一种应用于多载波接收机的抗多径干扰系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于数字信息传输技术领域，特别设及一种有限长度确知序列作为保护间 隔的多载波接收机中抗多径干扰系统及方法。
【背景技术】
[0002] 在无线通信信道中，特别是地面无线电视广播传输信道中存在着各种长延时的静 态和动态多径干扰。为了有效地抗多径干扰，目前的无线多载波接收系统均在传输的信号 帖中插入保护间隔序列。
[0003] 欧标DVB-T采用了（FDM(OrthogonalRrequen巧DivisionMultiplexing,正交 频分复用）循环前缀结构，插入了长达224微秒的保护间隔，使其能对抗近224微秒的0地 回波干扰。国标DTMB在信号帖中插入确知PN序列，既作为帖同步、又作为OFDM的保护间 隔，具有高的传输效率。DVB-T用10%的子载波传送用于同步和信道估计等的导频信号， 同时存在循环前缀的保护间隔，而DTMB将时间保护间隔同时用于传输信道估计信号，因此 DVB-T系统的传输效率只能达到国标DTMB系统的90%。为了保持高的传输效率，通常在信 号帖中插入有限长度的确知保护序列，如国标DTMB的多载波模式插入的PN序列最多只能 至IJ125微秒，虽然可W把几个(FDM帖的PN(Pseudo-randomNoise,伪随机序列）序列联合 处理，使抵抗多径干扰的延时长度不受保护间隔长度的限制，但其不适于快速时变信道。在 已有的低复杂度的数字接收系统中，多径处理常被限止在保护间隔长度内，当实际的多径 长度大于保护间隔长度时，系统性能将严重下降（任何强度大于-12地的多径扩展都会影 响系统性能），因而有必要提出一种有效的解决方案。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种应用于多载波接收机的抗多径干扰系统及方法，在有 限长度确知序列作为保护间隔的多载波接收机中，借助于信道纠错编码和有效的系统参数 设计，不仅能消除小于保护间隔长度的各种多径干扰，而且能有效地抗大于保护间隔长度 的超长多径干扰。 阳〇化]本发明的目的是通过W下技术方案实现的。
[0006] 一种应用于多载波接收机的抗多径干扰系统，该系统包括：联合处理单元、信号循 环卷积重构单元、第一FFT(hst化urierTransformation,快速傅氏变换）单元、频域均衡 单元、多径估计调整单元、第二FFT单元、解交织单元、解码单元；
[0007] 所述联合处理单元，其输入端接收确知序列作为保护间隔的编码的OFDM信号、其 第一输出端连接到信号循环卷积重构单元、其第二输出端连接到多径估计调整单元；该联 合处理单元用于利用确知序列估计信道，同时消去确知序列对信息帖的干扰，输出一个具 有零填充保护间隔的包含多径干扰的OFDM信息帖至信号循环卷积重构单元，并输出信道 估计序列到多径估计调整单元；
[0008] 所述信号循环卷积重构单元，其第一输入端接收来自所述联合处理单元的OFDM 信息帖、第二输入端与多径估计调整单元连接、其输出端连接到第一FFT单元的输入端，用 于利用信道估计信息对接收数据进行信号循环卷积重构，其处理后的信息帖输出至第一 FFT单元；
[0009] 所述多径估计调整单元，其输入端连接至所述联合处理单元、第一输出端连接至 信号循环卷积重构单元、第二输出端连接至第二FFT单元的输入端；
[0010] 所述第一FFT单元，其输出端连接至频域均衡单元，用于对所接收的来自所述信 号循环卷积重构单元的信息帖进行FFT变换处理，之后输出至频域均衡单元；
[0011] 所述第二FFT单元，其输出端连接至频域均衡单元，用于对所接收的来自所述多 径估计调整单元的估计的信道脉冲响应作FFT变换处理，之后输出至频域均衡单元；
[0012] 所述频域均衡单元，使用来自第一FFT单元的频域数据和来自第二FFT单元的信 道频域估计数据完成频域均衡，均衡后的数据送至解交织单元；
[0013] 所述解交织单元，对来自频域均衡单元的数据做解交织处理，其输出送至解码单 元；
[0014] 所述解信道编码单元，对来自解交织单元的数据做软解码纠错处理，输出期望恢 复的信息数据。
[0015] 其中，所述联合处理单元包括：确知保护序列与零序列产生单元、FIR(Finite ImpulseResponse,有限长单位冲激响应滤波器）横向滤波器单元、误差信号产生单元、乘 法器单元；
[0016] 所述确知保护序列与零序列产生单元，用于产生一输出序列并将其输出至FIR横 向滤波器单元，该输出序列包括一个与接收信号保护序列要求一致的确知序列和一个长度 与接收信号信息帖一致的零序列；
[0017] 所述FIR横向滤波器单元，其第一输入端连接至确知保护序列与零序列产生单 元、第二输入端连接至乘法器单元，其第一输出端连接至误差信号产生单元、第二输出端输 出信道估计数据；
[0018] 所述误差信号产生单元，其第一输入端用W接收输入信号、第二输入端连接至FIR 横向滤波器单元，其第一输出端输出误差信号至乘法器单元、第二输出端连接至信号循环 卷积重构单元。
[0019] 一种应用于多载波接收机的抗多径干扰方法，该方法包括：
[0020] (1)对同步的输入信号作保护间隔与信息帖分离及信道估计联合处理，产生的信 道估计和具有零填充保护间隔的包含多径干扰的OFDM信号帖被分别进行多径估计调整、 信号循环卷积重构；
[0021] (2)对所述步骤（1)处理得到的数据分别进行FFT处理；
[0022] (3)作频域均衡处理，得到频域数据；
[0023] (4)对频域数据进行解交织处理；
[0024] (5)完成LDPC化OW-DensityParityCheck,低密度奇偶校验码）纠错解码处理。 [00巧]其中，所述步骤（1)中，利用一个改进的自适应FIR横向滤波器完成保护序列与信 息帖分离及信道估计联合处理。
[00%] 其中，所述步骤（1)进一步包括：根据系统解信道编码单元纠错信噪比口限选取 横向滤波器长度K，W获取最大抗超长多径干扰长度；该横向滤波器长度K是可编程的，根 据系统设计复杂度要求设定。
[0027] 其中，所述步骤（1)中，所述输入信号的有限长度确知保护序列可W是任何具有 伪随机特性的确知序列。
[0028] 其中，所述步骤（1)中，在进行信号循环卷积重构处理过程中，当多径干扰的前径 或后径延时长度大于保护序列长度时，选用保护序列长度作为信号循环卷积重构长度，借 助于系统纠错编码消除误差。
[0029] 本发明与现有技术相比，有益效果在于：
[0030] 本发明在保持高的传输效率，采用有限长度确知序列作为保护间隔的多载波接收 机中，借助于信道纠错编码和有效的系统参数设计，不仅能消除小于保护间隔长度的各种 多径干扰，而且能有效地抗大于保护间隔长度的超长多径干扰；本发明系统及方法适用于 固定和移动无线通信终端，能W独立设备实现，或W硬件模块形式嵌入相关通信系统实现， 还可W用软件方式实现，简单可靠。
【附图说明】
[0031] 图1为本发明实施例提出的有限长度确知序列作为保护间隔的编码OFDM信道估 计和抗多径干扰系统示意图；
[0032] 图2为本发明实施例提出的保护序列与信息帖分离及信道估计联合处理系统示 意图；
[0033] 图3为本发明实施例提出的有限长度确知序列作为保护间隔的编码OFDM的信道 估计和抗多径干扰系统方法的工作流程图；
[0034] 图4为本发明实施例提出的W时域确知序列长度55. 5 yS作为保护间隔和LDPC 编码(FDM的信道估计和抗多径干扰系统处理结果示意图； 阳03引图5为本发明实施例提出的则寸域确知序列长度125yS作为保护间隔和LDPC编 码(FDM的信道估计和抗多径干扰系统处理结果示意图。
【具体实施方式】
[0036] 图1为本发明提出的有限长度确知序列作为保护间隔的编码OFDM信道估计和抗 多径干扰系统示意图。如图1所示，根据本发明实施例的信道估计和抗多径干扰系统包括：
[0037] 联合处理单元101，用于联合处理保护间隔与信息帖分离及信道估计，其输入端接 收确知序列作为保护间隔的编码的OFDM信号，该联合处理单元利用确知序列估计信道，同 时消去确知序列对信息帖的干扰，输出一个具有零填充保护间隔的包含多径干扰的OFDM 信号帖死到信号循环卷积重构单元102,并输出信道估计序列兩到信道估计调整单元107 ;
[0038] 信号循环卷积重构单元102,一个输入端接收来自所述联合处理单元101的具有 零填充保护间隔的信息帖，另一个输入端与多经估计调整单元107连接，利用信道估计信 息对接收数据进行信号循环卷积重构，设M为保护间隔长度，N为信息序列长度，Lpf。为前径 信道响应长度，LpMt为后径信道响应长度，其处理后的第n个信息帖有包含下列： 阳039]有，；=+欠，j+M+w, 0《j < LpMt, W;
[0040] X。,；=欠，片"'Lpost,j<N-Lp",n;
[0041]有,/ = 乂，+ 欠.,+M-W,N-Lp托,n《j<N，
[00创 当LpDst或Lpre大于或等于M时LPMt或Lpre取值为M，兩输出至FFTO^istF'ourier Transformation,快速傅氏变换）单元103 ;
[0043] 多径估计调整单元107,其输入在。来自所述联合处理单元101，其调整处理使对发 生的前径和后径处理均有最佳性能，并最大限度地利用有限长度的FIR横向滤波器估计多 径扩展，降低系统设计复杂度，调整处理后的4信息送至信号循环卷积重构单元102, 4序 列输出到FFT单元108 ;
[0044] FFT单元103和108,分别对接收的来自所述信号循环卷积重构单元102的信息帖 和来自所述多径估计调整单元107的估计的信道脉冲响应咬做FFT变换处理，对应输出的 频域数据序列i。和信道频域估计身。被送至频域均衡单元104 ; W45] 频域均衡单元104,使用来自FFT单元103的频域数据和来自FFT单元108的信道 频域估计，完成频域均衡，均衡后的数据送至解交织单元105 ;
[0046] 解交织单元105,对来自频域均衡单元104的数据做解