[发明专利]基于时域相关的地面数字多媒体广播系统信道估计器

说明书

技术领域

本发明属于无线数字通信技术领域，具体涉及一种可应用于数字电视或数字广播接收系统中的信道估计器及均衡模块。

背景技术

近年来，无线通信得到广泛的关注。在地面无线广播传输信道中(主要是高频段和超高频段)存在着各种多径和衰落现象，造成了静态或者动态多径干扰和多普勒效应，是一个复杂的频率选择性衰落信道。因为无线通信传输环境比较恶劣，对数字接收机的要求比较高。高数据速率的OFDM(正交频分复用)系统中，一般采用相干解调技术，相干解调需要用到信道信息。为了获得较好的接收性能就需要准确的信道估计来进行信道补偿。去年刚颁布的地面数字多媒体广播(DTMB)传输国家标准采用TDS-OFDM(时域同步的正交频分复用调制)，或者称为以PN(伪随机)序列为保护间隔的正交频分复用调制。DTMB采用在时域内插入训练序列，即由PN序列构成帧同步。通过对PN序列相关可以得到时域的信道冲激响应，并在频域内完成信道均衡。这样避免了训练序列占用子载波，大大提高频谱利用率。基于时域相关的信道估计器设计正是应用于此系统的一种有效的信道估计。

在地面无线数字通信系统中，信道估计的性能直接影响解调效果。DTMB系统中，用于信道估计的导频是帧头的PN序列，根据PN序列良好的自相关特性，时域上接收到包含有PN序列的帧头与本地存储的PN序列进行循环相关得到信道冲激响应。由于通过信道的数据在发射端已经过4QAM(正交幅度)调制，直接在接收机端进行相关计算，则需要进行复乘、复加的操作，而传统的相关器资源消耗大，延时长。频域上通过FFT-IFFT(快速傅立叶变换和快速傅立叶逆变换)实现相关也会带来很大的延时，面积比传统相关器更大些。所以需要根据PN序列的特性设计适合DTMB系统的更优的信道估计器(结构上称为循环相关器)的结构设计。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于时域相关的DTMB信道估计器。

通常所用到的频域上的估计方法是：接收到的帧头和本地4QAM调制后的PN序列通过FFT转换到频域上，通过频域上相乘可以完成信道估计，得到信道冲激响应。本发明提出的时域信道估计器是基于时域相关完成的，其中接收到的帧头和本地4QAM调制前的PN序列在时域上通过循环相关器，再利用两个加法器实现4QAM调制的结果映射，即可完成信道估计的过程。本发明中的时域循环估计器在面积和速度上都有很大的优化。

下面先分析一下频域估计转时域的数据结构变化：

DTMB系统中，PN序列作为帧头插到帧体数据前面形成一种准循环的形式。这里采用两组周期为255的8级伪随机序列PN_255_1和PN_255_2通过交迭的方式构成帧头，如图1所示。假设接收到用于信道估计的信号为y(n)，n为接收信号的序号，本地产生用于相关的PN序列为p(i)，其中i取值从0到M-1，M为PN序列的长度。y(n)和p(i)进行如(1)所示的相关运算，得到的R_py(n)(互相关函数)如下：