前导符号的生成方法及接收方法

前导符号的生成方法及接收方法
【专利摘要】本发明提供了一种前导符号的生成方法以及接收方法、前导符号的生成装置以及接收装置，由于时域符号具有第一种三段结构或第二种三段结构或不分先后排列的若干个第一种三段结构和若干个第二种三段结构的自由组合，所以，可实现相干检测，解决了非相干检测性能下降的问题，另外由于频域主体序列的该预定序列生成规则包括：赋予预定序列不同根值来生成；和/或赋予预定同一根值产生，进一步将该产生的序列进行循环位移来生成，利用所得到的频域主体序列来传输系统所需信令,提高传输效率。
【专利说明】
前导符号的生成方法及接收方法
[0001] 本申请是原案的分案申请，原案的申请号201510052202. 5,申请日2015年1月30 日，发明创造名称《前导符号的生成方法及接收方法》。
技术领域
[0002] 本发明属于广播通信系统的传输技术领域，具体涉及一种前导符号的生成方法及 接收方法及相应装置。
【背景技术】
[0003] 目前，0FDM系统中实现发送端和接收端时间同步的方法基本是基于前导符号来实 现的。前导符号是0FDM系统的发送端和接收端都已知的符号序列，前导符号标志了物理帧 的开始（命名为P1符号），在每个物理帧内只出现一个P1符号或连续出现多个P1符号， P1符号的用途包括有：
[0004] 1)使接收端快速地检测以确定信道中传输的是否为期望接收的信号；
[0005] 2)提供基本传输参数（例如FFT点数、帧类型信息等），使接收端可进行后续接收 处理；
[0006] 3)检测出初始载波频偏和定时误差，用以补偿后达到频率和定时同步；
[0007] 4)紧急警报或广播系统唤醒。
[0008] 通常的，前导符号包括物理层格式控制部分（PHY Format Control，或PFC)和物理 层内容控制部分（PHY Content Control，或PCC)，也是由CAB或者BCA三段结构符号而产 生，用于传输信令信息或进一步用于传输帧格式参数，然而，已有技术中前导符号的CAB或 者BCA符号的主体A在频域上仅仅考虑了利用恒包络零自相关CAZAC序列的不同root根 值来传输信令，致使系统传输效率不足，也并未考虑通过选择PFCCH的符号个数来传输所 需信令以适应系统传输需要。

【发明内容】

[0009] 本发明解决的问题是，已有技术中前导符号的时域主体信号在频域上仅利用恒包 络零自相关CAZAC序列的不同root根值来传输信令而致使系统传输效率不足，也并未考虑 通过选择格式控制部分PFC的时域符号个数来传输所需信令以适应系统传输需要。
[0010] 为解决上述问题，本发明实施例提供了一种前导符号的生成方法，该前导符号包 括格式控制部分PFC，其特征在于，包括如下步骤：基于频域主体序列ZC按照预定处理填充 规则生成与格式控制部分PFC的频域子载波；对频域子载波反傅里叶变换得到与该频域子 载波相应的格式控制部分PFC的时域主体信号；以及基于该时域主体信号生成前导符号， 其中，频域主体序列ZC是基于恒包络零自相关序列CAZAC按照预定序列生成规则而生成 的，该预定序列生成规则包括：赋予该恒包络零自相关序列CAZAC不同根值来生成；和/或 赋予该恒包络零自相关序列CAZAC同一根值产生，进一步将该产生的序列进行循环位移来 生成。
[0011] 可选地，格式控制部分PFC包含至少一个时域符号，该时域符号具有以下三段结 构：第一种三段结构：时域主体信号、基于该时域主体信号的后部所生成的前缀、以及基于 该时域主体信号的后部所生成的后缀；第二种三段结构：时域主体信号、基于该时域主体 信号的后部所生成的前缀、以及基于该时域主体信号的后部所生成的超前缀，其中，通过频 域子载波承载传输的每一个时域符号包含：第一种三段结构；或第二种三段结构；或不分 先后排列的第一种三段结构和第二种三段结构。
[0012] 可选地，频域主体序列ZC基于一个或者多个恒包络零自相关序列CAZAC生成，频 域主体序列ZC具有预定序列长度N zc。
[0013] 可选地，当基于一个恒包络零自相关序列CAZAC生成时，其中，参照该一个恒包络 零自相关序列CAZAC所具有的预定序列长度Ν ζε，确定预定序列生成规则中的根值的个数和 /或确定进行循环位移的位数。
[0014] 可选地，当基于多个恒包络零自相关序列CAZAC生成时，每个恒包络零自相关序 列CAZAC分别具有相应子序列长度L M，其中，对每个恒包络零自相关序列CAZAC按照预定序 列生成规则生成具有相应子序列长度LM的子序列；以及将多个子序列拼接为具有预定序列 长度Ν ζε的频域主体序列ZC，分别参照每个恒包络零自相关序列CAZAC所具有的相应子序 列长度LM，确定预定序列生成规则中的根值的个数和/或确定进行循环位移的位数。
[0015] 可选地，频域主体序列ZC具有的预定序列长度Νζε不大于时域主体信号具有的傅 里叶变换长度N FFT，在预定处理填充规则中，至少包括：将频域主体序列ZC映射成具有预定 序列长度Νζε的直流子载波、正频率子载波和负频率子载波；参照傅里叶变换长度N FFT，分别 在频域主体序列ZC的正频率子载波和负频率子载波外边缘填充预定个数的虚拟子载波。
[0016] 可选地，在预定处理填充规则中，对于频域主体序列ZC，还包括：进行PN调制，从 而再进行映射。
[0017] 可选地，将预定序列生成规则中进行循环移位这一步骤，设于预定处理填充规则 中进行PN调制这一步骤之前或之后进行。
[0018] 可选地，利用第一个时域符号中的根值和用于进行PN调制的PN序列的初始相位 传输信息。
[0019] 可选地，在预定处理填充规则中，对于频域主体序列ZC，还不分先后顺序包括两个 步骤：进行PN调制；和进行频域交织，从而再进行映射。
[0020] 可选地，当频域主体序列ZC基于多个恒包络零自相关序列CAZAC生成时，预定处 理填充规则至少包含进行频域交织的步骤。
[0021] 可选地，将时域主体信号定义为第一部分，将用于作为后缀或超前缀的时域主体 信号部分定义为第二部分，利用从第一部分中选取第二部分的不同起点来标识紧急广播。
[0022] 可选地，频域子载波利用频域主体序列ZC用于进行传输信令，若至少一个时域符 号中的第一个时域符号采用预先已知的频域主体序列ZC，则该频域主体序列ZC不用于传 输信令。
[0023] 可选地，该前导符号位于物理帧中，频域子载波利用频域主体序列ZC还用于指示 物理帧的帧格式参数。
[0024] 本发明实施例还提供了一种前导符号的接收方法，其特征在于，包括如下步骤：对 接收到的物理帧进行处理以得到基带信号；判断基带信号中是否存在期望接收的如上述生 成方法中所生成的前导符号；在上述判断结果为是情况下，确定该前导符号在物理帧中的 位置并解出该前导符号所携带的信令信息。
[0025] 可选地，当格式控制部分PFC的第一个时域符号不传输信令为已知信息时，通过 第一个时域符号进行差分运算，并将已知信息对应的时域序列也进行差分运算，再将两者 进行互相关得到互相关值，基于得到的一个或多个互相关值得到的峰值进行峰值检测判断 是否存在期望的前导符号。
[0026] 可选地，利用格式控制部分PFC的第一个时域符号进行整数倍频偏估计和初始信 道估计。
[0027] 可选地，当检测到格式控制部分PFC具有三段结构时，利用第一种三段结构和/或 第二种三段结构的特有延迟关系进行延迟滑动自相关来获取相关值，再基于该相关值进 行特定数学运算后，将所得峰值进行峰值检测来判断是否存在期望接收的前导符号。
[0028] 可选地，在确定该前导符号在物理帧中的位置并解出该前导符号所携带的信令信 息的步骤中，若存在期望接收的前导符号，根据峰值大的较大部分值或最大值确定前导符 号在物理帧中出现的位置。
[0029] 可选地，当确定前导符号在物理帧中出现的位置后，利用峰值检测的结果进行小 数倍频偏估计。
[0030] 可选地，在解出该前导符号所携带的信令信息步骤中，包括：利用前导符号的全部 或部分时域波形和/或由该前导符号的全部或部分时域波形经过傅里叶变换后所得到的 频域信号，解出该前导符号所携带的信令信息。
[0031] 可选地，在利用频域信号解出该前导符号所携带的信令信息步骤中，若信令序列 经过PN调制，则需要先进行解调PN操作，再进行ZC序列信令解析。
[0032] 可选地，在利用频域信号解出该前导符号所携带的信令信息步骤中，利用发送端 所发送的频域主体序列ZC的所有可能的不同根值和/或不同循环移位值而产生的信令序 列集合来解析信令。
[0033] 可选地，若每个格式控制部分PFC的信令子载波包含不止一个频域主体序列ZC且 进行PN调制和频域交织，则接收端得到频域有效子载波后，进行相应频域解交织，解调PN， 再进行频域主体序列ZC的信令解析，其中，若PN调制在频域交织之前，则先频域解交织再 解调PN ;若PN调制在频域交织之后，则先解调PN再频域解交织，或者先频域解交织，再解 调PN，此解调的PN序列为原始PN进行解交织后的PN序列。
[0034] 可选地，在格式控制部分PFC中的第一个符号译码完成后，对后继的若干个符号 进行解调译码解析，当上一个格式控制部分PFC的符号译码结束后，利用所得到译码信息 作为发送信息，在时域/频域再一次进行信道估计，并和之前的信道估计结果进行某种特 定运算，得到新的信道估计结果，用于下一个符号的信令解析的信道估计。
[0035] 本发明实施例还提供了一种前导符号的生成装置，其特征在于，包括：主体序列产 生单元，用于生成频域主体序列ZC ;频域子载波生成单元，基于频域主体序列ZC按照预定 处理填充规则填充生成频域子载波；频域变换单元，用于将所得频域子载波进行反傅里叶 变换为时域主体信号；以及时域处理单元，基于时域主体信号得到前导符号，其中，主体序 列产生单元包含处理生成模块，该处理生成模块用于按照预定序列生成规则基于恒包络零 自相关序列CAZAC来生成频域主体序列ZC，该预定序列生成规则包括：赋予该恒包络零自 相关序列CAZAC不同根值来生成；和/或赋予该恒包络零自相关序列CAZAC同一根值产生， 进一步将该产生的序列进行循环位移来生成。
[0036] 本发明实施例还提供了一种前导符号的接收装置，其特征在于，包括：基带处理单 元，用于对接收到的物理帧进行处理以得到基带信号；前导符号判断单元，用于判断基带信 号中是否存在期望接收的如上述生成装置所生成的前导符号；以及信令解析单元，用于在 前导符号判断单元的判断结果为是情况下，确定该前导符号在物理帧中的位置并解出该前 导符号所携带的信令信息。
[0037] 与现有技术相比，本发明技术方案具有以下有益效果：
[0038] 根据本发明实施例提供的前导符号的生成方法以及接收方法、前导符号的生成装 置以及接收装置，由于频域主体序列ZC是基于恒包络零自相关序列CAZAC按照预定序列 生成规则而生成的，该预定序列生成规则包括：赋予该恒包络零自相关序列CAZAC不同根 值来生成；和/或赋予该恒包络零自相关序列CAZAC同一根值产生，进一步将该产生的序 列进行循环位移来生成，利用所得到的频域主体序列ZC来传输系统所需信令，提高传输效 率，进一步地，前导符号中格式控制信道部分的第一个时域符号可以是已知符号，用于作 为相干检测的初始信道估计，同时可根据系统需要灵活地选择PFC中符号个数来传输所需 信令。
【附图说明】
[0039] 图1是本发明的前导符号的生成方法的实施例的流程示意图；
[0040] 图2是本发明的实施例中物理帧的时域结构示意图；
[0041] 图3是本发明的实施例中包含格式控制部分和内容控制部分的物理帧结构示意 图；
[0042] 图4是本发明的实施例中格式控制部分的频域示意图；
[0043] 图5是本发明的实施例中第一种三段结构的示意图；
[0044] 图6是本发明的实施例中第二种三段结构的示意图；以及
[0045] 图7是本发明的前导符号的接收方法的实施例的流程示意图。
【具体实施方式】
[0046] 发明人发现已有技术中前导符号的时域主体信号在频域上仅利用恒包络零自相 关CAZAC序列的不同root根值来传输信令而致使系统传输效率不足，也并未考虑通过选择 格式控制部分PFC的时域符号个数来传输所需信令以适应系统传输需要这样的问题。
[0047] 针对上述问题，发明人经过研究，提供了一种前导符号的生成方法及接收方法以 及前导符号的生成装置及接收装置，由于频域主体序列ZC是基于恒包络零自相关序列 CAZAC按照预定序列生成规则而生成的，该预定序列生成规则包括：赋予该恒包络零自相 关序列CAZAC不同根值来生成；和/或赋予该恒包络零自相关序列CAZAC同一根值产生，进 一步将该产生的序列进行循环位移来生成，利用所得到的频域主体序列ZC来传输系统所 需信令，提高传输效率，进一步地，前导符号中格式控制信道部分的第一个时域符号可以 是已知符号，用于作为相干检测的初始信道估计，同时可根据系统需要灵活地选择PFC中 符号个数来传输所需信令。
[0048] 为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发 明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0049] 图1是本发明的前导符号的生成方法的实施例的流程示意图。如图1所示，本实 施例中前导符号的生成方法，该前导符号包括格式控制部分PFC，包括如下步骤：
[0050] 步骤S1-1 :基于频域主体序列ZC按照预定处理填充规则生成与格式控制部分PFC 的频域子载波；
[0051] 步骤S1-2 :对频域子载波反傅里叶变换得到与该频域子载波相应的格式控制部 分PFC的时域主体信号；以及
[0052] 步骤S1-3 :基于该时域主体信号生成前导符号，
[0053] 其中，频域主体序列ZC是基于恒包络零自相关序列CAZAC按照预定序列生成规则 而生成的，该预定序列生成规则包括：赋予该恒包络零自相关序列CAZAC不同根值来生成； 和/或赋予该恒包络零自相关序列CAZAC同一根值产生，进一步将该产生的序列进行循环 位移来生成。
[0054] 图2是本发明的实施例中物理帧的时域结构示意图。如图2所示，本实施公布了 一种帧结构，图2中就显示了两个物理帧。帧结构的每个物理帧分别包含前导符号和数据 区域，其中，前导符号位于数据区域之前。
[0055] 图3是本发明的实施例中包含格式控制部分和内容控制部分的物理帧结构示意 图。
[0056] 如图3所示，物理帧结构包含前导符号和数据区域，其中前导符号包含：由物理层 格式控制部分PFC和物理层内容控制部分PCC。
[0057] PFC由一个或多个0FDM时域符号组成（图中用斜线框表示），每个0FDM时域符号 大小相同。
[0058] 图5是本发明的实施例中第一种三段结构的示意图；和图6是本发明的实施例中 第二种三段结构的示意图。
[0059] 格式控制部分PFC包含至少一个时域符号，该时域符号具有以下三段结构：第一 种三段结构：时域主体信号、基于该时域主体信号的后部所生成的前缀、以及基于该时域主 体信号的后部所生成的后缀；第二种三段结构：时域主体信号、基于该时域主体信号的后 部所生成的前缀、以及基于该时域主体信号的后部所生成的超前缀。
[0060] 将一段时域主体信号（图中以A标不）作为第一部分，齐第一部分的最末端按照 预定获取规则取出一部分，按照第一预定处理规则进行处理并复制到该第一部分的前部来 生成第三部分（图中以C标示）从而作为前缀，同时，从第一部分的后部按照预定获取规则 取出一部分，按照第二预定处理规则进行处理并复制到该第一部分的后部或者处理并复制 到前缀的前部来生成第二部分（图中以B标示）从而分别相应作为后缀或超前缀，从而，分 别生成如图5所示的B作为后缀的第一种三段结构（CAB结构）和B作为超前缀的如图6 所示的第二种三段结构（BCA结构）。
[0061 ] 如图5和图6所示，时域上每个0FDM时域符号均包括第三部分（C段）和第一部 分（A段）以及第二部分（B段），A段即时域主体信号是某特定的频域主体序列ZC序列通 过例如2048点的IFFT反傅里叶变换得到，而C段即前缀是A段的后半部分，B段即后缀或 超前缀是A段的调制频偏。
[0062] 其中，通过频域子载波承载传输的每一个时域符号包含：第一种三段结构；或第 二种三段结构；或不分先后排列的第一种三段结构和第二种三段结构。也就是，PFC由若 干个C-A-B或者B-C-A的结构随意组合而成。比如C-A-BB-C-A C-A-B B-C-A，又如C-A-B B-C-A B-C-A B-C-A等。那么，将第一种三段结构或第二种三段结构结合如图1中频域上的 有效子载波用CAZAC序列的不同根值生成序列和/或每个根值产生的序列的循环移位序列 来传输信令，.可实现多次传输相自由组合的C-A-B和B-C-A。
[0063] 本实施例中，将三段结构中的C段为A段的直接拷贝，而B段为A段的调制信号 段，B的数据范围不超过C的数据范围，即选择给调制信号段B的那部分A的范围不会超出 截取作为前缀C的那部分A的范围。优选地，B的长度和C的长度之和为A的长度。
[0064] 设凡为A的长度，设Len (；为C的长度，Len B为调制信号段B的长度。设A的采样 点序号为〇, 1，~NA-1.设N1为选择复制给第二部分B的起点对应的第一部分A的采样点 序号，N2为选择复制给第二部分B的终点对应的第一部分A的采样点序号。其中，
[0065] N2 = Nl+LenB-l
[0066] 通常，对第二部分B段实施的调制为调制频偏，调制Μ序列或其他序列等，本实施 中以调制频偏为例，设P1_A (t)是Α的时域表达式，则具有第一种三段结构的前导符号的时 域表达式为
[0067]
[0068] 其中，调制频偏值fSH可选取为时域0FDM符号对应的频域子载波间隔即1/N AT，其 中T为采样周期，NA为时域0FDM符号的长度，比如，、为1024,取fSH= 1/1024T。且调制 频偏可任意选择初相，为了使相关峰值尖锐，fSH也可以选择为lALenBT)。
[0069] 在B-C-A的结构中，调制频偏值正好与C-A-B结构相反，且调制可任意选择初相。 以下是具有第二种三段结构的前导符号的时域表达式：
[0070]
[0071 ]设 C-A-B 结构的 N1 为 Nl_l，B-C-A 符号的 N1 为 Nl_2,需要满足 N1_1+N1_2 = 2NA- (LenB+Len。）。且如果对B段米用的调制是调制频偏的话，频偏值要正好相反。
[0072] 用序号1表不C-A-B结构的符号，用序号2表不B-C-A结构的符号。则设Pl_A(t) 是A1的时域表达式，P2_A(t)是A2的时域表达式，则C-A-B三段结构的时域表达式为
[0073]
[0074] B-C-A三段结构的时域表达式为 「00751
[0076] 其中，不分先后排列的第一种三段结构和第二种三段结构，依照先后的不同可分 别形成第一种加强前导符号和第二种加强前导符号。
[0077] 那么，第一种加强前导符号的时域表达式为：
[0078]
[0079] 第二种加强前导符号的时域表达式为：
[0080]
[0081] 举一个具体的实施例，NA为 2048,设 LencS 520, LenB= 504，N1_1 = 1544, Nl_2 =1528。
[0082] 进一步地，利用从第一部分A中选取第二部分B的不同起点来标识紧急广播，即通 过选取不同的N1，或是Nl_l和Nl_2,通过复制给B段的起点来标识紧急广播系统。比如 C-A-B的三段结构的符号，Nl_l = 1544标识普通系统，而Nl_l = 1528标识紧急广播系 统。又比如，B-C-A的三段结构的符号，Nl_2 = 1528标识普通系统，而Nl_2 = 1544标识 紧急广播系统。
[0083] 图4是本发明的实施例中格式控制部分的频域示意图。
[0084] 频域主体序列ZC具有的预定序列长度Νζε不大于时域主体信号具有的傅里叶变换 长度N FFT，在预定处理填充规则中，至少包括：将频域主体序列ZC映射成具有预定序列长度 Nzc的直流子载波、正频率子载波和负频率子载波；参照傅里叶变换长度N FFT，分别在频域主 体序列ZC的正频率子载波和负频率子载波外边缘填充预定个数的虚拟子载波。
[0085] 如图4所示，在PFC每个时域符号的频域子载波生成过程中，特别地，某特定ZC 序列通过如下预定处理填充规则进行变换填充得到：首先生成Nze长度的Zadoff-Chu序 列（简称为ZC序列），然后可选择对这ZC序列调制一个同样长度的PN序列，得到ZC_M序 列，将列分成两部分，左半部分长度为
映射到负频率部分，右半部分长度 %
映射到正频率部分，Nze可选择某一自然数，不超过A段FFT长度，本例中最大 值为1499 ;此外，在负频率的边缘，补i
玫目的零，而在正频率的边缘，补上
I目的零，为虚拟子载波；因此，该特定序列是由

Μ -Τ 个ΡΝ调制的ZC序列，1个直流子载波，个ΡΝ调制的ZC序列和 、零 .2 顺序组成；有效子载波数目为Nze+1。特别注意PFC可由一个或多个OFDM符号组成。
[0086] 该ZC序列可由CAZAC序列不同的根值产生，也可由同一个根值产生的序列再进 行循环移位而得。比如
叮以选取若干个不同的q，对于每个q生成的序 列，又可再进行不同的循环移位而得到更多的序列.通过这两种方式之一或之二来传输信 令。
[0087] 比如，取256个根植q，从而得到256个序列，且设定1024的移位值，则每个序 列又可以进行0-1023的移位，一共可以传输8+10 = 18比特信令。
[0088] 进一步地，循环移位可以放在ZC序列调制PN序列之前进行，也可以放在调制PN 序列之后进行。
[0089] 本实施例中，频域子载波利用频域主体序列ZC用于进行传输信令，若至少一个时 域0FDM符号中的第一个时域0FDM符号采用预先已知的频域主体序列ZC，则该频域主体序 列ZC不用于传输信令。
[0090] 这些信令映射到比特字段，不仅仅利用频域主体序列ZC用来传输信令，进一步地 可选方案是，还可以利用频域主体序列ZC同时指示物理帧的帧格式参数（如：帧数目，帧长 度，PCC符号的带宽，数据区域的带宽，PCC符号的FFT大小和保护间隔长度，PCC调制和编 码参数）。
[0091] 针对第一个0FDM符号通常采用预先已知的某一 ZC序列，即不传输信令这种情况 下，后续的PFCCH来传输信令，最后一个0FDM符号所用的ZC序列与第一个0FDM符号所用 的ZC序列的相位相差180度，这用来指示PFC的最后一个0FDM符号。
[0092] PFC中的第一个0FDM符号所采用的ZC序列，一般为某长度无循环移位的根序列， 而在该长度下，ZC序列有一个集合，因此本发明选用此集合中某一序列，这可以指示某一信 息，例如版本号或者指示数据帧中传输的业务类型或模式；此外，PN的初始相位也有一定 的信令能力，例如指示版本号。也就是，利用第一个时域符号中的根值和用于进行PN调制 的PN序列的初始相位传输一定的信息。
[0093] 本实施例中，频域主体序列ZC可以基于一个或者多个恒包络零自相关序列CAZAC 生成，频域主体序列ZC具有预定序列长度Nzc。
[0094] 上述如图4给出了一个具体例子来说明，当基于一个所述恒包络零自相关序列 CAZAC生成时，参照该一个恒包络零自相关序列CAZAC所具有的预定序列长度Νζε，确定预定 序列生成规则中的根值的个数和/或确定进行循环位移的位数。
[0095] 下面给出另一个具体例子，来说明当基于多个恒包络零自相关序列CAZAC生成 时，每个恒包络零自相关序列CAZAC分别具有相应子序列长度L M，其中，对每个恒包络零自 相关序列CAZAC按照预定序列生成规则生成具有相应子序列长度LM的子序列；以及将多个 子序列拼接为具有预定序列长度Ν ζε的频域主体序列ZC，分别参照每个恒包络零自相关序 列CAZAC所具有的相应子序列长度LM，确定预定序列生成规则中的根值的个数和/或确定 进行循环位移的位数。
[0096] 具体地，在频域有效子载波的生成上，也可由多个（即Μ个）CAZAC序列组成，设Μ 个CAZAC序列的长度分别为L L2,... LM，且满5
每个CAZAC序列的生成方法和 … ，' 上述相同，仅增加一步骤，在生成Μ个CAZAC序列后，拼接成长度为Νζε的序列，可选择经PN 序列调制后形成ZC_M，再进行频域交织后，形成新的ZC_I，再填放在上述相同的子载波位
置，左半部分长度为 映射到负频率部分，右半部分长度为
映射到正频率 J ~ .， 部分，Νζε可选择某一自然数，不超过A段FFT长度，本例中最大值为1499 ;此外，在负频率 的边缘，补」
数目的零，而在正频率的边缘，补上
数目的零，为 虚拟子载波；因此，该特定序列是由
个ΡΝ调制的ZC序列，1个 直流子载波
个ΡΝ调制的ZC序列示
、零顺序组成；其中调制ΡΝ这一 步骤也可以放在频域交织之后进行，先后不受限制。然而，当频域主体序列ZC基于多个恒 包络零自相关序列CAZAC生成时，预定处理填充规则至少包含进行频域交织的步骤，是必 须进行频域交织的。
[0097] 图7是本发明的前导符号的接收方法的实施例的流程示意图。
[0098] 如图7所示，本实施例中的前导符号的接收方法，包括如下步骤：
[0099] 步骤S2-1 :对接收到的物理帧进行处理以得到基带信号；
[0100] 步骤S2-2 :判断基带信号中是否存在期望接收的如图1中的生成方法所生成的前 导符号；
[0101] 步骤S2-3 :在上述判断结果为是情况下，确定该前导符号在物理帧中的位置并解 出该前导符号所携带的信令信息。
[0102] 其中，当PFC第一个符号不传输信令，为已知信号时，步骤S2-2可通过PFC第 一个符号进行差分运算，将已知信息对应的时域信号也进行差分运算，再将两者进行互相 关，基于一个或多个互相关值得到的峰值进行检测是否存在期望的前导符号.
[0103] 其中，当PFC具有C-A-B或者B-C-A的结构时，利用C-A-B和/或B-C-A特有延 迟关系进行延迟滑动自相关来获取相关值，再基于相关值进行特定的数学运算后，将峰值 用于检测是否存在期望接收的前导符号。
[0104] 步骤S2-3,具体地，若存在期望接收的前导符号，根据峰值大的那部分值或者最 大值确定前导符号在物理帧中出现的位置。
[0105] 当确定前导符号在物理帧中的位置后，利用峰值检测的结果还可以进行小数倍 频偏估计。
[0106] 另外，可利用PFC第一个符号来进行整偏估计和初始信道估计。
[0107] 解出该前导符号所携带的信令信息包括如下步骤：利用前导符号的全部或部分时 域波形和/或该前导符号的全部或部分时域波形经过傅里叶变换后得到的频域信号，以解 出该前导符号所携带的信令信息。
[0108] 比如，按PFC部分每个接收符号对应的A段位置的长度NFFT的时域接收数据进行 相应长度的FFT运算后，去除零载波，根据有效信令子载波位置取出接收到的频域信令子 载波，利用其来进行信令解析
[0109] 若信令序列经过PN调制，则需要先进行解调PN操作，再进行ZC序列信令解析。
[0110] 进一步地，利用尝试发送ZC序列的所有可能的不同root值和/或不同循环移位 值产生的信令序列集合来解析信令.比如将频域信令子载波与上述信道估计值以及已知 的信令序列集进行特定的数学运算，完成频域解码功能。其特定的数学运算可以是最大似 然相关，也可以是先将信道估计值对频域信令子载波进行信道均衡后，再与信令序列集进 行相关运算，选择相关值最大的那个作为译码结果。
[0111] 若PFC每个符号的信令子载波由不止一个ZC序列调制PN且进行频域交织组成， 则接收端得到频域有效子载波后，进行相应频域解交织操作，解调PN操作，再进行ZC序列 信令解析。若调制PN在频域交织之前，则先进行频域解交织，再进行解调PN。若调制PN在 频域交织之后，则先解调PN，再进行频域解交织，或者先进行频域解交织，再进行解调PN， 但此时解调的PN序列为原始PN进行解交织后的PN序列。
[0112] 进一步地，当PFC的上一个符号译码结束后，假定译码正确，利用上一个的译码 信息作为发送信息，在时域/频域再一次进行信道估计，并和先前的信道估计结果进行某 种特定运算，得到新的信道估计结果，用于下一个符号的信令解析的信道估计。
[0113] 图中未显示的，本发明的实施例还提供了一种前导符号的生成装置，该生成装置 包括：主体序列产生单元，用于生成频域主体序列ZC ;频域子载波生成单元，基于频域主体 序列ZC按照预定处理填充规则填充生成频域子载波；频域变换单元，用于将所得频域子载 波进行反傅里叶变换为时域主体信号；以及时域处理单元，基于时域主体信号得到前导符 号。
[0114] 其中，主体序列产生单元包含处理生成模块，该处理生成模块用于按照预定序列 生成规则基于恒包络零自相关序列CAZAC来生成频域主体序列ZC，该预定序列生成规则包 括：赋予该恒包络零自相关序列CAZAC不同根值来生成；和/或赋予该恒包络零自相关序 列CAZAC同一根值产生，进一步将该产生的序列进行循环位移来生成。
[0115] 图中未显示的，本发明的实施例还提供了一种前导符号的接收装置，该接收装置 包括：基带处理单元，用于对接收到的物理帧进行处理以得到基带信号；前导符号判断单 元，用于判断基带信号中是否存在期望接收的如上述生成装置所生成的前导符号；以及信 令解析单元，用于在前导符号判断单元的判断结果为是情况下，确定该前导符号在物理帧 中的位置并解出该前导符号所携带的信令信息。
[0116] 本实施中所提供的前导符号的生成装置和接收装置与上述实施例中前导符号的 生成方法、接收方法所分别相对应，那么装置中所具有的结构和技术要素可由生成方法相 应转换形成，在此省略说明不再赘述。
[0117] 本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域 技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发 明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明 的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案 的保护范围。
【主权项】
1. 一种前导符号的生成方法，其特征在于，包括如下步骤： 基于时域主体信号生成具有下述三段结构的时域符号；以及 基于至少一个所述时域符号生成前导符号， 其中，第一种所述三段结构包含：所述时域主体信号、齐所述时域主体信号末端选取一 部分生成的前缀、以及基于所述时域主体信号在所述前缀范围内选取一部分生成的后缀； 第二种所述三段结构包含：所述时域主体信号、齐所述时域主体信号末端选取一部分 生成的前缀、以及基于所述时域主体信号在所述前缀范围内选取一部分生成的超前缀， 每个所述时域符号具有： 第一种所述三段结构；或 第二种所述三段结构；或 不分先后排列的若干个第一种所述三段结构和/或若干个第二种所述三段结构的自 由组合。2. 如权利要求1所述的前导符号的生成方法，其特征在于， 其中，将所述时域主体信号定义为第一部分，将用于作为所述后缀或所述超前缀的时 域主体信号部分定义为第二部分，将用于作为所述前缀的时域主体信号部分定义为第三部 分， 所述第三部分是基于所述第一部分的一部分直接拷贝得到，所述第二部分是基于所述 第一部分的一部分调制频偏得到。3. 如权利要求2所述的前导符号的生成方法，其特征在于， 其中，将所述第一部分的长度设为NA，将所述第二部分的长度设为LenB，将所述第三部 分的长度设为Lenc， 将第一种所述三段结构中选取所述第二部分起点对应于所述第一部分的第一采样点 序号设为Nl_l，将第二种所述三段结构中选取所述第二部分起点对应于所述第一部分的第 二采样点序号设为Nl_2,满足以下公式： N1_1+N1_2 = 2NA-(LenB+Lenc)， 调制频偏值fSH可选取为所述时域符号所对应的频域子载波间隔即1/NAT，且调制初相 任意选择，T为采样周期。4. 如权利要求3所述的前导符号的生成方法，其特征在于， 其中，对于每个第一种所述三段结构和每个第二种所述三段结构， NA取值为2048,设Len c取值为520, Len B取值为504,所述第一采样点序号Nl_l = 1544,所述第二采样点序号Nl_2 = 1528， 所述调制频偏值&"可选择为V(2048T)。5. 如权利要求2所述的前导符号的生成方法，其特征在于， 其中，利用从所述第一部分中选取所述第二部分的不同起点来标识紧急广播。6. -种前导符号的生成方法，其特征在于，包括如下步骤： 基于频域主体序列生成频域子载波； 对所述频域子载波反傅里叶变换得到时域主体信号；以及 基于至少一个由所述时域主体信号形成的时域符号生成所述前导符号， 其中，所述频域主体序列按照预定序列生成规则而生成，该预定序列生成规则包括： 赋予预定序列不同根值来生成；和/或 赋予预定序列同一根值产生，进一步将该产生的序列进行循环位移来生成。7. 如权利要求6所述的前导符号的生成方法，其特征在于： 其中，所述预定序列生成规则中所述预定序列采用恒包络零自相关序列，基于该恒包 络零自相关序列生成所述频域主体序列。8. 如权利要求6所述的前导符号的生成方法，其特征在于： 所述时域符号具有以下三段结构： 第一种所述三段结构包含：所述时域主体信号、齐所述时域主体信号末端选取一部分 生成的前缀、以及基于所述时域主体信号在所述前缀范围内选取一部分生成的后缀； 第二种所述三段结构包含：所述时域主体信号、齐所述时域主体信号末端选取一部分 生成的前缀、以及基于所述时域主体信号在所述前缀范围内选取一部分生成的超前缀， 其中，通过所述频域子载波传输的每一个所述时域符号包含： 第一种所述三段结构；或 第二种所述三段结构；或 不分先后排列的若干个第一种所述三段结构和/或若干个第二种所述三段结构的自 由组合。9. 如权利要求6所述的前导符号的生成方法，其特征在于： 其中，所述频域主体序列基于一个或者多个所述恒包络零自相关序列生成， 所述频域主体序列具有预定序列长度Nzc。10. 如权利要求9所述的前导符号的生成方法，其特征在于： 当基于多个所述恒包络零自相关序列生成时，每个所述恒包络零自相关序列分别具有 相应子序列长度Lm， 其中，对每个所述恒包络零自相关序列按照所述预定序列生成规则生成具有相应子序 列长度LM的子序列；以及 将多个所述子序列拼接为具有所述预定序列长度Νζε的所述频域主体序列。11. 如权利要求6所述的前导符号的生成方法，其特征在于： 所述频域主体序列具有的预定序列长度Νζε不大于所述时域主体信号具有的傅里叶变 换长度Nfft， 所述频域主体序列依照预定处理填充规则生成所述频域子载波，该预定处理填充规则 至少包括： 将所述频域主体序列映射成具有预定序列长度Νζε的正频率子载波和负频率子载波； 参照所述傅里叶变换长度NFFT，分别在所述正频率子载波和所述负频率子载波外边缘 填充预定个数的虚拟子载波和直流子载波。12. 如权利要求11所述的前导符号的生成方法，其特征在于： 在所述预定处理填充规则中，对于所述频域主体序列，还包括： 进行PN调制，从而再进行所述映射。13. 如权利要求12所述的前导符号的生成方法，其特征在于， 其中，将所述预定序列生成规则中进行所述循环移位这一步骤，在进行PN调制之前或 之后进行。14. 如权利要求12述的前导符号的生成方法，其特征在于， 其中，利用第一个所述时域主体信号所对应的频域主体序列中的所述根值和用于进行 所述PN调制的PN序列的初始相位传输信息。15. 如权利要求6所述的前导符号的生成方法，其特征在于， 其中，所述频域子载波利用所述频域主体序列进行传输信令， 若所述至少一个所述时域主体信号中的第一个所述时域主体信号采用预先已知的所 述频域主体序列，则该频域主体序列不用于传输信令。16. 如权利要求15所述的前导符号的生成方法，其特征在于， 其中，所述前导符号位于物理帧中，利用所述频域主体序列传输的所述信令包含用于 指示所述物理帧的帧格式参数和/或用于指示紧急广播内容。17. -种前导符号的接收方法，其特征在于，包括如下步骤： 对接收到的物理帧进行处理以得到基带信号； 判断所述基带信号中是否存在期望接收的前导符号； 确定所接收的该前导符号在物理帧中的位置并解出该前导符号所携带的信令信息。18. 如权利要求17所述的前导符号的接收方法，其特征在于， 其中，在判断所述基带信号中是否存在期望接收所述的前导符号的步骤中，包含以下 位置初步判断步骤中的任意一种或两种组合： 第一位置初步判断步骤：当多个时域符号中的第一个时域主体信号不传输信令为已知 信息时，通过所述第一个时域主体信号进行差分运算，并将已知信息对应的时域序列也进 行差分运算，再将两者进行互相关得到互相关值，基于得到的一个或多个所述互相关值， 至少基于此结果进行初步同步； 第二位置初步判断步骤：当检测到时域符号具有所述三段结构时，利用第一种三段结 构和/或第二种三段结构的特有延迟关系进行延迟滑动自相关来获取相关值，再基于该相 关值进行特定数学运算后，至少基于该特定数学运算结果进行初步同步。19. 如权利要求17所述的前导符号的接收方法，其特征在于， 其中，若所述至少一个所述时域主体信号中的第一个所述时域主体信号采用预先已知 的所述频域主体序列， 则利用所述第一个时域主体信号进行整数倍频偏估计和初始信道估计。20. 如权利要求17所述的前导符号的接收方法，其特征在于， 其中，在所述确定该前导符号在物理帧中的位置并解出该前导符号所携 带的信令信息的步骤中， 若存在期望接收的所述前导符号，根据峰值大的较大部分值或最大值确定所述前导符 号在所述物理帧中出现的位置。21. 如权利要求20所述的前导符号的接收方法，其特征在于， 其中，当确定前导符号在物理帧中出现的位置后，利用所述峰值检测的结果进行小数 倍频偏估计。22. 如权利要求17所述的前导符号的接收方法，其特征在于， 在所述解出该前导符号所携带的信令信息步骤中，包括： 利用所述前导符号的全部或部分时域波形和/或由该前导符号的全部或部分时域波 形经过傅里叶变换后所得到的频域信号，解出该前导符号所携带的信令信息。23. 如权利要求22所述的前导符号的接收方法，其特征在于， 其中，在利用所述频域信号解出该前导符号所携带的信令信息步骤中， 若信令序列经过PN调制，则需要先进行解调PN操作，再进行序列信令解析。24. 如权利要求22所述的前导符号的接收方法，其特征在于， 其中，在利用所述频域信号解出该前导符号所携带的信令信息步骤中， 利用发送端所发送的所述频域主体序列的所有不同根值和/或不同循环移位值而产 生的信令序列集合来解析信令。25. 如权利要求23所述的前导符号的接收方法，其特征在于， 若每个信令子载波包含不止一个所述频域主体序列且进行PN调制和频域交织， 则接收端得到频域有效子载波后，进行相应频域解交织，解调PN，再进行所述频域主体 序列的信令解析， 其中，若PN调制在频域交织之前，则先频域解交织再解调PN ; 若PN调制在频域交织之后，则先解调PN再频域解交织，或者先频域解交织，再解调PN， 此解调的PN序列为原始PN进行解交织后的PN序列。26. 如权利要求17所述的前导符号的接收方法，其特征在于， 在所述时域符号中的第一个符号译码完成后，对后继的若干个符号进行解调译码解 析， 当上一个所述时域符号的符号译码结束后，利用所得到译码信息作为发送信息，在时 域/频域再一次进行信道估计，并和之前的信道估计结果进行某种特定运算，得到新的信 道估计结果，用于下一个符号的信令解析的信道估计。27. -种前导符号的生成装置，其特征在于，包括： 时域符号生成单元，基于时域主体信号生成具有下述三段结构的时域符号；以及 前导符号生成单元，基于至少一个所述时域符号生成前导符号， 其中，第一种所述三段结构包含：所述时域主体信号、齐所述时域主体信号末端选取一 部分生成的前缀、以及基于所述时域主体信号在所述前缀范围内选取一部分生成的后缀； 第二种所述三段结构包含：所述时域主体信号、齐所述时域主体信号末端选取一部分 生成的前缀、以及基于所述时域主体信号在所述前缀范围内选取一部分生成的超前缀， 每个所述时域符号具有： 第一种所述三段结构；或 第二种所述三段结构；或 不分先后排列的若干个第一种所述三段结构和/或若干个第二种所述三段结构的自 由组合。28. -种前导符号的生成装置，其特征在于，包括： 主体序列生成单元，用于生成频域主体序列； 频域子载波生成单元，用于基于频域主体序列生成频域子载波； 频域变换单元，用于对所述频域子载波反傅里叶变换得到时域主体信号；以及 时域处理单元，基于至少一个由所述时域主体信号形成的时域符号生成所述前导符 号， 其中，所述主体序列生成单元包含处理生成模块，该处理生成模块用于按照预定序列 生成规则生成所述频域主体序列，该预定序列生成规则包括： 赋予预定序列不同根值来生成；和/或 赋予预定序列同一根值产生，进一步将该产生的序列进行循环位移来生成。29. -种前导符号的接收装置，其特征在于，包括： 基带处理单元，对接收到的物理帧进行处理以得到基带信号； 前导符号判断单元，判断所述基带信号中是否存在期望接收的所述的前导符号；以及 信令解析单元，确定所接收的该前导符号在物理帧中的位置并解出该前导符号所携带 的信令信息。
【文档编号】H04L27/26GK105991266SQ201510061935
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月30日
【发明人】张文军, 黄戈, 徐洪亮, 邢观斌, 郭旭峰
【申请人】上海数字电视国家工程研究中心有限公司