專利名稱：一種可對(duì)抗大延時(shí)擴(kuò)展信道的信號(hào)捕獲方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域的同步接收技術(shù)，尤其涉及一種可對(duì)抗大延時(shí) 擴(kuò)展信道的信號(hào)捕獲方法。
背景技術(shù)：
所謂信號(hào)捕獲，就是指接收系統(tǒng)信號(hào)的初始同步過(guò)程。接收系統(tǒng)只有在 獲得初始同步后，再進(jìn)行精細(xì)同步，并且在接收信號(hào)的過(guò)程中不斷進(jìn)行同步 跟蹤，才可以確保接收系統(tǒng)獲得真正的信號(hào)同步。因此獲得信號(hào)的初始同步 是接收機(jī)同步系統(tǒng)的第一個(gè)處理步驟，也是十分重要的處理步驟。信號(hào)捕獲 的目的是獲得粗略的信號(hào)同步位置，而非確切的信號(hào)同步位置。并且由于無(wú) 線信道的多樣性，某種信號(hào)捕獲方法很難保證在所有信道環(huán)境下都能夠獲得
確切的信號(hào)同步位置；或者說(shuō)，針對(duì)某些信道情況，該算法能夠獲得確切的 信號(hào)同步位置，但對(duì)于其它的信道情況，該算法甚至存在失效的可能性。因 此，信號(hào)捕獲算法的一個(gè)最重要特征是應(yīng)具有通用性，即可以在任何信道情 況下，獲得接收系統(tǒng)的粗略同步位置。進(jìn)一步地，獲得粗略同步后，再利用 精細(xì)同步，就可以獲得較確切的信號(hào)同步位置了。
歐洲的DVB (Digital Video Broadcasting,數(shù)字視頻廣播)系統(tǒng)采用了 多載波OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復(fù)用) 信道傳輸技術(shù)。DVB系統(tǒng)的信號(hào)捕獲方法利用了 OFDM符號(hào)的循環(huán)前綴 (CP, Cyclic Prefix)部分。由于CP部分長(zhǎng)度較短，如在DVB系統(tǒng)中2K 模式下的最短CP長(zhǎng)度僅為7微秒，因此無(wú)法保證信號(hào)捕獲算法的魯棒性； 并且，由于CP部分無(wú)法準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)每個(gè)信號(hào)幀的起始位置，因此即使可以獲 得某個(gè)OFDM符號(hào)的起始位置，接收系統(tǒng)也無(wú)法快速和確切地尋找到每個(gè) 信號(hào)幀的起始位置。
為了避免DVB系統(tǒng)面臨的同步困境，中國(guó)的CMMB (China Mobile
Multimedia Broadcasting,中國(guó)移動(dòng)多々某體廣播)系統(tǒng)提出了 一種新的幀結(jié) 構(gòu)，在每個(gè)時(shí)隙的起始處設(shè)置了一個(gè)信標(biāo)，從而確保了接收機(jī)可以不利用 OFDM符號(hào)的CP部分進(jìn)行同步，僅僅利用信標(biāo)部分就可以獲得信號(hào)的同步 位置。
如圖1所示，給出了 CMMB系統(tǒng)物理層的幀結(jié)構(gòu)示意圖。在CMMB 系統(tǒng)物理層的幀結(jié)構(gòu)中，將1秒等分為40個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙由1個(gè)信標(biāo)和 53個(gè)OFDM符號(hào)組成。
如圖2所示，給出了 CMMB系統(tǒng)物理層的幀結(jié)構(gòu)的每一時(shí)隙中信標(biāo)的 組成結(jié)構(gòu)示意圖。在每一時(shí)隙中，每個(gè)信標(biāo)由 一個(gè)TxID (發(fā)射4幾標(biāo)識(shí)序列) 和兩個(gè)同樣的同步信號(hào)(SYNC， Synchronous signal)組成。每個(gè)同步信號(hào) 的時(shí)間長(zhǎng)度為204.8微秒，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于OFDM符號(hào)的CP長(zhǎng)度(51.2微秒)。
針對(duì)具有類似上述CMMB幀結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，常用的信號(hào)捕獲方法都是利 用兩個(gè)同樣的同步(SYNC)信號(hào)進(jìn)行處理，具體步驟為首先，對(duì)輸入信 號(hào)進(jìn)行自相關(guān)操作；然后，尋找自相關(guān)輸出值幅度的最大值來(lái)獲得信號(hào)的粗 略同步位置。如圖3所示，描述了傳統(tǒng)的信號(hào)捕獲方法獲得的自相關(guān)輸出值 幅度的波形圖，其中，時(shí)間T遠(yuǎn)小于時(shí)間T2。例如在CMMB系統(tǒng)中，T2 對(duì)應(yīng)于一個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度。圖3所示的該波形的特點(diǎn)是，每個(gè)時(shí)隙(T2)只出 現(xiàn)一個(gè)波峰。
但是，從另一個(gè)角度來(lái)看，SYNC即同步信號(hào)太長(zhǎng)將影響系統(tǒng)的傳輸容 量。因此，在傳輸容量更為敏感的系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的傳輸容量，將不 得不考慮將SYNC信號(hào)的長(zhǎng)度減小；并且，從理論上講，無(wú)線信道的延時(shí)擴(kuò) 展一定有可能大于SYNC信號(hào)的長(zhǎng)度。當(dāng)無(wú)線信道的延時(shí)擴(kuò)展大于同步信號(hào) 的長(zhǎng)度時(shí)，自相關(guān)輸出值幅度的波形在每個(gè)T2 (如時(shí)隙)時(shí)間內(nèi)將出現(xiàn)多 個(gè)波峰(如圖4所示)，從而導(dǎo)致了傳統(tǒng)的信號(hào)捕獲方法將不再有效。
綜上所述，由于目前的信號(hào)捕獲方法沒(méi)有考慮大延時(shí)擴(kuò)展信道的情況， 從而需要一種可對(duì)抗大延時(shí)擴(kuò)展信道的信號(hào)捕獲方法
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可對(duì)抗大延時(shí)擴(kuò)展信道的信號(hào)捕 獲方法，針對(duì)大延時(shí)擴(kuò)展信道的情況，快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)信號(hào)捕獲，即在同步 過(guò)程中快速準(zhǔn)確的確定粗同步位置。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明提供一種信號(hào)捕獲方法，用于在信號(hào)同步過(guò)程中，捕獲每一時(shí)隙 的每一信標(biāo)中具有兩個(gè)同樣同步信號(hào)的信號(hào)的同步位置，包括如下步驟
A、 配置設(shè)定自相關(guān)輸出幅度的門(mén)限r(nóng)，以及自相關(guān)輸出幅度波形的寬 度門(mén)限^;
B、 對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，搜尋確定一個(gè)自相關(guān)輸出幅度值大于
門(mén)限r(nóng)，的第一時(shí)間點(diǎn)；
c 、從第 一 時(shí)間點(diǎn)向后延遲第 一 時(shí)間段后確定自相關(guān)輸出幅度值小于門(mén)
限r(nóng)，的第二時(shí)間點(diǎn)；
D、 從第二時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始在小于或等于信號(hào)周期T2的第二時(shí)間段內(nèi)向后搜
索，直至找到一個(gè)波峰，若該波峰的幅度值大于門(mén)限r(nóng)，且該波峰所在的幅 度波形在門(mén)限r(nóng)，之上的波形寬度大于寬度門(mén)限u,則確定該波峰對(duì)應(yīng)的時(shí) 間點(diǎn)即為信號(hào)的粗略同步位置。
進(jìn)一步地，所述方法進(jìn)一步包括
E、 若未搜索到該波峰的幅度值大于門(mén)限r(nóng)，且該波峰所在的幅度波形在
門(mén)限r(nóng)，之上的波形寬度大于寬度門(mén)限7^的波峰，則返回步驟B重新進(jìn)行
信號(hào)捕獲過(guò)程。
所述方法進(jìn)一步包括
El、若未搜索到該波峰的幅度值大于門(mén)限r(nóng)，且該波峰所在的幅度波形 在門(mén)限r(nóng)，之上的波形寬度大于寬度門(mén)限U的波峰，則返回步驟A重新進(jìn)
行信號(hào)捕獲過(guò)程。
所述方法進(jìn)一步包括
當(dāng)重新進(jìn)行信號(hào)捕獲過(guò)程時(shí)，在所述步驟B中將上次搜索獲得的幅度
大于門(mén)限t;，的波峰時(shí)間點(diǎn)作為本次重新進(jìn)行信號(hào)捕獲過(guò)程中的第一個(gè)時(shí)間 點(diǎn)。
所述步驟C中的第一時(shí)間段為信號(hào)周期的一半。步驟A中，所述自相 關(guān)輸出幅度的門(mén)限r(nóng)。，是根據(jù)信號(hào)的平均功率進(jìn)行設(shè)定的，所述自相關(guān)輸出 幅度波形的寬度門(mén)限u是多徑的延時(shí)進(jìn)行設(shè)定的。
由于目前的信號(hào)捕獲方法沒(méi)有考慮大延時(shí)擴(kuò)展信道的情況，相比而言， 本發(fā)明所述的信號(hào)捕獲方法，針對(duì)大延時(shí)擴(kuò)展信道的信號(hào)的特點(diǎn)，通過(guò)確定 包括一個(gè)信號(hào)的搜索周期，利用峰值判斷條件可以從擴(kuò)展了的信號(hào)中快速準(zhǔn) 確的找到一個(gè)符合條件的波峰，從而定位到粗同步位置，因而，可以對(duì)抗大 延時(shí)擴(kuò)展的信道環(huán)境，提高信號(hào)同步捕獲的效率。


圖1是本發(fā)明背景技術(shù)中CMMB系統(tǒng)物理層的幀結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1所示幀結(jié)構(gòu)的每一時(shí)隙中信標(biāo)的組成結(jié)構(gòu)示意圖3是傳統(tǒng)的信號(hào)捕獲方法獲得的自相關(guān)輸出值幅度的波形圖4是當(dāng)無(wú)線信道的延時(shí)擴(kuò)展大于同步信號(hào)的長(zhǎng)度時(shí)，自相關(guān)輸出值幅 度的波形圖5是本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)抗大延時(shí)擴(kuò)展信道的信號(hào)捕獲方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
本發(fā)明針對(duì)目前的信號(hào)捕獲方法沒(méi)有考慮大延時(shí)擴(kuò)展信道的情況，提出 了一種可對(duì)抗大延時(shí)擴(kuò)展信道的信號(hào)捕獲方法。更為確切地說(shuō)，本發(fā)明提出 的信號(hào)捕獲方法可以處理如圖4所示的自相關(guān)輸出值幅度的波形，其中，時(shí) 間T遠(yuǎn)小于時(shí)間T2，并且在每個(gè)T2 (如時(shí)隙)時(shí)間間隔內(nèi)將出現(xiàn)多個(gè)波峰 (在圖4中示例性地僅給出了兩個(gè)波峰，但并不以此為限)。
本發(fā)明提出的信號(hào)捕獲方法，如圖5所示，由以下處理步驟組成
第1步根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)，設(shè)定自相關(guān)輸出幅度的門(mén)限7^,設(shè)定自相關(guān)
輸出幅度波形的寬度門(mén)限7^ ;
對(duì)于接收系統(tǒng)而言，通常都具有自動(dòng)增益控制AGC設(shè)備或處理方式， 而自動(dòng)增益控制AGC直接影響門(mén)限值的設(shè)定，但不同系統(tǒng)的AGC又有可 能是不同的，因而，對(duì)于所述自相關(guān)輸出幅度的門(mén)限^，和自相關(guān)輸出幅度 波形的寬度門(mén)限7^ ，在實(shí)施時(shí)可依據(jù)系統(tǒng)性能要求及功率狀態(tài)進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)定。
在實(shí)際系統(tǒng)的門(mén)限值設(shè)定時(shí)， 一般是根據(jù)仿真結(jié)果來(lái)設(shè)定的，比如，根 據(jù)仿真的輸出波形，設(shè)定一個(gè)門(mén)限值，然后運(yùn)行仿真程序，看該門(mén)限值是否 有效，若無(wú)效，再修改相應(yīng)門(mén)限值。通常而言，幅度門(mén)限值是與信號(hào)的平均 功率有關(guān)，平均功率越大，幅度門(mén)限值就越大，越小幅度門(mén)限值就越?。欢?波形寬度門(mén)限值與多徑的延時(shí)擴(kuò)展有關(guān)，延時(shí)擴(kuò)展越大，波形寬度門(mén)限值就 越大，越小波形寬度門(mén)限值就越小。
第2步對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，在自相關(guān)幅度波形中，搜尋到一 個(gè)時(shí)間點(diǎn)，記為第一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，該時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的自相關(guān)輸出幅度值大于門(mén)限
丄amp卩
第3步從第一個(gè)時(shí)間點(diǎn)向后延遲某個(gè)長(zhǎng)度的時(shí)間段如r"2，確保延遲 后對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)(記為第二個(gè)時(shí)間點(diǎn))對(duì)應(yīng)的自相關(guān)輸出幅度值小于門(mén)限 ;;然后，從第二個(gè)時(shí)間點(diǎn)向后搜索(搜索長(zhǎng)度小于或等于T2),直至找 到一個(gè)波峰，其幅度值應(yīng)大于門(mén)限r(nóng)，，并且該波峰所在的幅度波形在門(mén)限 ;之上的波形寬度應(yīng)大于寬度門(mén)限U 。
若上述條件滿足，即完成了信號(hào)捕獲過(guò)程，該波峰對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)就是信 號(hào)的4且略同步位置。
若上述條件不滿足，則轉(zhuǎn)到第l步重新設(shè)置參數(shù)r。，和7^后，重新進(jìn)行 信號(hào)捕獲過(guò)程；或者直接返回第2步，保持參數(shù)r，和7^不變，再重新進(jìn)行 信號(hào)捕獲過(guò)程。其中， 一種簡(jiǎn)便的方法可以是將本次搜索獲得的幅度大于門(mén) 限r(nóng)，的波峰時(shí)間點(diǎn)作為下一次信號(hào)捕獲過(guò)程中的第 一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。也就是說(shuō)， 對(duì)于非首次搜索的過(guò)程，則可以以上次搜索的波峰時(shí)間點(diǎn)作為本次信號(hào)捕獲 過(guò)程中的第一時(shí)間點(diǎn)。
由于目前的信號(hào)捕獲方法沒(méi)有考慮大延時(shí)擴(kuò)展信道的情況，相比而言， 本發(fā)明所述的信號(hào)捕獲方法，針對(duì)大延時(shí)擴(kuò)展信道的信號(hào)的特點(diǎn)，通過(guò)確定 至少包括一個(gè)信號(hào)的搜索周期，利用峰值判斷條件可以從擴(kuò)展了的信號(hào)中快 速準(zhǔn)確的找到一個(gè)符合條件的波峰，從而定位到粗同步位置，因而，可以對(duì) 抗大延時(shí)擴(kuò)展的信道環(huán)境，提高信號(hào)同步捕獲的效率。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的 形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種信號(hào)捕獲方法，用于在信號(hào)同步過(guò)程中，捕獲每一時(shí)隙的每一信標(biāo)中具有兩個(gè)同樣同步信號(hào)的信號(hào)的同步位置，其特征在于，包括如下步驟A、配置設(shè)定自相關(guān)輸出幅度的門(mén)限Tamp以及自相關(guān)輸出幅度波形的寬度門(mén)限Twid；B、對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，搜尋確定一個(gè)自相關(guān)輸出幅度值大于門(mén)限Tamp的第一時(shí)間點(diǎn)；C、從第一時(shí)間點(diǎn)向后延遲第一時(shí)間段后確定自相關(guān)輸出幅度值小于門(mén)限Tamp的第二時(shí)間點(diǎn)；D、從第二時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始在小于或等于信號(hào)周期T2的第二時(shí)間段內(nèi)向后搜索，直至找到一個(gè)波峰，若該波峰的幅度值大于門(mén)限Tamp且該波峰所在的幅度波形在門(mén)限Tamp之上的波形寬度大于寬度門(mén)限Twid，則確定該波峰對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)即為信號(hào)的粗略同步位置。
2、 如權(quán)利要求1所述的信號(hào)捕獲方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步 包括E、 若未搜索到該波峰的幅度值大于門(mén)限r(nóng)，且該波峰所在的幅度波形在門(mén)限1，之上的波形寬度大于寬度門(mén)限匸的波峰，則返回步驟B重新進(jìn)行 信號(hào)捕獲過(guò)程。
3、 如權(quán)利要求1所述的信號(hào)捕獲方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步 包括El、若未搜索到該波峰的幅度值大于門(mén)限r(nóng)，且該波峰所在的幅度波形 在門(mén)限r(nóng)，之上的波形寬度大于寬度門(mén)限7^的波峰，則返回步驟A重新進(jìn) 行信號(hào)捕獲過(guò)程。
4、 如權(quán)利要求2或3所述的信號(hào)捕獲方法，其特征在于，所述方法進(jìn) 一步包括當(dāng)重新進(jìn)行信號(hào)捕獲過(guò)程時(shí)，在所述步驟B中將上次搜索獲得的幅度大于門(mén)限r(nóng)，的波峰時(shí)間點(diǎn)作為本次重新進(jìn)行信號(hào)捕獲過(guò)程中的第一個(gè)時(shí)間 點(diǎn)。
5、 如權(quán)利要求1所述的信號(hào)捕獲方法，其特征在于，所述步驟C中的 第一時(shí)間段為信號(hào)周期的一半。
6、 如權(quán)利要求1所述的信號(hào)捕獲方法，其特征在于，步驟A中，所述自相關(guān)輸出幅度的門(mén)限r(nóng)。，是^^據(jù)信號(hào)的平均功率進(jìn)行 設(shè)定的。
7、 如權(quán)利要求1所述的信號(hào)捕獲方法，其特征在于，步驟A中，所述自相關(guān)輸出幅度波形的寬度門(mén)限是多徑的延時(shí)進(jìn)行 設(shè)定的。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可對(duì)抗大延時(shí)擴(kuò)展信道的信號(hào)捕獲方法，在對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算后，在自相關(guān)幅度波形中，搜尋自相關(guān)輸出幅度值大于幅度門(mén)限T_amp到第一時(shí)間點(diǎn)；然后，從第一時(shí)間點(diǎn)向后延遲某個(gè)長(zhǎng)度的時(shí)間段如T₂/2，確定自相關(guān)輸出幅度值小于門(mén)限T_amp的第二時(shí)間點(diǎn)，從第二個(gè)時(shí)間點(diǎn)向后搜索小于或等于信號(hào)周期T₂的時(shí)間段，直至找到一個(gè)幅度值大于門(mén)限T_amp且該波峰所在的幅度波形在門(mén)限T_amp之上的波形寬度應(yīng)大于寬度門(mén)限T_wid的波峰，則確定該波峰對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)即為粗同步位置。應(yīng)用本發(fā)明的信號(hào)捕獲方法，可以對(duì)抗大延時(shí)擴(kuò)展的信道環(huán)境，提高信號(hào)同步捕獲的效率。
文檔編號(hào)H04L7/033GK101188491SQ20071030411
公開(kāi)日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者斐 孟, 輝 張, 王西強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京創(chuàng)毅視訊科技有限公司