基于平台效应的cmmb信号快速粗符号定时同步方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及数字广播领域，旨在提高CMMB信号的同步处理速度，提出一种基于平 台效应的CMMB信号快速粗符号定时同步方法。
【背景技术】
[0002] 中国移动多媒体广播电视（QiinaMobileMultimediaBroadcasting,CMMB)义用 最先进的信道纠错编码和正交频分复用（OFDM)调制技术，提高了抵抗各种干扰的能力和 对移动性的支持。CMMB信号帖分为40个时隙，每个时隙包含1个发射机标识信号、2个同 步信号和53个OFDM符号等，其中OFDM符号承载视频、音频等信息，其内容十分重要。
[0003] 由于信道时延及接收端对发送端发送信号确切时刻的未知，接收端首要解决的问 题就是找到OFDM符号的准确位置，其后才能进行正确的OFDM解调，即符号定时同步。对于 CMMB系统，符号定时同步一般有两种方法；利用OFDM符号的循环前缀直接定位OFDM符号 位置，或利用同步信号定位时隙位置，间接定位OFDM符号位置。
[0004] 文献1《一种多径信道下的OFDM符号定时同步方法KCN101848180A)介绍了一种 经典的0抑M系统同步方法一一Schmidl&Cox方法，借助两个相同的训练符号做归一化相关 运算确定符号定时点。该方法同样适用于CMMB系统，利用CMMB信号帖的两个完全相同的 同步信号完成CMMB系统符号定时同步，即从CMMB时域样值中获取时域数据进行相关运算， 其最大相关峰所在位置为符号定时点。采用该方法进行符号定时同步时其符号定时点附近 可能存在一个平坦区域，同步精度不高。
[0005] 如果直接进行高精度的符号定时同步，一般计算量非常大，同步时间很长，很难满 足同步要求，由此文献2《CMMB手机数字电视系统中载波恢复和时钟同步算法研究》（杭 州；浙江大学信息学院，2008-5-1，特别是第37至50页）介绍了CMMB系统中一种将符号定 时同步分为粗符号定时同步与细符号定时同步的同步方法。其中，粗符号定时同步的任务 是较快找到时隙的粗略位置，具体做法是在时域上对接收到的数据信号与延迟一个同步信 号采样点数的数据作归一化相关，构造度量函数，根据预先设置的口限，当度量函数值大于 该口限时，即认为该点是粗符号定时点；细符号定时同步的任务是在粗符号定时点附近找 到时隙的准确位置，具体做法是在粗符号定时点附近，将接收到的数据进行FFT变换，利用 OFDM频域符号中的离散导频找到细符号定时点。该种同步方法在小捜索区间内进行细符号 定时同步，增加了极少的同步时间，有效提高了符号定时同步精度，但因为粗同步速度没有 提高，其同步时间依旧很长。所W，在不降低粗符号定时同步精度的前提下提高粗符号定时 同步速度是提高整体符号定时同步速度的关键之一。
[0006] 文献3《基于数据辅助的无线分组OFDM系统同步技术》（北京：北京交通大学， 2004-3-1，特别是第18至27页）中介绍了在CMMB系统中Schmidl&Cox方法常被用作粗符 号定时同步。该同步方法存在"平台效应"，其构造的度量函数存在峰值平台，即在峰值位置 附近的度量函数值近似于峰值，通过峰值确定符号定时点时，易查询到峰值平台上的其他 位置，在一定程度上增加了符号定时的模糊度。
[0007] 另外由于一个时隙的数据量很大，对该数据进行Schmidl&Cox同步需要做大量的 相关运算，同步时间较长。若为获取较快的粗符号定时同步速度，而减少Schmidl&Cox同步 中参与相关运算的序列长度，会拓宽其度量函数的峰值平台，增加符号定时点出现在平台 其他位置的可能性；或者直接进行间隔取样的Schmidl&Cox同步，即从CMMB时域样值中间 隔选取起始位置计算度量函数值，则容易遗漏符号定时点，该两种方法均可能使得细符号 定时同步的捜索区域不包含正确的时隙位置，降低了同步精度。即存在提高粗符号定时同 步的同步速度时其同步精度容易降低的问题。
【发明内容】
[000引本发明的目的在于克服现有技术中存在的提高粗符号定时同步的同步速度时其 同步精度容易降低的问题，提供一种基于平台效应的CMMB信号快速粗符号定时同步方法， 能够有效提升粗符号定时同步的运算速度，同时保证了粗符号定时同步的同步精度。
[0009] 为实现上述目的，本发明提供了一种基于平台效应的CMMB信号快速粗符号定时 同步方法，该方法把粗同步分为两个阶段，首先在第一阶段中快速查询时隙位置所在的较 小区域，然后在该区域内进行更加精确的粗符号定时同步找到时隙位置。
[0010] 本发明包括对CMMB时域数据的采样，其特征在于，包括W下步骤：
[0011] 步骤1，对时间长度为T的CMMB时域信号做采样频率为f；的采样，得到数据量为 Nall的CMMB时域采样数据r，其中Nall为CMMB时域样值总数；
[001引步骤2,进行N点间隔取样的D点Schmidl&Cox同步；
[0013] 步骤2. 1，选择N值与D值，其中D为从CMMB时域采样数据r里截取的一组参加相 关运算的样值序列的样值点数，满足0 <D<L;N为从CMMB时域采样数据r里获取时域样 值时的起始位置选取间隔，满足0 <N《L-D;L为一个CMMB同步信号的样值数量；
[0014] 步骤2. 2,从CMMB时域采样数据r的第0个时域样点开始每隔N个时域样点选定 起始位置n，在r中获取数据进行相关运算，并进行归一化处理，直到n+化超过时域样点数 量Ngii，此步骤中进行相关运算的公式如下：
【主权项】
1. 一种基于平台效应的CMMB信号快速粗符号定时同步方法，包括对CMMB时域数据的 采样，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，对时间长度为T的CMMB时域信号做采样频率为fs的采样，得到数据量为Nall 的CMMB时域采样数据r，其中Nall为CMMB时域样值总数； 步骤2,进行N点间隔取样的D点Schmidl&Cox同步； 步骤2. 1，选择N值与D值，其中D为从CMMB时域采样数据r里截取的一组参加相关运 算的样值序列的样值点数，满足〇 < D < L ;N为从CMMB时域采样数据r里获取时域样值时 的起始位置选取间隔，满足〇 < N < L-D ;L为一个CMMB同步信号的样值数量； 步骤2. 2,从CMMB时域采样数据r的第0个时域样点开始每隔N个时域样点选定起始位 置n，在r中获取数据进行相关运算，并进行归一化处理，直到n+2L超过时域样点数量?'^， 此步骤中进行相关运算的公式如下：
其中： *表示复共轭； m表示当前从r中获取的时域样值相对于r中第η点的偏移位置； C (η)表示起始位置为r中第η点的时域样值和延迟L点的时域样值的相关函数； R(n)表示起始位置为r中第n+L点的D个时域样值的平均能量； Γ (η)表示起始位置为r中第η点时估计的度量函数，初始时Γ为全零数组； 步骤3,确定时隙位置所在区间A ; 步骤3. 1，根据步骤2得到的度量函数Γ找到度量函数Γ的峰值及峰值位置； 步骤3. 2,从步骤3. 1找到的峰值位置向峰值两侧分别寻找第一个小于α倍峰值且Γ 值不为〇的位置Ut与P Kight分别作为区间A的左右边界，即A = [Ρ _ PKight]，其中，α表 示搜寻1\#与P Kight时的阈值系数； 步骤4,在步骤3确定的区间A内进行传统Schmidl&Cox同步； 从CMMB时域采样数据r中第I\rft个时域样点开始按升序选择起始位置n'，在r中获 取数据进行相关运算，并进行归一化处理直到n' >PKight，此步骤中进行相关运算的公式如 下：
其中： *表示复共轭； m'表示当前从r中获取的时域样值相对于r中第n'点的偏移位置； C (V )表示表示起始位置为r中第V点的时域样值和延迟L点的时域样值的相 关函数； W (n')表示起始位置为r中第n' +L点的L个时域样值的平均能量； Γ' (n')表示起始位置为r中第n'点时估计的度量函数，初始时Γ'为全零数组； 步骤5,根据步骤4得到的度量函数Γ'找到度量函数Γ'的峰值位置，该峰值位置即 为定位的时隙位置。
2. 根据权利要求1所述的一种基于平台效应的CMMB信号快速粗符号定时同步方法，其 特征在于，对于物理层带宽为8MHz的CMMB信号，步骤1所述的T取值25. 4095毫秒，采样 频率为仁取IOMHz。
3. 根据权利要求1所述的一种基于平台效应的CMMB信号快速粗符号定时同步方法，其 特征在于，步骤3中所述的α取值为〇. 2-0. 8。
【专利摘要】本发明提供了一种基于平台效应的CMMB信号快速粗符号定时同步方法。首先进行对CMMB时域信号的采样；然后对CMMB时域采样数据进行两个阶段的粗符号定时同步：第一阶段对CMMB时域采样数据进行间隔取样的小点数Schmidl&Cox同步，用低同步要求换取高同步速度，快速有效地将时隙位置定位在一个包含峰值平台的较小区间；第二阶段在上述较小区间内进行更加精确的传统Schmidl&Cox同步找到时隙位置。本发明利用第一阶段的大范围间隔取样同步，有效提高了粗符号定时同步的运算速度，利用第二阶段的小范围高精度同步，保证了粗符号定时同步的同步精度。
【IPC分类】H04N21-2383, H04N21-61
【公开号】CN104768077
【申请号】CN201510109201
【发明人】孔慧芳, 左继国, 彭虎, 刘杏, 王新, 黄琳琳
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月12日