基于平臺效應(yīng)的cmmb信號快速粗符號定時同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及數(shù)字廣播領(lǐng)域，旨在提高CMMB信號的同步處理速度，提出一種基于平 臺效應(yīng)的CMMB信號快速粗符號定時同步方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國移動多媒體廣播電視（QiinaMobileMultimediaBroadcasting,CMMB)義用 最先進(jìn)的信道糾錯編碼和正交頻分復(fù)用（OFDM)調(diào)制技術(shù)，提高了抵抗各種干擾的能力和 對移動性的支持。CMMB信號帖分為40個時隙，每個時隙包含1個發(fā)射機(jī)標(biāo)識信號、2個同 步信號和53個OFDM符號等，其中OFDM符號承載視頻、音頻等信息，其內(nèi)容十分重要。
[0003] 由于信道時延及接收端對發(fā)送端發(fā)送信號確切時刻的未知，接收端首要解決的問 題就是找到OFDM符號的準(zhǔn)確位置，其后才能進(jìn)行正確的OFDM解調(diào)，即符號定時同步。對于 CMMB系統(tǒng)，符號定時同步一般有兩種方法；利用OFDM符號的循環(huán)前綴直接定位OFDM符號 位置，或利用同步信號定位時隙位置，間接定位OFDM符號位置。
[0004] 文獻(xiàn)1《一種多徑信道下的OFDM符號定時同步方法KCN101848180A)介紹了一種 經(jīng)典的0抑M系統(tǒng)同步方法一一Schmidl&Cox方法，借助兩個相同的訓(xùn)練符號做歸一化相關(guān) 運算確定符號定時點。該方法同樣適用于CMMB系統(tǒng)，利用CMMB信號帖的兩個完全相同的 同步信號完成CMMB系統(tǒng)符號定時同步，即從CMMB時域樣值中獲取時域數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運算， 其最大相關(guān)峰所在位置為符號定時點。采用該方法進(jìn)行符號定時同步時其符號定時點附近 可能存在一個平坦區(qū)域，同步精度不高。
[0005] 如果直接進(jìn)行高精度的符號定時同步，一般計算量非常大，同步時間很長，很難滿 足同步要求，由此文獻(xiàn)2《CMMB手機(jī)數(shù)字電視系統(tǒng)中載波恢復(fù)和時鐘同步算法研究》（杭 州；浙江大學(xué)信息學(xué)院，2008-5-1，特別是第37至50頁）介紹了CMMB系統(tǒng)中一種將符號定 時同步分為粗符號定時同步與細(xì)符號定時同步的同步方法。其中，粗符號定時同步的任務(wù) 是較快找到時隙的粗略位置，具體做法是在時域上對接收到的數(shù)據(jù)信號與延遲一個同步信 號采樣點數(shù)的數(shù)據(jù)作歸一化相關(guān)，構(gòu)造度量函數(shù)，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的口限，當(dāng)度量函數(shù)值大于 該口限時，即認(rèn)為該點是粗符號定時點；細(xì)符號定時同步的任務(wù)是在粗符號定時點附近找 到時隙的準(zhǔn)確位置，具體做法是在粗符號定時點附近，將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT變換，利用 OFDM頻域符號中的離散導(dǎo)頻找到細(xì)符號定時點。該種同步方法在小捜索區(qū)間內(nèi)進(jìn)行細(xì)符號 定時同步，增加了極少的同步時間，有效提高了符號定時同步精度，但因為粗同步速度沒有 提高，其同步時間依舊很長。所W，在不降低粗符號定時同步精度的前提下提高粗符號定時 同步速度是提高整體符號定時同步速度的關(guān)鍵之一。
[0006] 文獻(xiàn)3《基于數(shù)據(jù)輔助的無線分組OFDM系統(tǒng)同步技術(shù)》（北京：北京交通大學(xué)， 2004-3-1，特別是第18至27頁）中介紹了在CMMB系統(tǒng)中Schmidl&Cox方法常被用作粗符 號定時同步。該同步方法存在"平臺效應(yīng)"，其構(gòu)造的度量函數(shù)存在峰值平臺，即在峰值位置 附近的度量函數(shù)值近似于峰值，通過峰值確定符號定時點時，易查詢到峰值平臺上的其他 位置，在一定程度上增加了符號定時的模糊度。
[0007] 另外由于一個時隙的數(shù)據(jù)量很大，對該數(shù)據(jù)進(jìn)行Schmidl&Cox同步需要做大量的 相關(guān)運算，同步時間較長。若為獲取較快的粗符號定時同步速度，而減少Schmidl&Cox同步 中參與相關(guān)運算的序列長度，會拓寬其度量函數(shù)的峰值平臺，增加符號定時點出現(xiàn)在平臺 其他位置的可能性；或者直接進(jìn)行間隔取樣的Schmidl&Cox同步，即從CMMB時域樣值中間 隔選取起始位置計算度量函數(shù)值，則容易遺漏符號定時點，該兩種方法均可能使得細(xì)符號 定時同步的捜索區(qū)域不包含正確的時隙位置，降低了同步精度。即存在提高粗符號定時同 步的同步速度時其同步精度容易降低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的提高粗符號定時同步的同步速度時其 同步精度容易降低的問題，提供一種基于平臺效應(yīng)的CMMB信號快速粗符號定時同步方法， 能夠有效提升粗符號定時同步的運算速度，同時保證了粗符號定時同步的同步精度。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于平臺效應(yīng)的CMMB信號快速粗符號定時 同步方法，該方法把粗同步分為兩個階段，首先在第一階段中快速查詢時隙位置所在的較 小區(qū)域，然后在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行更加精確的粗符號定時同步找到時隙位置。
[0010] 本發(fā)明包括對CMMB時域數(shù)據(jù)的采樣，其特征在于，包括W下步驟：
[0011] 步驟1，對時間長度為T的CMMB時域信號做采樣頻率為f；的采樣，得到數(shù)據(jù)量為 Nall的CMMB時域采樣數(shù)據(jù)r，其中Nall為CMMB時域樣值總數(shù)；
[001引步驟2,進(jìn)行N點間隔取樣的D點Schmidl&Cox同步；
[0013] 步驟2. 1，選擇N值與D值，其中D為從CMMB時域采樣數(shù)據(jù)r里截取的一組參加相 關(guān)運算的樣值序列的樣值點數(shù)，滿足0 <D<L;N為從CMMB時域采樣數(shù)據(jù)r里獲取時域樣 值時的起始位置選取間隔，滿足0 <N《L-D;L為一個CMMB同步信號的樣值數(shù)量；
[0014] 步驟2. 2,從CMMB時域采樣數(shù)據(jù)r的第0個時域樣點開始每隔N個時域樣點選定 起始位置n，在r中獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運算，并進(jìn)行歸一化處理，直到n+化超過時域樣點數(shù) 量Ngii，此步驟中進(jìn)行相關(guān)運算的公式如下：
【主權(quán)項】
1. 一種基于平臺效應(yīng)的CMMB信號快速粗符號定時同步方法，包括對CMMB時域數(shù)據(jù)的 采樣，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1，對時間長度為T的CMMB時域信號做采樣頻率為fs的采樣，得到數(shù)據(jù)量為Nall 的CMMB時域采樣數(shù)據(jù)r，其中Nall為CMMB時域樣值總數(shù)； 步驟2,進(jìn)行N點間隔取樣的D點Schmidl&Cox同步； 步驟2. 1，選擇N值與D值，其中D為從CMMB時域采樣數(shù)據(jù)r里截取的一組參加相關(guān)運 算的樣值序列的樣值點數(shù)，滿足〇 < D < L ;N為從CMMB時域采樣數(shù)據(jù)r里獲取時域樣值時 的起始位置選取間隔，滿足〇 < N < L-D ;L為一個CMMB同步信號的樣值數(shù)量； 步驟2. 2,從CMMB時域采樣數(shù)據(jù)r的第0個時域樣點開始每隔N個時域樣點選定起始位 置n，在r中獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運算，并進(jìn)行歸一化處理，直到n+2L超過時域樣點數(shù)量?'^， 此步驟中進(jìn)行相關(guān)運算的公式如下：
其中： *表示復(fù)共軛； m表示當(dāng)前從r中獲取的時域樣值相對于r中第η點的偏移位置； C (η)表示起始位置為r中第η點的時域樣值和延遲L點的時域樣值的相關(guān)函數(shù)； R(n)表示起始位置為r中第n+L點的D個時域樣值的平均能量； Γ (η)表示起始位置為r中第η點時估計的度量函數(shù)，初始時Γ為全零數(shù)組； 步驟3,確定時隙位置所在區(qū)間A ; 步驟3. 1，根據(jù)步驟2得到的度量函數(shù)Γ找到度量函數(shù)Γ的峰值及峰值位置； 步驟3. 2,從步驟3. 1找到的峰值位置向峰值兩側(cè)分別尋找第一個小于α倍峰值且Γ 值不為〇的位置Ut與P Kight分別作為區(qū)間A的左右邊界，即A = [Ρ _ PKight]，其中，α表 示搜尋1\#與P Kight時的閾值系數(shù)； 步驟4,在步驟3確定的區(qū)間A內(nèi)進(jìn)行傳統(tǒng)Schmidl&Cox同步； 從CMMB時域采樣數(shù)據(jù)r中第I\rft個時域樣點開始按升序選擇起始位置n'，在r中獲 取數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運算，并進(jìn)行歸一化處理直到n' >PKight，此步驟中進(jìn)行相關(guān)運算的公式如 下：
其中： *表示復(fù)共軛； m'表示當(dāng)前從r中獲取的時域樣值相對于r中第n'點的偏移位置； C (V )表示表示起始位置為r中第V點的時域樣值和延遲L點的時域樣值的相 關(guān)函數(shù)； W (n')表示起始位置為r中第n' +L點的L個時域樣值的平均能量； Γ' (n')表示起始位置為r中第n'點時估計的度量函數(shù)，初始時Γ'為全零數(shù)組； 步驟5,根據(jù)步驟4得到的度量函數(shù)Γ'找到度量函數(shù)Γ'的峰值位置，該峰值位置即 為定位的時隙位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于平臺效應(yīng)的CMMB信號快速粗符號定時同步方法，其 特征在于，對于物理層帶寬為8MHz的CMMB信號，步驟1所述的T取值25. 4095毫秒，采樣 頻率為仁取IOMHz。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于平臺效應(yīng)的CMMB信號快速粗符號定時同步方法，其 特征在于，步驟3中所述的α取值為〇. 2-0. 8。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于平臺效應(yīng)的CMMB信號快速粗符號定時同步方法。首先進(jìn)行對CMMB時域信號的采樣；然后對CMMB時域采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行兩個階段的粗符號定時同步：第一階段對CMMB時域采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行間隔取樣的小點數(shù)Schmidl&Cox同步，用低同步要求換取高同步速度，快速有效地將時隙位置定位在一個包含峰值平臺的較小區(qū)間；第二階段在上述較小區(qū)間內(nèi)進(jìn)行更加精確的傳統(tǒng)Schmidl&Cox同步找到時隙位置。本發(fā)明利用第一階段的大范圍間隔取樣同步，有效提高了粗符號定時同步的運算速度，利用第二階段的小范圍高精度同步，保證了粗符號定時同步的同步精度。
【IPC分類】H04N21-2383, H04N21-61
【公開號】CN104768077
【申請?zhí)枴緾N201510109201
【發(fā)明人】孔慧芳, 左繼國, 彭虎, 劉杏, 王新, 黃琳琳
【申請人】合肥工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月12日