一種數字視頻廣播信號的檢測方法及檢測裝置的製作方法

2023-06-03 11:01:01 2

專利名稱：一種數字視頻廣播信號的檢測方法及檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及數字視頻廣播技術領域，更具體地說，本發明涉及一種數字 視頻廣播信號的檢測方法及檢測裝置。
背景技術：
進入二十一世紀以來，無線通信技術正以前所未有的速度向前發展。隨 著用戶對各種實時多媒體業務需求的增加以及網際網路技術的迅猛發展，未來 的無線通信技術將會有更高的信息傳輸速率，以為用戶提供更大的便利。為 了支持更高的信息傳輸速率和更高的用戶移動速度，在下一代的無線通信中 需要採用頻譜效率更高、抗多徑幹擾能力更強的無線傳輸技術。在當前提供
高速率傳輸的各種無線方案中，以正交頻分復用(OFDM)為代表的多載波 調製技術是最有前途的方案之一 。
另外，經過多年的發展，以數字視頻廣播技術為代表的數字多媒體廣播 (DMB )技術也取得了大量的成果。衛星數字視頻廣播(比如歐洲的DVB-S、 DVB-S2,韓國和日本的S-DMB )、有線數字視頻廣播(比如歐洲的DVB-C )、 地面數字視頻廣播(比如歐洲的DVB-T、美國的ATSC、日本的IDSB-T )、 移動數字視頻廣播(比如歐洲的DVB-H、美國高通/>司的Media-FLO )等， 已經在許多國家和地區獲得廣泛的應用，取得了豐碩的社會和經濟效益。
目前，在地面數字視頻廣播中，採用美國ATSC標準的有5個國家或地 區，其中已有兩家經過技術比較研究後退出，而決定採用歐洲DVB-T標準 的已有33個國家或地區。
在各種數字視頻廣播中，無線頻譜是一種非常寶貴的自然資源，對它的 使用均需要得到有關部門的授權才可以。但是隨著科學技術的發展以及人們
對生法質量要求的日益提高，頻鐠資源日益緊缺。與此同時，很多被授權的
頻鐠資源沒有被充分利用，它們在時間、頻率或者空間上經常處於空閒狀態； 而另 一 方面，很多需要使用某個頻段的頻諶資源的用戶由於沒有被授權而不 能使用。由此造成了頻譜資源的極大浪費。比如電視信號， 一般說來，在同 一個地方所有被授權的電視頻段並沒有被完全佔用。越來越多的機構、公司 等意識到這一問題，提出"租賃用戶(SU)"機會性使用這些頻譜資源。 因此，可靠地檢測某個電視頻段上是否被電視臺所佔用，以使得租賃用戶可 以有效使用未被電視臺佔用的頻譜顯得日益重要。
然而，現有技術中並沒有檢測基於OFDM的數字視頻廣播信號存在性 的相關技術，因此無法判斷某個頻段上是否存在數字視頻廣播信號。

發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的是提出一種數字視頻廣播信號的檢測方 法，以確定數字視頻廣播信號的存在性。
本發明的另一目的是提出一種數字視頻廣播信號的檢測裝置，以確定數 字視頻廣播信號的存在性。
為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣確定的
一種數字視頻廣播信號的檢測方法，該數字視頻廣播信號為具有循環前 綴的正交頻分復用信號，該方法包括
A、 對接收信號""與"A: + AO進行共軛相乘，並對所述共軛相乘的乘積在丄
長度內進行累加取模，其中"A: + AO是將K"時延W的結果，^為正交頻分復用
符號內的載波數，丄為所述循環前綴的長度；
B、 當所述累加取模的結果出現峰值時，確定所述接收信號r("為數字視頻
廣播信號。
步驟A所述在丄長度內進行累加取模為
對所述共軛相乘的乘積在p" + iV +丄-l)的範圍內進行累加取模，^為接收信
號4"與發射信號之間的時延，所速累加取模的結果為A^p，其中:
似一i
，其中r'("為接收信號/"0O的共軛,
所迷e的取值範圍為[o，v+丄-i)。
所述0的取值範圍為
V("/) + "("
/=0
H。 (4)
其中H'、 H。分別表示DVB-T電視信號存在、不存在兩種情況；其中^ 為偽隨機二進位序列(PRBS)中第A個比特，具體取值為0或1。 基於上述4全測;漠型，下面詳細描述本發明。
圖3為OFDM符號結構示範性示意圖。用^表示1個OFDM符號內的 載波數，丄表示循環前綴(CP )的長度，因此發射的1個OFDM符號在時 域上的長度為W +丄。由於每個OFDM符號的前丄個採樣為其循環前綴，且 與該符號內最後丄個數據相同，因此循環前綴內的每個採樣與同符號內相距 ^的採樣之間具有較強的相關性。
根據這 一特性，在AWGN信道下用於確定OFDM符號時延大小的最大 似然(ML)估計，該;險測統計量為
1 十卜("AOI
(5)
其中e表示發射機與接收機之間的時延，參數^為 S層
P—纖+ 1 (6) 如果直接以式(5 )作為進行DVB-T電視信號存在性檢測的統計量，得 到的仿真性能並不十分理想，這是因為該式是以時延^為自變量而建立的目 標函數，與本發明檢測信號是否存在的目的不盡相同。可以去掉式(5)中 的第二部分，直接將第一部分作為檢測DVB-T電視信號是否存在的檢測統 計量，即
formula see original document page 10
(7)
可以如此理解式(7):將接收信號""與""^)進行共輒相乘，並在丄 長度內進行累加取模。若接收信號為DVB-T電視信號，則累加取模的結果 會出現峰值；若沒有DVB-T電視信號存在，則這種累加取模得到的結果出 現隨機波動，沒有峰值出現。
在實際環境中由於信道等因素的影響，接收信號"W與發射信號^0之 間存在一定的時延^。因此需要將接收信號逐採樣滑動相關，然後累加，若
在1個OFDM符號內找到峰值，則判Hi為真，否則判H。為假。根據這種思 想，得到用以檢測DVB-T信號是否存在的基於循環前綴的滑動相關算法。
其中e的取值範圍為^，^"一1),優選e的取值範圍為[G，^ + "0中的整數。如 前所述，由於時延0是未知的，因此在接收端將接收信號逐採樣滑動，滑動
的範圍即為0的取值範圍，即[G，" + n)。
顯然，本領域技術人員可以意識到，以上以DVB-T電視信號為例進行 說明僅是示範性的，並不用於限制本發明的保護範圍。本發明實質上適用於 確定任意類型的具有循環前綴的OFDM視頻信號存在性的情形。
圖4為根據本發明的數字視頻廣播信號檢測方法的示範性流程圖。如圖 4所示，該方法包括以下步驟
步驟401:對接收信號"0與""^進行共軛相乘，並對所述共軛相乘
的乘積在丄長度內進行累加取模，其中""W)是將""時延W的結果，W為 正交頻分復用符號內的載波數，丄為所述循環前綴的長度；
其中，當考慮到接收信號"O與發射信號之間存在時延時，在丄長度內進 行累加取模可以具體為
對所述共軛相乘的乘積在[e,e+iv+丄-i)的範圍內進行累加取模^為接收信
號""與發射信號之間的時延，所述累加取模的結果為A^p，其中formula see original document page 11
，其中r'("為接收信號"W的共軛。 優選地，^的取值範圍為[0，7V +丄-l)。更加優選地， 一般取^為整數，則 0的取值範圍可以為[O,7V + Z-l)中的整數。
其中，所述數字視頻廣播信號可以為具有循環前綴的任意OFDM ^f見頻 廣播信號。比如DVB-T信號、DVB-H信號、DVB-S信號、DVB-S2信號、 S-DMB信號、DVB-C信號、Media-FLO信號、IDSB-T信號等。
步驟402:當所述累加取模的結果出現峰值時，確定所述接收信號""為 數字視頻廣播信號。
若接收信號為數字視頻廣播信號，則累加取模的結果會出現峰值；若沒 有數字視頻廣播信號存在，則這種累加取模得到的結果出現隨機波動，沒有 峰值出現。因此，可以通過檢測是否存在峰值來確定數字視頻廣播信號是否 存在。
優選地，當0的取值範圍可以為[0,〃+丄-1)中的整數時，由
八s CP
可以計算得到A^A個數值，然後從這#+丄個數值中 選取最大的一個輸出，並將該輸出結果與預先設定的門限值進行比較，如果 大於該門限值，則認為數字視頻廣播信號存在，否則判決數字視頻廣播信號 是不存在。
通常，接收信號""與發射信號4"之間存在一定的時延e，因此優選 將接收信號逐採樣滑動相關，然後累加，若在1個OFDM符號內找到峰值， 則判數字視頻廣播信號存在，否則判數字視頻廣播信號不存在。優選在接收
端將接收信號逐採樣滑動，滑動的範圍即為0的取值範圍，即^，W" —0。
根據上述方法，本發明還提出了一種數字視頻廣播信號的檢測裝置，該
數字視頻廣播信號為具有循環前綴的正交頻分復用信號。圖5為根據本發明
的數字視頻廣播信號檢測裝置的示範性結構圖。如圖5所示，該裝置包括
共軛單元501,用於對接收信號""取共軛，得到Z(/t); 時延單元502，用於將接收信號""延時7V，得到""W;
乘法器503，用於將,W與""^)相乘，並將乘積送到累加取模單元504; 累加取模單元504，用於對所述乘積在丄長度內進行累加取模，並將累加取 模的結果發送到峰值檢測單元505，其中丄為所述循環前綴的長度；
峰值檢測單元505,用於當所述累加取模的結果出現峰值時，確定所述
接收信號"("為數字視頻廣播信號。
優選地，累加^f莫單元504，用於在^，^ + iV +丄-l)的範圍內對所述乘積進
行累加取模，^為""與發射信號之間的時延，所述累加取模的結果為A^ 其中
八s CP
A=0
同樣，此處的數字視頻廣播信號優選為DVB-T信號、DVB-H信號、 DVB-S信號、DVB-S2信號、S-DMB信號、DVB-C信號、Media-FLO信號、 或IDSB-T信號等。
本發明所提出的檢測裝置可以有多種應用場所，既可以獨立成為單一設 備，也可以併入到數字視頻廣播信號接收機等設備中。
下面以DVB-T電視信號為例對本發明進行仿真說明。同樣，本領域技 術人員可以意識到，以DVB-T電視信號為例進行仿真僅是示範性的，並不 用於限制本發明的保護範圍。
圖6與圖7給出了基於同步算法中ML估計以及本發明利用循環前綴對 DVB-T信號存在性進行檢測的仿真曲線。其中，圖6中虛警概率為0.01, 圖7中虛警概率為0.05。上述都仿真採用ATSC信道，DVB-T信號採用"模 式，即〃 =2048，循環前綴類型為1/4，即丄=512， DVB-T電視信號釆用64QAM 調製，檢測時間為4個0FDM符號長度，即L12^。
由困6和困7可見，相比ML算法，本發明的誤檢測概率(Probability of Miss Detection )有了明顯的下降，對DVB-T信號存在性檢測有了極大的改 善。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護 範圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、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、一種數字視頻廣播信號的檢測方法，其特徵在於，該數字視頻廣播信號為具有循環前綴的正交頻分復用信號，該方法包括A、對接收信號r(k)與r(k+N)進行共軛相乘，並對所述共軛相乘的乘積在L長度內進行累加取模，其中r(k+N)是將r(k)時延N的結果，N為正交頻分復用符號內的載波數，L為所述循環前綴的長度；B、當所述累加取模的結果出現峰值時，確定所述接收信號r(k)為數字視頻廣播信號。
2、 根據權利要求1所述的數字視頻廣播信號的檢測方法，其特徵在於，步 驟A所述對共軛相乘的乘積在Z長度內進行累加取模為對所述共軛相乘的乘積在p^ + W + i:-l)的範圍內進行累加取模，0為接收信 號""與發射信號之間的時延，所述累加取模的結果為A^c"其中，其中/("為接收信號""的共軛。
3、 根據權利要求2所述的數字視頻廣播信號的檢測方法，其特徵在於，所 述P的取值範圍為[0,iV +丄-1)。
4、 根據權利要求3所述的數字視頻廣播信號的檢測方法，其特徵在於，所述e的取值範圍為[o，w+丄-o中的整數。
5、 根據權利要求1所述的數字視頻廣播信號的檢測方法，其特徵在於，所 述數字視頻廣播信號為DVB-T信號、DVB-H信號、DVB-S信號、DVB-S2信 號、S-DMB信號、DVB-C信號、Media-FLO信號、或IDSB-T信號。
6、 一種數字視頻廣播信號的檢測裝置，其特徵在於，該數字視頻廣播信號 為具有循環前綴的正交頻分復用信號，該裝置包括共軛單元，用於對接收信號"yt)取共軛，得到r'(/t);時延單元，用於將接收信號"q延時7V，得到";t+AO; 乘法器，用千將/("與K"aO相乘，並將乘積送到累加取模單元； 累加取模單元，用於對所述乘積在丄長度內進行累加取模，並將累加取模的結果發送到峰值-險測單元，其中丄為所述循環前綴的長度；峰值檢測單元，用於當所述累加取模的結果出現峰值時，確定所述接收信號r("為數字視頻廣播信號。
7、根據權利要求6所述的數字視頻廣播信號的檢測裝置，其特徵在於，所 述累加^f莫單元，用於在p" + JV +丄-l)的範圍內對所述乘積進行累加取模，^為 "/t)與發射信號之間的時延，所述累加^f莫的結果為As，，其中formula see original document page 3
8、 根據權利要求7所述的數字視頻廣播信號的檢測裝置，其特徵在於，所述e的取值範圍為[o,w+丄-i)。
9、 根據權利要求8所述的數字視頻廣播信號的檢測裝置，其特徵在於，所述e的取值範圍為[o,w+丄-i)中的整數。
10、 根據權利要求6所述的數字視頻廣播信號的檢測裝置，其特徵在於， 所述數字視頻廣播信號為DVB-T信號、DVB-H信號、DVB-S信號、DVB-S2 信號、S-DMB信號、DVB-C信號、Media-FLO信號、或IDSB-T信號。
11、 一種數字視頻廣播信號接收機，其特徵在於，該接收機包括如權利要 求6-10中任一項所述的數字視頻廣播信號的檢測裝置。
全文摘要
本發明公開了一種數字視頻廣播信號的檢測方法，該數字視頻廣播信號為具有循環前綴的正交頻分復用信號，該方法包括A.對接收信號r(k)與r(k+N)進行共軛相乘，並對共軛相乘的乘積在L長度內進行累加取模，其中r(k+N)是將r(k)時延N的結果，N為正交頻分復用符號內的載波數，L為循環前綴的長度；B.當累加取模的結果出現峰值時，確定接收信號r(k)為數字視頻廣播信號。本發明還公開了一種數字視頻廣播信號的檢測裝置。應用本發明能夠確定數字視頻廣播信號的存在性，並且租賃用戶可以有效使用未被電視臺佔用的頻譜，能夠極大地節省頻譜資源。另外，本發明的適用範圍也非常廣泛。
文檔編號H04N5/44GK101102446SQ20061009020
公開日2008年1月9日 申請日期2006年7月5日 優先權日2006年7月5日
發明者張建偉, 彭啟航, 李少謙, 軍 王, 磊 陳 申請人:華為技術有限公司;電子科技大學