[发明专利]数字信号接收方法和装置

说明书

发明领域

本发明涉及数字视频广播系统中的数字信号接收技术，特别是涉及一种 精确消除接收到的信号的公共相位误差的正交频分复用数字信号接收方法 和装置。

技术背景

在电视广播领域，数字电视(DTV)是近年来的新一代，是从摄制到传 输，然后到接收的全数字系统。DVB-T是世界上四种DTV广播标准中的一种， 而DVB-H是基于DVB-T标准的手持应用标准。DVB-T和DVB-H都是基于正交 频分用(OFDM)技术，这项技术赢得了广泛关注并在大约100个国家得以应 用。相关技术的最新研究对于DVB-T/H的巨大市场价值非常重要。

在实际的通信系统中，调制器和解调器通常在基带或中频(IF)工作。 由于我们必须将信号在某个分配的无线频率RF(Radio Frequency)上传输， 这使得我们必须在发射器中将调制好的信号上转换至RF信道，而在接收器 中又将RF信号下转换至IF或基带。为此就要采用常用的本地振荡器，这就 会带来相位噪音(PHN)和信号干扰。由于接收器通常是低成本制造的，相 位噪音(PHN)在接收器端被考虑得更多。

相位噪音(PHN)对于传统模拟电视节目系统不是大问题，但是引入OFDM 之后问题的显著性就大为增强。在OFDM和其它数字调试类型之间的主要区 别是OFDM信号由多个低速率互为正交的子载波组成，因此OFDM系统对相位 噪音非常敏感。低符号速率使同步在快速相位干扰出现时更加困难，相位噪 音会降低子载波的正交性。

在DVB-T接收器的OFDM信号中加入了PHN之后，接收到的OFDM信号将 受到两种影响：公共相位误差(CPE)，就是信号星座(signal constellation) 旋转，也称为平均相位噪音偏差，对所有子载波影响一致；以及载波间干扰 (ICI)，与加性高斯噪音类似，它由子载波的正交损失造成并干扰OFDM符 号的解调。因此消除PHN对于实用的OFDM系统非常重要。

公共相位误差(CPE)可以在接收器中消除，而载波间干扰(ICI)影响仅 能被减小。因为插入OFDM符号中的导频(pilot)信息是接收器认识的，消除 CPE的方法就是基于导频。图1是一个传统的OFDM信号接收器100的部分 结构示意图，包括一个解调模块110，一个快速傅里叶变换(FFT)模块120， 一个同步及定时(S&T)模块130，一个公共相位误差(CPE)消除模块140，一 个信道估计(CE)模块150，以及一个信道解码模块160。解调模块110将接 收到的数字OFDM信号解调后产生包括同相(in-phase)信号和正交 (quadrature-phase)信号的复合信号。由同步及定时模块130补偿的数字信 号通过FFT模块120。然后CPE消除模块140估计和纠正所有OFDM数字信 号子载波中存在的公共相位误差CPE。之后，在信道估计模块150对纠正后 的数字信号进行均衡化(equalize)，再将其传送到信道解码模块160进行解 码处理。

主要有三种类型的传统CPE估计方案，其中第一种是互相关(cross correlation)方法，第二种采用自相关(auto-correlation)方法，第三种 传统的CPE估计采用两步法，分别如图2A至2C所示。这些传统CPE估计法 的算法将在下列段落中进行讨论。

假定一个OFDM符号的有用长度为T_u，子载波的数量为N，保护间隔 GI(Guard interval)为L，然后其时间域上的调制符号为：