专利名称：一种基于时域随机序列的信道估计方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及地面数字电视技术领域，尤其是涉及一种基于时域随机序列的信道估计方法和装置。
背景技术：
数字地面电视标准TDMB的信号帧包括帧头和帧体两部分。帧头填充PN序列，帧体可以是单载波模式的数据，也可以是多载波模式的数据，数据长度为3780点。为适应不同的应用，标准定义了三种可选的帧头模式，分别称为帧头模式PN420、帧头模式PN595和帧头模式PN945。而在PN420和PN945模式中，采用了循环的PN序列。在多径信道环境中，由于多径时延扩展的影响，会发生严重的符号间干扰和频率选择性衰落；而在移动接收的过程中，还会产生时间选择性衰落。接收机中需要对信道特征进行准确估计，从而消除这些干扰的影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于时域随机序列的信道估计方法和装置。本发明的一个方面提供了一种基于时域随机序列的信道估计方法，包括将过采样的时域采样数据流与本地帧头填充PN序列的扫描相关得到初始信道冲激响应；从所述初始信道冲激响应中提取有效主径和有效径；根据所述有效径得到信道冲激响应；对所述信道冲激响应进行变换域处理，得到单倍符号速率下的频域信道估计值。本发明的一个方面提供了一种基于时域随机序列的信道估计装置，包括扫描模块，用于将过采样的时域采样数据流与本地帧头填充PN序列的扫描相关得到初始信道冲激响应；提取模块，用于从所述初始信道冲激响应中提取有效主径和有效径；伪径检测消除模块，用于根据所述有效径得到信道冲激响应；变换域处理模块，用于对所述信道冲激响应进行变换域处理，得到单倍符号速率下的频域信道估计值。本发明实施例提供的信道估计方法和接收机采用时域相关的方式计算时域信道冲激响应的有效径，在变换域上进行插值，且得到信道的频域响应。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是本发明实施例所适用的帧头模式为PN420的帧结构示意图。图2是本发明实施例所适用的帧头模式为PN945的帧结构示意图。
图3是本发明实施例提供的信道估计方法的流程图。图4是频域信道估计中的径提取与补零操作示意图。图5为本发明实施例提供的一种信道估计装置的结构示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。下面首先介绍适用于本发明各实施例的TDMB的帧结构。请参照图1和图2，图1 是本发明实施例所适用的帧头模式为PN420的帧结构示意图。图2是本发明实施例所适用的帧头模式为PN945的帧结构示意图。如图1所示，帧头模式PN420的帧头长度为420个符号，帧头由一个前同步、一个 PN255序列和一个后同步构成。PN255序列定义为8阶m序列，生成该8阶m序列的多项式为G55(X) = 1+χ+χ5+χ6+χ8，可由一个线性反馈移位寄存器(LFSR)实现。前同步和后同步定义为ΡΝ255序列的循环扩展，其中前同步长度为82个符号，后同步长度为83个符号，前同步和后同步分别是ΡΝ255序列尾部和头部的完全复制。帧头模式ΡΝ595的帧头长度为595，采用10阶最大长度伪随机二进制序列截短而成，是长度为1023的m序列的前595个码片。生成该长度为1023的m序列生成多项式为
G1023 (χ) = 1+χ3+χ10ο如图2所示，帧头模式ΡΝ945的帧头长度为945，由一个前同步、一个ΡΝ511序列和一个后同步构成。ΡΝ511序列定义为9阶m序列，生成该9阶m序列多项式为(i511(X)= l+x2+x7+x8+x9，可由一个LFSR实现。前同步和后同步定义为PN511序列的循环扩展，其中前同步长度为217个符号，后同步长度为217个符号，前同步和后同步分别是PN511序列尾部和头部的完全复制。请参照图3，图3是本发明实施例提供的信道估计方法的流程图。本实施例以2倍速率的时域采样数据流为例进行说明，但是本领域技术人员可以了解，本实施例也可以应用到其他速率的时域采样数据流。该方法包括以下步骤步骤S11、将过采样的时域采样数据流与本地PN序列的扫描相关得到初始信道冲激响应。在本实施例的一种实现方式中，可以从2倍速率的时域采样数据流中，以接收机计数器认定的 PN 起始点为基准，抽取 LEN_WIND = (LEN_FR0NT_WIND0ff+LEN_PN+LEN_BACK_ WIND) 点序列 χ (η)，其中 LEN_FR0NT_WIND0WM 点从 PN 起始点之前抽取，(LEN_PN+LEN_ BACK_WIND) 从PN起始点开始抽取。其中，
权利要求
1.一种基于时域随机序列的信道估计方法，其特征在于，包括将过采样的时域采样数据流与本地帧头填充PN序列的扫描相关得到初始信道冲激响应；从所述初始信道冲激响应中提取有效主径和有效径； 根据所述有效径得到信道冲激响应；对所述信道冲激响应进行变换域处理，得到单倍符号速率下的频域信道估计值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将过采样的时域信号与本地PN序列的扫描相关得到初始信道冲激响应包括从所述过采样的时域采样数据流中，抽取LEN_WIND = (LEN_FR0NT_WIND0ff+LEN_ PN+LEN_BACK_WIND) 点序列χ (η)，其中LEN_FR0NT_WIND0WM点从所述过采样的时域采样数据流中帧头的PN起始点之前抽取，(LEN_PN+LEN_BACK_WIND>2从所述过采样的时域采样数据流中帧头的PN起始点开始抽取；在x(n)中以LEN_PN*2为滑动窗长，窗内每2点抽出1点，将抽出的点与本地PN序列进行共轭相关，将所述滑动窗遍历所述χ (η)后得到相关序列y (η)，其中， y{fi) =^-mAx{n+2*i)xPii(i\ 0<π<(ΙΙΝ—FWNT—MND+IIN—BACK—MNDy序列PN(i)为PN帧头。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，'510,PN 42QLEN _FRONT _WIND = LEN BACK _ WIND = \ 900,PN5951300,PN9A5420,PN 42QLEN—ΡΝ ='595,ΡΝ595945,ΡΝ9Α5
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于， 计算y(n)的功率的均值ζ (η)和最大值peak， ζ (η) = y(n) |2,0 ^ η ^ LEN_SCAN_1peak = max{z(n)}；提取出y (η)中所有对应的ζ (η) > peak/thresh_valid的径作为有效主径ρ (η)，其中 thresh_valid 为门限值；以每条有效主径为中心，开宽度为2*WIDTH_VALID+1的窗，在y(n)中保留窗中所有的径作为有效径ρ' (n)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，门限thresh_valid取12 16dB。
6.根据权利要求4所述的信道估计方法，其特征在于，对于帧头模式为PN595的时域采样数据流，所述根据所述有效径得到信道冲激响应包括将所述有效径作为信道冲激响应P' fake_cancel(n)；对于帧头模式为PN420或PN945的时域采样数据流，所述根据所述有效径得到信道冲激响应包括步骤a、在有效主径P(n)中找到对应的z(n)最大的有效主径，并且找到所述ζ (η)最大的有效主径之前LEN_M_SEQUENCE点的径pfrant (η)和所述ζ (η)最大的有效主径之后LEN_M_
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述信道冲激响应进行变换域处理，得到单倍符号速率下的频域信道估计值包括对根据每块负载前的PN序列得到的信道冲激响应进行时频域变换，得到由负载前的 PN序列计算的频域传输函数Hfl (k)；对根据每块负载后的PN序列得到的信道冲激响应进行时频域变换，得到由负载后的 PN序列计算的频域传输函数Hf2(k)；对Hfl(k)和Hf2(k)进行线性插值，得到负载处单倍符号速率下的频域传输函数Hf (k)； 对所述域传输函数Hf (k)进行快速傅立叶反变换IFFT，得到序列h' (η)； 在h' (η)中插入同等点数个0，得到序列h" (n)，其中， ‘h\n\0 < < 1889 - WIDTH _VALID
8.一种基于时域随机序列的信道估计装置，其特征在于，包括扫描模块，用于将过采样的时域采样数据流与本地帧头填充PN序列的扫描相关得到初始信道冲激响应；提取模块，用于从所述初始信道冲激响应中提取有效主径和有效径； 伪径检测消除模块，用于根据所述有效径得到信道冲激响应； 变换域处理模块，用于对所述信道冲激响应进行变换域处理，得到单倍符号速率下的频域信道估计值。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述扫描模块具体用于从所述过采样的时域采样数据流中，抽取 LEN_WIND = (LEN_FRONT_WINDOff+LEN_PN+LEN_BACK_ffIND) 点序列x(n)，其中LEN_FR0NT_WIND0W*2点从所述过采样的时域采样数据流中帧头的PN起始点之前抽取，(LEN_PN+LEN_BACK_WIND) 从所述过采样的时域采样数据流中帧头的PN起始点开始抽取；在x(n)中以LEN_PN*2为滑动窗长，窗内每2点抽出1点，将抽出的点与本地PN序列进行共轭相关，将所述滑动窗遍历所述χ (η)后得到相关序列y(n)，其中，y{fi)0<π<(ΙΙΝ—FRONT—MND+IIN—BACK—MNDyn+\序列PN(i)为PN帧头。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述提取模块具体用于 计算y(n)的功率的均值ζ (η)和最大值peak，ζ (η) = y(n) |2,0 ^ η ^ LEN_SCAN_1 peak = max{z(n)}；提取出y (η)中所有对应的ζ (η) > peak/thresh_valid的径作为有效主径ρ (η)，其中 thresh_valid 为门限值；以每条有效主径为中心，开宽度为2*WIDTH_VALID+1的窗，在y(n)中保留窗中所有的径作为有效径ρ' (n)。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，门限thresh_valid取12 16dB。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，对于帧头模式为PN595的时域采样数据流，所述伪径检测消除模块具体用于将所述有效径作为信道冲激响应
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述变换域处理模块具体用于 对根据每块负载前的PN序列得到的信道冲激响应进行时频域变换，得到由负载前的 PN序列计算的频域传输函数Hfl (k)；对根据每块负载后的PN序列得到的信道冲激响应进行时频域变换，得到由负载后的 PN序列计算的频域传输函数Hf2(k)；对Hfl(k)和Hf2(k)进行线性插值，得到负载处单倍符号速率下的频域传输函数Hf (k)； 对所述域传输函数Hf (k)进行快速傅立叶反变换IFFT，得到序列h' (η)； 在h' (η)中插入同等点数个0，得到序列h" (n)，其中，
全文摘要
本发明公开了一种基于时域随机序列的信道估计方法，包括将过采样的时域采样数据流与本地帧头填充PN序列的扫描相关得到初始信道冲激响应；从所述初始信道冲激响应中提取有效主径和有效径；根据所述有效径得到信道冲激响应；对所述信道冲激响应进行变换域处理，得到单倍符号速率下的频域信道估计值。
文档编号H04L25/02GK102420788SQ20111039206
公开日2012年4月18日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者刘斌彬, 王静, 葛啟宏, 陶涛 申请人:北京泰美世纪科技有限公司