专利名称：：用于dab系统的空符号与模式判别以及帧同步的方法
技术领域：
：本发明涉及正交频分多路(OFDM)信号，尤其涉及数字音频广播(DigitalAudioBroadcasting即DAB)信号，特别是对于DAB信号中空符号与模式判别以及帧同步的方法，属于电子通讯
技术领域：
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背景技术：
：DAB系统中，数据是以帧结构的方式传输的。帧是由开头的一个空符号(NullSymbol)和若干正交频分多路符号(OFDMSymbol)构成。根据不同的空符号长度和不同的正交频分多路符号，DAB帧的结构分为四种传输模式。在做系统的同步时，首先要对DAB传输模式进行检测。在传输模式确定后既可以判别正交频分多路符号的位置。随后，根据传输模式和正交频分多路符号的位置来判别空符号的位置，从而完成初次帧同步计算。接着，对已经完成初次帧同步计算的信号，进行跟踪同步计算得到准确的DAB帧位置。DAB信号的模式判别，空符号判别和正交频分多路符号同步的初次帧同步计算以及动态跟踪同步计算就构成了DAB系统的帧同步算法，如图l所示。传统的对DAB信号的帧同步算法，一般是首先检测空符号，从而确定DAB信号的传输模式。进一步来看，传统的对DAB信号的帧同步算法在传输模式和空符号检测后再进行同步计算，以空符号检测为基准。该方法中的跟踪算法或者称为细同步算法亦是以空符号为基准或是依据DAB信号的参考符号在频域进行。由此可见，这些传统算法均是利用DAB信号的构造特点设计的。这些传统算法的初次帧同步计算一般都需要持续数个DAB帧(以模式一为例，一帧的时间是96ms)。并且以DAB空符号为基准的算法在低信噪比时计算往往出现偏差故影响信号处理的质量。因此，利用这些传统算法无法快速地进行DAB信号的帧同步，这必然延长信号恢复时间，故在信号丢失时无法快速地重新捕捉信号。并且这些传统算法的设计依赖于DAB信号的结构，故无法应用于一般的OFDM信号的同步计算，这将大大降低算法的复用，从而降低相关产品在市场上的竞争能力。
发明内容本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种用于DAB系统的空符号与模式判别以及帧同步的方法。本发明的目的通过以下技术方案来实现用于DAB系统的空符号与模式判别以及帧同步的方法，其包括以下步骤步骤一按DAB信号不同模式OFDM信号的长度做变步长的相关计算，即Q"1,2,3，4"=0,1,2,...,AT;步骤二将相关计算的结果分别按一定长度取最大值，即二max(C^,G,."C"A:=1,2,3,4_/=1,2,…,iV/m;步骤三对向量i^的相邻元素做差，即A"肌M山步骤四对^取绝对值后求和，即S^t"fe(D。；A:=l步骤五统计^中的零元素，即4=/m/(Dt=0)it=l,2,3,4;步骤六分别对&取最大值，对^取最小值，根据最大值和最小值的下标确定DAB的传输模式。进一步地，上述的用于DAB系统的空符号与模式判别以及帧同步的方法，其中所述步骤六中确定的DAB传输模式采用符号同步计算，即C=G)!*G/"=1,2,...,M，随后将将相关计算的结果取最大值M=max(C)。更进一步地，上述的用于DAB系统的空符号与模式判别以及帧同步的方法，其中所述步骤六中后根据已经确定的DAB传输模式结合OFDM符号位置皿行空符号搜索计算，且采用两段信号的能量比较。更进一步地，上述的用于DAB系统的空符号与模式判别以及帧同步的方法，其中对DAB信号进行帧同步跟踪计算，且在每一帧的参考符号进行，帧同步跟踪算法采用相关计算。本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在(1)本发明技术方案通用性强，能适用于DAB、DVB-T/H，STIMI等多种OFDM信号，针对具体类型的信号，在做同步计算时只需稍加改动即可；(2)由于采用了首先进行模式判别和符号同步再进行帧同步，克服了一些算法先进行帧同步的局限性。对DAB信号做模式判别以及帧同步都能在一帧时间内实现，既对全部模式的DAB信号都能在96ms内实现模式判别以及帧同步，达到了DAB信号模式判别以及帧同步所需的最短时间；(3)由于采用了首先进行模式判别和符号同步再进行帧同步，因此提高了空符号检湖,帧同步的准确性。因此，在对仅有白噪声的信号做仿真，信噪比0dB时，仍能进行正确的模式判别以及帧同步计算；(4)本发明在数据的计算方面，育巨尽量避免乘法运算，因而能很方便地在集成电路设计中实现，便于推广应用。本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。这些附图当中，图1是DAB系统的帧同步方法示意图；图20FDM符号构造；图中各附图标记的含义是AOFDM符号B保护间隔CFFT长度具体实施例方式下面以模式1和模式2在不同信噪比下的DAB信号为例，对本发明技术方案作进一步详细说明。对于数字音频广播信号，接收端在经过去载波和下变频处理之后得到的信号是2.048MHz采样率的OFDM信号，其OFDM符号如图2所示。从图2中可以看出，每个OFDM符号A都包括两部分，即保护间隔B和FFT长度C。保护间隔B均为FFT长度C后端部分序列B'的复制。特别地，对于模式1的信号，保护间隔B为504采样，FFT长度C为2048采样。模式2的信号，保护间隔B为126采样和FFT长度C为512采样。进一步结合表1表5的领赋结果见来看，测试结果显示，即使在降低信噪比的情况下，在任意位置开始做同步检测，都能获得在各模式的允许范围之内的较小的检测误差。表h模式l，无时偏和频偏<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表4:模式2，有时偏和频偏DAB模式二，时偏30ppm,载波频偏15KHz<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>通过以上描述可以看出，本发明有如下的优点(1)本发明技术方案通用性强，能适用于DAB、DVB-T/H，STMI等多种OFDM信号，针对具体类型的信号，在做同步计算时只需稍加改动即可；(2)由于采用了首先进行模式判另,符号同步再进行帧同步，克服了先进行帧同步的局P艮性。对DAB信号做模式判别以及帧同步都能在一帧时间内实现，既对全部模式的DAB信号都能在96ms内实现模式判别以及帧同步，达到了DAB信号模式判别以及帧同步所需的最短时间；(3)由于采用了首先进行模式判另诉P符号同步再进行帧同步，因此提高了空符号检测和帧同步的准确性。因此，在对仅有白噪声的信号做仿真，信噪比0dB时，仍能进行正确的模式判别以及帧同步计算；(4)本发明在数据的计算方面，能尽量避免乘法运算，因而能很方便地在集成电路设计中实现，便于推广应用。综上所述，将本发明在通讯领域内推广后，能对行业的技术进步起到推动作用。权利要求1、用于DAB系统的空符号与模式判别以及帧同步的方法，其特征在于包括以下步骤步骤一按DAB信号不同模式中OFDM信号的长度做变步长的相关计算，即Ckn＝Gnk*Gnk′Tk＝1，2，3，4n＝0，1，2，...，N；步骤二将相关计算的结果分别按一定长度取最大值，即<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>M</mi><mi>kj</mi></msub><mo>=</mo><mi>max</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>kj</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>kj</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><msub><mi>C</mi><mi>kjm</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math>id="icf0001"file="A2008100233360002C1.tif"wi="53"he="5"top="85"left="22"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>k＝1，2，3，4j＝1，2，...，N/m；步骤三对向量Mk的相邻元素做差，即Dk＝diff(Mk)；步骤四对Dk取绝对值后求和，即<mathsid="math0002"num="0002"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>S</mi><mi>k</mi></msub><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mn>4</mn></munderover><mi>abs</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>D</mi><mi>k</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>;</mo></mrow>]]></math>id="icf0002"file="A2008100233360002C2.tif"wi="30"he="10"top="108"left="107"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>步骤五统计Dk中的零元素，即Zk＝find(Dk＝0)k＝1，2，3，4；步骤六分别对Sk取最大值，对Zk取最小值，根据最大值和最小值的下标确定DAB的传输模式。2、根据权利要求1所述的用于DAB系统的空符号与模式判别以及帧同步的方法，其特征在于所述步骤六中确定的DAB传输模式采用符号同步计算，即C=G=1,2,...,M，随后将将相关计算的结果取最大值M:max(CJ。3、根据权利要求1所述的用于DAB系统的空符号与模式判别以及帧同步的方法，其特征在于所述步骤六中后根据已经确定的DAB传输模式结合OFDM符号位置来进行空符号搜索计算，且采用两段信号的4、根据权利要求1所述的用于DAB系统的空符号与模式判别以及帧同步的方法，其特征在于对DAB信号进行帧同步跟踪计算，且在每一帧的参考符号进行，帧同步跟踪算法采用相关计算。全文摘要本发明涉及一种用于DAB系统的空符号与模式判别以及帧同步的方法。首先按DAB信号不同模式OFDM信号的长度做变步长的相关计算，接着将相关计算的结果分别按一定长度取最大值，对向量M<sub>k</sub>的相邻元素做差，然后对D<sub>k</sub>取绝对值后求和得S<sub>k</sub>，统计D<sub>k</sub>中的零元素个数得Z<sub>k</sub>，最后分别对S<sub>k</sub>取最大值，对Z<sub>k</sub>取最小值，即可根据最大值和最小值的下标确定DAB的传输模式。本发明适用于DAB、DVB-T/H，STIMI等多种OFDM信号，达到DAB信号模式判别以及帧同步所需的最短时间，提高了空符号检测和帧同步的准确性，便于在集成电路设计中实现。文档编号H04L27/26GK101557369SQ20081002333公开日2009年10月14日申请日期2008年4月8日优先权日2008年4月8日发明者刘一京申请人:威望科技(苏州)有限公司