专利名称：一种数字视频广播信号的检测方法及检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字视频广播技术领域，更具体地说，本发明涉及一种数字 视频广播信号的检测方法及检测装置。
背景技术：
进入二十一世纪以来，无线通信技术正以前所未有的速度向前发展。随 着用户对各种实时多媒体业务需求的增加以及互联网技术的迅猛发展，未来 的无线通信技术将会有更高的信息传输速率，以为用户提供更大的便利。为 了支持更高的信息传输速率和更高的用户移动速度，在下一代的无线通信中 需要采用频谱效率更高、抗多径干扰能力更强的无线传输技术。在当前提供
高速率传输的各种无线方案中，以正交频分复用(OFDM)为代表的多载波 调制技术是最有前途的方案之一 。
另外，经过多年的发展，以数字视频广播技术为代表的数字多媒体广播 (DMB )技术也取得了大量的成果。卫星数字视频广播(比如欧洲的DVB-S、 DVB-S2,韩国和日本的S-DMB )、有线数字视频广播(比如欧洲的DVB-C )、 地面数字视频广播(比如欧洲的DVB-T、美国的ATSC、日本的IDSB-T )、 移动数字视频广播(比如欧洲的DVB-H、美国高通/>司的Media-FLO )等， 已经在许多国家和地区获得广泛的应用，取得了丰硕的社会和经济效益。
目前，在地面数字视频广播中，采用美国ATSC标准的有5个国家或地 区，其中已有两家经过技术比较研究后退出，而决定采用欧洲DVB-T标准 的已有33个国家或地区。
在各种数字视频广播中，无线频谱是一种非常宝贵的自然资源，对它的 使用均需要得到有关部门的授权才可以。但是随着科学技术的发展以及人们
对生法质量要求的日益提高，频镨资源日益紧缺。与此同时，很多被授权的
频镨资源没有被充分利用，它们在时间、频率或者空间上经常处于空闲状态； 而另 一 方面，很多需要使用某个频段的频谌资源的用户由于没有被授权而不 能使用。由此造成了频谱资源的极大浪费。比如电视信号， 一般说来，在同 一个地方所有被授权的电视频段并没有被完全占用。越来越多的机构、公司 等意识到这一问题，提出"租赁用户(SU)"机会性使用这些频谱资源。 因此，可靠地检测某个电视频段上是否被电视台所占用，以使得租赁用户可 以有效使用未被电视台占用的频谱显得日益重要。
然而，现有技术中并没有检测基于OFDM的数字视频广播信号存在性 的相关技术，因此无法判断某个频段上是否存在数字视频广播信号。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的是提出一种数字视频广播信号的检测方 法，以确定数字视频广播信号的存在性。
本发明的另一目的是提出一种数字视频广播信号的检测装置，以确定数 字视频广播信号的存在性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样确定的
一种数字视频广播信号的检测方法，该数字视频广播信号为具有循环前 缀的正交频分复用信号，该方法包括
A、 对接收信号""与"A: + AO进行共轭相乘，并对所述共轭相乘的乘积在丄
长度内进行累加取模，其中"A: + AO是将K"时延W的结果，^为正交频分复用
符号内的载波数，丄为所述循环前缀的长度；
B、 当所述累加取模的结果出现峰值时，确定所述接收信号r("为数字视频
广播信号。
步骤A所述在丄长度内进行累加取模为
对所述共轭相乘的乘积在p" + iV +丄-l)的范围内进行累加取模，^为接收信
号4"与发射信号之间的时延，所速累加取模的结果为A^p，其中:
似一i
，其中r'("为接收信号/"0O的共轭,
所迷e的取值范围为[o，v+丄-i)。
所述0的取值范围为
V("/) + "("
/=0
H。 (4)
其中H'、 H。分别表示DVB-T电视信号存在、不存在两种情况；其中^ 为伪随机二进制序列(PRBS)中第A个比特，具体取值为0或1。 基于上述4全测;漠型，下面详细描述本发明。
图3为OFDM符号结构示范性示意图。用^表示1个OFDM符号内的 载波数，丄表示循环前缀(CP )的长度，因此发射的1个OFDM符号在时 域上的长度为W +丄。由于每个OFDM符号的前丄个采样为其循环前缀，且 与该符号内最后丄个数据相同，因此循环前缀内的每个采样与同符号内相距 ^的采样之间具有较强的相关性。
根据这 一特性，在AWGN信道下用于确定OFDM符号时延大小的最大 似然(ML)估计，该;险测统计量为
1 十卜("AOI
(5)
其中e表示发射机与接收机之间的时延，参数^为 S層
P—纖+ 1 (6) 如果直接以式(5 )作为进行DVB-T电视信号存在性检测的统计量，得 到的仿真性能并不十分理想，这是因为该式是以时延^为自变量而建立的目 标函数，与本发明检测信号是否存在的目的不尽相同。可以去掉式(5)中 的第二部分，直接将第一部分作为检测DVB-T电视信号是否存在的检测统 计量，即
<formula>formula see original document page 10</formula>
(7)
可以如此理解式(7):将接收信号""与""^)进行共辄相乘，并在丄 长度内进行累加取模。若接收信号为DVB-T电视信号，则累加取模的结果 会出现峰值；若没有DVB-T电视信号存在，则这种累加取模得到的结果出 现随机波动，没有峰值出现。
在实际环境中由于信道等因素的影响，接收信号"W与发射信号^0之 间存在一定的时延^。因此需要将接收信号逐采样滑动相关，然后累加，若
在1个OFDM符号内找到峰值，则判Hi为真，否则判H。为假。根据这种思 想，得到用以检测DVB-T信号是否存在的基于循环前缀的滑动相关算法。
其中e的取值范围为^，^"一1),优选e的取值范围为[G，^ + "0中的整数。如 前所述，由于时延0是未知的，因此在接收端将接收信号逐采样滑动，滑动
的范围即为0的取值范围，即[G，" + n)。
显然，本领域技术人员可以意识到，以上以DVB-T电视信号为例进行 说明仅是示范性的，并不用于限制本发明的保护范围。本发明实质上适用于 确定任意类型的具有循环前缀的OFDM视频信号存在性的情形。
图4为根据本发明的数字视频广播信号检测方法的示范性流程图。如图 4所示，该方法包括以下步骤
步骤401:对接收信号"0与""^进行共轭相乘，并对所述共轭相乘
的乘积在丄长度内进行累加取模，其中""W)是将""时延W的结果，W为 正交频分复用符号内的载波数，丄为所述循环前缀的长度；
其中，当考虑到接收信号"O与发射信号之间存在时延时，在丄长度内进 行累加取模可以具体为
对所述共轭相乘的乘积在[e,e+iv+丄-i)的范围内进行累加取模^为接收信
号""与发射信号之间的时延，所述累加取模的结果为A^p，其中<formula>formula see original document page 11</formula>
，其中r'("为接收信号"W的共轭。 优选地，^的取值范围为[0，7V +丄-l)。更加优选地， 一般取^为整数，则 0的取值范围可以为[O,7V + Z-l)中的整数。
其中，所述数字视频广播信号可以为具有循环前缀的任意OFDM ^f见频 广播信号。比如DVB-T信号、DVB-H信号、DVB-S信号、DVB-S2信号、 S-DMB信号、DVB-C信号、Media-FLO信号、IDSB-T信号等。
步骤402:当所述累加取模的结果出现峰值时，确定所述接收信号""为 数字视频广播信号。
若接收信号为数字视频广播信号，则累加取模的结果会出现峰值；若没 有数字视频广播信号存在，则这种累加取模得到的结果出现随机波动，没有 峰值出现。因此，可以通过检测是否存在峰值来确定数字视频广播信号是否 存在。
优选地，当0的取值范围可以为[0,〃+丄-1)中的整数时，由
八s CP
可以计算得到A^A个数值，然后从这#+丄个数值中 选取最大的一个输出，并将该输出结果与预先设定的门限值进行比较，如果 大于该门限值，则认为数字视频广播信号存在，否则判决数字视频广播信号 是不存在。
通常，接收信号""与发射信号4"之间存在一定的时延e，因此优选 将接收信号逐采样滑动相关，然后累加，若在1个OFDM符号内找到峰值， 则判数字视频广播信号存在，否则判数字视频广播信号不存在。优选在接收
端将接收信号逐采样滑动，滑动的范围即为0的取值范围，即^，W" —0。
根据上述方法，本发明还提出了一种数字视频广播信号的检测装置，该
数字视频广播信号为具有循环前缀的正交频分复用信号。图5为根据本发明
的数字视频广播信号检测装置的示范性结构图。如图5所示，该装置包括
共轭单元501,用于对接收信号""取共轭，得到Z(/t); 时延单元502，用于将接收信号""延时7V，得到""W;
乘法器503，用于将,W与""^)相乘，并将乘积送到累加取模单元504; 累加取模单元504，用于对所述乘积在丄长度内进行累加取模，并将累加取 模的结果发送到峰值检测单元505，其中丄为所述循环前缀的长度；
峰值检测单元505,用于当所述累加取模的结果出现峰值时，确定所述
接收信号"("为数字视频广播信号。
优选地，累加^f莫单元504，用于在^，^ + iV +丄-l)的范围内对所述乘积进
行累加取模，^为""与发射信号之间的时延，所述累加取模的结果为A^ 其中
八s CP
A=0
同样，此处的数字视频广播信号优选为DVB-T信号、DVB-H信号、 DVB-S信号、DVB-S2信号、S-DMB信号、DVB-C信号、Media-FLO信号、 或IDSB-T信号等。
本发明所提出的检测装置可以有多种应用场所，既可以独立成为单一设 备，也可以并入到数字视频广播信号接收机等设备中。
下面以DVB-T电视信号为例对本发明进行仿真说明。同样，本领域技 术人员可以意识到，以DVB-T电视信号为例进行仿真仅是示范性的，并不 用于限制本发明的保护范围。
图6与图7给出了基于同步算法中ML估计以及本发明利用循环前缀对 DVB-T信号存在性进行检测的仿真曲线。其中，图6中虛警概率为0.01, 图7中虚警概率为0.05。上述都仿真采用ATSC信道，DVB-T信号采用"模 式，即〃 =2048，循环前缀类型为1/4，即丄=512， DVB-T电视信号釆用64QAM 调制，检测时间为4个0FDM符号长度，即L12^。
由困6和困7可见，相比ML算法，本发明的误检测概率(Probability of Miss Detection )有了明显的下降，对DVB-T信号存在性检测有了极大的改 善。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护 范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种数字视频广播信号的检测方法，其特征在于，该数字视频广播信号为具有循环前缀的正交频分复用信号，该方法包括A、对接收信号r(k)与r(k+N)进行共轭相乘，并对所述共轭相乘的乘积在L长度内进行累加取模，其中r(k+N)是将r(k)时延N的结果，N为正交频分复用符号内的载波数，L为所述循环前缀的长度；B、当所述累加取模的结果出现峰值时，确定所述接收信号r(k)为数字视频广播信号。
2、 根据权利要求1所述的数字视频广播信号的检测方法，其特征在于，步 骤A所述对共轭相乘的乘积在Z长度内进行累加取模为对所述共轭相乘的乘积在p^ + W + i:-l)的范围内进行累加取模，0为接收信 号""与发射信号之间的时延，所述累加取模的结果为A^c"其中，其中/("为接收信号""的共轭。
3、 根据权利要求2所述的数字视频广播信号的检测方法，其特征在于，所 述P的取值范围为[0,iV +丄-1)。
4、 根据权利要求3所述的数字视频广播信号的检测方法，其特征在于，所述e的取值范围为[o，w+丄-o中的整数。
5、 根据权利要求1所述的数字视频广播信号的检测方法，其特征在于，所 述数字视频广播信号为DVB-T信号、DVB-H信号、DVB-S信号、DVB-S2信 号、S-DMB信号、DVB-C信号、Media-FLO信号、或IDSB-T信号。
6、 一种数字视频广播信号的检测装置，其特征在于，该数字视频广播信号 为具有循环前缀的正交频分复用信号，该装置包括共轭单元，用于对接收信号"yt)取共轭，得到r'(/t);时延单元，用于将接收信号"q延时7V，得到";t+AO; 乘法器，用千将/("与K"aO相乘，并将乘积送到累加取模单元； 累加取模单元，用于对所述乘积在丄长度内进行累加取模，并将累加取模的结果发送到峰值-险测单元，其中丄为所述循环前缀的长度；峰值检测单元，用于当所述累加取模的结果出现峰值时，确定所述接收信号r("为数字视频广播信号。
7、根据权利要求6所述的数字视频广播信号的检测装置，其特征在于，所 述累加^f莫单元，用于在p" + JV +丄-l)的范围内对所述乘积进行累加取模，^为 "/t)与发射信号之间的时延，所述累加^f莫的结果为As，，其中<formula>formula see original document page 3</formula>
8、 根据权利要求7所述的数字视频广播信号的检测装置，其特征在于，所述e的取值范围为[o,w+丄-i)。
9、 根据权利要求8所述的数字视频广播信号的检测装置，其特征在于，所述e的取值范围为[o,w+丄-i)中的整数。
10、 根据权利要求6所述的数字视频广播信号的检测装置，其特征在于， 所述数字视频广播信号为DVB-T信号、DVB-H信号、DVB-S信号、DVB-S2 信号、S-DMB信号、DVB-C信号、Media-FLO信号、或IDSB-T信号。
11、 一种数字视频广播信号接收机，其特征在于，该接收机包括如权利要 求6-10中任一项所述的数字视频广播信号的检测装置。
全文摘要
本发明公开了一种数字视频广播信号的检测方法，该数字视频广播信号为具有循环前缀的正交频分复用信号，该方法包括A.对接收信号r(k)与r(k+N)进行共轭相乘，并对共轭相乘的乘积在L长度内进行累加取模，其中r(k+N)是将r(k)时延N的结果，N为正交频分复用符号内的载波数，L为循环前缀的长度；B.当累加取模的结果出现峰值时，确定接收信号r(k)为数字视频广播信号。本发明还公开了一种数字视频广播信号的检测装置。应用本发明能够确定数字视频广播信号的存在性，并且租赁用户可以有效使用未被电视台占用的频谱，能够极大地节省频谱资源。另外，本发明的适用范围也非常广泛。
文档编号H04N5/44GK101102446SQ20061009020
公开日2008年1月9日 申请日期2006年7月5日 优先权日2006年7月5日
发明者张建伟, 彭启航, 李少谦, 军 王, 磊 陈 申请人:华为技术有限公司;电子科技大学