一種組幀同步方法
2023-05-31 16:21:06 1
專利名稱：：一種組幀同步方法
技術領域：
：本發明涉及信息傳輸技術，尤其涉及一種組幀同步方法。
背景技術：
：數字移L頻廣播(DigitalVideoBroadcast,DVB)是通過數字廣播網絡向終端提供多媒體業務的技術，按傳輸方式分為地面、衛星和有線三種。DVB技術規範包括衛星數位電視傳輸標準DVB-S、有線電視傳輸標準DVB-C和地面傳輸標準DVB-T,為衛星、有線和地面電視頻道傳送高速數據鋪平了道路。DVB-H是DVB組織為通過地面數字廣播網絡向便攜/手持終端提供多媒體業務所制定的傳輸標準，依託於目前的DVB-T傳輸系統，通過增加一定的附加功能和改進技術使手機等便攜設備能夠穩定的接收廣播電視信號。和DVB-T相比，DVB-H終端具有更{氐的功耗，移動接收和抗幹擾性能更為優越，適用於行動電話、手持計算機等小型便攜設備通過地面數位電視廣播網絡接收信號。參見圖1所示DVB-T/H協議中的組幀導頻圖案示意圖，由68個正交頻分復用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM)符號組成一個組幀，圓圈表示子載波，其中，填充斜線的圓圈表示連續導頻點，實心圓圈表示離散導頻點，空心圓圏表示數據，導頻處相應星座點能量歸一化為16/9。表1所示為DVB-T/H協議的正交頻分復用(OrthogonalFrequency-DivisionMultiplexing,OFDM)符號中的連續導頻點的子載波序號，在採用2(M8點快速傅立葉變換(FFT)模式即2K模式下，OFDM符號中有45個連續導頻點，在4K模式下，OFDM符號中有89個連續導頻點，連續導頻位置相距不均勻，兩個連續導頻之間最小相距3個子載波。tableseeoriginaldocumentpage5表1在DVB-T/H中，終端接收才幾在開機或進行節目切換時，一4&在確定了發送模式和循環前綴(CyclePrefix,CP)長度，利用CP進行符號同步和糾正小數倍頻偏後，都要利用連續導頻糾正整數倍頻偏，然後進行組幀同步，並利用離散導頻進行信道估計。其中，組幀同步是通過傳輸參數信令(TransmissionParameterSignalling,TPS)來確定的。利用TPS進行組幀同步，利用離散導頻進行信道估計的方法主要有以下兩種一、對TPS進行非相千解調接收，然後進行組幀同步，並由此確定離散導頻位置進行信道估計；二、先利用導頻圖案對接收信號進行匹配，找出離散導頻位置進行信道估計，然後利用信道估計結果對TPS進行相干解調接收，完成組幀同步。其中，利用TPS進行組幀同步的過程具體包括先讀入68個OFDM符號，對TPS進行解調，如果校驗正確，則這68個OFDM符號位於同一個組幀；否則，再讀入1個OFDM符號，對後68個OFDM符號進行TPS解調，直至校驗正確，組幀同步才完成。方法二的計算量為方法一的四分之一，且利用信道估計值進行TPS解調更為精確。但是，上述利用TPS進行組幀同步的方法的主要缺點是計算量較大，實現較為複雜。並且，由於DVB-T/H協議中的一個組幀由68個OFDM符號組成，因此，需要花費大量的時間進行組幀同步，組幀同步的時延可能超過一個組幀的時間，最大甚至可達135個OFDM符號。另外，導頻星座點能量歸一化為16/9，只比數據星座點有2.5dB左右的能量增益，導頻星座點能量相對於數據星座點能量的增益不明顯，不利於進行組幀同步、信道估計和整數倍頻偏估計。還有，由於連續導頻位置相距不均勻，兩個連續導頻點之間最少相距3個子載波，因此，在4K模式下，信道為8MHz帶寬，載波頻率為700MHz，頻偏為-20ppm20ppm，即整數頻偏為-77個子載波時，不利於進行整數倍頻偏估計。
發明內容有鑑於此，本發明的目的在於提供一種組幀同步方法，降低組幀同步的複雜度。為達到上述目的，本發明提供的技術方案如下在組幀中設置同步導頻點，並將同步導頻點分為單同步導頻點和雙同步導頻點，根據單同步導頻點和雙同步導頻點進行組幀同步，其中，所述單同步導頻點承載的值與雙同步導頻點承載的值互為相反數。其中，所述組幀同步包括對組幀中連續的正交頻分復用符號進行相關運算獲得相關值，根據獲得的相關值實部符號進行組幀同步。在組幀同步之前進一步包括建立組幀中連續正交頻分復用符號之間的相關值實部符號與正交頻分復用符號在組幀中位置的對應關係；部符號及所述對應關係進行組幀同步。所述相關值通過下式計算得到p(/0=Z,+1,、j+尺),,，、p+/Q]},其中，p(/0表示相關值，/^,，力表示接收到的第w個正交頻分復用符號的第V個子栽波承載的數據，""7/(/)表示對W取共軛，、，，為同步導頻點的子載波序號，^為整數倍頻偏。任意兩個所述同步導頻點之間最少相距15個子載波。所述組幀由8個正交頻分復用信號幀組成。所述將同步導頻點分為單同步導頻點和雙同步導頻點包括將第2、5個正交頻分復用信號幀上承載的同步導頻點作為單同步導頻點，將第0、1、3、4、6、7個正交頻分復用信號幀上承載的同步導頻點作為雙同步導頻點。所述組頓同步包括讀入6個連續正交頻分復用符號做5次相關運算得到5個相關值，根據得到的相關值實部符號進行組幀同步。在組幀同步之前進一步包括建立組幀中6個連續正交頻分復用符號之間的相關值實部符號與正交頻分復用符號在組幀中位置的對應關係；所述根據得到的相關值實部符號進行組幀同步包括根據得到的相關值實部符號及所述對應關係進行組幀同步。在組幀同步之前進一步包括根據同步導頻點進行整數倍頻偏估計。設置過程中進一步包括在組幀中設置散點導頻點；組幀同步之後進一步包括確定散點導頻點的位置進行信道估計。所述散點導頻點位置A的集合為"=《聽+3x[(3X"+l)m0d4]+12xPlpeZ,/^0，"[《麗，(J，其中，"為組幀中OFDM符號的序號，《體為0，K,加、比有效子載波個數少一個。所述導頻點的能量歸一化為大於16/9的數值。所述導頻點承載的值通過對循環移位寄存器產生的序列進行二進位相移鍵控調製獲得。由此可見，本發明所帶來的有益效果主要有以下幾點1、通過在組幀中設置同步導頻點，將同步導頻點分為單同步導頻點雙同步導頻點，在接收過程中根據單同歩導頻點和雙同歩導頻點便可進行組幀同步，而無需利用TPS進行組幀同步，降低了組幀同步的複雜度。2、採取由8個OFDM符號組成的組幀結構，在接收過程中能夠快速進行組幀同步，大大減少組幀同步的時延，增強時間分集效果，有利於節目的靈活承載。3、導頻星座點能量歸一化為大於16/9的數值，比如4，這樣使得導頻星座點比數據星座點有6dB左右的能量增益，增益較為明顯，有利於進行組幀同步、信道估計和整數倍頻偏估計。4、設計導頻圖案時，同步導頻點之間最少相距15個子載波且近似均勻分布，有利於進行整數倍頻偏估計，能夠糾正載波頻率為700MHz情況下的至少20ppm的整數倍頻偏。圖1為DVB-T/H協i義中的組幀導頻圖案示意圖。圖2為本發明實施例中的物理層復幀結構示意圖。圖3為本發明實施例中的組幀導頻圖案示意圖。圖4為本發明實施例中的組幀同步方法流程圖。具體實施例方式本發明的基本思想是在組幀中設置同步導頻點，並將同步導頻點分為單同步導頻點和雙同步導頻點，根據單同步導頻點和雙同步導頻點進行組帕同步，其中，所述單同步導頻點承載的值與雙同步導頻點承載的值互為相反數。為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面參照附圖並舉實施例，對本發明作進一步詳細說明。參見圖2所示實施例，本實施例中的物理層採用復頓結構，按幀的大小從上到下可分為日幀、時幀、分幀、超幀、組幀、OFDM信號幀。物理層的幀結構是周期的，日幀、時幀、分幀、超幀四者與自然時間同歩、即幀的起個自然日、一'h日十、一分鐘、一秒鐘。其中，一個超幀所持續的時間為一秒鐘，通常也稱為秒幀，超幀由若干個組幀構成，每個組幀中含有8個OFDM信號幀，因此組幀也稱小八幀，OFDM信號幀包括前過渡窗、循環前綴、採用由8個OFDM符號組成的組幀結構，能夠減少組幀同步的時間；並且，由8個OFDM符號承載一個完整的物理層控制信令(PCS)可以增強接收的時間分集效果；另外，以組幀為單位承載節目，8個0FDM符號組成一個組幀有利於節目的靈活承載和傳輸接收。組幀中的導頻圖案參見圖3所示，一個組幀包括8個OFDM符號，序號為0~7，圓圈表示子載波，填充斜線的圓圈表示同步導頻點，實心圓圈表示散點導頻點，空心圓圈表示數據。圖3中，對一個組幀中的第w個OFDM信號幀，其散點導頻點位置A的集合為^=/(畫+340X"+l)mOd4]+12X/，|〃eZ，/Q0，Ae[尺'翻'人.J。其中，w為組幀中OFDM符號的序號，這裡0^;"<8;為不小於0的整數；對於2K模式，/C.-0，尺'_二1656，即有效子載波個數nSubCrrNum=1657;對於4K模式，&賺=0,Kmax=3312,即有效子載波個數nSubCrrNum=3313。若散點導頻點位置與同步導頻點位置相重合，則在該位置的子載波上承載同步導頻點。需要說明的是，散點導頻點的位置還可以採取其它的分布形式，而不限於圖3所述的一種。表2所示為與圖3對應的2K及4K才莫式下，OFDM符號中的同步導頻點的子載波序號，兩個同步導頻點之間最少相距15個子載波且近似均勻分布。圖3中，在2K模式下，一個OFDM符號中有192個導頻子載波，其中72個同步導頻點，120個散點導頻點；在4K模式下，一個OFDM符號中有384個導頻子載波，其中144個同步導頻點，240個散點導頻點。始位置與日、時、分、秒的起始時刻對齊,(立分別為一2K模式4K模式.84、168、252、348、444、540、636、732、924、,、1116、1212、1308、1404、1488、1572-16560、84、168、252、348、444、540、636、732、828、924、1020、1116、1212、1308、1404、1488、1572、1740、1824、1908、2004、2100、2196、2292、2388、2484、2580、2676、2772、2868、2%4、3060、3144、3228、331215、9、183,279、375、471、567、663、759、843、939、1035、1131、1227、1323、1419、1503、158715、99、183、279、375、471、567、663、759、843、939、1035、1131、1227、1323、1419、1503、1587、1671、1755、1839、1935、2031、2127、2223、2319、2415、2511、2607、2703、2799、2895、2991、3075、3159、324)42、126、210、306、402、498、594、690、786、870、966、1062、1158、1254、1350、1446、1530、161442、126、210、306、402、498、594、690、786、870、966、1062、1158、1254、1350、1446、1530、1614、1698、1782、1866、1962、2058、2154、2250、2346、2442、2538、2634、2730、2826、2922、3018、3102、3186、327069、153、237、333、429、525、621、717、813、897、993、1089、1185、1281、1377、1473、1557、164169、153、237、333、429、525、621、717、813、897、993、1089、1185、1281、1377、1473、1557、1641、1725、1809、1893、1989、2085、2181、2277、2373,2469、2565、2661-2757-2853、2949、3045、3129、3213、32977對於其它模式下組幀中的同步導頻點，可採取類似表2的分布規律進行分布，這裡不再——詳述。為便於進行組幀同步，這裡將同步導頻點分為單同步導頻點和雙同步導頻點，其中，第2、5個OFDM信號幀上承載的同步導頻點為單同步導頻點，對應圖3中填充向右斜線的圓圏；第0、1、3、4、6、7個OFDM信號幀上承載的同步導頻點為雙同步導頻點，對應圖3中填充向左斜線的圓圈。每個有用物理子載波的預設承載數據可以利用循環移位寄存器來產生，比如，利用循環移位寄存器產生偽隨機二進位序列將『,作為每個有用物理子載波的預設承栽數據，每個有用子載波上承載一個比特，其中，/=0~nSubCrrNum-1。循環移位寄存器的生成多項式可以為義16+X'2+義3+X+1,其工作過程為對於每一個OFDM符號偽隨機二進位序列產生器初始化一次，寄存器初始化為全l,產生nSubCrrNum個比特。其中，循環移位寄存器的生成多項式不限於上述形式，也可以為f+f+l等等，也就是說，對於nSubCrrNum個子載波上承載的預設數據，只要發送方和接收方保持一致，雙方已知即可。對序列『,進行二進位相移鍵控(BPSK)調製，可以得到星座點符號C,，具體調製過程如下formulaseeoriginaldocumentpage11。對於一個OFDM符號的nSubCrrNum個有效子載波，導頻子載波承載的數據大小為C,，數據子載波的承載數據將重新賦值為實際傳輸數據。為了使導頻星座點能量比普通數據星座點能量有較高的調製能量增益，這裡將導頻星座點能量歸一化大於16/9的數值，比如4。當然，還可以將導頻點的能量歸一化為其它大於數據子載波上星座點能量的數值，如64/25等。這裡所述的導頻點包括同步導頻點和散點導頻點。在組幀中，散點導頻子載波承載的值SA.，其中，formulaseeoriginaldocumentpage11雙同步導頻子載波承載的值K=Cn;單同步導頻子載波承載的值^=-(;，也就是說，單同步導頻子載波承其中，a,6的取值如表2所示。針對上述的組幀結構及導頻圖案設計，下面將闡述在接收過程中如何進行組幀同步，參見圖4所示，本實施例中的組幀同步方法主要包括以下幾個步驟步驟401:讀入2個OFDM符號A、B,對A和B進行相關運算，得到相關值處)=^w"+ucpc—〃+。]}其中，W(",v)表示接收到的第w個OFDM符號的第v個子載波承載的數據，c。"y(w)表示對取共軛，、,,表示同步導頻點的子栽波序號，(々'■,,+A:。)e{0,1，...，nSubCrrNum-1}。步驟402:將P(A。)絕對值即Ip(A。)l取最大值時所對應的yt。作為整數倍頻偏若整數倍頻偏為人'，則lp(々。)l在、屍/C時，會出現一個峰值，也就是說，I/^。)|取最大值時所對應的A。即為整數倍頻偏K,其中，尺=maxIp(A0)I。步驟403:再讀入4個OFDM符號C、D、E、F,分別對B和C、C和D、D和E、E和F進行相關運算，得到4個相關值/(/Q。其中，ma:)=Z{a(w+uc,,+.c—[w("人，,+/Q]}。v,.步驟404:4艮據通過讀入6個OFDM符號啦文5次相關運算而獲得的5個p("的實部的符號，進行組幀同步。其中，所述5個p(K)為分別對A和B、B和C、C和D、D和E、E和F進行相關運算而得到的相關值。由於單同步導頻子載波承載的值與雙同步導頻子載波承載的值的符號相反，因此在估l相關運算時，M/Q的實部會出現正負之分。為便於進行組幀同步，可預先建立組幀中連續OFDM符號之間的相關值實部符號與OFDM符號在組幀中位置的對應關係，這樣，在接收過程中可以對讀入的w個連續OFDM符號做相關運算得到m-1個相關值，然後根據獲得的相關值實部的正負及預先建立的對應關係來進行組幀同步。在本實施例中，進行組幀同步時，讀入6個OFDM符號即可判別出組幀同步位置，組幀中連續6個OFDM符號之間的相關值實部符號與OFDM符號在組幀中位置的具體對應關係參見表3所示。比如，當通過讀入6個OFDM符號而得到的5個p(幻的實部的符號分別為"——+++"時，通過查找表3可知此次讀入的第一個OFDM符號是一個組幀中的第4個。tableseeoriginaldocumentpage13組幀同步完成後.根據散點導頻的分布規律便可確定組幀散點導頻的位置，確定了散點導頻的位置後，就可進行信道估計和解調解碼。需要說明的是，組幀中同步導頻點和散點導頻點的個數及分布可以根據實際情況進行調整，而不限於以上所述。並且，單同步導頻和雙同步導頻的收過程中能夠方便進行組幀同步即可。比如，將第3、6個OFDM信號幀上承載的同步導頻點作為單同步導頻點，4奪第0、1、2、4、5、7個OFDM信號幀上承栽的同步導頻點作為雙同步導頻點，當然，這時需要對表3進行相應調整。另外，還可以根據實際需要對組幀的結構進行調整，比如，在一個組幀中包括16個OFDM信號幀，並針對這種組幀結構設計導頻圖案，進行組幀同步。以上所迷對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，所應理解的是，以上所述並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。權利要求1、一種組幀同步方法，其特徵在於，該方法包括在組幀中設置同步導頻點，並將同步導頻點分為單同步導頻點和雙同步導頻點，根據單同步導頻點和雙同步導頻點進行組幀同步，其中，所述單同步導頻點承載的值與雙同步導頻點承載的值互為相反數。2、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述組幀同步包括對組幀中連續的正交頻分復用符號進行相關運算獲得相關值，根據獲得的相關值實部符號進行組幀同步。3、根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在組幀同步之前進一步包括建立組幀中連續正交頻分復用符號之間的相關值實部符號與正交頻分復用符號在組幀中位置的對應關係；所述根據獲得的相關值實部符號進行組幀同步包括根據獲得的相關值實部符號及所述對應關係進行組幀同步。4、根據權利要求2或3所述的方法，其特徵在於，所述相關值通過下式其中，/(尺)表示相關值，W("，v)表示接收到的第M個正交頻分復用符號的第v個子載波承載的數據，m/7/(w)表示對尺取共4厄，、,,為同步導頻點的子載波序號，尺為整數倍頻偏。5、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，任意兩個所述同步導頻點之間最少相距15個子載波。6、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述組幀由8個正交頻分復用信號幀組成。7、根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述將同步導頻點分為單同步導頻點和雙同步導頻點包括將第2、5個正交頻分復用信號幀上承載的同步導頻點作為單同步導頻點，將第0、1、3、4、6、7個正交頻分復用信號幀上承載的同步導頻點作為雙同步導頻點。8、根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述組幀同步包括讀入6個連續正交頻分復用符號做5次相關運算得到5個相關值，根據得到的相關值實部符號進行組幀同步。9、根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，在組幀同步之前進一步包括建立組幀中6個連續正交頻分復用符號之間的相關值實部符號與正交頻分復用符號在組幀中位置的對應關係；所述根據得到的相關值實部符號進行組幀同步包括根據得到的相關值實部符號及所述對應關係進行組幀同步。10、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在組幀同步之前進一步包括根據同步導頻點進行整數倍頻偏估計。11、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，設置過程中進一步包括在組幀中設置散點導頻點；組幀同步之後進一步包括確定散點導頻點的位置進行信道估計。12、根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述散點導頻點位置A的集合為{4=尺誦+3X[(3X"+l)mod4J+12X/"peZ，P20，々d,,,，Kmax]}，其中，"為組幀中OFDM符號的序號，K,腦為O,K,腿比有效子載波個數少一個。13、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述導頻點的能量歸一化為大於16/9的數值。14、根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述導頻點承載的值通過對循環移位寄存器產生的序列進行二進位相移鍵控調製獲得。全文摘要本發明公開了一種組幀同步方法，該方法包括在組幀中設置同步導頻點，並將同步導頻點分為單同步導頻點和雙同步導頻點，根據單同步導頻點和雙同步導頻點進行組幀同步，其中，所述單同步導頻點承載的值與雙同步導頻點承載的值互為相反數。本發明所提供的方法能夠降低組幀同步的複雜度，減少組幀同步的時延。文檔編號H04N7/24GK101106557SQ200610098788公開日2008年1月16日申請日期2006年7月14日優先權日2006年7月14日發明者吳更石,峰李,湛郭申請人:華為技術有限公司