專利名稱：無線通信接收系統(tǒng)中前向多徑檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線信號傳輸領(lǐng)域，特別是涉及一種無線通信接收系統(tǒng)中前向多徑檢測裝置。本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)前向多徑檢測的方法。
背景技術(shù)：
在我國自主推出的數(shù)字電視地面廣播國家標(biāo)準(zhǔn)——數(shù)字地面多媒體廣播的系統(tǒng) (DTMB Digital Terrestrial Multimedia Broadcasting數(shù)字地面多媒體廣播)中，發(fā)射端采用了以PN序列的時域填充作為保護(hù)間隔的幀結(jié)構(gòu)。在幀頭模式2中，PN序列采用的是在循環(huán)周期長度為1023的偽隨機(jī)序列中截取長度為595的一段序列。由于PN序列是接收端已知的，PN保護(hù)間隔可以用于快速系統(tǒng)同步和信道估計。由于地面無線傳輸環(huán)境復(fù)雜多變(尤其是在城市中)，傳播路徑中很容易引入前向多徑；能否準(zhǔn)確檢測前向多徑的位置對接收系統(tǒng)的性能將產(chǎn)生直接影響；并且因傳播路徑的時變性，要求進(jìn)行前向多徑的實時檢測，這樣才能保證地面接收的動態(tài)性能。因此對基于PN保護(hù)間隔的前向多徑檢測提出了較高要求。現(xiàn)有傳統(tǒng)的前向多徑檢測方法，用接收端已知的前綴保護(hù)間隔序列與接收數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動窗口相關(guān)運(yùn)算，算法復(fù)雜度比較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無線通信接收系統(tǒng)中前向多徑檢測裝置，既能檢測強(qiáng)度不大但對接收性能有影響的前向多徑的生滅，又具有較低的運(yùn)算復(fù)雜度；為此， 本發(fā)明還要提供一種實現(xiàn)前向多徑檢測的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的無線通信接收系統(tǒng)中前向多徑檢測裝置，包括時域數(shù)據(jù)選取模塊，從接收的數(shù)據(jù)!·中截取當(dāng)前幀從PN循環(huán)前綴保護(hù)間隔頭部開始長度為L的一段數(shù)據(jù)序列R，且在數(shù)據(jù)序列R的長度L小于PN偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度 N時，將數(shù)據(jù)序列R尾部補(bǔ)零至PN偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N，得到數(shù)據(jù)序列C ；數(shù)據(jù)處理沃爾什變換信道估計模塊，與時域數(shù)據(jù)選取模塊相連接，對數(shù)據(jù)序列C 進(jìn)行快速沃爾什變換信道估計，得到數(shù)據(jù)序列W ；前向多徑判斷模塊，與所述數(shù)據(jù)處理沃爾什變換信道估計模塊相連接，對數(shù)據(jù)序列W以其底部噪聲O的倍數(shù)為門限進(jìn)行挑選，得到挑選的結(jié)果位置P，并通過比較位置P來確定前向多徑的位置。本發(fā)明的無線通信接收系統(tǒng)中前向多徑檢測方法，包括如下步驟步驟1、從PN循環(huán)前綴保護(hù)間隔頭部開始選取長度為L的一段數(shù)據(jù)序列R ；步驟2、如果數(shù)據(jù)序列R的長度L小于PN偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N，將數(shù)據(jù)序列 R尾部補(bǔ)零至PN偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N，得到數(shù)據(jù)序列C ；步驟3、對數(shù)據(jù)序列C進(jìn)行快速沃爾什變換(Fast Walsh-HadamardTransform)信道估計，得到結(jié)果數(shù)據(jù)序列W;
步驟4、對數(shù)據(jù)序列W進(jìn)行尋找底部噪聲的操作，得到數(shù)據(jù)序列W的底部噪聲σ ；步驟5、對數(shù)據(jù)序列W采用一個門限thr進(jìn)行挑選得到位置P，該門限thr為底部噪聲ο的若干倍；步驟6、通過比較位置ρ確定是否存在前向多徑并確定前向多徑位置。本發(fā)明在無線通信接收系統(tǒng)中基于不足循環(huán)周期長度的PN (Pseudo-random Number)偽隨機(jī)序列循環(huán)前綴進(jìn)行前向多徑檢測，不僅能檢測強(qiáng)度不大但對接收性能有影響的前向多徑的生滅，而且比傳統(tǒng)的相關(guān)方法具有更低的運(yùn)算復(fù)雜度，可以適用于動態(tài)信道環(huán)境進(jìn)行每幀實時跟蹤檢測。傳統(tǒng)相關(guān)方法的運(yùn)算復(fù)雜度為0(N2)，其中，N為PN偽隨機(jī)序列實際長度，如N = 595 ；本發(fā)明的運(yùn)算復(fù)雜度為0(N*log2N)，其中，N為PN偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度，如N= 1023。在該情形下，本發(fā)明的運(yùn)算復(fù)雜度約為傳統(tǒng)相關(guān)方法的運(yùn)算復(fù)雜度的1/35，大大地降低了實現(xiàn)的復(fù)雜度。本發(fā)明可以為后繼信道估計模塊的跟蹤提供準(zhǔn)確的前向多徑位置；不只適用于 DTMB無線通信系統(tǒng)的接收系統(tǒng)，只要是采用了不足循環(huán)周期長度的PN為前綴的通信系統(tǒng)， 在接收端都可以用本發(fā)明進(jìn)行前向多徑的位置估計。


下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1是本發(fā)明的前向多徑檢測裝置一實施例結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1中時域數(shù)據(jù)選取模塊控制過程示意圖；圖3是圖1中前向多徑判斷模塊中尋找底部噪聲的過程示意圖。
具體實施例方式下面的描述中將以PN偽隨機(jī)序列周期為1023，且PN保護(hù)間隔長度為595的DTMB 接收系統(tǒng)中，幀頭模式2的前向多徑檢測為例進(jìn)行說明，能夠更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案和所產(chǎn)生的有益效果。參見圖1所示，對于偽隨機(jī)序列周期為1023且PN保護(hù)間隔長度為595的DTMB接收系統(tǒng)，時域數(shù)據(jù)選取模塊選取從PN保護(hù)間隔頭部開始長度為L的一段數(shù)據(jù)序列R(選取的過程可結(jié)合圖2所示)。并且在數(shù)據(jù)序列R的長度L小于PN偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N 時，將數(shù)據(jù)序列R尾部補(bǔ)零至PN偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度1023，得數(shù)據(jù)序列C。時域數(shù)據(jù)選取模塊所選取的數(shù)據(jù)序列R的長度L為可配置參數(shù)，其具體數(shù)值在系統(tǒng)最大時延拓展D與偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度1023之間。數(shù)據(jù)處理沃爾什變換信道估計模塊對時域數(shù)據(jù)選取模塊得到的數(shù)據(jù)序列C進(jìn)行快速沃爾什變換，得到數(shù)據(jù)序列W?？焖傥譅柺沧儞Q的具體實現(xiàn)方法可以參見本申請人已申請的中國發(fā)明專利申請公布說明書CN101330482A(
公開日2008年12月M日)。前向多徑判斷模塊對數(shù)據(jù)序列W進(jìn)行尋找底部噪聲的操作。數(shù)據(jù)序列W是長度為 1023的復(fù)數(shù)序列，底部噪聲定義為數(shù)據(jù)序列W模值的窗口寬度為M的滑動平均的最小值。尋找底部噪聲的模塊結(jié)構(gòu)及過程如圖3所示。取模值模塊取數(shù)據(jù)序列W的模值；該模值存儲于長度為M的FIFO(先進(jìn)先出)存儲器；減法器將數(shù)據(jù)序列W的模值與FIFO存儲器的輸出相減，得到的差值由累加器進(jìn)行累加；累加器累加的結(jié)果輸入到尋找最小值模塊，尋找到的最小值即為底部噪聲ο。采用一個門限thr對數(shù)據(jù)序列W進(jìn)行挑選，該門限為底部噪聲σ的若干倍，如公式1所示。thr = ratio* σ (公式 1)其中，ratio為可配置參數(shù)。經(jīng)過門限thr對數(shù)據(jù)序列W進(jìn)行挑選后得到位置ρ ；然后通過比較位置ρ來確定這些位置是否為前向多徑，最終確定出前向多徑的位置。比較位置ρ的具體方法如下如果位置ρ大于偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N與系統(tǒng)最大前向多徑時延F之差，即 P > 1023-F，則該P(yáng)位置上的多徑為前向多徑，且前向多徑位于當(dāng)前PN保護(hù)間隔頭部之前 1023-p位置處。其中系統(tǒng)最大前向多徑時延F為可配置參數(shù)，且滿足系統(tǒng)最大前向多徑時延F與系統(tǒng)最大時延拓展D之和不大于偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N。以上通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所述參數(shù)的常數(shù)取值，僅是為了方便實施例的描述，絕不用于限制發(fā)明。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種無線通信接收系統(tǒng)中前向多徑檢測裝置，其特征在于，包括時域數(shù)據(jù)選取模塊，從接收的數(shù)據(jù)r中截取當(dāng)前幀從PN循環(huán)前綴保護(hù)間隔頭部開始長度為L的一段數(shù)據(jù)序列R，且在數(shù)據(jù)序列R的長度L小于PN偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N時， 將數(shù)據(jù)序列R尾部補(bǔ)零至PN偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N，得到數(shù)據(jù)序列C ；數(shù)據(jù)處理沃爾什變換信道估計模塊，與時域數(shù)據(jù)選取模塊相連接，對數(shù)據(jù)序列C進(jìn)行快速沃爾什變換信道估計，得到數(shù)據(jù)序列W ；前向多徑判斷模塊，與所述數(shù)據(jù)處理沃爾什變換信道估計模塊相連接，對數(shù)據(jù)序列W 以其底部噪聲ο的倍數(shù)為門限進(jìn)行挑選，得到挑選的結(jié)果位置p，并通過比較位置ρ來確定前向多徑的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述前向多徑判斷模塊中包括一個尋找底部噪聲的模塊，該尋找底部噪聲的模塊包括取模值模塊，用于取數(shù)據(jù)序列W的模值； FIFO存儲器，與取模值模塊相連接，用于存儲數(shù)據(jù)序列W的模值； 減法器，與取模值模塊及FIFO存儲器相連接，將數(shù)據(jù)序列W的模值與FIFO存儲器的輸出相減；累加器，與減法器相連接，對減法器的輸出進(jìn)行累加；尋找最小值模塊，與累加器相連接，在累加的結(jié)果中尋找到最小值，該最小值即為底部噪聲σ。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述時域數(shù)據(jù)選取模塊所選取的長度為L 的數(shù)據(jù)序列R為可配置參數(shù)，其具體數(shù)值在系統(tǒng)最大時延拓展D與偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度之間。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述前向多徑判斷模塊比較位置P的過程是，如果位置P大于偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N與系統(tǒng)最大前向多徑時延F之差，即ρ > N-F，則該ρ位置上的多徑為前向多徑，且前向多徑位于當(dāng)前PN保護(hù)間隔頭部之前Ν-ρ位置處；其中，系統(tǒng)最大前向多徑時延F為可配置參數(shù)，且滿足系統(tǒng)最大前向多徑時延F與系統(tǒng)最大時延拓展D之和不大于偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N。
5.一種無線通信接收系統(tǒng)中前向多徑檢測方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟1、從PN循環(huán)前綴保護(hù)間隔頭部開始選取長度為L的一段數(shù)據(jù)序列R ；步驟2、如果數(shù)據(jù)序列R的長度L小于PN偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N，將數(shù)據(jù)序列R尾部補(bǔ)零至PN偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N，得到數(shù)據(jù)序列C ；步驟3、對數(shù)據(jù)序列C進(jìn)行快速沃爾什變換信道估計，得到結(jié)果數(shù)據(jù)序列W ； 步驟4、對數(shù)據(jù)序列W進(jìn)行尋找底部噪聲的操作，得到數(shù)據(jù)序列W的底部噪聲σ ； 步驟5、對數(shù)據(jù)序列W采用一個門限thr進(jìn)行挑選得到位置p，該門限thr為底部噪聲 σ的若干倍；步驟6、通過比較位置ρ確定是否存在前向多徑并確定前向多徑位置。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于步驟1所選取的長度為L的數(shù)據(jù)序列R為可配置參數(shù)，其具體數(shù)值在系統(tǒng)最大時延拓展D與偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度之間。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟6所述的比較位置ρ的具體方法如下如果位置P大于偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N與系統(tǒng)最大前向多徑時延F之差，即ρ > N-F, 則該P(yáng)位置上的多徑為前向多徑，且前向多徑位于當(dāng)前PN保護(hù)間隔頭部之前N-p位置處； 其中，系統(tǒng)最大前向多徑時延F為可配置參數(shù)，且滿足系統(tǒng)最大前向多徑時延F與系統(tǒng)最大時延拓展D之和不大于偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線通信接收系統(tǒng)中前向多徑檢測裝置，時域數(shù)據(jù)選取模塊，從接收的數(shù)據(jù)r中截取當(dāng)前幀從PN循環(huán)前綴保護(hù)間隔頭部開始長度為L的一段數(shù)據(jù)序列R，將數(shù)據(jù)序列R尾部補(bǔ)零至PN偽隨機(jī)序列循環(huán)周期長度N，得到數(shù)據(jù)序列C；數(shù)據(jù)處理沃爾什變換信道估計模塊，對數(shù)據(jù)序列C進(jìn)行快速沃爾什變換信道估計，得到數(shù)據(jù)序列W；前向多徑判斷模塊，對數(shù)據(jù)序列W以其底部噪聲σ的倍數(shù)為門限進(jìn)行挑選，得到挑選的結(jié)果位置p，并通過比較位置p來確定前向多徑的位置。本發(fā)明還公開了一種前向多徑檢測方法。本發(fā)明既能檢測強(qiáng)度不大但對接收性能有影響的前向多徑的生滅，又具有較低的運(yùn)算復(fù)雜度；適用于不足循環(huán)周期長度的PN為前綴的通信系統(tǒng)。
文檔編號H04L25/03GK102202019SQ20101013113
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者劉暉艷, 張卓鵬, 李霄翔, 蔣朱成 申請人:卓勝微電子(上海)有限公司