CN109861808B - 前径搜索方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种前径搜索方法及装置，针对多个天线发射单个天线接收，利用检测获得的帧头计算相关值，对该相关值存储后进行前径搜索，其特征在于，包含：前径位置识别，包含多径位置查找和前后径识别，其中多径位置查找，通过判断信道估计响应是否大于门限最后最大值查找出多径位置；以及前后径识别，从多径位置中识别出前径位置和后径位置；分别对多个天线的前径位置进行识别得到最终前径位置结果，其中包括对多个天线中前径位置较大的天线所对应的前径位置进行判断，是否为零点位置，如是则将多径保护间隔作为最终前径位置，如否则将上述较大前径位置作为最终前径位置，通过资源复用缩短了同步计算时间少、准确度高且降低***功耗。

Description

前径搜索方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信***接收机的符号同步领域，特别涉及一种多入单出MISO通信接收机的前径搜索方法及装置。

背景技术

随着通信***的发展，特别是芯片工艺的提高，越来越高的通信技术逐渐应用到多个领域。在数字电视领域，高清、超高清等概念的提出对该领域的无线通信更是提高了挑战。MISO(多入单出)无线通信技术作为欧洲第二代数字电视地面广播传输标准(DVB-T2)的特有技术为数字电视的传播带来新的发展契机。

MISO传输模式将待传输信号进行空频编码后通过两个发射天线进行发射，接收端使用一个接收天线进行接收，时频分片。在实际数字通讯***中，由于接收器的本地振荡的时钟与发送端的本地振荡时钟是相互独立的，如果不加入符号同步，数据将不能正确完整的提取。因此，符号同步中找出两者的差异并将两者同步到一个时钟域上是后续数据处理的前提条件，而前径搜索就是根据已知的数据及接收数据两者之间的微弱差异找出多径位置特别是前径的位置方便符号同步进行定时恢复。

在现有技术中，也存在通过利用第一前导符号求相关值最大值的方法来计算粗同步的，但是现有技术中，未根据需同时应对MISO接收***和非MISO接收***这样的实际情况，导致在遇到MISO接收***时粗同步的搜经结果较差，在MISO通信***中利用该现有方法所得到粗同步前径结果，无法正确搜索出相对准确的前径位置。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中计算时间较长、MISO粗同步准确性较差等不足。

为解决上述问题，本发明所提供了一种前径搜索方法，针对多个天线发射单个天线接收，利用检测获得的帧头计算相关值，对该相关值存储后进行前径搜索，其特征在于，包含以下步骤：前径位置识别，包含多径位置查找和前后径识别，其中多径位置查找，通过判断信道估计响应是否大于门限最后最大值查找出符号的多径位置；以及前后径识别，从多径位置中识别出前径位置和后径位置；分别对多个天线的前径位置进行识别得到最终前径位置结果，其中包括对多个天线中前径位置较大的天线所对应的前径位置进行判断，是否为零点位置，如是则将多径保护间隔作为最终前径位置，如否则将上述较大的一个前径位置作为最终前径位置。

可选地，在本发明所提供的前径搜索方法中，其特征在于，多径位置查找的步骤，包含：对信道估计响应查找大于门限的前后最大值，保存该位置后判断符号是否结束，当符号未结束时，返回上述查找大于门限的前后最大值，当符号结束时，则所保存该位置作为多径位置。

可选地，在本发明所提供的前径搜索方法中，其特征在于，当多个天线发射单个天线接收采用双天线发射单天线接收时，所述信道估计响应的信道特征包含：导频间隔为N个采样点，主瓣的前一半是第一天线的信道响应，后一半是第二天线的信道响应，如果前面的同步过程有误差，根据循环特性，主瓣的前一半是第一天线的后径或者第二天线的前径，后一半是第二天线的后径或者第一天线的前径。

可选地，在本发明所提供的前径搜索方法中，其特征在于，此位置特征为幅度大于预设门限并且大于其前后两值，遍历MISO的前一半信道响应，用以使得多径数目减少。

可选地，在本发明所提供的前径搜索方法中，其特征在于，其中，判断符号是否结束的判断条件，包含：对输入的信道估计响应进行计数，当输入的信道估计响应个数达到一个符号所对应的信道估计响应个数时，则符号结束，同时计数器清零，以便于判断下一个符号是否结束。

可选地，在本发明所提供的前径搜索方法中，其特征在于，所述前后径识别的步骤，包含：逐一读取所存储的多径位置相对应于该位置上前导符号的相关值，并与预设门限进行比较，直到存储的多径位置全部遍历结束，并用寄存器保存当前的前后径位置用于与后续的比较过程。

可选地，在本发明所提供的前径搜索方法中，其特征在于，所述前后径识别的步骤，包含：从多径位置存储中逐一读出多径所在位置；将前导符号相关值所在第一位置和其左右两点中的最大值作为后径大值，将前导符号相关值所在第二位置及其左右两点中的最大值作为前径大值；当后径大值不大于门限时则基于多径位置和多径单边扩展长度输出为后径位置；当后径大值大于门限时进一步判断前径大值是否大于门限，当前径大值大于门限时基于主瓣长度、多径位置、多径单边扩展长度输出为前径位置；当前径大值不大于门限时和当输出为后径位置时，进一步判断多径位置遍历是否结束，未结束返回上述逐一读出多径所在位置步骤。

可选地，在本发明所提供的前径搜索方法中，其特征在于，基于多径位置和多径单边扩展长度作为后径位置，包含：后径位置＝多径位置加+多径单边扩展长度，基于主瓣长度、多径位置、多径单边扩展长度为前径位置，包含；前径位置＝主瓣长度-多径位置+多径单边扩展长度。

可选地，在本发明所提供的前径搜索方法中，其特征在于，其中，针对多个天线发射单个天线接收为MISO传输模式，包含：双入单出传输模式。

另外，本发明还提供了一种前径搜索装置，针对多个天线发射单个天线接收，其特征在于，包含：前导符号检测模块，检测获得的帧头计算相关值；多径位置查找模块,用于通过判断信道估计响应是否大于门限最后最大值查找出符号的多径位置；以及前后径识别模块，用于从多径位置中识别出前径位置和后径位置；最终位置识别模块，用于分别对多个天线的前径位置进行识别得到最终前径位置结果，其中，包括：对多个天线中前径位置较大的天线所对应的前径位置进行判断，是否为零点位置，如是则将多径保护间隔作为最终前径位置，如否则将上述较大的一个前径位置作为最终前径位置。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点：

本发明所提供了一种前径搜索方法及装置，通过资源复用不仅缩短了同步计算时间少、准确度高且降低了***的功耗。

采用了本发明的技术方案，针对现有技术的不足，针对MISO通信***的特点，通过分别针对多个天线的情况，多次调用同一个前径搜索模块实现资源的复用，节省了硬件实现的资源；同样针对MISO的信道估计时域响应特点分别计算接收到的多个天线的前径结果，完成后，通过一次简单的比较得到MISO通信***中比较正确的前径结果。本发明在现有技术基础上，利用MISO的信号特点，复用前径搜索模块，根据天线特征尽可能多的遍历前径位置，得出更精确的前径搜索结果。

附图说明

图1是本发明实施例中符号同步中前径结果输出的整体流程示意图；

图2是本发明实施例中MISO的信道估计时域信道响应示意图；

图3是本发明实施例中多径位置的查找流程示意图；

图4是本发明实施例中前径位置和后径位置识别的流程示意图；以及

图5是本发明实施例中最终前径结果输出的流程示意图；

图6是本发明实施例中前径搜索装置的框架示意图。

具体实施方式

为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。

传统的粗符号同步方法中，前径搜索都会利用到信号帧中第一前导符号(P1)的相关值来进行计算，本发明在传统技术基础上，分别将MISO的多天线计算到的信道估计时域响应与P1相关值结合进行计算得到多个前径结果，通过比较得到最终的前径搜索结果。

本发明的技术范围所涵盖的多天线发射单天线接收的MISO***，本实施例中，针对DVB-T2的两天线(第一天线和第二天线)发射单天线接收的MISO***而言来进行说明，该DVB-T2的MISO***是分时的，即分别将MISO的两天线计算到的信道估计时域响应与P1相关值结合进行计算得到两个前径结果，通过比较得到最终的前径搜索结果。

图1是本发明实施例中符号同步中前径结果输出的整体流程示意图。

在图1中，符号同步的前径结果输出过程中，分别对每个天线中的符号同步获取前径位置，利用分别获得前径位置来确定最终前径位置。

针对每个天线的获取前径位置的步骤，包含：

第一步：利用检测获得的帧头计算相关值，对该相关值存储后进行前径搜索。前导符号检测模块即P1检测模块将P1的相关值及最大值位置发送给前径搜索模块。

第二步：利用存储模块对P1的相关值及最大值位置进行保存，此时前径检测模块还未开始前径的识别工作，由于P1的信号特征，自相关性强，后续的前径识别将以此为基础。

第三步：图1中的虚线框内表示的为前径搜索模块，该前径搜索方法的整体流程，包含多径位置查找和前后径识别。

其中，多径位置查找包含：通过判断信道估计响应是否大于门限最后最大值查找出符号的多径位置。前后径识别包含：从多径位置中识别出前径位置和后径位置。

图2是本发明实施例中MISO的信道估计时域信道响应示意图；图3是本发明实施例中多径位置的查找流程示意图。

具体而言包含：

图3所示，对信道估计响应查找大于门限的前后最大值，保存该位置后判断符号是否结束，当符号未结束时，返回上述查找大于门限的前后最大值，当符号结束时，则所保存该位置作为多径位置。

其中，判断符号是否结束的判断条件，包含：对输入的信道估计响应进行计数，当输入的信道估计响应个数达到一个符号所对应的信道估计响应个数时，则符号结束，同时计数器清零，以便于判断下一个符号是否结束。

由傅立叶变换的特征可知，时域的循环移位，导致频域的相位翻转；频域相位翻转，导致时域的循环移位；频域插0，导致时域的周期延拓。在OFDM-MISO***中，利用离散导频序列得到的信道估计响应如图2所示，本实施例中采用导频间隔为3个采样点，导频间隔可视具体情况采用不同采样点间隔。主瓣的前一半是第一天线(即、天线1)的信道响应，后一半是第二天线(即、天线2)的信道响应，如果前面的同步过程有误差，根据循环特性，主瓣的前一半是第一天线(即、天线1)的后径或者第二天线(即、天线2)的前径，后一半是第二天线(即、天线2)的后径或者是第一天线(即、天线1)的前径。

如图3所示的第一天线、第二天线的多径位置查找步骤，先对第一天线(即、天线1)的多径位置查找为例来说，接收信道估计发送的时域响应并找到多径的位置，此位置特征为幅度大于预设门限并且大于其前后两值，遍历MISO的前一半信道响应，根据以上特征得到的多径数目很少，便于后续处理延时的减少。同样的，以同样图3中的过程，对第二天线(即、天线2)的多径位置进行查找并保存。多个天线的多径位置查找情况同理类推，省略相对应的同样描述。

根据图2所示的信道特征，此时根据第一天线(即、天线1)的时域响应可以识别第二天线(即、天线2)的前径位置及第一天线(即、天线1)的后径位置。

前径位置、后径位置的识别过程如图4所示，由图3中所查找输出的多径位置结果作为输入值，被输入进入如图4中前径位置和后径位置识别的过程。

由图4可知，逐一读取所存储的多径位置相对应于该位置上前导符号的相关值，并与预设门限进行比较，直到存储的多径位置全部遍历结束，并用寄存器保存当前的前径位置、后径位置用于与后续的比较过程。

具体可由图4的流程可知，从多径位置存储中逐一读出多径所在位置；将前导符号相关值所在第一位置和其左右两点中的最大值作为后径大值，将前导符号相关值所在第二位置及其左右两点中的最大值作为前径大值；当后径大值不大于门限时则基于“后径位置＝多径位置加+多径单边扩展长度”输出为后径位置；当后径大值大于门限时进一步判断前径大值是否大于门限，当前径大值大于门限时基于“前径位置＝主瓣长度-多径位置+多径单边扩展长度”输出为前径位置；当前径大值不大于门限时和当输出为后径位置时，进一步判断多径位置遍历是否结束，未结束返回上述逐一读出多径所在位置步骤。

逐一读取所查找出并被存储的多径位置相对应于该位置上前导符号P1的相关值，并与预设门限进行比较，直到存储的多径位置全部遍历结束，并用寄存器保存当前的前后径位置以便参与后续的比较过程，由于MISO的符号长度与非MISO符号长度一致，故每个天线的单个符号长度并未增加，计算时间仅为单天线的一半。

利用对第二天线多径位置的查找存储、上述前径位置和后径位置的识别计算过程使用相同的资源得到第二天线对应的结果，由此，可以得到第一天线的前径位置及第二天线的后径位置，计算时间与上述图4所示的前径后径识别步骤的时间一致。除了本实施例中的两个天线情况，本发明中针对多个天线的情况下，针对每个天线分别经过如图3和图4中多径位置查找、以及前径位置、后径位置查找过程，步骤类推省略相对应的同样描述。

由上可知，第一天线、第二天线的前径位置的识别过程都是复用了同一模块，通过利用资源复用的方法，结合前导符号P1相关值及信道估计时域响应分别得到MISO两天线的前径后径位置，并已分别存储在对应的寄存器中。

图5是本发明实施例中最终前径结果输出示意图。

图5为MISO接收***经过搜索前后径后得到最终前径位置示意图。对多个天线中前径位置较大的天线所对应的前径位置进行判断，是否为零点位置，如是则将多径保护间隔作为最终前径位置，如否则将上述较大的一个前径位置作为最终前径位置。

假设第一天线(即天线1)的前径靠前则选第一天线的前径位置作为***的粗同步前径计算结果，反之，选择第二天线(即天线2)的前径位置作为***的粗同步前径计算结果；如果未找到正确的前径位置，则用多径保护间隔作为结果输出。

通过复用两次前后径识别和一次大值比较，将会准确地计算MISO通信***中粗符号同步时需要的前径位置。其中，通过两次调用同一个前径搜索模块(如图1中虚线部分)实现资源的复用，节省了硬件实现的资源。

实施例的作用和效果

本实施例中针对第一天线和第二天线的情况，通过两次调用同一个前径搜索模块实现资源的复用，节省了硬件实现的资源；同样针对MISO的信道估计时域响应特点分别计算接收到的两个天线的前径结果，完成后，通过一次简单的比较得到MISO通信***中比较正确的前径结果。在现有技术基础上，利用MISO的信号特点，复用前径搜索模块，根据天线特征，尽可能多的遍历前径位置，得出较为精确的搜径结果。

另外，本发明实施例还提供了一种接收机，包含前径搜索装置，可针对多个天线发射单个天线接收，

图6是本发明实施例中前径搜索装置的框架示意图。

该前径搜索装置包含：前导符号P1检测模块、存储模块以及多径位置查找模块、前后径识别模块和最终位置识别模块。

前导符号检测模块，检测获得的帧头计算相关值；

存储模块，对前导符号相关值进行存储。

多径位置查找模块,用于通过判断信道估计响应是否大于门限最后最大值查找出符号的多径位置；以及

前后径识别模块，用于从多径位置中识别出前径位置和后径位置；

最终位置识别模块，用于分别对多个天线的前径位置进行识别得到最终前径位置结果，其中，包括：

对多个天线中前径位置较大的天线所对应的前径位置进行判断，是否为零点位置，如是则将多径保护间隔作为最终前径位置，如否则将上述较大的一个前径位置作为最终前径位置。

本发明中的接收机、装置和上述各模块的功能与本发明所提供的前径搜索方法中步骤对应，对应表述和功能可转换得知，不另行进行说明。

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。

Claims (8)

1.一种前径搜索方法，针对多个天线发射单个天线接收，利用检测获得的帧头计算相关值，对该相关值存储后进行前径搜索，其特征在于，包含以下步骤：

前径位置识别，包含多径位置查找和前后径识别，其中多径位置查找，通过判断信道估计响应是否大于门限最后最大值查找出符号的多径位置；以及前后径识别，从多径位置中识别出前径位置和后径位置；

分别对多个天线的前径位置进行识别得到最终前径位置结果，其中包括对多个天线中前径位置较大的天线所对应的前径位置进行判断，是否为零点位置，如是则将多径保护间隔作为最终前径位置，如否则将上述较大的一个前径位置作为最终前径位置，

其中，多径位置查找的步骤，包含：对信道估计响应查找大于门限的前后最大值，保存该位置后判断符号是否结束，当符号未结束时，返回上述查找大于门限的前后最大值，当符号结束时，则所保存该位置作为多径位置，

判断符号是否结束的判断条件，包含：对输入的信道估计响应进行计数，当输入的信道估计响应个数达到一个符号所对应的信道估计响应个数时，则符号结束，同时计数器清零，以便于判断下一个符号是否结束。

2.如权利要求1所述的前径搜索方法，其特征在于，

当多个天线发射单个天线接收采用双天线发射单天线接收时，所述信道估计响应的信道特征包含：

导频间隔为N个采样点，主瓣的前一半是第一天线的信道响应，后一半是第二天线的信道响应，如果前面的同步过程有误差，根据循环特性，主瓣的前一半是第一天线的后径或者第二天线的前径，后一半是第二天线的后径或者第一天线的前径。

3.如权利要求1所述的前径搜索方法，其特征在于，

此位置特征为幅度大于预设门限并且大于其前后两值，遍历MISO的前一半信道响应，用以使得多径数目减少。

4.如权利要求1所述的前径搜索方法，其特征在于，

所述前后径识别的步骤，包含：

逐一读取所存储的多径位置相对应于该位置上前导符号的相关值，并与预设门限进行比较，直到存储的多径位置全部遍历结束，并用寄存器保存当前的前后径位置用于与后续的比较过程。

5.如权利要求4所述的前径搜索方法，其特征在于，

其中，所述前后径识别的步骤，包含：

从多径位置存储中逐一读出多径所在位置；

将前导符号相关值所在第一位置和其左右两点中的最大值作为后径大值，将前导符号相关值所在第二位置及其左右两点中的最大值作为前径大值；

当后径大值不大于门限时则基于多径位置和多径单边扩展长度输出为后径位置；

当后径大值大于门限时进一步判断前径大值是否大于门限，当前径大值大于门限时基于主瓣长度、多径位置、多径单边扩展长度输出为前径位置；

当前径大值不大于门限时和当输出为后径位置时，进一步判断多径位置遍历是否结束，未结束返回上述逐一读出多径所在位置步骤。

6.如权利要求5所述的前径搜索方法，其特征在于，

基于多径位置和多径单边扩展长度作为后径位置，包含：

后径位置＝多径位置加+多径单边扩展长度，

基于主瓣长度、多径位置、多径单边扩展长度为前径位置，包含；

前径位置＝主瓣长度-多径位置+多径单边扩展长度。

7.如权利要求1所述的前径搜索方法，其特征在于，

其中，针对多个天线发射单个天线接收为MISO传输模式，包含：双入单出传输模式。

8.一种前径搜索装置，针对多个天线发射单个天线接收，其特征在于，包含：前导符号检测模块，检测获得的帧头计算相关值；

多径位置查找模块,用于通过判断信道估计响应是否大于门限最后最大值查找出符号的多径位置；以及

前后径识别模块，用于从多径位置中识别出前径位置和后径位置；

最终位置识别模块，用于分别对多个天线的前径位置进行识别得到最终前径位置结果，其中，包括：

对多个天线中前径位置较大的天线所对应的前径位置进行判断，是否为零点位置，如是则将多径保护间隔作为最终前径位置，如否则将上述较大的一个前径位置作为最终前径位置，

其中，多径位置查找包含：对信道估计响应查找大于门限的前后最大值，保存该位置后判断符号是否结束，当符号未结束时，返回上述查找大于门限的前后最大值，当符号结束时，则所保存该位置作为多径位置，

判断符号是否结束的判断条件，包含：对输入的信道估计响应进行计数，当输入的信道估计响应个数达到一个符号所对应的信道估计响应个数时，则符号结束，同时计数器清零，以便于判断下一个符号是否结束。

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