CN102075473A - 盲解扰方法及其相关装置与解扰方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种盲解扰方法及其相关装置与解扰方法。该盲解扰方法用于一正交频分复用***的，包含有接收一时隙的多个符号；从该多个符号的至少两个符号取得导频；根据多个预设扰码复伪随机序列，解扰所取得的导频，以产生解扰结果，其中该多个预设扰码复伪随机序列对应于多个扰码初始值；进行所产生的解扰结果之间的互相关运算，以产生多个相关结果；根据该多个相关结果中具有最大相关性的相关结果，从该多个扰码初始值中取得对应的扰码初始值；以及根据所取得的该扰码初始值，解扰该多个符号。

Description

盲解扰方法及其相关装置与解扰方法

技术领域

本发明是关于一种解扰方法及其相关装置，尤指一种用于正交频分复用***中盲解扰方法及其相关装置，以及采用盲解扰的解扰方法。

背景技术

***多媒体广播(China Mobile Multimedia Broadcasting，简称CMMB)***，是一项移动电视和多媒体标准，其采用正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplex，OFDM)技术，在时间片分上以1秒为1帧(Frame)，每一帧划分为40个时隙(Time Slot)，由时隙0至时隙39，每一时隙包括1个信标(Beacon)和53个OFDM符号，每一OFDM符号由连续导频、离散导频及数据三部分所组成。带宽为8MHz时，每个OFDM符号包括82个连续导频；带宽为2MHz时，每个OFDM符号包括28个连续导频。

在同一时隙中，每个OFDM符号上的离散导频传递一样的信息，相隔一个OFDM符号的离散导频有相同的子载波位置，每个OFDM符号上的连续导频采用相同的子载波位置，且传送相同信息。每个连续导频采用二位相位移键(BinaryPhase Shift Keying，BPSK)调制方式传送1比特信息。其中，部分连续导频用于传送16比特的传输指示信息，其余连续导频传送固定比特“0”。

传输指示信息的比特0～5用来传送所属时隙的时隙号，取值范围0～39，比特6为位组交织器同步标识，为1时标识本时隙为位组交织器起始时隙，比特7用于配置变更指示，指示终端广播信道物理层配置参数变更，比特8～15为保留比特。

传送端在生成OFDM符号之前，会利用复伪随机序列加扰子载波，复伪随机序列的产生是根据八种预设的扰码初始值。时隙0固定用其中一个扰码初始值；时隙1～39的扰码初始值由时隙0所传输的持续业务/短时间业务复用配置表设定。

虽然连续导频传递的信息中有时隙号，但接收端要取得时隙号之前，必须先进行子载波解扰，因此必须预先知道传送端用来加扰的扰码初始值。由前述上可知，接收端只能通过对时隙0的解码(分析解码后的持续业务/短时间业务复用配置表)才能得到扰码初始值。然而，若时隙0的解调或同步不顺利，将影响后续时隙的运作。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于提供一种用于正交频分复用***中盲解扰方法及其相关装置，以及采用盲解扰的解扰方法，以提早取得***信息(如时隙号)且可节省电力。

本发明揭露用于一正交频分复用***中的一种盲解扰方法，包含有从该多个符号的至少两个符号取得导频；根据多个预设扰码复伪随机序列，解扰所取得的导频，以产生解扰结果，其中该多个预设扰码复伪随机序列对应于多个扰码初始值；进行所产生的解扰结果之间的互相关运算，以产生多个相关结果；根据该多个相关结果中具有最大相关性的相关结果，从该多个扰码初始值中取得对应的扰码初始值；以及根据所取得的该扰码初始值，解扰该多个符号。

本发明另揭露用于一正交频分复用***中的一种盲解扰装置，包含有一快速傅立叶转换单元、一数据存取单元、一解扰互相关单元、一选取单元及一解扰单元。该快速傅立叶转换单元用来接收一时隙的多个符号。该数据存取单元用来从该多个符号的至少两个符号取得导频。该解扰互相关单元用来根据多个预设扰码复伪随机序列，解扰所取得的导频，及进行解扰结果之间的互相关运算，以产生多个相关结果，其中该多个预设扰码复伪随机序列对应于多个扰码初始值。该选取单元用来根据该多个相关结果中具有最大相关性的相关结果，从该多个扰码初始值中取得对应的扰码初始值。该解扰单元用来根据所取得的该扰码初始值，解扰该多个符号。

本发明另揭露用于一正交频分复用***中的一种盲解扰方法，包含有于一第一时隙，启动该接收端的一解调器；根据多个预设扰码复伪随机序列，进行取得一第一时隙扰码初始值的一盲解扰程序；根据该第一时隙扰码初始值，解扰该第一时隙；于该第一时隙解扰后，进行该第一时隙的频率和采样种的同步，以产生一同步结果；于该第一时隙解扰后，进行该第一时隙的信道估计，以产生一估计结果；以及根据该同步结果及该估计结果，解调一第二时隙，其中该第二时隙包含用来解调第二时隙所属的时隙集的一扰码初始值信息。

附图说明

图1为本发明实施例用于一正交频分复用***中的一盲解扰流程的流程图。

图2为一个时隙的导频分布图。

图3为本发明实施例用于一正交频分复用***中一盲解扰装置的方块示意图。

图4为本发明实施例用于一***多媒体广播***中一解扰流程的流程图。

图5为本发明实施例用于一***多媒体广播***中一解扰流程的流程图。

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明实施例用于一正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplex，OFDM)***的一接收端中的一盲解扰流程10的流程图。盲解扰流程10包含有：

步骤100：开始。

步骤110：接收一时隙的多个OFDM符号。

步骤120：从该多个OFDM符号的至少两个OFDM符号取得导频。

步骤125：根据多个预设扰码复伪随机序列，解扰所取得的导频，以产生解扰结果，其中该多个预设扰码复伪随机序列对应于多个扰码初始值。

步骤130：进行所产生的解扰结果之间的互相关运算，以产生多个相关结果。

步骤140：根据该多个相关结果中具有最大相关性的相关结果，从该多个扰码初始值中取得对应的扰码初始值。

步骤150：根据所取得的该扰码初始值，解扰该多个OFDM符号。

步骤160：结束。

根据盲解扰流程10，在一个时隙期间，接收端接收时隙所夹送的OFDM符号，并从两个或两个以上的OFDM符号中取得导频。预设扰码复伪随机序列可以事先建置在接收端中，或是根据已知的扰码初始值产生而得。换句话说，传送端与接收端所能使用的预设扰码复伪随机序列及扰码初始值的选项相同。因此，根据已知的预设扰码复伪随机序列，接收端先解扰所取得的导频，及产生解扰结果，接着进行所产生的解扰结果之间的互相关运算(Correlation)，并从相关结果中，挑选出具有最大相关性的相关结果，取得对应的扰码初始值。最大相关性的相关结果可为所有相关结果的中最大或最小数值的结果。最后，接收端根据此扰码初始值，解扰时隙的OFDM符号。解扰时隙的OFDM符号的内容可包含先根据取得的扰码初始值，产生对应的预设扰码复伪随机序列，再利用这个预设扰码复伪随机序列，解扰OFDM符号以进行时隙号取得、频率与采样同步或信道估计等等后续动作。简言之，解扰流程10对未知的时隙数据进行互相关运算，将最大相关性所对应的扰码初始值当作正确的扰码初始值。

盲解扰流程10可应用于***多媒体广播***中，其每一时隙包含53个OFDM符号，每一OFDM符号又包含连续导频和离散导频。此外，扰码初始值有8种，从选项0～7分别为「000000000001」、「000010010011」、「000001001100」、「001010110011」、「011101000100」、「000001001100」、「000101101101」及「001010110011」。请参考图2，图2为***多媒体广播***中一个时隙的导频分布图，其纵向表示时隙时间长，横向表示频域上的子载波，Nv为子载波个数。

在本发明实施例中，用来进行互相关运算的导频可为仅使用连续导频、仅使用离散导频，或同时使用连续与离散导频。以下提供给个较佳范例。

范例一『连续导频』：

由图2可知，连续导频在每个OFDM符号中的子载波位置相同，本范例利用同一时隙中相邻两个OFDM符号中的连续导频作互相关运算：

$R_{\mathrm{CP}}\left(i\right)=\underset{k\∈k_{\mathrm{CP}}}{\mathrm{\Σ}}{Y}_2\left(k\right){\mathrm{PN}}_2^{*}{\left(k\right)}^i\×Y_1^{*}\left(k\right){\mathrm{PN}}_1{\left(k\right)}^i,$ i＝0，1，...，7

其中，

＊：共扼运算；

k_CP：连续导频的位置；

Y₁(k)：第一个OFDM符号的第k个有效子载波数据；

Y₂(k)：第二个OFDM符号的第k个有效子载波数据；

Y₂(k)PN₂*(k)ⁱ/Y₁*(k)PN₁(k)ⁱ：解扰运算；

PN₁(k)ⁱ：第一个OFDM符号的初始值为选项i的扰码复伪随机序列；以及

PN₂(k)ⁱ：第二个OFDM符号的初始值为选项i的扰码复伪随机序列。

因此，对应最大相关性的扰码初始值选项为：i_CP＝max(Re[R_CP(i)])，即互相关运算中具最大值的结果为最大相关性的结果。最后，接收端再利用得出的扰码初始值选项的扰码初始值，产生扰码复伪随机序列，以解扰时隙数据。

范例二『连续导频加离散导频』：

由图2可知，离散导频在每隔一个OFDM符号中的子载波位置相同，即第一个OFDM符号与第三、五、七...个OFDM符号的离散导频位置相同。除了连续导频，本范例更合并第一个和第三个OFDM符号中的离散导频的互相关运算：

$R_{\mathrm{CPSP}}\left(i\right)=\underset{k\∈k_{\mathrm{CP}}\∪K_{\mathrm{SP}}}{\mathrm{\Σ}}{Y}_3\left(k\right){\mathrm{PN}}_3^{*}{\left(k\right)}^i\×Y_1^{*}\left(k\right){\mathrm{PN}}_1{\left(k\right)}^i,$ i＝0，1，...，7

其中：

＊：共扼运算；

k_CP：连续导频的位置；

k_SP：离散导频的位置；

Y₁(k)：第一个OFDM符号的第k个有效子载波数据；

Y₃(k)：第三个OFDM符号的第k个有效子载波数据；

Y₃(k)PN₃*(k)ⁱ/Y₁*(k)PN₁(k)ⁱ：解扰运算；

PN₁(k)ⁱ：第一个OFDM符号的初始值为选项i的扰码复伪随机序列；以及

PN₃(k)ⁱ：第三个OFDM符号的初始值为选项i的扰码复伪随机序列。

因此，对应最大相关性的扰码初始值选项为：i_CPSP＝max(Re[R_CPSP(i)])。同样地，接收端再利用得出的扰码初始值选项的扰码初始值，产生扰码复伪随机序列，以解扰时隙数据。由于离散导频加连续导频的导频个数要远多于只用连续导频，所以在静态信道下，使用离散导频加连续导频进行盲解扰，性能要优于只使用连续导频的方法。由于离散导频加连续导频的方法使用的是两个不相邻的OFDM符号，所以在时变通道下建议使用连续导频的方法。

请特别注意，本发明构想不限定只使用两个符号进行互相关运算，在复杂度允许的情况下，可以使用多个符号进行互相关运算，以得到更高的可靠度。

在范例一或二得出最大相关性的扰码初始值选项之后，接收端产生复伪随机序列P_c(i)，其视为传送端加扰该时隙的OFDM符号时所用的复伪随机序列，以进行解扰，其方法如下：

$Y_n\left(i\right)=X_n\left(i\right)\×P_c^{*}(n\×N_v+i),$ 0≤i≤N_v-1，0≤n≤52......(A1)

其中，

＊：共扼运算；

X_n(i)：解扰前第n个OFDM符号上的第i个有效子载波；

Y_n(i)：解扰后第n个OFDM符号上的第i个有效子载波；

N_v：一个OFDM符号内有效子载波的个数，可为图2中横向上子载波的个数N_v。

请参考图3，图3为本发明实施例用于一正交频分复用***的一接收端中一盲解扰装置30的方块示意图。盲解扰装置30可用来实现盲解扰流程10，包含一快速傅立叶转换单元300、一数据存取单元310、一解扰互相关单元320、一选取单元330及一解扰单元340。快速傅立叶转换单元300接收一时隙的OFDM符号SYM(0)～SYM(m)，其中m为(OFDM符号个数-1)，即图2中的所有OFDM符号。快速傅立叶转换单元300主要利用快速傅立叶转换将OFDM符号SYM(0)～SYM(m)展开成频域的子载波数据{SYM(0，1)～SYM(0，Nsc)；...；SYM(m，1)～SYM(m，Nsc)}，其中Nsc为一个OFDM符号内有效子载波的个数，若以图2作为应用，Nsc即为Nv。数据存取单元310用来储存OFDM符号SYM(0)～SYM(m)的子载波数据{SYM(0，1)～SYM(0，Nsc)；...；SYM(m，1)～SYM(m，Nsc)}，并从至少两个OFDM符号取得导频集PL_SYM。解扰互相关单元320用来先根据预设扰码复伪随机序列PN¹～PN^z，解扰导频集PL_SYM，再进行解扰结果之间的互相关运算，以产生相关结果CoRe(1)～CoRe(z)，其中预设扰码复伪随机序列PN¹～PN^z分别对应于扰码初始值Ini_VPN(1)～Ini_VPN(z)。选取单元330用来根据相关结果CoRe(1)～CoRe(z)中具有最大相关性的相关结果，从扰码初始值Ini_VPN(1)～Ini_VPN(z)中取得一对应的扰码初始值MAXIni_VPN。解扰单元340包含一随机序列产生器342及一解扰运算单元344，主要用来根据扰码初始值MAXIni_VPN，解扰OFDM符号SYM(0)～SYM(m)。首先，随机序列产生器342用来根据扰码初始值MAXIni_VPN，产生一预设扰码复伪随机序列MAX_PN，其为预设扰码复伪随机序列PN1～PNz的其中之一。解扰运算单元344用来根据预设扰码复伪随机序列MAX_PN，解扰OFDM符号SYM(0)～SYM(m)。由图3可知，解扰运算单元344包含一乘法操作数及一共扼操作数，可用来实现前述(A1)式子的解扰运算，其中预设扰码复伪随机序列MAX_PN为(A1)式子的Pc(i)，而子载波数据{SYM(0，1)～SYM(0，Nsc)；...；SYM(m，1)～SYM(m，Nsc)}为(A1)式子的Xn(i)。于解扰运算单元344成功之后，接收端后续进行时隙号取得、频率与采样同步，或信道估计等等。由于盲解扰装置30可用来实现盲解扰流程10，因此详细说明请参考流程10及相关范例一与二，例如对于范例一，导频集PL_SYM包含SYM(0)及SYM(1)的连续导频，而对于范例二，导频集PL_SYM包含SYM(0)及SYM(2)的连续及离散导频，其余部分于此不再赘述。

综合上述，用于***多媒体广播***之前述盲解扰实施例利用连续和离散导频在一个时隙内每个OFDM符号中传递一样的内容，用8种不同的初始值分别对OFDM符号作解扰，通过时间方向上OFDM符号解扰后的导频作相关得到8个相关结果，从中比较得到的最大值所对应的扰码初始值就是正确的扰码初始值。

请同时参考图4，图4为本发明实施例用于一***多媒体广播***的一接收端中一解扰流程40的流程图。解扰流程40包含下列步骤：

步骤400：开始。

步骤410：于该接收端启动时，接收一时隙。

步骤420：根据多个预设扰码复伪随机序列，进行一盲解扰程序以取得该时隙的一扰码初始值。

步骤430：根据该扰码初始值，解扰该时隙，以取得该时隙的一时隙号。

步骤440：于该时隙号代表该时隙不为一时隙0或时隙0的前一时隙时，关闭该接收端的一解调器等待时隙0到来。

步骤450：启动一计数器计算时隙0的前一时隙的到达时间

步骤460：结束。

根据解扰流程40，接收端于启动时接收第一个时隙之后，根据预设扰码复伪随机序列，进行一盲解扰程序，以取得第一个时隙的扰码初始值。盲解扰程序可为前述盲解扰流程10，因此不再详细说明。接着，接收端根据扰码初始值，解扰该时隙，并取得时隙号。于时隙号代表该时隙不为时隙0或时隙0的前一时隙时，关闭解调器等待时隙0到来。由前述可知，时隙0包含用来解调同一帧(同一时隙集)的中时隙1～39的扰码初始值信息，因此，在该接收端启动到第一个时隙0的前一时隙(即前一帧的时隙39)来临前，解调器关闭，改以启动一计数器计算时隙0的到达时间，进而节省电力。

请同时参考图5，图5为本发明实施例用于一***多媒体广播***的一接收端中一解扰流程50的流程图。解扰流程50接续解扰流程40，包含下列步骤：

步骤500：开始。

步骤510：于时隙0的前一时隙，启动该解调器。

步骤520：根据预设扰码复伪随机序列，进行一盲解扰程序，取得时隙0的前一时隙的一扰码初始值。

步骤530：根据该第一扰码初始值，解扰该第一时隙。

步骤540：于该第一时隙解扰后，进行该第一时隙的频率和采样种的同步，以产生一同步结果。

步骤550：于该第一时隙解扰后，进行该第一时隙的信道估计，以产生一估计结果。

步骤560：根据该同步结果及该估计结果，解调时隙0。

步骤570：结束。

根据解扰方法50，于时隙0的前一时隙来临时，接收端启动该解调器，准备解扰及解调此时隙。同样地，接收端再次进行前述盲解扰程序，即盲解扰流程10，以取得此时隙的扰码初始值。接着，接收端根据该第一扰码初始值，解扰此时隙，并于解扰后，进行频率和采样种的同步及信道估计，分别产生同步结果及估计结果。更具体来说，接收端一方面解扰此时隙的连续导频，并利用解扰后的连续导频进行频率和采样种的同步，另一方面也解扰此时隙的离散导频，并利用解扰后的离散导频进行信道估计。等到时隙0来临时，接收端根据同步结果及估计结果，解调时隙0。换句话说，时隙0的前一时隙中所得到的同步及估计结果可以帮助接收端更精准、有效地解调时隙0。

因此，综合解扰流程40及50，接收端在启动之后，可以得到时隙0之前的时隙的扰码初始值(或其它***信息，其根据后续解调的需求)，进而解出时隙号，如此一来就可以在时隙0未到以前关闭解调器，依靠计数器得到时隙0的具体到达时间，既能省电，又可以为解调时隙0做好充分准备(例如在前一个时隙进行同步和信道估计)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡根据本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (14)

1.一种盲解扰方法，用于一正交频分复用***中，该盲解扰方法包含有：

接收一时隙的多个符号；

从该多个符号的至少两个符号取得导频；

根据多个预设扰码复伪随机序列，解扰所取得的导频，以产生解扰结果，其中该多个预设扰码复伪随机序列对应于多个扰码初始值；

进行所产生的解扰结果之间的互相关运算，以产生多个相关结果；

根据该多个相关结果中具有最大相关性的相关结果，从该多个扰码初始值中取得对应的扰码初始值；以及

根据所取得的该扰码初始值，解扰该多个符号。

2.根据权利要求1所述的盲解扰方法，其特征在于，根据所取得的该扰码初始值解扰该多个符号包含：

根据所取得的该扰码初始值，产生对应的预设扰码复伪随机序列；以及

根据所产生的该预设扰码复伪随机序列，解扰该多个符号，以进行下列操作的至少其一：取得该时隙的时隙号、频率与采样同步，及信道估计。

3.根据权利要求1所述的盲解扰方法，其特征在于，该多个符号的导频包含连续导频及离散导频的至少一种导频。

4.一种盲解扰装置，用于一正交频分复用***中，该盲解扰装置包含有：

一快速傅立叶转换单元，用来接收一时隙的多个符号；

一数据存取单元，用来从该多个符号的至少两个符号取得导频；

一解扰互相关单元，用来根据多个预设扰码复伪随机序列，解扰所取得的导频，及进行解扰结果之间的互相关运算，以产生多个相关结果，其中该多个预设扰码复伪随机序列对应于多个扰码初始值；

一选取单元，用来根据该多个相关结果中具有最大相关性的相关结果，从该多个扰码初始值中取得对应的扰码初始值；以及

一解扰单元，用来根据所取得的该扰码初始值，解扰该多个符号。

5.根据权利要求4所述的盲解扰装置，其特征在于，该解扰单元包含：

一随机序列产生器，用来根据所取得的该扰码初始值，产生对应的预设扰码复伪随机序列；以及

一解扰运算单元，用来根据所产生的该预设扰码复伪随机序列，解扰该多个符号，以进行下列操作的至少其一：取得该时隙的时隙号、频率与采样同步，及信道估计。

6.根据权利要求4所述的盲解扰装置，其特征在于，该多个符号的导频包含连续导频及离散导频的至少一种导频。

7.一种解扰方法，用于一正交频分复用***的一接收端中，该正交频分复用***时域上使用一周期性的时隙集，该方法包含有：

于一第一时隙，启动该接收端的一解调器；

根据多个预设扰码复伪随机序列，进行取得一第一扰码初始值的一盲解扰程序；

根据该第一扰码初始值，解扰该第一时隙；

于该第一时隙解扰后，进行该第一时隙的频率和采样种的同步，以产生一同步结果；

于该第一时隙解扰后，进行该第一时隙的信道估计，以产生一估计结果；以及

根据该同步结果及该估计结果，解调一第二时隙，其中该第二时隙包含用来解调第二时隙所属的时隙集的一扰码初始值信息。

8.根据权利要求7所述的解扰方法，其特征在于，该盲解扰程序包含：

接收该第一时隙的多个符号；

从该多个符号的至少两个符号取得导频；

根据该多个预设扰码复伪随机序列，解扰所取得的导频，以产生解扰结果，其中该多个预设扰码复伪随机序列对应于多个扰码初始值；

进行所产生的解扰结果之间的互相关运算，以产生多个相关结果；以及

根据该多个相关结果中具有最大相关性的相关结果，从该多个扰码初始值中取得该第一扰码初始值。

9.根据权利要求7所述的解扰方法，其特征在于，另包含：

于该接收端启动时，接收一第三时隙；

根据该多个预设扰码复伪随机序列，进行取得一第二扰码初始值的该盲解扰程序；

根据该第二扰码初始值，解扰该第三时隙，以取得该第三时隙的一时隙号；

于该时隙号代表该时隙不为该第一时隙或该第二时隙时，关闭该接收端的一解调器等待该第一时隙到来；以及

启动一计数器计算该第一时隙的到达时间。

10.根据权利要求9所述的解扰方法，其特征在于，该盲解扰程序包含：

接收该第三时隙的多个符号；

从该多个符号的至少两个符号取得导频；

根据该多个预设扰码复伪随机序列，解扰所取得的导频，以产生解扰结果，其中该多个预设扰码复伪随机序列对应于多个扰码初始值；

进行所产生的解扰结果之间的互相关运算，以产生多个相关结果；以及

根据该多个相关结果中具有最大相关性的相关结果，从该多个扰码初始值中取得该第二扰码初始值。

11.根据权利要求8所述的解扰方法，其特征在于，根据该第一扰码初始值解扰该第一时隙包含根据该第一扰码初始值，解扰该第一时隙中的连续导频及离散导频。

12.根据权利要求11所述的解扰方法，其特征在于，于该第一时隙解扰后进行该第一时隙的频率和采样种的同步以产生该同步结果包含：

于该第一时隙的连续导频解扰后，利用连续导频进行该第一时隙的频率和采样种的同步，以产生该同步结果。

13.根据权利要求11所述的解扰方法，其特征在于，于该第一时隙解扰后进行该第一时隙的信道估计以产生该估计结果包含：

于该第一时隙的离散导频解扰后，利用离散导频进行该第一时隙的信道估计，以产生该估计结果。

14.根据权利要求7所述的解扰方法，其特征在于，该第二时隙是一***多媒体广播***中的时隙0，该第一时隙是时隙0的前一个时隙。

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