大頻偏估計及pn模式檢測方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于DTMB接收機(jī)系統(tǒng)大頻偏估計及PN模式檢測方法及系統(tǒng)，其存儲一定數(shù)量接收數(shù)據(jù)，利用FFT/IFFT實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算，先利用掃頻得到最大相關(guān)值對應(yīng)的頻率點(diǎn)計算出系統(tǒng)頻偏，再對不同PN模式進(jìn)行嘗試，最大相關(guān)值對應(yīng)的PN模式即為系統(tǒng)PN模式，另外，在實(shí)現(xiàn)過程中，采用對FFT輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行移位進(jìn)行掃頻控制；本發(fā)明利用FFT/IFFT對相關(guān)器的替代，大大節(jié)省了硬件成本；存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算可提高運(yùn)算速度；且掃頻和PN模式嘗試進(jìn)行結(jié)合的方法，不受信道和其他因素的制約，獨(dú)立且魯棒性好。
【專利說明】大頻偏估計及PN模式檢測方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，主要涉及一種用于DTMB接收機(jī)系統(tǒng)大頻偏估計及PN模式檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在數(shù)字電視地面、有線、衛(wèi)星等眾多的傳輸方式中，數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)最為復(fù)雜，也因其技術(shù)要求最高、受眾廣而備受關(guān)注。當(dāng)然，地面系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作也十分重要。目前已有美國高級電視系統(tǒng)委員會(ATSC)、歐洲數(shù)字視頻地面廣播(DVB-T)和日本地面綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播(ISDB-T)三個國際電聯(lián)批準(zhǔn)的地面數(shù)字電視廣播傳輸國際標(biāo)準(zhǔn)。1999年我國設(shè)立數(shù)字電視研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化并成立國際數(shù)字電視領(lǐng)導(dǎo)小組，明確宣示資助制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并于2006年8月18日正式頒布了數(shù)字電視廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)DTMB，并于2007年8月I日公布成為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。與之同步，各部委在2013年I月21日給出了關(guān)于普及地面數(shù)字電視接收機(jī)的實(shí)施意見。第一階段，2014年I月I日起，境內(nèi)市場銷售的40英寸及40英寸以上電視機(jī)應(yīng)具備地面數(shù)字電視接收功能；第二階段，2015年I月I日起，境內(nèi)市場銷售的所有尺寸電視機(jī)應(yīng)具備地面數(shù)字電視接收功能。鑒于此，DTMB接收機(jī)市場因此蓬勃發(fā)展，關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)也成為了該領(lǐng)域的焦點(diǎn)。
[0003]上述的DTMB系統(tǒng)信號幀包含幀頭和幀體兩部分，幀頭分為PN420、PN595、PN945三種結(jié)構(gòu)。PN420和PN945由一個前同步、一個PN序列和一個后同步構(gòu)成，前同步和后同步定義為PN序列的循環(huán)擴(kuò)展。PN595是長度為1023的m序列的前595個碼片。PN420、PN595、PN945三種幀頭模式的PN序列生成多項(xiàng)式分別如下: [0004]G255 (X) =l+x+x5+x6+x8 (I)
[0005]G1023 (x)=l+x3+x10 (2)
[0006]G51! (x) =1 +x2+x7+x8+x9 (3)
[0007]DTMB接收機(jī)系統(tǒng)首先要進(jìn)行PN模式檢測，為同步、信道檢測提供本地序列完成數(shù)據(jù)恢復(fù)。而在PN模式檢測過程中系統(tǒng)頻偏會破壞PN序列的相關(guān)性，而接收機(jī)要求抗系統(tǒng)頻偏幾十甚至幾百千赫茲。
[0008]針對以上技術(shù)問題，目前現(xiàn)有的主要有兩種技術(shù)方案:
[0009](I)采用滑動相關(guān)或差分相關(guān)或分段相關(guān)抗頻偏進(jìn)行PN模式檢測，再利用相應(yīng)的頻偏估計算法去頻偏；然而，該方法主要對信道比較敏感，在復(fù)雜信道會失效，且頻偏估計范圍受限，誤差也較大。
[0010](2)采用掃頻，并依次對三種PN模式進(jìn)行嘗試，該方法雖然性能較好，誤差可控，但是其捕獲時間較長，在頻偏估計范圍、估計誤差、捕獲時間之間需要折中處理。
[0011]鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)方法的缺陷，一種在DTMB系統(tǒng)存在大頻偏情況下，能快速、準(zhǔn)確的、有效的進(jìn)行PN模式檢測、大頻偏估計方法的發(fā)明是勢在必行的。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本發(fā)明的目的是:給出一種在DTMB系統(tǒng)存在大頻偏情況下，能快速、準(zhǔn)確的估計出大頻偏并檢測出PN模式的方法及系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0014]方案1:一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其檢測大頻偏估計值的方法為:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，所存儲數(shù)據(jù)與本地PN序列利用FFT/IFFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算，并對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)掃頻，最大相關(guān)峰值對應(yīng)的循環(huán)移位點(diǎn)即為系統(tǒng)的大頻偏估計值。
[0015]所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其將所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算，將產(chǎn)生的本地PN序列進(jìn)行FFT運(yùn)算；將所存儲的數(shù)據(jù)的FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位，并與本地序列的FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行共軛點(diǎn)乘，將共軛點(diǎn)乘的輸出進(jìn)行IFFT運(yùn)算，并對IFFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行幅度的最大值搜索，得到的最大值所對應(yīng)的循環(huán)移位點(diǎn)即為系統(tǒng)大頻偏估計值。
[0016]所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其特征在于，產(chǎn)生本地序列為PN420、PN595、PN945序列，級聯(lián)補(bǔ)零填充到FFT長度。
[0017]一種采用上述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法的系統(tǒng)，其包括如下模塊:數(shù)據(jù)存儲模塊:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；
[0018]FFT/IFFT運(yùn)算模塊:所存儲數(shù)據(jù)與本地PN序列利用FFT/IFFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算；
[0019]移位模塊:對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)掃頻；
[0020]PN生成模塊:根據(jù)PN模式生成本地PN序列；
[0021]共軛相乘模塊:將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛點(diǎn)乘；
[0022]幅度最大值搜索運(yùn)算單元:將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度最大值搜索，并保存最大值所對應(yīng)的移位點(diǎn)數(shù)；
[0023]移位控制模塊:以系統(tǒng)給定的初始值為起點(diǎn)固定點(diǎn)數(shù)為步長為移位模塊提供移位點(diǎn)數(shù)；
[0024]PN模式控制單元:控制PN生成模塊生成三種PN模式級聯(lián)的PN序列。
[0025]方案2:—種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其PN模式檢測方法為:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，不同模式的PN序列與所存儲數(shù)據(jù)利用FFT/IFFT運(yùn)算完成相關(guān)運(yùn)算，所得到的最大相關(guān)峰值對應(yīng)的PN模式即為系統(tǒng)PN模式。
[0026]所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其將所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算，并與不同模式本地PN序列的FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行共軛點(diǎn)乘，將點(diǎn)乘輸出進(jìn)行IFFT運(yùn)算，并對IFFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行幅度的最大值搜索，最大值所對應(yīng)PN模式即為系統(tǒng)PN模式。
[0027]—種采用上述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法的系統(tǒng)，其包括如下模塊:
[0028]數(shù)據(jù)存儲模塊:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；
[0029]FFT/IFFT運(yùn)算模塊:所存儲數(shù)據(jù)與本地PN序列利用FFT/IFFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算；
[0030]PN生成模塊:根據(jù)PN模式生成本地PN序列；
[0031]共軛相乘模塊:將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛點(diǎn)乘；
[0032]幅度最大值搜索運(yùn)算單元:將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度最大值搜索，并保存最大值所對應(yīng)的PN模式；[0033]PN模式控制單元:控制PN生成模塊依次生成三種PN模式的PN序列。
[0034]方案3:—種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其包括如下實(shí)現(xiàn)步驟:
[0035]步驟一:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，所存儲數(shù)據(jù)與本地PN序列利用FFT/IFFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算，并對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)掃頻，最大相關(guān)峰值對應(yīng)的循環(huán)移位點(diǎn)即為系統(tǒng)大頻偏估計值；
[0036]步驟二:不同模式的PN序列與存儲數(shù)據(jù)利用FFT/IFFT運(yùn)算完成相關(guān)運(yùn)算，所述相關(guān)運(yùn)算中利用對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行步驟一得到的循環(huán)移位點(diǎn)進(jìn)行移位，所得到的最大相關(guān)峰值對應(yīng)的PN模式即為系統(tǒng)PN模式。
[0037]所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其包括如下步驟:
[0038]步驟一:從接收數(shù)據(jù)中任取與FFT長度相等的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，并將所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算；本地產(chǎn)生PN420、PN595、PN945序列，級聯(lián)補(bǔ)零填充到FFT長度，并進(jìn)行FFT運(yùn)算；；
[0039]步驟二:將接收數(shù)據(jù)FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行固定點(diǎn)數(shù)循環(huán)移位與本地序列FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行共軛點(diǎn)乘；
[0040]步驟三:對點(diǎn)乘結(jié)果進(jìn)行IFFT運(yùn)算，對IFFT運(yùn)算結(jié)果取模運(yùn)算，并尋找最大值，記錄最大值及循環(huán)移位點(diǎn)；
[0041]步驟四:重復(fù)步驟二，直到循環(huán)移位點(diǎn)數(shù)達(dá)到預(yù)定長度，得到最終的最大值對應(yīng)的循環(huán)移位點(diǎn)；計算該移位點(diǎn)對應(yīng)的頻偏值，即為系統(tǒng)大頻偏估計值；
[0042]步驟五:以步驟四得到的循環(huán)移位點(diǎn)對所存儲數(shù)據(jù)的FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位；產(chǎn)生不同模式的PN序列，對序列補(bǔ)零進(jìn)行FFT運(yùn)算；將存儲數(shù)據(jù)FFT運(yùn)算結(jié)果與PN序列FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行共軛點(diǎn)乘，并對點(diǎn)乘結(jié)果進(jìn)行IFFT運(yùn)算；對IFFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行幅度最大值搜索，最大值對應(yīng)的PN模式即為系統(tǒng)PN模式。
[0043]一種采用上述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法的系統(tǒng)，其包括如下模塊:數(shù)據(jù)存儲模塊:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；
[0044]FFT/IFFT運(yùn)算模塊:所存儲數(shù)據(jù)與本地PN序列利用FFT/IFFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算；
[0045]移位模塊:對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)掃頻；
[0046]PN生成模塊:根據(jù)PN模式生成本地PN序列；
[0047]共軛相乘模塊:將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛點(diǎn)乘；
[0048]幅度最大值搜索運(yùn)算單元:在將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度最大值搜索，并保存最大值所對應(yīng)的移位點(diǎn)數(shù)；
[0049]移位控制模塊:掃頻時以系統(tǒng)給定的初始值為起點(diǎn)固定點(diǎn)數(shù)為步長為移位模塊提供移位點(diǎn)數(shù)；掃頻結(jié)束后，移位點(diǎn)數(shù)為幅度最大值搜索運(yùn)算單元給出的移位點(diǎn)數(shù)；
[0050]PN模式控制單元:掃頻時控制PN生成模塊生成三種PN模式級聯(lián)的PN序列；掃頻結(jié)束后，控制PN生成模塊依次生成三種PN模式的PN序列。
[0051]所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其所述一定長度的數(shù)據(jù)是與FFT長度相等并含幀頭部分的數(shù)據(jù)。
[0052]本發(fā)明在系統(tǒng)開銷及性能方面，有如下優(yōu)勢:
[0053]I)利用FFT及IFFT實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算，省去匹配相關(guān)或差分相關(guān)運(yùn)算模塊；[0054]2)應(yīng)用對FFT進(jìn)行循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)掃頻功能，無需增加掃頻控制及變頻模塊；
[0055]3)掃頻時將PN序列級聯(lián)處理，節(jié)省了三種PN模式分別嘗試的時間；
[0056]4)將接收數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，掃頻和模式檢測均無需等待數(shù)據(jù)輸入，一幀可進(jìn)行多次處理，縮短捕獲時間；
[0057]5)頻偏捕獲范圍較大，且沒有信道局限。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0058]通過以下對本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解其發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，附圖為:
[0059]圖1是:本發(fā)明方法的頻偏估計和PN模式檢測流程示意框圖。
[0060]圖2是:本發(fā)明方法頻偏估計中掃頻流程不意圖。
[0061]圖3是:本發(fā)明方法PN模式檢測流程示意圖。
[0062]圖4是:本發(fā)明方法掃頻相關(guān)值的輸出示意圖。
[0063]圖5是:本發(fā)明方法PN模式檢測相關(guān)值的輸出示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0064]下面結(jié)合附圖中的實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0065]本發(fā)明涉及無線通信數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，主要涉及一種用于DTMB接收機(jī)系統(tǒng)大頻偏估計及PN模式檢測方法。采用本發(fā)明的方法，頻偏估計范圍可達(dá)到幾兆，且在不同的信道中魯棒性較好。同時，在檢測過程中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲固定操作，可提高時鐘進(jìn)行靜態(tài)運(yùn)算，提高檢測速度。另外，由于頻偏估計和PN模式檢測在接收機(jī)系統(tǒng)中僅在系統(tǒng)開始初始階段工作，方法中提及的FFT模塊、數(shù)據(jù)存儲、PN生成等各單元均可在檢測完成后釋放，可被其他模塊復(fù)用，大大節(jié)省芯片的硬件開銷。
[0066]例如，DTMB幀結(jié)構(gòu)由幀頭和幀體兩部分組成，接收機(jī)系統(tǒng)首先需要檢測幀頭的PN模式，一般采用的匹配相關(guān)方法相關(guān)峰值會隨頻偏的增加而越來越不明顯，而系統(tǒng)頻偏往往會是幾十甚至幾百千赫茲。因此，在幀頭模式檢測算法的設(shè)計時需要同時考慮頻偏的影響。在本發(fā)明的方法中，至少包括三種方案，其中之一是首先是可應(yīng)本發(fā)明中的大頻偏估計及PN模式檢測方法進(jìn)行系統(tǒng)頻偏和PN模式的檢測；當(dāng)然，在PN模式已知或未知時，本發(fā)明的方法及系統(tǒng)可僅用來估計系統(tǒng)大頻偏，在PN模式未知時需要其他或本專利中的方法進(jìn)行PN模式檢測；而，當(dāng)系統(tǒng)頻偏較小或已知時，本發(fā)明系統(tǒng)可用來進(jìn)行PN模式的估計。
[0067]如下以方案3 首先是可應(yīng)本發(fā)明中的大頻偏估計及PN模式檢測方法進(jìn)行系統(tǒng)頻偏和PN模式的檢測”為例對本發(fā)明方法及系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的介紹；其他兩種方案在此基礎(chǔ)上將簡單陳述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都可以在方案3的基礎(chǔ)上領(lǐng)會其他兩種，因此本文不再贅述。
[0068]方案3:以如圖1-5所示，一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其包括如下實(shí)現(xiàn)步驟:步驟一:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，所存儲數(shù)據(jù)與本地序列利用FFT/IFFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算，并對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)掃頻，最大相關(guān)峰值對應(yīng)的循環(huán)移位點(diǎn)即為系統(tǒng)大頻偏估計值；步驟二:不同模式的PN序列與存儲數(shù)據(jù)利用FFT/IFFT運(yùn)算完成相關(guān)運(yùn)算，所述相關(guān)運(yùn)算中利用對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行步驟一得到的循環(huán)移位點(diǎn)進(jìn)行移位，所得到的最大相關(guān)峰值對應(yīng)的PN模式即為系統(tǒng)PN模式。
[0069]本發(fā)明方法對應(yīng)的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理單元主要包括如下模塊:數(shù)據(jù)存儲模塊、FFT/IFFT運(yùn)算模塊、移位模塊、PN生成模塊、共軛相乘模塊、幅度最大值搜索運(yùn)算單元和移位控制模塊以及PN模式控制單元。
[0070]詳述之，本發(fā)明給出的大頻偏估計及PN模式檢測方法步驟如下:
[0071]步驟一:從接收數(shù)據(jù)中任取與FFT長度(需保證含幀頭部分)相等的數(shù)據(jù)存于數(shù)據(jù)存儲模塊中，并將數(shù)據(jù)在FFT/IFFT運(yùn)算模塊進(jìn)行FFT運(yùn)算。PN生成模塊產(chǎn)生PN420、PN595、PN945序列，級聯(lián)補(bǔ)零填充到FFT長度，并進(jìn)行FFT運(yùn)算。
[0072]步驟二:移位模塊將接收數(shù)據(jù)FFT輸出進(jìn)行固定點(diǎn)數(shù)的循環(huán)移位與本地PN序列FFT輸出的共軛進(jìn)行點(diǎn)乘；所述的固定點(diǎn)數(shù)取決于系統(tǒng)要求的估計精度，由移位控制模塊每次在上一次基礎(chǔ)上移動固定點(diǎn)數(shù)。
[0073]步驟三:對共軛相乘模塊內(nèi)的點(diǎn)乘結(jié)果進(jìn)行IFFT運(yùn)算，幅度最大值搜索運(yùn)算單元對IFFT輸出取模運(yùn)算，并尋找最大值，記錄最大值及循環(huán)移位點(diǎn)。
[0074]步驟四:重復(fù)步驟二，直到循環(huán)移位點(diǎn)數(shù)達(dá)到預(yù)定長度(取決于系統(tǒng)要求的估計范圍)，得到對應(yīng)的循環(huán)移位位置，計算該點(diǎn)數(shù)對應(yīng)頻偏值，即為系統(tǒng)大頻偏估計值。
[0075]步驟五:以步驟四得到的循環(huán)移位位置對所存儲的數(shù)據(jù)FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位，PN生成模塊根據(jù)PN模式控制單元給出的PN模式生成PN420并對序列補(bǔ)零進(jìn)行FFT運(yùn)算，將數(shù)據(jù)FFT運(yùn)算結(jié)果與PN420序列FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行共軛相乘，并對相乘值進(jìn)行IFFT運(yùn)算，記錄IFFT運(yùn)算結(jié)果幅度最 大值對應(yīng)的PN模式，PN420、PN595或PN945，最終得到的PN模式即為系統(tǒng)PN模式。
[0076]本發(fā)明中，不需要準(zhǔn)確給出幀頭的位置，而是通過存儲長度超過一幀數(shù)據(jù)，保證存儲的數(shù)據(jù)中含有幀頭。在標(biāo)準(zhǔn)中給出，DTMB系統(tǒng)的幀體長度為3780，幀頭為420、595或945。在本例中，存儲長度為5000點(diǎn)數(shù)據(jù)r (η)，可保證存儲的數(shù)據(jù)中至少含有(5000-3780)/2為620點(diǎn)PN序列，因此除了 PN945幀頭模式外，另外兩種模式均能含整個PN序列，但620點(diǎn)PN序列并不影響PN945檢測。在PN模式未知時，采用三種PN序列的聯(lián)合序列作為本地序列 P (η) = [ρη420, ρη595, ρη945, 0，…，O]。
[0077]用FFT，本例中為5000點(diǎn)FFT，來實(shí)現(xiàn)序列循環(huán)相關(guān)的功能，如圖2所示，步驟如下:
[0078]I)將數(shù)據(jù)存儲模塊的存儲數(shù)據(jù)r (η)進(jìn)行FFT運(yùn)算得到R(k)；
[0079]2)將PN序列P (η)進(jìn)行FFT運(yùn)算得到P (k)；
[0080]3)根據(jù)移位控制模塊給出的移位點(diǎn)數(shù)m(i)進(jìn)行移位得到R(k+m(i))，i為第i次移位；
[0081]4)將 R(k)與 P(k)進(jìn)行復(fù)共軛相乘,得到:C(k)=R(k+m(i))*conj (P(k))；
[0082]5)對C (k)進(jìn)行IFFT運(yùn)算，得到循環(huán)相關(guān)序列c (η)；
[0083]6)對c(n)進(jìn)行幅度最大值搜索，得到的即為兩個序列的最大循環(huán)相關(guān)值并記錄當(dāng)前移位點(diǎn)數(shù)M=nKi)。
[0084]7)當(dāng)循環(huán)結(jié)束，送出最終最大值對應(yīng)的移位點(diǎn)數(shù)M，并計算給出系統(tǒng)頻偏。
[0085]接收PN序列和本地PN序列循環(huán)相關(guān)的相關(guān)峰值將會隨著頻偏的增加而慢慢消失，在本發(fā)明中，利用FFT輸出循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)掃頻的功能，即:[0086]R(k + m) = FFT(r{n)e:!l<IN)(4)
[0087]式中fs為DTMB符號率7.56MHz，N為FFT點(diǎn)數(shù)5000，因此，對FFT運(yùn)算結(jié)果每移一個點(diǎn)(m等于I)相當(dāng)于進(jìn)行1.5KHz頻率偏移。若掃頻要求范圍土ZkHZ，掃頻步長為SkHz，則對FFT輸出移位最大為mmax=[ (Z*5000)/7.56e3]，其中[x]表示向上取整，步長Λ =[ (S*5000) /7.56e3]，因此，可設(shè)置移位初始值得到第η次移位點(diǎn)數(shù)為Hin=IV1+ Δ,當(dāng)mn>mmax掃頻結(jié)束。輸出最大相關(guān)峰值對應(yīng)的移位點(diǎn)數(shù)M,并計算系統(tǒng)頻偏:
[0088]Δ f=M*7.56e3/5000 (kHz) (5)
[0089]假設(shè)，接收數(shù)據(jù)PN模式為PN595，系統(tǒng)要求頻率捕獲范圍為正負(fù)500kHz，系統(tǒng)頻偏為30kHz，取111_=330，厶=1，111(|=-330，共進(jìn)行661次掃頻，得到如圖5所示的相關(guān)峰值輸出。得到最大相關(guān)峰值輸出對應(yīng)的移位點(diǎn)數(shù)為M=20，因此可得到系統(tǒng)頻偏為30.24kHz,與系統(tǒng)
頻偏一致。
[0090]在掃頻結(jié)束后進(jìn)入PN模式檢測功能。經(jīng)過掃頻模塊已得到系統(tǒng)頻偏對應(yīng)的FFT移位點(diǎn)數(shù)M，PN模式檢測步驟如下(見圖3):
[0091]I)將存儲數(shù)據(jù)的FFT輸出R(k)移位得到R(k+M)；
[0092]2)以PN420，PN595, PN945為順序一次生成PN序列p(n)并進(jìn)行FFT運(yùn)算得到P(k)；
[0093]3)將 R(k)與 P(k)進(jìn)行復(fù)共軛相乘，得到:C(k)=R(k)*conj(P(k))；
[0094]4)對C (k)進(jìn)行IFFT運(yùn)算，得到循環(huán)相關(guān)序列c (η)；
[0095]5)對c (η)進(jìn)行幅度最大值搜索,并記錄對應(yīng)的PN模式。
[0096]6)待三種PN模式運(yùn)算結(jié)束之后，輸出對大相關(guān)值對應(yīng)的PN模式。
[0097]圖5給出了 PN模式檢測的相關(guān)值輸出圖，系統(tǒng)配置與掃頻檢測完全相同。從圖中可以看到相關(guān)值在ΡΝ595模式下出現(xiàn)最大，則PN模式檢測輸出對應(yīng)的PN模式為ΡΝ595。
[0098]綜上所述，本發(fā)明通過將數(shù)據(jù)存儲，采用FFT/IFFT實(shí)現(xiàn)相關(guān)計算，首先利用對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行移位進(jìn)行掃頻控制，通過搜索最大相關(guān)峰值的方法求出系統(tǒng)頻偏，然后根據(jù)系統(tǒng)頻偏依次對PN模式進(jìn)行嘗試，最大相關(guān)峰值對應(yīng)的PN模式即為系統(tǒng)的PN模式，能快速、準(zhǔn)確的估計出系統(tǒng)大頻偏和PN模式。FFT/IFFT對相關(guān)器的替代，大大節(jié)省了硬件成本；存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算可提高運(yùn)算速度；且掃頻和PN模式嘗試進(jìn)行結(jié)合的方法，不受信道和其他因素的制約，獨(dú)立且魯棒性好。
[0099]方案1:一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其檢測大頻偏估計值的方法為:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，所存儲數(shù)據(jù)與本地PN序列利用FFT/IFFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算，并對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)掃頻，最大相關(guān)峰值對應(yīng)的循環(huán)移位點(diǎn)即為系統(tǒng)的大頻偏估計值。即，所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其將所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算，將產(chǎn)生的本地序列進(jìn)行FFT運(yùn)算；將所存儲的數(shù)據(jù)的FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位，并與本地序列的FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行共軛點(diǎn)乘，將共軛點(diǎn)乘的輸出進(jìn)行IFFT運(yùn)算，并對IFFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行幅度的最大值搜索，得到的最大值所對應(yīng)的循環(huán)移位點(diǎn)即為系統(tǒng)大頻偏估計值。當(dāng)然，此方案·對應(yīng)的系統(tǒng)其包括如下模塊:數(shù)據(jù)存儲模塊:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；FFT/IFFT運(yùn)算模塊:所存儲數(shù)據(jù)與本地序列利用FFT/IFFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算；移位模塊:對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)掃頻；PN生成模塊:根據(jù)PN模式生成本地PN序列；共軛相乘模塊:將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛點(diǎn)乘；幅度最大值搜索運(yùn)算單元:將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度最大值搜索，并保存最大值所對應(yīng)的移位點(diǎn)數(shù)；移位控制模塊:以系統(tǒng)給定的初始值為起點(diǎn)固定點(diǎn)數(shù)為步長為移位模塊提供移位點(diǎn)數(shù)；PN模式控制單元:控制PN生成模塊生成三種PN模式級聯(lián)的PN序列。
[0100]方案2:—種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其PN模式檢測方法為:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，不同模式的PN序列與所存儲數(shù)據(jù)利用FFT/IFFT運(yùn)算完成相關(guān)運(yùn)算，所得到的最大相關(guān)峰值對應(yīng)的PN模式即為系統(tǒng)PN模式。即，所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其將所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算，并與不同模式本地序列的FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行共軛點(diǎn)乘，將點(diǎn)乘輸出進(jìn)行IFFT運(yùn)算，并對IFFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行幅度的最大值搜索，最大值所對應(yīng)PN模式即為系統(tǒng)PN模式。此方案對應(yīng)的包括如下模塊:數(shù)據(jù)存儲模塊:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；FFT/IFFT運(yùn)算模塊:所存儲數(shù)據(jù)與本地序列利用FFT/IFFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算；PN生成模塊:根據(jù)PN模式生成本地PN序列；共軛相乘模塊:將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛點(diǎn)乘；幅度最大值搜索運(yùn)算單元:將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度最大值搜索，并保存最大值所對應(yīng)的PN模式；PN模式控制單元:控制PN生成模塊依次生成三種PN模式的PN序列。
[0101]總之，本發(fā)明利用FFT/IFFT對相關(guān)器的替代，大大節(jié)省了硬件成本；存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算可提高運(yùn)算速度；且掃頻和PN模式嘗試進(jìn)行單獨(dú)或者是結(jié)合的方法，不受信道和其他因素的制約，獨(dú)立且魯棒性好。并且，本發(fā)明在系統(tǒng)開銷及性能方面，有如下優(yōu)勢:利用FFT及IFFT實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算，省去匹配相關(guān)或差分相關(guān)運(yùn)算模塊；應(yīng)用對FFT進(jìn)行循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)掃頻功能，無需增加掃頻控制及變頻模塊；掃頻時將PN序列級聯(lián)處理，節(jié)省了三種PN模式分別嘗試的時間；將接收數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，掃頻和模式檢測均無需等待數(shù)據(jù)輸入，一幀可進(jìn)行多次處理，縮短捕獲時間；頻偏捕獲范圍較大，且沒有信道局限。
[0102]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其特征在于，檢測大頻偏估計值的方法為:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，所存儲數(shù)據(jù)與本地PN序列利用FFT/IFFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算，并對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)掃頻，最大相關(guān)峰值對應(yīng)的循環(huán)移位點(diǎn)即為系統(tǒng)的大頻偏估計值。
2.如權(quán)利要求1所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其特征在于，將所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算，將產(chǎn)生的本地PN序列進(jìn)行FFT運(yùn)算；將所存儲的數(shù)據(jù)的FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位，并與本地PN序列的FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行共軛點(diǎn)乘，將共軛點(diǎn)乘的輸出進(jìn)行IFFT運(yùn)算，并對IFFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行幅度的最大值搜索，得到的最大值所對應(yīng)的循環(huán)移位點(diǎn)即為系統(tǒng)大頻偏估計值。
3.如權(quán)利要求1或2任一所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其特征在于，產(chǎn)生本地PN序列為PN420、PN595、PN945序列，級聯(lián)補(bǔ)零填充到FFT長度。
4.一種采用如權(quán)利要求1所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法的系統(tǒng)，其特征在于，其包括如下模塊: 數(shù)據(jù)存儲模塊:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲； FFT/IFFT運(yùn)算模塊:所存儲數(shù)據(jù)與本地PN序列利用FFT/IFFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算； 移位模塊:對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)掃頻； PN生成模塊:根據(jù)PN模式生成本地PN序列； 共軛相乘模塊:將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛點(diǎn)乘；` 幅度最大值搜索運(yùn)算單元:將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度最大值搜索，并保存最大值所對應(yīng)的移位點(diǎn)數(shù)； 移位控制模塊:以系統(tǒng)給定的初始值為起點(diǎn)固定點(diǎn)數(shù)為步長為移位模塊提供移位點(diǎn)數(shù)； PN模式控制單元:控制PN生成模塊生成三種PN模式級聯(lián)的PN序列。
5.一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其特征在于，PN模式檢測方法為:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，不同模式的PN序列與所存儲數(shù)據(jù)利用FFT/IFFT運(yùn)算完成相關(guān)運(yùn)算，所得到的最大相關(guān)峰值對應(yīng)的PN模式即為系統(tǒng)PN模式。
6.如權(quán)利要求5所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其特征在于，將所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算，并與不同模式本地PN序列的FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行共軛點(diǎn)乘，將點(diǎn)乘輸出進(jìn)行IFFT運(yùn)算，并對IFFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行幅度的最大值搜索，最大值所對應(yīng)PN模式即為系統(tǒng)PN模式。
7.一種采用如權(quán)利要求5所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法的系統(tǒng)，其特征在于，其包括如下模塊: 數(shù)據(jù)存儲模塊:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲； FFT/IFFT運(yùn)算模塊:所存儲數(shù)據(jù)與本地PN序列利用FFT/IFFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算； PN生成模塊:根據(jù)PN模式生成本地PN序列； 共軛相乘模塊:將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛點(diǎn)乘； 幅度最大值搜索運(yùn)算單元:將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度最大值搜索，并保存最大值所對應(yīng)的PN模式； PN模式控制單元:控制PN生成模塊依次生成三種PN模式的PN序列。
8.一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其特征在于，其包括如下實(shí)現(xiàn)步驟: 步驟一:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，所存儲數(shù)據(jù)與本地PN序列利用FFT/IFFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算，并對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)掃頻，最大相關(guān)峰值對應(yīng)的循環(huán)移位點(diǎn)即為系統(tǒng)大頻偏估計值； 步驟二:不同模式的PN序列與存儲數(shù)據(jù)利用FFT/IFFT運(yùn)算完成相關(guān)運(yùn)算，所述相關(guān)運(yùn)算中利用對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行步驟一得到的循環(huán)移位點(diǎn)進(jìn)行移位，所得到的最大相關(guān)峰值對應(yīng)的PN模式即為系統(tǒng)PN模式。
9.如權(quán)利要求8所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其特征在于， 步驟一:從接收數(shù)據(jù)中任取與FFT長度相等的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，并將所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算；本地產(chǎn)生PN420、PN595、PN945序列，級聯(lián)補(bǔ)零填充到FFT長度，并進(jìn)行FFT運(yùn)算；步驟二:將接收數(shù)據(jù)FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行固定點(diǎn)數(shù)循環(huán)移位與本地序列FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行共軛點(diǎn)乘； 步驟三:對點(diǎn)乘結(jié)果進(jìn)行IFFT運(yùn)算，對IFFT運(yùn)算結(jié)果取模運(yùn)算，并尋找最大值，記錄最大值及循環(huán)移位點(diǎn)； 步驟四:重復(fù)步驟二，直到循環(huán)移位點(diǎn)數(shù)達(dá)到預(yù)定長度，得到最終的最大值對應(yīng)的循環(huán)移位點(diǎn)；計算該移位點(diǎn)對應(yīng)的頻偏值，即為系統(tǒng)大頻偏估計值；步驟五:以步驟四得到的循環(huán)移位點(diǎn)對所存儲數(shù)據(jù)的FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位；產(chǎn)生不同模式的PN序列，對PN序列補(bǔ)零進(jìn)行FFT運(yùn)算；將存儲數(shù)據(jù)FFT運(yùn)算結(jié)果與PN序列FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行共軛點(diǎn)乘，并對點(diǎn)乘結(jié)果進(jìn)行IFFT運(yùn)算；對IFFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行幅度最大值搜索，最大值對應(yīng)的PN模式即為系統(tǒng)PN模式。
10.一種采用如權(quán)利要求`8所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法的系統(tǒng)，其特征在于，其包括如下模塊: 數(shù)據(jù)存儲模塊:從接收的數(shù)據(jù)中任取一定長度的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲； FFT/IFFT運(yùn)算模塊:所存儲數(shù)據(jù)與本地PN序列利用FFT/IFFT運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)算； 移位模塊:對FFT運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)掃頻； PN生成模塊:根據(jù)PN模式生成本地PN序列； 共軛相乘模塊:將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛點(diǎn)乘； 幅度最大值搜索運(yùn)算單元:在將輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行幅度最大值搜索，并保存最大值所對應(yīng)的移位點(diǎn)數(shù)； 移位控制模塊:掃頻時以系統(tǒng)給定的初始值為起點(diǎn)固定點(diǎn)數(shù)為步長為移位模塊提供移位點(diǎn)數(shù)；掃頻結(jié)束后，移位點(diǎn)數(shù)為幅度最大值搜索運(yùn)算單元給出的移位點(diǎn)數(shù)； PN模式控制單元:掃頻時控制PN生成模塊生成三種PN模式級聯(lián)的PN序列； 掃頻結(jié)束后，控制PN生成模塊依次生成三種PN模式的PN序列。
11.如權(quán)利要求1、5或8任一所述的一種大頻偏估計及PN模式檢測方法，其特征在于，所述一定長度的數(shù)據(jù)是與FFT長度相等并含幀頭部分的數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H04L27/26GK103685129SQ201310742935
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】俞麗娜, 薛亞萍, 郭煥麗, 柯仙勝 申請人:上海高清數(shù)字科技產(chǎn)業(yè)有限公司