一種應(yīng)用于多載波接收機(jī)的抗多徑干擾系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)字信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種有限長(zhǎng)度確知序列作為保護(hù)間 隔的多載波接收機(jī)中抗多徑干擾系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在無線通信信道中，特別是地面無線電視廣播傳輸信道中存在著各種長(zhǎng)延時(shí)的靜 態(tài)和動(dòng)態(tài)多徑干擾。為了有效地抗多徑干擾，目前的無線多載波接收系統(tǒng)均在傳輸?shù)男盘?hào) 帖中插入保護(hù)間隔序列。
[0003] 歐標(biāo)DVB-T采用了（FDM(OrthogonalRrequen巧DivisionMultiplexing,正交 頻分復(fù)用）循環(huán)前綴結(jié)構(gòu)，插入了長(zhǎng)達(dá)224微秒的保護(hù)間隔，使其能對(duì)抗近224微秒的0地 回波干擾。國標(biāo)DTMB在信號(hào)帖中插入確知PN序列，既作為帖同步、又作為OFDM的保護(hù)間 隔，具有高的傳輸效率。DVB-T用10%的子載波傳送用于同步和信道估計(jì)等的導(dǎo)頻信號(hào)， 同時(shí)存在循環(huán)前綴的保護(hù)間隔，而DTMB將時(shí)間保護(hù)間隔同時(shí)用于傳輸信道估計(jì)信號(hào)，因此 DVB-T系統(tǒng)的傳輸效率只能達(dá)到國標(biāo)DTMB系統(tǒng)的90%。為了保持高的傳輸效率，通常在信 號(hào)帖中插入有限長(zhǎng)度的確知保護(hù)序列，如國標(biāo)DTMB的多載波模式插入的PN序列最多只能 至IJ125微秒，雖然可W把幾個(gè)(FDM帖的PN(Pseudo-randomNoise,偽隨機(jī)序列）序列聯(lián)合 處理，使抵抗多徑干擾的延時(shí)長(zhǎng)度不受保護(hù)間隔長(zhǎng)度的限制，但其不適于快速時(shí)變信道。在 已有的低復(fù)雜度的數(shù)字接收系統(tǒng)中，多徑處理常被限止在保護(hù)間隔長(zhǎng)度內(nèi)，當(dāng)實(shí)際的多徑 長(zhǎng)度大于保護(hù)間隔長(zhǎng)度時(shí)，系統(tǒng)性能將嚴(yán)重下降（任何強(qiáng)度大于-12地的多徑擴(kuò)展都會(huì)影 響系統(tǒng)性能），因而有必要提出一種有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于多載波接收機(jī)的抗多徑干擾系統(tǒng)及方法，在有 限長(zhǎng)度確知序列作為保護(hù)間隔的多載波接收機(jī)中，借助于信道糾錯(cuò)編碼和有效的系統(tǒng)參數(shù) 設(shè)計(jì)，不僅能消除小于保護(hù)間隔長(zhǎng)度的各種多徑干擾，而且能有效地抗大于保護(hù)間隔長(zhǎng)度 的超長(zhǎng)多徑干擾。 陽〇化]本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0006] 一種應(yīng)用于多載波接收機(jī)的抗多徑干擾系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：聯(lián)合處理單元、信號(hào)循 環(huán)卷積重構(gòu)單元、第一FFT(hst化urierTransformation,快速傅氏變換）單元、頻域均衡 單元、多徑估計(jì)調(diào)整單元、第二FFT單元、解交織單元、解碼單元；
[0007] 所述聯(lián)合處理單元，其輸入端接收確知序列作為保護(hù)間隔的編碼的OFDM信號(hào)、其 第一輸出端連接到信號(hào)循環(huán)卷積重構(gòu)單元、其第二輸出端連接到多徑估計(jì)調(diào)整單元；該聯(lián) 合處理單元用于利用確知序列估計(jì)信道，同時(shí)消去確知序列對(duì)信息帖的干擾，輸出一個(gè)具 有零填充保護(hù)間隔的包含多徑干擾的OFDM信息帖至信號(hào)循環(huán)卷積重構(gòu)單元，并輸出信道 估計(jì)序列到多徑估計(jì)調(diào)整單元；
[0008] 所述信號(hào)循環(huán)卷積重構(gòu)單元，其第一輸入端接收來自所述聯(lián)合處理單元的OFDM 信息帖、第二輸入端與多徑估計(jì)調(diào)整單元連接、其輸出端連接到第一FFT單元的輸入端，用 于利用信道估計(jì)信息對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)循環(huán)卷積重構(gòu)，其處理后的信息帖輸出至第一 FFT單元；
[0009] 所述多徑估計(jì)調(diào)整單元，其輸入端連接至所述聯(lián)合處理單元、第一輸出端連接至 信號(hào)循環(huán)卷積重構(gòu)單元、第二輸出端連接至第二FFT單元的輸入端；
[0010] 所述第一FFT單元，其輸出端連接至頻域均衡單元，用于對(duì)所接收的來自所述信 號(hào)循環(huán)卷積重構(gòu)單元的信息帖進(jìn)行FFT變換處理，之后輸出至頻域均衡單元；
[0011] 所述第二FFT單元，其輸出端連接至頻域均衡單元，用于對(duì)所接收的來自所述多 徑估計(jì)調(diào)整單元的估計(jì)的信道脈沖響應(yīng)作FFT變換處理，之后輸出至頻域均衡單元；
[0012] 所述頻域均衡單元，使用來自第一FFT單元的頻域數(shù)據(jù)和來自第二FFT單元的信 道頻域估計(jì)數(shù)據(jù)完成頻域均衡，均衡后的數(shù)據(jù)送至解交織單元；
[0013] 所述解交織單元，對(duì)來自頻域均衡單元的數(shù)據(jù)做解交織處理，其輸出送至解碼單 元；
[0014] 所述解信道編碼單元，對(duì)來自解交織單元的數(shù)據(jù)做軟解碼糾錯(cuò)處理，輸出期望恢 復(fù)的信息數(shù)據(jù)。
[0015] 其中，所述聯(lián)合處理單元包括：確知保護(hù)序列與零序列產(chǎn)生單元、FIR(Finite ImpulseResponse,有限長(zhǎng)單位沖激響應(yīng)濾波器）橫向?yàn)V波器單元、誤差信號(hào)產(chǎn)生單元、乘 法器單元；
[0016] 所述確知保護(hù)序列與零序列產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生一輸出序列并將其輸出至FIR橫 向?yàn)V波器單元，該輸出序列包括一個(gè)與接收信號(hào)保護(hù)序列要求一致的確知序列和一個(gè)長(zhǎng)度 與接收信號(hào)信息帖一致的零序列；
[0017] 所述FIR橫向?yàn)V波器單元，其第一輸入端連接至確知保護(hù)序列與零序列產(chǎn)生單 元、第二輸入端連接至乘法器單元，其第一輸出端連接至誤差信號(hào)產(chǎn)生單元、第二輸出端輸 出信道估計(jì)數(shù)據(jù)；
[0018] 所述誤差信號(hào)產(chǎn)生單元，其第一輸入端用W接收輸入信號(hào)、第二輸入端連接至FIR 橫向?yàn)V波器單元，其第一輸出端輸出誤差信號(hào)至乘法器單元、第二輸出端連接至信號(hào)循環(huán) 卷積重構(gòu)單元。
[0019] 一種應(yīng)用于多載波接收機(jī)的抗多徑干擾方法，該方法包括：
[0020] (1)對(duì)同步的輸入信號(hào)作保護(hù)間隔與信息帖分離及信道估計(jì)聯(lián)合處理，產(chǎn)生的信 道估計(jì)和具有零填充保護(hù)間隔的包含多徑干擾的OFDM信號(hào)帖被分別進(jìn)行多徑估計(jì)調(diào)整、 信號(hào)循環(huán)卷積重構(gòu)；
[0021] (2)對(duì)所述步驟（1)處理得到的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行FFT處理；
[0022] (3)作頻域均衡處理，得到頻域數(shù)據(jù)；
[0023] (4)對(duì)頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行解交織處理；
[0024] (5)完成LDPC化OW-DensityParityCheck,低密度奇偶校驗(yàn)碼）糾錯(cuò)解碼處理。 [00巧]其中，所述步驟（1)中，利用一個(gè)改進(jìn)的自適應(yīng)FIR橫向?yàn)V波器完成保護(hù)序列與信 息帖分離及信道估計(jì)聯(lián)合處理。
[00%] 其中，所述步驟（1)進(jìn)一步包括：根據(jù)系統(tǒng)解信道編碼單元糾錯(cuò)信噪比口限選取 橫向?yàn)V波器長(zhǎng)度K，W獲取最大抗超長(zhǎng)多徑干擾長(zhǎng)度；該橫向?yàn)V波器長(zhǎng)度K是可編程的，根 據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度要求設(shè)定。
[0027] 其中，所述步驟（1)中，所述輸入信號(hào)的有限長(zhǎng)度確知保護(hù)序列可W是任何具有 偽隨機(jī)特性的確知序列。
[0028] 其中，所述步驟（1)中，在進(jìn)行信號(hào)循環(huán)卷積重構(gòu)處理過程中，當(dāng)多徑干擾的前徑 或后徑延時(shí)長(zhǎng)度大于保護(hù)序列長(zhǎng)度時(shí)，選用保護(hù)序列長(zhǎng)度作為信號(hào)循環(huán)卷積重構(gòu)長(zhǎng)度，借 助于系統(tǒng)糾錯(cuò)編碼消除誤差。
[0029] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：
[0030] 本發(fā)明在保持高的傳輸效率，采用有限長(zhǎng)度確知序列作為保護(hù)間隔的多載波接收 機(jī)中，借助于信道糾錯(cuò)編碼和有效的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)，不僅能消除小于保護(hù)間隔長(zhǎng)度的各種 多徑干擾，而且能有效地抗大于保護(hù)間隔長(zhǎng)度的超長(zhǎng)多徑干擾；本發(fā)明系統(tǒng)及方法適用于 固定和移動(dòng)無線通信終端，能W獨(dú)立設(shè)備實(shí)現(xiàn)，或W硬件模塊形式嵌入相關(guān)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)， 還可W用軟件方式實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單可靠。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提出的有限長(zhǎng)度確知序列作為保護(hù)間隔的編碼OFDM信道估 計(jì)和抗多徑干擾系統(tǒng)示意圖；
[0032] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提出的保護(hù)序列與信息帖分離及信道估計(jì)聯(lián)合處理系統(tǒng)示 意圖；
[0033] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提出的有限長(zhǎng)度確知序列作為保護(hù)間隔的編碼OFDM的信道 估計(jì)和抗多徑干擾系統(tǒng)方法的工作流程圖；
[0034] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提出的W時(shí)域確知序列長(zhǎng)度55. 5 yS作為保護(hù)間隔和LDPC 編碼(FDM的信道估計(jì)和抗多徑干擾系統(tǒng)處理結(jié)果示意圖； 陽03引圖5為本發(fā)明實(shí)施例提出的則寸域確知序列長(zhǎng)度125yS作為保護(hù)間隔和LDPC編 碼(FDM的信道估計(jì)和抗多徑干擾系統(tǒng)處理結(jié)果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 圖1為本發(fā)明提出的有限長(zhǎng)度確知序列作為保護(hù)間隔的編碼OFDM信道估計(jì)和抗 多徑干擾系統(tǒng)示意圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信道估計(jì)和抗多徑干擾系統(tǒng)包括：
[0037] 聯(lián)合處理單元101，用于聯(lián)合處理保護(hù)間隔與信息帖分離及信道估計(jì)，其輸入端接 收確知序列作為保護(hù)間隔的編碼的OFDM信號(hào)，該聯(lián)合處理單元利用確知序列估計(jì)信道，同 時(shí)消去確知序列對(duì)信息帖的干擾，輸出一個(gè)具有零填充保護(hù)間隔的包含多徑干擾的OFDM 信號(hào)帖死到信號(hào)循環(huán)卷積重構(gòu)單元102,并輸出信道估計(jì)序列兩到信道估計(jì)調(diào)整單元107 ;
[0038] 信號(hào)循環(huán)卷積重構(gòu)單元102,一個(gè)輸入端接收來自所述聯(lián)合處理單元101的具有 零填充保護(hù)間隔的信息帖，另一個(gè)輸入端與多經(jīng)估計(jì)調(diào)整單元107連接，利用信道估計(jì)信 息對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)循環(huán)卷積重構(gòu)，設(shè)M為保護(hù)間隔長(zhǎng)度，N為信息序列長(zhǎng)度，Lpf。為前徑 信道響應(yīng)長(zhǎng)度，LpMt為后徑信道響應(yīng)長(zhǎng)度，其處理后的第n個(gè)信息帖有包含下列： 陽039]有，；=+欠，j+M+w, 0《j < LpMt, W;
[0040] X。,；=欠，片"'Lpost,j<N-Lp",n;
[0041]有,/ = 乂，+ 欠.,+M-W,N-Lp托,n《j<N，
[00創(chuàng) 當(dāng)LpDst或Lpre大于或等于M時(shí)LPMt或Lpre取值為M，兩輸出至FFTO^istF'ourier Transformation,快速傅氏變換）單元103 ;
[0043] 多徑估計(jì)調(diào)整單元107,其輸入在。來自所述聯(lián)合處理單元101，其調(diào)整處理使對(duì)發(fā) 生的前徑和后徑處理均有最佳性能，并最大限度地利用有限長(zhǎng)度的FIR橫向?yàn)V波器估計(jì)多 徑擴(kuò)展，降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度，調(diào)整處理后的4信息送至信號(hào)循環(huán)卷積重構(gòu)單元102, 4序 列輸出到FFT單元108 ;
[0044] FFT單元103和108,分別對(duì)接收的來自所述信號(hào)循環(huán)卷積重構(gòu)單元102的信息帖 和來自所述多徑估計(jì)調(diào)整單元107的估計(jì)的信道脈沖響應(yīng)咬做FFT變換處理，對(duì)應(yīng)輸出的 頻域數(shù)據(jù)序列i。和信道頻域估計(jì)身。被送至頻域均衡單元104 ; W45] 頻域均衡單元104,使用來自FFT單元103的頻域數(shù)據(jù)和來自FFT單元108的信道 頻域估計(jì)，完成頻域均衡，均衡后的數(shù)據(jù)送至解交織單元105 ;
[0046] 解交織單元105,對(duì)來自頻域均衡單元104的數(shù)據(jù)做解