[发明专利]一种用于多模式训练序列填充系统的多模式自动识别方法

说明书

技术领域

本发明属于数字信息传输技术领域，特别涉及一种用于多模式的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)多载波系统或单载波(Single Carrier，SC)系统中训练序列(Training Sequence，TS)填充的多模式相关器设计方法和多模式自动识别方法。

背景技术

当前的通信技术的主要解决问题是如何在有限的带宽内可靠地提高传输速率。由于信道的影响，尤其是无线信道是一个时间色散信道，信号会产生畸变并加入噪声，因此为了正确有效传输净荷或数据部分，系统应能够识别出信道的变化，并加以抵消或补偿。此外，接收端还要从接收信号中进行时钟恢复、载波恢复和信道估计等。在复杂的传输环境中，为保证通信系统的高可靠性和高效性，通信系统通常采用的方法是传输一段特定信号，并且此信号也可作为传输信号的保护间隔和帧同步。

保护间隔的填充方法有多种：循环前缀(Cyclic Prefix，CP)，零填充(Zero Padding，ZP)，和伪随机或伪噪声序列(Pseudo Noise，PN)。CP和ZP填充可参见文献Muquet B，Wang Z，Giannakis G.B，Courville M.de，and Duhamel P，Cyclic Prefixing or Zero Padding forWireless Multicarrier Transmissions，IEEE Trans.on Communications，2002，50(12)：2136-2148]。PN填充可参见文献[正交频分复用调制系统中保护间隔的填充方法，中国发明专利，授权号01124144.6]。

为了满足不同应用(如单频网，多频网模式)，不同长度的保护间隔填充模式是必要的，我们定义这类多种长度训练序列填充的系统为多模式训练序列填充系统。中国地面数字电视传输标准(Digital Terrestrial/Television Multimedia Broadcasting，以下简称为DTMB系统)，参见文献[GB 20600-2006，数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制，2006-08-18]采用了PN作为训练序列填充的数据帧结构，其中定义了三种可选训练序列填充模式以及相应的信号帧结构。如图1(a)，(b)，(c)所示。图1(a)，图1(c)所示的信号帧中的训练序列由前同步、PN序列和后同步三部分构成，如图2所示。PN序列定义为255个或511符号，前同步和后同步定义为PN序列的循环扩展，与PN序列共占420个符号(IDFT块长度的1/9)或945个符号(IDFT块长度的1/4)。图1(b)所示的信号帧中的训练序列由10阶最大长度伪随机二进制序列截短而成，训练序列的长度为595个符号，是长度为1023的m序列的前595个码片。DTMB系统是一个典型的多模式训练序列填充系统。

对于单一训练序列填充系统，模式识别的一种基本方法是利用训练序列的相关特性。因此，相关结果对模式识别十分重要，并且相关结果对训练序列填充系统的帧同步、定时恢复、载波恢复、信道估计等也具有非常重要的作用，参考文献[王军.地面数字电视广播的同步和信道估计算法研究：博士学位论文.北京：清华大学电子工程系，2003]。

对于多模式训练序列填充系统的模式识别问题有多种办法，例如可以采用设计多个相关序列通过不断尝试的方法识别系统模式，这种方法缺点是增加了系统复杂度，而且由于需要不断尝试各种模式延长了系统同步时间。如果能设计一种多模式相关器，此相关器对各种模式均能产生相关峰，则通过分析相关结果可以进行多模式自动识别。此方法利用相关的诸多优点，可以实现多模式识别，也可以利用相关结果实现帧同步和定时载波恢复等功能。

发明内容

本发明针对目前存在的基于多模式训练序列的多载波和单载波调制系统，提出使用多模式相关器解决多模式的自动识别问题。

该方法是在接收端的一个数字集成电路上依次按以下步骤实现的：

步骤(1).本地相关序列TS_acq_i序列的组合为多模式相关序列，其中i表示系统填充模式，在相关器中使接收的多模式相关序列和接收信号作相关运算，把运算结果作为该相关器的输出R(k，m)，时域相关运算公式为：