基于DTTB单载波频域均衡技术研究

无线 信 道 的脉 冲响应 可 以表达成 ：

第 ４期
翟永 前 ， 赵
力： 于 Ｄ ｒ 基 Ｔ Ｂ单 载 波频域 均衡技 术研 究
４１ ５
（ ＝∑ ０ｒ （ ｒ ） ） （ ６ｔ ） —
（） １
接 收端通 过 Ｆ 和 ＩＦ Ｆ Ｔ变换 来 实现频 域均衡 ， 际 实
上 是对接 收信 号 的 频 域 分 析 。 由于 使 用 了高 效 的
第３ ４卷 第 ４期 ２１ ０ ８月 １年
电 子 器 件
Ｃ ｉｅ ｅＪ ｕ ｎ ｌ ｆＥ ｅ ｔ ｎ Ｄｅ ｉ ｓ ｈｎ ｓ ｏ ｒ ａ ｏ ｌｃｒ ｖ ｅ ｏ ｃ
Ｖｏ ． ４ ＮＯ ４ １３ ． Ａｕ ． ２ １ ｇ ０１
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｉ ｇ ｅ Ｃａ ｒ ｅ ｅ ｕｅ ｃ ｍ ａ ｎ Ｅｑ ａ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｓ ａ ｃ ｆ Ｓ ｎ ｌ — ｒ ｉ ｒ Ｆｒ ｑ ｎ ｙ Ｄｏ ｉ ｕ ｌｚ ｔｏ ｎ ＤＴＴＢ
ａ ｄ ｄｓｄａ ｔ ｅ ｆ ｔ ｄ ｉｎｌ ｅｕ ｌ ａ ｏ ｌｏｉ ｍ ｆｒＳ ｙｔ ａ ｅｕ ｌ ａ ｏ ｌｏ ｔ ｈ ｔｉ ｊｉｔ ｎ ｉ ｖｎａ ｓ ｏ ｒ ｉｏ ａ ｑ ａｉ ｔ ｎ ａ ｒｈ ｏ Ｃ ｓｓ ｍ， ｎ ｑ ａｉ ｔ ｎ ａ ｒｈ ｔａ ｓ ｏ ａ ｇ ａｔ ｚｉ ｇ ｔ ｅ ｚｉ ｇｉ ｍ ｎ
关键词： 数字电视； 单载波； 信道估计； 频域均衡 中 图分类 号 ： Ｎ １ ． Ｔ ９ １５ 文献 标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ５ ９ ９ （ ０ １ ０ — ４ ０ ０ １ ０ — ４ ０ ２ １ ）４ ０ ５ － ３ 定 的系统 的数据 帧 结 构 是 一种 四层 结 构 。其 中 ， 一
和 数据 ） 由 ３ ８ 均 ７ ０个符 号构 成 。
本 文针 对信 号 帧结 构 ３进 信道 估 计 ， 结 构 采 该
用的 Ｐ Ｎ序 列定 义为 循环 扩展 的 ９阶 ｍ序 列 。长 度
要 简单得 多 ， 但无 法 解 决 由信道 深 衰 落造 成 的噪 声
放大 问题 。本 文分 析 了 中国数 字 电视地 面广播 标 准 中 的系统 帧结 构 ， 根 据信 号 帧头 的循环 特性 ， 出 并 提
道进 行 了仿 真实 验 ， 明了提 出 的方 法 的有 效性 。 证
１ 基 于 帧 头循 环 特 性 的信 道估 计
１ １ 数 据 帧结构 ．
１ ２ 信道 估计 ．
图 １ 循 环 特 性 帧 头
中 国数 字 电视 地 面传 输 （ Ｔ Ｂ） Ｄ Ｙ 国家标 准 中规
收 稿 日期 ：０ １ ０ — ２ ２ １ — ３ ２ 修 改 日期 ： １ ～ ４ ｌ ２ １ ０一 ２ ０
数 字 电视地 面传输 信道 的 主要特 征是 由移 动 和
多径传 播 引起 的 多径 衰 落 现 象 ， 了将 因多 径 衰 落 为 造 成 的失 真控 制在 纠错 编码 能够 有效 工作 的范 围之 内 ， 需要 在运 用 信 道 均衡 技 术 对 接 收 到 的 数 据 进 就
行预 处理 。对于单 载波 均 衡 技 术 ， 们 希 望 在 减 我 小 同步头 的 干扰 的 同时不放 大 噪声 。单 载波 频域 均 衡技 术 和传统 的时域 均 衡 技 术 相 比 ， 收 机 的实 现 接
个 基本 帧称 为信 号 帧 ， 号 帧 由 帧 头 和帧 体 两 部 分 信 组 成 。根据 帧 头 的不 同 ， 号 帧 有 ｊ 种 结构 。结 构 信
１和结 构 ３的 帧头 具 有 循 环 特性 Ｊ 结 构 ２的 帧 头 ，
为１ ０阶 ／ 序 列 的 截 短 。三 者 的 帧体 （ 系 统 信 息 ／ ￥ 含
＼． ２东南大学信息科学与技术学院， 南京 ２０９／ １０６ 摘 要 ： 分析了中国数字电视地面广播标准中的系统帧结构 ， 并根据信号帧头的循环特性， 提出 了 一种性能较好的信道估 汁
算法 ； 分析 了传统 的单载波均衡算 法的优缺点 ， 出了一种 联合频域均衡和时域判决反馈 的均衡技术 ； 提 最后 对 ｕ １信道进行 仿 真， 并对仿真结果进行分析 总结 。
在去 除几 个最 主要 的相 关 峰 值 的 干 扰后 ， 我们 可 以 得 到信道 的 脉 冲 响应 的估 计 （ 是 作 上 述 处 理 的次 ｉ
数 ） ： ｈ几＝ （ ） （ ，： ， ， １ ） 凡 ０ … 一 （） ７
根据 系统 ， ： 有
Ｗｚ（ ｌ＿ 。 ｉｘｊ ｍ Ｒｐ铬 ） ｅ
空集 。
Ｒｎ ∑（（ Ｍ｛ 。 ｐ） ｐｐ ） ｎ ｐ＝ （ ＝ ， （ ㈩ ） ） ’
ｎ ０… ， １ ＝ ， 一 （） ５
ｎ ≠０时有 一个 直流 分量 ， 我们 找 到 Ｒ ｒ 的最 大 峰 （ｔ ）
值 三 ） 通过 下 面的式 子来 消除 干扰 ： （ ，
Ａｂｓｒ ｃ ： ｈｅ ｆａ ｔｕ ｔ ｅ ｉ ｔ ａ ｔ Ｔ ｍｅ ｓｒ ｃｕｒ ｎ Ｃｈｉ ｅ ｅ ＤＴＦ ｓａ ｄ ｒ Ｓ ｉｔｏ ｕ ｅ ａ ｄ ａ ｃ ａ ｎ ｌｅ ｔｍａ ｉｎ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｔ ｌ ｎ ｓ Ｂ ｔ ｎ ａ ｄ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ． ｎ ｈ ｎ ｅ ｓｉ ｔ ｌｏ ｉｈ ｗｉ ａ ｏ ｈ ｂ ｔ ｒｐ ｒｏ ｍａ ｅ ｉ ｉ ｅ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｃ ｃ ｅｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓ ｏ ｈ ｉ ｎ ｌｆａ ｅ ｄ． ａｙ ｉ ｇ ｔ ｅ ａ ａ ｔｇ ｓ ｅ ｔ ｅ ｆ ｒ ｎｃ ｓｇｖ ｎ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｙ ｌ ｈ ｒ ｃｅ ｔｃ ｆｔ ｅ ｓｇ ａ ｍｅ ｈ ａ Ａｎ ｌｚｎ ｈ ｄｖ ｎ ａ ｅ ｅ ｉ ｌ
ＺＨＡＩ Ｙ ｎ ｑ ａ ， ｏ ｇ ｉｎ ＺＨＡＯ ｉ Ｌ
， ． ａｊｎ ｎｔｕｅｏ ａｌａ ｅｈ ｏ ｇ ， ａｆ ｇ２ ０ １ Ｃ ｉａ； １ Ｎ ｎｉ ｇＩｓｔｔ ｆＲ ｉ ｙＴｃｎｌ ｙ Ｎ ｎ ｎ １０５，ｈｎ ｉ ｗ ｏ ｉ 、
＼ ． ｃ ｏ ｏ ｒ ａ ｏ ｃ ｎｅ ｎ ｎ ｉ ｅ ｎ ， ｕ ｈａ ｎ ｅ ｉ ， ａｊ ｇ２ ０ ９ ， ｈ ａ ２ Ｓｈ ｌｆ， ｍ ｔ ｎ ｉ ｃ ａｄＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｓ ｒ ｅｓ Ｕ ｉ ｒｔ Ｎ ｎ ｎ １０６ Ｃ ｉ ／ ｏ ｉ Ｓｅ ｎ ｉ ｏ ｔ ｔ ｖｓ ｙ ｉ ｎ
尺 ） （ ＝ ０ … ， １ｎ ｏ （ ） ， Ｍ－ ， ＃３ ６
Ｂ＝ ， 。 然后， 我们发现 Ｒ ｎ 的次大峰值 （ ， （ ） ： ｒ 就 的集合。例如 ， １ Ｆ 可对应于信道最大冲激相 ）
可 以从 （ 中减 去 （ ） ） 的干 扰 。一般 情 况 下 ，
因为 Ｓ ｎ 具 有循 环特 性 ， （） 我们 可 以得 到 ：
ｓ ｎ ｉｖ ＝Ｐ （ ＋－ ） ） （ ＋－ ） （ ｎ ｉ ｒ Ｍ
ｎ ０ … ， 一 ； ＝ ， ，一 ； ＝ １ （ ） ，＝ ， １ ｒ ０ … １ ５ １ ３
对 Ｙ ｎ 和 长度 为 ５ １的 Ｐ （） １ Ｎ序列 Ｐ ｎ 求 相关 ， （） 并将 式 （ ） 人 ， 终 可得 ： ３代 最
Ｅ Ａ Ｅ ＣＣ：１０；２ ０ １３ ７ ３
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １０ — ４ ０ ２ １ ． ４ ０ ３ ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ ．０ ５ ９ ９ ． ０ １ ０ ．２ ｓ
基于 ＤＴ Ｔ Ｂ单 载 波 频 域 均 衡 技 术 研 究
翟永前 ， 赵 力
『． １南京 铁道职业技术学院 ， １ 南京 ２ ０ １ ； １０ ５ 、
为 ９ ５个 符 号 的帧 头 信 号 由一 个 前 同步 、 个 以 长 ４ 一
度 为 ５ １个 符 号 的帧 头 信 号 Ｐ ５ １序 列 和 一个 后 １ Ｎ１
同步构 成 。前 同 步 和后 同 步 定 义 为 Ｐ ５ １序 列 的 Ｎ１ 循 环 扩展 （ １ 。 图 ）
了一种性能较好的信道估计算法。同时 比较 了传统 的单载波均衡算法的优缺点 ， 提出了一种联合频域 均衡 和 时域 判决 反馈 的均衡 技 术 。最后 针 对 ｕ ｌ信
收到 的信号 ：
器 结构 的常 规单 载波 系统低 得 多 。但 无法解 决 由信 道 深衰 落造 成 的噪声放 大 问题 。
２ ２ 联 合频 域均 衡和 时域 判决 反馈 ．
ｙｎ＝ （） （）ｎ凡：∑ 口 ｒ （－）ｎｎ （） ｓｎ ・ ｎ＋（） （） ｎｖ＋ （） ｓ
（） ２
Ｒ（） ｐｎ＝∑ ｎｒ ｐ 一）尺 （） ｙ （） ｐ ｒ ， Ｒ（ ＋
图 ２ 联 合 频 域 均 衡 和 时域 反 馈 判 决
ｎ ０ … 一 ＝ ， １
（） ４
其中，
根据 该 系统结 构 ， 接收数 据 ｒ 经 Ｆ Ｔ后 变换 到 ｍ Ｆ 频域 为 Ｒ。在频 域 乘 以系 数 ， 后 经 ＩＦ’ 时 然 Ｆ １到 域完 成前 馈 滤波 。时域 数 据 进 行 逐 符 号 判 决 ， 阶 曰 反馈 滤 波 ， 后去 掉其 对后 面符 号 的干扰 ， 而完 成 然 从 整个 判决 反馈 均衡 。其 中前 馈 滤 波 部分 有 个 （ 为数 据符 号 数 ） 复数 频 域 系数 ｛ ｝反 馈 部 分 有 Ｂ ； 个 复数反 馈 系数 ｛ ｝ｋ 与 Ｂ个 反馈 系 ， ∈Ｆ 。Ｆ 为 数 的延 时 （ 以符 号周 期 为 单 位 ） 对 应 的 非零 下 标 相 应 的 相 对 时 延 值 。对 线 性 频 域 均 衡 ， Ｂ：０ Ｆ ， 为
将 频域 均 衡 作 为判 决 反 馈 的前 馈 滤波 部 分 ， 而
在反馈滤波部分仍旧采用传统 的时域横 向滤波器 ， 在 此系统 中 ， 将采用 训 练序列 ， 用频域 处理 以计 算 使
前 馈均衡 系 数 ， 求 一 个小 矩 阵 的逆 以计 算 时 域 反 并
馈 阶 系数 。图 ２为该 均衡 方 案 的框 图。