专利名称：Pn序列相位检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字信号处理领域，特别是涉及一种用于数字信号接收的PN序列相位检测方法。本发明还涉及实现该方法的装置。
背景技术：
中国数字电视地面广播标准GB 20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、 信道编码和调制》规定信号帧由帧头、帧体组成。帧头模式有三种，其中模式1、模式3产生 PN序列的LFSR(Liner Feedback Shift Register，线性反馈移位寄存器)的初始相位有变 化和不变化两种模式。多个信号帧组成1个超帧，当系统要求指示信号帧的序号时，每个超 帧内的信号帧的帧头采用不同相位的PN序列作为识别符。由于接收机需要利用PN序列进行帧同步、频率同步、定时同步、信道冲激响应估 计、跟踪相位噪声，因此国家标准数字电视地面广播系统的接收机需要检测接收PN序列的 相位以及相位是否旋转。中国发明专利申请公开说明书CN1677909A(
公开日2005年10月5日)公开了 一种“时域同步正交频分复用接收机的帧同步方法及其系统”，涉及到了相位计算的方法， 但其只是中国数字电视地面广播标准GB20600-2006规定的相位改变规则的反变化，直接 使用会导致在多径信道且存在时钟误差的情况下，相位检测错误概率非常高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种PN序列初始相位检测方法，能够提高PN 相位检测的正确性、可靠性以及检测速度；为此本发明还提供一种PN序列初始相位检测装置。为解决上述技术问题，本发明的PN序列初始相位检测方法是采用如下技术方案 实现的将接收信号与本地PN序列相关，获得一系列相关值；从所述一系列相关值中去除 PN序列长度超过一个周期而产生的寄生峰；从去除寄生峰之后的相关值中按照同一规律 获取多个相关值，并求出相邻两个相关值之间的距离与发射端PN序列之间的长度的差值， 该差值称为峰值距离差；从连续的多个峰值距离差中选择可信度高的用于计算检测相位； 进行相位校验，判断检测相位是否可信。本发明的PN序列初始相位检测装置包括计算单元，用于将接收信号与本地PN序列相关，获得一系列相关值；去除寄生峰单元，与计算单元连接，去除PN序列长度超过一个周期而产生的寄生 峰；获取单元，与去除寄生峰单元连接，用于从去除寄生峰后的相关值中挑选多个相 关值并求出峰值距离差，从连续的多个峰值距离差中挑选符合规律的其中一个峰值距离 差；
相位计算单元，与获取单元连接，利用峰值距离差与相位之间的关系得出检测相 位；相位校验单元，与相位计算单元连接，用于判断检测相位是否可信，若检测相位不 可信，则重新获取峰值距离差并计算检测相位。本发明通过从多个峰值距离差中选择可信度高的进行相位计算，提高具有时钟误 差下的检测相位的正确性、可靠性及检测速度；通过相位校验判断检测相位是否可信，提高 在多径信道下的检测正确概率。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1是PN序列相位检测方法流程图；图2是PN序列相位检测装置结构示意图；图3是帧头模式1、3结构示意图；图4是PN序列相关峰值示意图；图5是时钟误差干扰示意图；图6是强多径干扰示意图。
具体实施例方式参见图1所示，本发明所述的PN序列相位检测方法包括以下步骤第一步，将本地PN序列与接收信号进行相关运算，得到一系列相关值。接收信号 可以按照符号速率进行采样，也可以过采样，为了方便说明，本发明以符号速率进行说明。 本地的PN序列的初始相位可以变化也可以不变化。第二步，若发射端的PN序列长度超过一个周期，则需要消除拓展部分造成的相关 值。当接收信号中的PN序列的长度超过一个周期，在没有多径的信道下，与本地PN序列滑 动相关仍然会产生多个较大的相关值，这里将最大的一个相关值称为相关峰，其余由PN序 列长度超过一个周期而产生的相关值称为寄生峰。根据不同的相位校验方法，有可能需要 去除寄生峰。去除寄生峰在上述一系列相关值中，去除较小的相关值(即去除干扰)，并在剩 余的相关值中逐个判定是否为寄生峰。若与当前的峰值相距一个PN序列周期的位置上也 出现峰值，则当前的峰值不是寄生峰，否则是需要去除的寄生峰。图3是帧头模式1、3结构示意图；其中，图3(a)为帧头模式1结构示意图；图3(b) 为帧头模式3结构示意图。图4中所示的较小的峰值就是寄生峰。第三步，选择可信度高的峰值距离差。从去除寄生峰之后的相关值中按照同一规律获取多个相关值，并求出相邻两个相 关值之间的距离与发射端PN序列之间的长度的差值，该差值称为峰值距离差。所述的同一 规律指的是幅度规律、位置规律或使用幅度规律和位置规律两者组合定义的规律。从连续 的多个峰值距离差中选择可信度高的峰值距离差。由于接收机的时钟与发射机的时钟具有误差，叫做时钟误差，因此相邻两帧的峰 值的距离与帧长度的差值Ad由于时钟误差的影响变为A d+i，X是时钟误差引入的误差，如图5所示。由于引入了时钟误差，因此需要将包含时钟误差的峰值距离差排除，选择 不包含时钟误差的峰值距离差计算相位。例如在GB 20600-2006中，可以通过将连续多 个峰值距离差用于递增或递减的判断，并从中挑选符合正奇数负偶数或负奇数正偶数规律 的其中一个峰值距离差作为可信的峰值距离差。选择可信的峰值距离差的方法还有当多 个峰值距离差都符合GB 20600-2006中的变化规律才进行选择，但是在时钟误差相对较大 时，检测相位所花的时间较长，或很难检测出相位。以中国数字电视地面广播标准GB 20600-2006所规定的帧头模式1为例(参见图 3a)，PN序列相位变化顺序及与相位为0的PN序列相关，相邻两帧的峰值距离差如下表1所示。相邻两个峰值距离差分别表示为A屯、Adi+1，理想情况下| | Adi+」_| AdJ | = 1，但现实中存在时钟误差，因此I I Adi+」-| Ad」I = 1+T, T是时钟误差引入的误差，其 中A di表示第i帧与第i_l帧的峰值的距离与帧长度的差值。由于引入了时钟误差，相邻 的I Ad|有可能相等。因此为了抗时钟误差，使用相邻的n个峰值距离差相互作比较。只 要保证 | A Adi+n| > | AdJ 且 | Adi+n| ≥ | Adi+n_J ≥| AdJ ；或 | Adi+n| < | A d, | , 且| Ad」≥…≥| A Adi+n_J≥| Adi+n|，就可以估计出峰值距离差的变化关系(递增或递 减)。理想条件下，| Ad」与| Adi+n|的差值应为n，考虑时钟误差的影响，差值可能为 n+nT。因此当判定峰值距离差递增，且| Adi+IJ-| Ad」<n+nx时，认为这相邻的n个峰 值距离差中存在符合计算PN序列相位的Ad;若判定峰值距离差递减，且| AcU-| Adi+n| <n+nx时，认为这相邻的n个峰值距离差中存在符合计算PN序列相位的Ad。若判定峰 值距离差递增，则选择负奇数或正偶数的Ad ；若判定峰值距离差递减，则选择正奇数或负 偶数的Ad。表 1
PN序列相位序号AdPN序列相位序号Ad00113-1121-111411122115-1103- 311610944117-108109-109221- 4110110222权利要求
一种PN序列初始相位检测方法，其特征在于将接收信号与本地PN序列相关，获得一系列相关值；从所述一系列相关值中去除PN序列长度超过一个周期而产生的寄生峰；从去除寄生峰之后的相关值中按照同一规律获取多个相关值，并求出相邻两个相关值之间的距离与发射端PN序列之间的长度的差值，该差值称为峰值距离差；从连续的多个峰值距离差中选择可信度高的用于计算检测相位；进行相位校验，判断检测相位是否可信。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述选择可信度高的峰值距离差的方法是， 将连续的多个峰值距离差按递增或递减进行判断，从中挑选符合正奇数负偶数或负奇数正 偶数规律的其中一个峰值距离差作为可信度高的峰值距离差。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述相位校验的方法是，采用下述任意一种 方法或下述方法的任意组合，方法一，使用两次或两次以上的检测相位计算结果相互校验； 方法二，根据检测相位计算结果，若后续的峰值距离差为零则通过校验； 方法三，使用不同的准则选择相关值，利用不同的相关值计算检测相位，通过比较两个 检测相位是否相同，判定该检测相位是否可靠。
4.一种PN序列初始相位检测装置，其特征在于，包括计算单元，用于将接收信号与本地PN序列相关，获得一系列相关值； 去除寄生峰单元，与计算单元连接，去除PN序列长度超过一个周期而产生的寄生峰； 获取单元，与去除寄生峰单元连接，用于从去除寄生峰后的相关值中挑选多个相关值 并求出峰值距离差，从连续的多个峰值距离差中挑选符合规律的其中一个峰值距离差； 相位计算单元，与获取单元连接，利用峰值距离差与相位之间的关系得出检测相位； 相位校验单元，与相位计算单元连接，用于判断检测相位是否可信，若检测相位不可 信，则重新获取峰值距离差并计算检测相位。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的相位校验单元包括 存储单元，用于存储检测相位；累加单元，用于在下一个PN序列到来时，在已得出的检测相位的基础上进行累加操作；比较单元，用于比较两个检测相位是否相同。
全文摘要
本发明公开了一种PN序列初始相位检测方法，将接收信号与本地PN序列相关，获得一系列相关值；从所述一系列相关值中去除PN序列长度超过一个周期而产生的相关值，称之为寄生峰；从去除寄生峰之后的相关值中按照同一规律获取多个相关值，并求出相邻两个相关值之间的距离与发射端PN序列之间的长度的差值，简称峰值距离差；从多个相邻的峰值距离差中挑选其中可信度高的用于计算检测相位；并根据相位校验判断检测相位是否可信。本发明还公开了一种PN序列初始相位检测装置。本发明能提高具有时钟误差下的检测相位的正确性、可靠性及检测速度；通过相位校验判断检测相位是否可信，提高在多径信道下的检测正确概率。
文档编号H04L27/26GK101989969SQ20091005771
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月6日 优先权日2009年8月6日
发明者俞丽娜, 黄思宁, 龙必起 申请人:上海明波通信技术有限公司