CN105282080B - Ofdm符号同步位置搜索方法及其同步装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种OFDM符号同步位置搜索方法，包括：首先利用P1符号相关结果，对P1符号相关值进行边沿检测，具体方法是：对相关值信号进行差分，然后进行移动平均；再对移动平均的输出信号的绝对值进行搜索，如果大于预定门限，继续搜索5760Samples。搜索到最大峰值，并根据其极性，给出两个同步候选点。最后用给出的这两个同步位置候选点，计算峰值噪声比，选择峰值噪声比大的同步候选点为最终的同步点位置。本发明还公开了一种用于所述方法的OFDM符号同步装置。本发明在严重多径干扰信道下能降低P1符号同步误差，提高了P1符号检测和译码以及P2符号译码的性能，避免由P1符号同步误差大而导致***性能劣化。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别是涉及第二代欧洲地面数字电视(DVB-T2)的OFDM(正交频分复用)符号同步位置搜索方法。本发明还涉及一种用于所述方法的OFDM符号同步装置。
背景技术
OFDM技术广泛应用于现代通信***中。作为欧洲的第二代地面数字电视标准，DVB-T2(“Digital Video Broadcasting(DVB)；Frame structure channel coding andmodulation for a second generation digital terrestrial televisionbroadcasting system(DVB-T2),”ETSI EN 302755)，继承了第一代标准DVB-T的OFDM技术，其数据的基本单元称为T2帧。如图1所示为T2帧的结构图，每帧包含P1前导符号，P2前导符号以及紧随其后的数据符号。DVB-T2***的P1符号同步是DVB-T2***同步的第一步。P1符号每帧出现一次，并在每帧的起始部位，它标志着每个T2帧或每个FEF帧的开始。P1符号同步主要可以完成：
(1)接收机迅速确定接收到的是否是DVB-T2信号；
(2)确认当前帧是T2帧还是FEF帧；
(3)信令消息S1，S2译码，得到如FFT长度、可能GI组合等参数，方便后续模块接收处理；
(4)检测出并补偿初始载波频率偏差。
如图2所示为P1符号的构成图，P1符号包括三个部分：A部分，为1K的OFDM符号；C部分，由A部分的前542个采样点经过频移fSH得到；B部分，由A部分的后482个采样点经过频移得到。P1符号长度固定，不受FFT长度或GI长度影响。而且由于P1符号自身的结构特点，即P1符号的前端C部分和后端B部分分别由P1符号的A部分频移得到，这种经过频移的数据重复，可以使P1符号即便是在大频偏下也很容易被检测出来。
如图3所示，为通常接收机示意图。其包括P1符号检测(P1_DET)，FFT窗口调整器，FFT，P1符号确认(P1_VALID)和P1符号译码器(P1_DEC)。其中，P1_DET计算输入P1符号的相关峰值；如果相关峰值大于预定门限，即表明P1符号的存在，接着在预定的范围内搜索最大相关峰值的位置，该位置即为P1符号同步位置。更进一步，根据所得到的最大相关峰值，估计出小数频率偏差，并进行频率补偿。根据P1符号同步位置，确定FFT窗口的起始，再进行FFT变换。由于P1符号在多个子载波中携带信息，P1_VALID识别输入符号是否符合载波分布。通过将接收到的信号的子载波分布与理想的CDS(Carrier-Distribution Sequence，载波分布序列)做相关计算，如果得到的相关值大于预定门限，表明确实存在P1符号。同时，根据输入信号的子载波序列和理想子载波序列的相对位置，计算出输入信号中的整数载波频率偏差。用此频率偏差对FFT后的信号进行频率补偿后，送入P1_DEC进行译码，最后得到P1符号所携带的信令消息S1和S2。
上述P1符号检测的相关峰值方法，可以抵抗各种严重的干扰和噪声，但其缺点是：同步位置的误差很大。J.G.Doblado(“Coarse time synchronization for DVB-T2,”IEEElec.letters,Vol.46,No.11,May 2010)提出的改进算法可以改善同步误差性能，但其在严重多径干扰信道下，特别是干扰径为0dB的两径信道，同步误差性能急剧恶化。M.Rotoloni,(“On correlation-based synchronization for DVB-T2,”IEEEComm.Letters,vol.14,No.3,pp.248-250,Mar.2010)提出了边沿检测算法，来对付严重干扰信道，特别是两径信道干扰为0dB的情况下的两径信号叠加问题。但是，该算法具有下列问题：
1)正相关峰值并不能保证检测的径是前径(同理，负相关峰值也不能保证后径)；
2)无法处理Pre/Post Echo(即D/U不等于0dB的两径信道)；
3)不能区分相关峰值是否真的含有叠加效应。
如何改善P1符号同步误差的性能，特别是严重多径干扰信道下的性能，仍然是一个有待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在严重多径干扰信道下能降低P1符号同步误差的第二代欧洲地面数字电视(DVB-T2)OFDM(正交频分复用)符号同步位置搜索方法。为此，本发明还要提供一种用于所述方法的OFDM符号同步装置。
为解决上述技术问题，OFDM符号同步位置搜索方法，包括：
1)根据输入信号的相关运算结果，检测相关值；所述相关运算，为本领域一种公知运算，采用P1符号相关器进行；
2)对P1符号相关值进行边沿检测，具体方法是：对相关值信号进行差分，然后进行移动平均；
3)对移动平均的输出信号的绝对值进行搜索，移动平均的输出信号的绝对值如果小于等于同步检测预定门限则认为是噪声，移动平均的输出信号的绝对值如果大于同步检测预定门限P1_DET_TH，继续搜索5760Samples，所述Samples是采样(对应最大GI+896，GI即Guard Interval，保护间隔)，搜索到最大峰值，并根据其极性，给出两个同步候选点；
4)用上述两个同步位置候选点，计算峰值噪声比(PNR:Peak-Noise-Ratio)，选择峰值噪声比大的同步候选点为最终的同步点位置；
同步检测预定门限P1_DET_TH：对移动平均的输出信号的绝对值进行搜索，如果小于等于同步检测预定门限P1_DET_TH则认为是噪声，反之，认为可能存在P1符号。只有在大于预定门限P1_DET_TH的情况下，即认为可能存在P1符号的情况下再进行峰值搜索，预定门限P1_DET_TH取值范围[4E-5,8E-5]。
本发明提供一种用于上述方法的OFDM符号同步装置，包括：
P1符号相关单元，根据输入信号计算出相关运算结果(相关运算，为本行业一种公知运算，采用P1符号相关器进行)；
差分平均单元，对相关值信号进行差分，然后进行移动平均；
峰值搜索单元，对差分移动平均后的信号取绝对值，并与同步检测预定门限进行比较，当对差分平均后的信号取绝对值小于等于同步检测预定门限认为是噪声，当对差分平均后的信号取绝对值大于同步检测预定门限时，继续搜索5760Samples(对应最大GI+896)，搜索到最大峰值，并根据其极性，给出两个同步位置候选点；
同步位置确定单元，用上述两个同步位置候选点，计算峰值噪声比(PNR:Peak-Noise-Ratio)，选择峰值噪声比大的同步候选点为最终的同步点位置。
本发明首先利用P1符号相关结果，对P1符号相关值进行边沿检测，具体方法是：对相关值信号进行差分，然后进行移动平均；再对移动平均的输出信号的绝对值进行搜索，如果大于预定门限(P1_DET_TH)，继续搜索5760Samples(对应最大GI+896)。搜索到最大峰值，并根据其极性，给出两个同步候选点。最后用给出的这两个同步位置候选点，计算峰值噪声比(PNR:Peak-Noise-Ratio)选择，峰值噪声比大的同步候选点为最终的同步点位置。对于严重衰落信道下P1符号相关波形所产生的种种变形，本发明的方法可以对它们进行分别,并且通过计算峰值噪声比进行选择,从而保证了同步位置的正确性,进而改善P1符号同步误差性能，提高了P1符号检测和译码以及P2符号译码的性能，避免由P1符号同步误差大而导致***性能劣化。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：
图1是T2帧结构示意图。
图2是P1符号构成示意图。
图3是接收机结构示意图。
图4是OFDM符号同步装置结构示意图。
图5是一种现有P1符号相关器。
图6是P1符号相关波形图。
图7是两径信道相关输出波形示意图。
图8是本发明差分平均单元一实施例的示意图。
图9是具有代表性的两种典型差分平均输出波形图。
图10是本发明峰值搜索单元一实施例的示意图。
图11是本发明同步位置确定单元一实施例的示意图
附图标记说明
P1符号相关单元 10
差分平均单元 20
峰值搜索单元 30
同步位置确定单元 40
具体实施方式
如图4所示，为本发明OFDM符号同步装置结构示意图，包括：
P1符号相关单元，以如图5所示一种现有P1符号相关器为例作为本发明实施例的P1符号相关单元，延时器、共轭乘法器和滑动平均滤波器共同组成一个相关器，分别检测经过频移后的C和B部分。C、B部分支路分别对应上下两个相关器。这样就产生了两个相关器输出脉冲，它们均为梯形脉冲，而且脉冲的总持续时间等于(TA+TX)。其中，梯形的斜边的持续时间为TX，梯形上顶的持续时间为(TA-TX)。对应于C、B支路，TX的值分别是TC和TB。然后，上相关器的输出再经过一个时延TA，使其与下相关器的输出在时间上对齐，最后两个脉冲相乘，得到最终结果。图6显示了相关计算过程的波形。其中左图显示的是两个相关器的输出，右图为它们在时域上对齐并相乘的结果。当信道为0dB的两径信道且两径的相位相反时，由于两径叠加效应，两个梯形叠加后，变成了两个三角形，如图7所示。
图8所示为差分平均单元。P1符号相关输出送入差分器进行差分，差分延迟为L优选取值范围是64～512，其典型值256。差分信号送入移动平均，移动平均长度M＝L。利用差分平均的边沿检测功能，得到的波形例如图9所示，图中，正峰值对应于上升沿，负峰值对应于下降沿。
更进一步，图9显示的具有代表性的两种典型差分平均输出波形图。其中，当两径信道的多径迟延远大于512时，正负峰值之间的距离＝512+256＝768，其中512为图7中的梯形上边的长度，256为移动平均长度。而当多径迟延为512(或者附近)时，由图7所示的叠加效应，两个梯形变形为两个三角形；差分平均后，正负峰值之间距离为移动平均长度256；同时，后径与前径的距离＝多径迟延+512。因此，任何峰值，可以归纳为下述四种情况之一：
正峰值：
一、峰值位置＝同步点位置(DELAY 512的前径，DELAY 2000)
二、峰值位置─512＝同步点位置(DELAY 512的后径)
负峰值：
三、峰值位置─256＝同步点位置(DELAY 512的前径)
四、峰值位置─768＝同步点位置(DELAY 512的后径，DELAY 2000)
无论何种信道，由图9所示的任何一个峰值位置，总可以计算出多径信道的主径(最大径)的同步位置。
峰值搜索单元能采用如图10所示实施例实现其功能(其实施方式不仅限于该实施例所示内容)；首先，差分平均后信号的绝对值与同步检测预定门限P1_DET_TH比较，当大于同步检测预定门限时，表明搜索到P1符号。接下来，在后续的5760(对应最大GI+896)范围内搜索最大值。最后，得到最大值(峰值)位置m，m∝{n，n+5760}。更进一步，根据D(m)的极性，进一步选取峰值位置。当峰值为正极性时，得到两个同步点候选为：同步位置＝m或同步位置＝m-512；当峰值为负极性时，得到两个同步点候选为：同步位置＝m-256或同步位置＝m-768。
峰值搜索单元所得到的两个同步位置，作为同步位置候选点，得到同步后的接收信号，分两次送入同步位置确定单元。同步位置确定单元采用如图11所示实施例实现其功能(其实施方式不仅限于该实施例所示内容)；根据公知常识CDS相关处理，将从接收信号中的得到子载波分布与理想的CDS(Carrier-Distribution Sequence，载波分布序列)做相关计算，得到相关值；接下来进行最大值搜索，得到相关峰值。下一步，把相关旁瓣取绝对值并进行平均，得到噪声电平。最后，用相关峰值除以噪声，得到峰值噪声比(PNR:Peak-Noise-Ratio)。用两个同步位置候选点所对应的接收信号进行同样的处理，得到两个峰值噪声比值。并选择峰值噪声比大的同步候选点为最终的同步点位置。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种OFDM符号同步位置搜索方法，其特征在于，包括：
1)根据输入信号的相关运算结果，检测相关值；
2)对P1符号相关值进行边沿检测，具体方法是：对相关值信号进行差分，然后进行移动平均，移动平均长度M＝差分延迟L；
3)对移动平均的输出信号的绝对值进行搜索，移动平均的输出信号的绝对值如果小于等于同步检测预定门限则认为是噪声，移动平均的输出信号的绝对值如果大于同步检测预定门限，继续搜索5760Samples，搜索到最大峰值，并根据其极性，给出两个同步候选点；所述预定门限取值范围是4E-5至8E-5；
4)用上述两个同步位置候选点，得到同步后的接收信号，将从接收信号中得到子载波分布与理想的CDS做相关计算，得到相关值；进行最大值搜索，得到相关峰值，将相关旁瓣取绝对值并进行平均得到噪声电平，用相关峰值除以噪声计算峰值噪声比，选择峰值噪声比大的同步候选点为最终的同步点位置。
2.一种用于权利要求1所述方法的OFDM符号同步装置，其特征在于，包括：
P1符号相关单元，根据输入信号计算出相关运算结果；
差分平均单元，对相关值信号进行差分，然后进行移动平均；
峰值搜索单元，对差分移动平均后的信号取绝对值，并与同步检测预定门限进行比较，当对差分平均后的信号取绝对值小于等于同步检测预定门限认为是噪声，当对差分平均后的信号取绝对值大于同步检测预定门限时，继续搜索5760Samples，搜索到最大峰值，并根据其极性，给出两个同步位置候选点；
同步位置确定单元，用峰值搜索单元得到的两个同步位置候选点，计算峰值噪声比，选择峰值噪声比大的同步候选点为最终的同步点位置。
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Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110290084B (zh) * | 2019-07-04 | 2021-03-30 | 电子科技大学 | 一种基于数据频率能量峰值的短波信道盲符号同步方法 |
| CN113556202B (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-17 | 广州慧睿思通科技股份有限公司 | 时域同步的同步点获取方法、装置、设备及存储介质 |
| CN113640635B (zh) * | 2021-10-18 | 2022-02-08 | 广东电网有限责任公司惠州供电局 | 一种电力电缆绝缘状态在线监测方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101884202A (zh) * | 2007-11-02 | 2010-11-10 | 诺基亚公司 | 使用彼此之间具有预定频移的两个导频符号的ofdm同步 |
| CN101945077A (zh) * | 2009-06-03 | 2011-01-12 | 索尼公司 | 数据处理装置和方法 |
| CN102891814A (zh) * | 2012-09-06 | 2013-01-23 | 天津市德力电子仪器有限公司 | 一种基于p1符号实现信道多径检测的方法 |
| CN103281282A (zh) * | 2013-06-13 | 2013-09-04 | 湖南国科微电子有限公司 | 一种dvb-t2***中频偏估计的方法 |
| CN103346990A (zh) * | 2013-06-13 | 2013-10-09 | 湖南国科微电子有限公司 | 一种dvb-t2***中符号定时校正的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9036091B2 (en) * | 2011-01-06 | 2015-05-19 | Silicon Laboratories Inc. | Receiver and method of receiving analog and digital television signals |
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2014
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101884202A (zh) * | 2007-11-02 | 2010-11-10 | 诺基亚公司 | 使用彼此之间具有预定频移的两个导频符号的ofdm同步 |
| CN101945077A (zh) * | 2009-06-03 | 2011-01-12 | 索尼公司 | 数据处理装置和方法 |
| CN102891814A (zh) * | 2012-09-06 | 2013-01-23 | 天津市德力电子仪器有限公司 | 一种基于p1符号实现信道多径检测的方法 |
| CN103281282A (zh) * | 2013-06-13 | 2013-09-04 | 湖南国科微电子有限公司 | 一种dvb-t2***中频偏估计的方法 |
| CN103346990A (zh) * | 2013-06-13 | 2013-10-09 | 湖南国科微电子有限公司 | 一种dvb-t2***中符号定时校正的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DVB-T2***初始同步算法的研究;王旋;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20121015;正文第25-37页 * |
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