已經(jīng)得到的內(nèi)插位置的信道響應(yīng)再進(jìn)行頻域方向的內(nèi)插濾波，從而得到所有載波位置的信道響應(yīng)。環(huán)路濾波器440，將所有載波點(diǎn)上的信道響應(yīng)同時(shí)進(jìn)行一階環(huán)路濾波器運(yùn)算，濾除數(shù)據(jù)上的高頻噪聲成分，輸出精度比較高的信道響應(yīng)結(jié)果。在進(jìn)行信道響應(yīng)估計(jì)的同時(shí)，解擾之后的數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)緩存模塊450進(jìn)行延時(shí)同
止
少ο結(jié)合圖3所示，在一實(shí)施例中所述時(shí)域內(nèi)插器420，包括導(dǎo)頻位置提取模塊421， 線性內(nèi)插運(yùn)算單元422，導(dǎo)頻存儲(chǔ)模塊423。導(dǎo)頻位置提取模塊421，在當(dāng)前輸入的數(shù)據(jù)幀中提取出所有散布導(dǎo)頻位置。由于 CMMB標(biāo)準(zhǔn)中散布導(dǎo)頻的分布是以兩個(gè)數(shù)據(jù)幀為周期的，散布導(dǎo)頻位置提取需要按照接收數(shù)據(jù)幀的序號改變提取圖樣。導(dǎo)頻存儲(chǔ)模塊423，對提取出的散布導(dǎo)頻位置的值進(jìn)行緩存。導(dǎo)頻存儲(chǔ)模塊423 — 方面存儲(chǔ)接收到的當(dāng)前數(shù)據(jù)幀中的散布導(dǎo)頻位置的值，另一方面將存儲(chǔ)的上一個(gè)數(shù)據(jù)幀周期中相同導(dǎo)頻圖樣的散布導(dǎo)頻位置的值輸出到線性內(nèi)插運(yùn)算單元。線性內(nèi)插運(yùn)算單元422，將上一個(gè)數(shù)據(jù)幀周期中相同導(dǎo)頻圖樣的散布導(dǎo)頻位置的值，和當(dāng)前接收的數(shù)據(jù)幀中的散布導(dǎo)頻位置的值進(jìn)行線性平均運(yùn)算，從而得到前一個(gè)數(shù)據(jù)幀對應(yīng)的時(shí)域內(nèi)插結(jié)果。在本實(shí)施例中采用了前后相鄰各1個(gè)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行1階線性內(nèi)插運(yùn)算，使用其它階數(shù)的線性濾波器不影響本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。再參見圖4所示，在環(huán)路濾波器440的一實(shí)施例中，其包括系數(shù)模塊441、D觸發(fā)器 443和累加器442。頻域內(nèi)插器430的輸出數(shù)據(jù)乘以一定的系數(shù)441，然后和D觸發(fā)器443存儲(chǔ)的上一個(gè)時(shí)鐘周期的累加結(jié)果在累加器442中進(jìn)行累加，累加結(jié)果即為經(jīng)過一階環(huán)路濾波器濾波處理后的數(shù)據(jù)。由于經(jīng)過了低通環(huán)路濾波器的過濾，數(shù)據(jù)中的高頻噪聲分量已經(jīng)被濾除，得到的信道響應(yīng)結(jié)果更加精確。圖5是CMMB頻域數(shù)據(jù)分布圖樣，其中黑點(diǎn)為信號幀內(nèi)的導(dǎo)頻位置，白點(diǎn)為數(shù)據(jù)位置。由于使用了數(shù)據(jù)消噪處理模塊(即環(huán)路濾波器440)，因此在時(shí)域內(nèi)插時(shí)，可以不用過多考慮時(shí)域上數(shù)據(jù)抖動(dòng)帶來的估計(jì)誤差，使用盡量少的數(shù)據(jù)幀參與時(shí)域內(nèi)插運(yùn)算，從而降低多階內(nèi)插時(shí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)資源。以上通過具體實(shí)施方式
和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)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(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種CMMB信道響應(yīng)估計(jì)方法，其特征在于步驟一，提取接收的頻域信號幀中的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)的位置，計(jì)算相應(yīng)位置的信道響應(yīng)結(jié)果；步驟二，使用前后各一幀數(shù)據(jù)中的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域內(nèi)插濾波； 步驟三，將時(shí)域內(nèi)插濾波后的結(jié)果，進(jìn)行頻域內(nèi)插濾波得到信道響應(yīng)估計(jì)結(jié)果； 步驟四，對步驟三得到的信道響應(yīng)結(jié)果通過一個(gè)一階環(huán)路濾波器，進(jìn)行低通濾波，將其中的高頻噪聲成分濾除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的信號幀體使用多載波調(diào)制方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的信號幀體為符合CMMB標(biāo)準(zhǔn)的多載波信號幀符號。
4.一種CMMB信道響應(yīng)估計(jì)裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，對解擾之后的數(shù)據(jù)通過位置存儲(chǔ)器得到頻域信號幀中的散布導(dǎo)頻位置，并通過相應(yīng)位置上接收的數(shù)據(jù)以及已知導(dǎo)頻數(shù)據(jù)計(jì)算該導(dǎo)頻位置的信道響應(yīng)結(jié)果；時(shí)域內(nèi)插器，將得到的導(dǎo)頻位置的信道響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行時(shí)域方向?qū)ьl的內(nèi)插運(yùn)算，采用前后相鄰的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行時(shí)域內(nèi)插運(yùn)算，得到所有內(nèi)插位置的信道響應(yīng)；頻域內(nèi)插器，使用已經(jīng)得到的內(nèi)插位置的信道響應(yīng)再進(jìn)行頻域方向的內(nèi)插濾波，得到所有載波位置的信道響應(yīng)；環(huán)路濾波器，將所有載波點(diǎn)上的信道響應(yīng)同時(shí)進(jìn)行一階環(huán)路濾波器運(yùn)算，濾除數(shù)據(jù)上的高頻噪聲成分，輸出信道響應(yīng)結(jié)果；在進(jìn)行信道響應(yīng)估計(jì)的同時(shí)，解擾之后的數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)緩存模塊進(jìn)行延時(shí)同步。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述時(shí)域內(nèi)插器包括導(dǎo)頻位置提取模塊，在當(dāng)前輸入的數(shù)據(jù)幀中提取出所有散布導(dǎo)頻位置，散布導(dǎo)頻位置提取按照接收數(shù)據(jù)幀的序號改變提取圖樣；導(dǎo)頻存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)接收到的當(dāng)前數(shù)據(jù)幀中的散布導(dǎo)頻位置的值；并將存儲(chǔ)的上一個(gè)數(shù)據(jù)幀周期中相同導(dǎo)頻圖樣的散布導(dǎo)頻位置的值輸出到線性內(nèi)插運(yùn)算單元；線性內(nèi)插運(yùn)算單元，將上一個(gè)數(shù)據(jù)幀周期中相同導(dǎo)頻圖樣的散布導(dǎo)頻位置的值，和當(dāng)前接收的數(shù)據(jù)幀中的散布導(dǎo)頻位置的值進(jìn)行線性平均運(yùn)算，得到前一個(gè)數(shù)據(jù)幀對應(yīng)的時(shí)域內(nèi)插結(jié)果。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)路濾波器包括系數(shù)模塊、D觸發(fā)器和累加器；頻域內(nèi)插器的輸出數(shù)據(jù)乘以一定的系數(shù)，然后和D觸發(fā)器存儲(chǔ)的上一個(gè)時(shí)鐘周期的累加結(jié)果在累加器中進(jìn)行累加，累加的結(jié)果即為經(jīng)過一階環(huán)路濾波器濾波處理后的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CMMB的信道響應(yīng)估計(jì)方法，基于OFDM信號時(shí)域內(nèi)插信道估計(jì)的原理以及數(shù)據(jù)消噪處理的原理，對兩種信號處理方法進(jìn)行充分的結(jié)合；在對接收信號進(jìn)行信道響應(yīng)估計(jì)時(shí)，先使用較低階數(shù)的時(shí)域內(nèi)插濾波器進(jìn)行信號的時(shí)域內(nèi)插，然后經(jīng)過頻域內(nèi)插濾波之后，通過一個(gè)簡單的一階環(huán)路濾波器對信道響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行低通濾波，濾除掉信道響應(yīng)估計(jì)結(jié)果中的高頻噪聲分量，從而得到一個(gè)精度高的信道響應(yīng)估計(jì)結(jié)果。本發(fā)明還公開了一種CMMB的信道響應(yīng)估計(jì)裝置，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、時(shí)域內(nèi)插器、頻域內(nèi)插器、環(huán)路濾波器、數(shù)據(jù)緩存模塊。本發(fā)明在保證信道響應(yīng)估計(jì)性能不降低的前提下，明顯降低系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。
文檔編號H04L25/03GK102571644SQ20101058166
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者劉鵬 申請人:上海華虹集成電路有限責(zé)任公司