[發明專利]一種衛星CMMB系統OFDM體制的時頻估計方法

有效

• 申請號: 201210243303.7
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102752260A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 楊童
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L25/02;H04L25/03
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明屬于移動通信技術領域，涉及一種衛星CMMB系統OFDM體制的時頻估計方法。

背景技術

2009年，中國移動多媒體廣播(China?Mobile?Multimedia?Broadcasting，CMMB)技術研究工作組發布了《移動多媒體廣播第9部分：衛星分發信道幀格式、信道編碼和調制》這一標準，在衛星移動廣播通信系統中，將采用正交頻分多路復用傳輸體制(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，OFDM)。

OFDM體制屬于一種多載波的通信系統，它具有高于一般系統的頻譜利用率和很強的抗干擾性能，這些優勢使得它在地面無線移動通信中得以廣泛應用，并且在衛星移動通信系統中也受到越來越廣泛的關注。然而，惡劣的衛星傳輸環境如無線信道中的多徑衰落、多徑延時、多普勒頻偏等信道干擾因素卻嚴重地影響了OFDM系統的性能，對接收信號的幅值和相位造成了不同程度的干擾。多徑衰落信道對OFD數據符號的影響主要反映在它會使符號星座圖發生偏轉(多徑延時)和畸變(多徑衰落)，從而影響接收信號的相位和幅度，造成一定的誤碼。在實際系統中，當移動接收臺處在中、高速移動情況(包括由于軌道漂移等因素造成的衛星與地面目標的相對移動以及地面移動車載接收機的本地運動等)時，除了上述多徑衰落信道干擾因素外，還要考慮多普勒頻率偏移對接收信號的影響。多普勒頻偏對OFDM數據符號的干擾主要反映在它會使符號星座圖的相位發生動態旋轉，而且旋轉速度會隨著相位誤差的增大而加快，從而造成大量誤碼，從而增加了系統的誤比特率。為了最大限度地消除信道干擾帶來的種種負面影響，在接收端，必須對這些干擾進行抑制和校正，來降低系統誤比特率，這就是信道估計與均衡的問題。

目前，解決上述問題有兩種基本途徑：

(1)建立訓練序列的時域信道估計方法，通過訓練序列對信道響應特性進行“訓練”，從而獲得特定的信道響應信息，進而實現信道估計；但是這種方法需要執行計算復雜度較高的解卷積矩陣運算，而且由于訓練序列在較長時間內不變，所獲得的信道特性只適合于恒參信道或準靜止信道，不適合衛星移動多媒體廣播信道的深衰落、快衰落以及隨參信道等特性，并且無法獲得信道的頻域信息。

(2)基于頻域導頻的信道估計方法，這種方法在頻域數據符號中插入分布的導頻信息，通過導頻信息對信道響應特性進行估計，從而獲得信道的頻域響應信息，這種方法的優勢在于能夠跟蹤信道頻域響應的快速變化；但是這種方法只適合于統計信道在慢衰落條件下的信道響應，對于有較大多普勒頻偏的快衰落信道，由于缺乏信道的時域特征信息——多普勒頻偏及其造成的相位誤差，其應用性能會大幅下降。

發明內容

本發明的技術解決問題是：針對現有技術的不足，提供了一種衛星CMMB系統OFDM體制的時頻估計裝置，實現了時頻雙域信道估計，有效的提高了信道的補償與均衡的效果，降低了信號傳輸誤碼率，改善了在衛星移動多徑信道環境中的傳輸性能。

本發明的技術解決方案：

一種衛星CMMB系統OFDM體制的時頻估計方法，包括以下步驟：

在原始數據符號中先后插入頻域導頻符號和時域導頻符號后組成OFDM符號，并作為傳輸信號進行發送；

對接收到的傳輸信號先后進行時域校正和頻域校正后恢復出原始數據符號。

所述頻域導頻通過下述方法插入：

將原始數據符號中每8個數據符號分為一組，每間隔7個數據符號插入1個頻域導頻符號；且使得頻域導頻符號在頻率方向和時隙方向上的間隔比值為1∶1。

所述時域導頻通過下述方法插入：

將插入頻域導頻符號的數據符號中每8個數據符號分為一組，每間隔7個數據符號插入1個時域導頻符號；且使得時域導頻符號在頻率方向和時隙方向上的間隔比值為1∶1。

所述時域校正通過下式進行：

φ_C[n，k]＝φ_R[n，k]-φ_e[n，k]

其中，為傳輸信號中第k個OFDM時域符號中第n個數據符號的相位誤差；為傳輸信號中第k個OFDM時域符號中第n個數據符號的時域校正后的相位；為傳輸信號中第k個OFDM時域符號中第n個數據符號的初始相位；

所述相位誤差通過以下步驟獲得：

采用相位線性分段插值函數對所述傳輸信號進行校正誤差估計，所述相位線性分段插值函數為：