專利名稱：一種適用于cmmb和dvb-h的時域同步電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線數(shù)字通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種同時支持CMMB和DVB-H兩種移 動多媒體標準的時域同步電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
移動多媒體技術(shù)如今已經(jīng)得以越來越廣泛的應(yīng)用。隨著中國移動多媒體標準CMMB 的頒布實施，移動多媒體得到了進一步的普及。多模多標準是當今移動多媒體技術(shù)發(fā)展的 趨勢，以同一套終端在不同地域?qū)崿F(xiàn)對不同標準下節(jié)目的接收也是多模多標準發(fā)展的要 求。同步技術(shù)作為接收終端中一個重要的部分，其在多模接收終端中的研究應(yīng)用也具有非 常重要的意義。研究目前主要的移動多媒體標準如歐洲標準DVB-H，中國標準CMMB，發(fā)現(xiàn)它們在 OFDM符號結(jié)構(gòu)上具有一定的共性。即都采用了多載波0FDM(正交頻分復用)調(diào)制方式，都 采用了循環(huán)前綴+數(shù)據(jù)體的時域符號結(jié)構(gòu)等等。而同步算法的選取則是根據(jù)OFDM符號結(jié) 構(gòu)的特征，因此這些共性決定了可以尋求到一種融合的同步方案來支持各個標準。基于多模多標準的需求以及各個移動多媒體標準在OFDM符號結(jié)構(gòu)上的共性，本 發(fā)明提出了一種融合的硬件結(jié)構(gòu)，能夠同時支持目前兩種主流的移動多媒體標準CMMB和 DVB-Η,實現(xiàn)最大程度的硬件復用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種同時支持CMMB和DVB-H兩種標準的時域同步電路結(jié)構(gòu)， 實現(xiàn)最大程度的硬件復用。本發(fā)明根據(jù)CMMB和DVB-H兩種標準在OFDM符號結(jié)構(gòu)上的共性，提出了一種融合 的硬件結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)同時對兩種標準頻域同步的支持，包括數(shù)據(jù)緩存控制模塊，數(shù)據(jù)處理模 塊，模式識別判斷模塊以及符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計模塊。通過考慮兩種標準在 同步方案上的共性從而實現(xiàn)硬件融合，并且通過緩存不同長度的數(shù)據(jù)，通過控制模塊控制 時域同步過程中相同模塊的分時復用，提高了硬件利用率。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示，輸入輸出 說明如表1所示。模式選擇信號M0DE_SEL控制當前工作模式(是CMMB還是DVB-H)，若是 CMMB模式則START信號有效就直接進入CMMB的符號粗同步和小數(shù)倍頻偏估計，如是DVB-H 模式則由START信號有效先進入模式識別，模式識別完成后進入DVB-H的符號粗同步和小 數(shù)倍頻偏估計，因為FFT窗口和循環(huán)前綴長度都有已經(jīng)估計出，便可類似與CMMB的配置來 完成，這里就不累述。數(shù)據(jù)緩存控制模塊，用于時域同步過程中不同情況下數(shù)據(jù)的緩存和控制。即針對 時域同步過程中不同情況下需要緩存的數(shù)據(jù)不一樣，完成數(shù)據(jù)的緩存和輸出以及模塊的啟 動控制。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，輸入輸出說明如表2所示。無論對于是對兩個標準的符號 粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計還是DVB-H的模式識別，它都是基于時域特定信號的相關(guān)， 只是數(shù)據(jù)處理過程中，需要緩存的時間和累加求和的相關(guān)值長度不同。數(shù)據(jù)緩存控制模塊由數(shù)據(jù)緩存模塊(8K的RAM)，相關(guān)值存儲單元(2K的RAM)，計數(shù)模塊，控制模塊組成。對 于CMMB模式，CMMB的符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計用的是同步信號來做相關(guān)就峰值， 數(shù)據(jù)緩存控制模塊配置數(shù)據(jù)緩存模塊為2k，相關(guān)值存儲單元為2k。經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊求峰 值后送給符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計模塊求幅角后輸出。對于DVB-H模式，模式識 別時的數(shù)據(jù)分別與緩存2k、4k和8k的相關(guān)求峰值，因為2k模式循環(huán)前綴最小為64，則選擇 64點累加求和。得到3個峰值后通過模式識別判斷模塊，比較最大者對應(yīng)的即為當前模式。 此時FFT_M0DE指示出當前的FFT窗口長度N，則緩存模塊配置為N，再經(jīng)過4 (N+Ng)個符 號之后得到一個新的相關(guān)峰位置，與對應(yīng)模式第一個相關(guān)峰相減求平均減去N便可估計出 Ng的值，CP_M0DE輸出，MD_D0NE有效。模式識別完成后進入DVB-H符號粗同步和小數(shù)倍載 波頻偏估計，此時只需配置相關(guān)存儲單元長度為Ng即可，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊求峰值后送給 符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計模塊求幅角后輸出。數(shù)據(jù)處理模塊，在同步過程中進行數(shù)據(jù)的相關(guān)、累加和求絕對值運算。因為無論是 兩種標準的符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計還是DVB-H的模式識別都是對時域特定信 號的相關(guān)，因此分時復用這個相關(guān)累加求絕對值的模模塊可節(jié)省2/3的硬件代價。數(shù)據(jù)處 理模塊只需根據(jù)數(shù)據(jù)緩存控制模塊的輸出數(shù)據(jù)做相關(guān)數(shù)據(jù)處理即可。具體結(jié)構(gòu)如圖4所 示，輸入輸出說明如表4所示。模式識別判斷模塊，針對于DVB-H系統(tǒng)存在的2K、4K、8K三種傳輸模式以及每種模 式存在不同長度的循環(huán)前綴，根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊的輸出最大值對其傳輸模式以及循環(huán)前綴 的長度進行識別判斷。它由最大值存儲單元、比較器和判斷器組成。具體結(jié)構(gòu)如圖3所示， 輸入輸出說明如表3所示。前3個最大值存儲單元分別存儲輸入信號與2k、4k和8k數(shù)據(jù) 的峰值大小和峰值位置。最后一個最大值存儲單元存儲經(jīng)過4 (N+Ng)之后的相關(guān)峰值和 位置。通過比較器比較得出FFT窗口長度N和循環(huán)前綴長度Ng。具體何時取數(shù)據(jù)處理模塊 的值，由數(shù)據(jù)緩存控制模塊的Ctr_MD信號來控制。符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計模塊，用于實現(xiàn)CMMB和DVB-H兩種標準的FFT 窗口的指示和小數(shù)倍載波頻偏的估計。具體結(jié)構(gòu)如圖5所示，輸入輸出說明如表5所示。它 由指示模塊，以及求幅角模塊組成；當模式是CMMB或者DVB-H模式識別完成之后，Ctl_CSS 信號有效啟動這個模塊指示出FFT窗口位置和小數(shù)倍載波頻偏的估計值。本發(fā)明中，CMMB的符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計以及DVB-H的模式識別和 符號粗同步及小數(shù)倍載波頻偏估計都是基于時域特定信號的相關(guān)，只是緩存單元的容量不 同，且相關(guān)累加求和單元不在同一時刻工作，因此通過控制模塊來實現(xiàn)復用，這樣就極大地 減小硬件代價。


圖1適用于CMMB及DVB-H的時域同步整體硬件結(jié)構(gòu)圖。
圖2數(shù)據(jù)緩存控制模塊。
圖3模式識別判斷模塊。
圖4數(shù)據(jù)處理模塊。
圖5符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計模塊。
圖6模式識別硬件展開圖。
圖7符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計硬件展開圖。
具體實施例方式根據(jù)發(fā)明內(nèi)容中的方案，適用于CMMB及DVB-H的時域同步電路的具體實施方式
如 下
(1)首先進行模式識別
對于FFT長度的識別原理是由于OFDM符號的特性，其循環(huán)前綴是其OFDM符號尾部的 復制，因此用循環(huán)前綴與OFDM尾部數(shù)據(jù)進行相關(guān)則會得到一個峰值，由于不知道OFDM符號 的長度，因此分別與延遲2k，4k和8k的數(shù)據(jù)進行相關(guān)，只有與延遲和當前模式對應(yīng)的數(shù)據(jù) 相關(guān)才會出現(xiàn)峰值。由于不同模式下循環(huán)前綴的長度不一，則我們選擇循環(huán)前綴最小的數(shù) 值也就是64點來做相關(guān)累加。由此來判斷其OFDM符號長度也就是DVB-H的模式。可用公 式表示如下
其中m為FFT模式，取值為2048，4096，8192。表示m模式下第k點的相關(guān)值。每次遍 歷長度分別是2* (m/4)+ m，遍歷的累加結(jié)果送入求絕對值模塊，之后送入比較器，與記錄 的最大值比較，取大者設(shè)為最大值。分別記錄各次遍歷時峰值的大小和位置，通過比較三次 的最大相關(guān)值來識別出的FFT模式。對與循環(huán)前綴的識別，則是在知道DVB-H處于哪個模式下再進行的。其思想是通 過多次相關(guān)，通過相關(guān)峰之間的位置來判斷循環(huán)前綴的長度。比如我們以2k模式為例，經(jīng) 過4(N + Ngmax)周期后的相關(guān)峰值位置減去第一個相關(guān)峰值的位置后求平均減去N，那么 就可以判斷Ng的大小了。由于是串行工作的，因此我們可以只用一個結(jié)構(gòu)來復用。只需在 必要是同配置數(shù)據(jù)緩存模塊即可，極大程度的對硬件結(jié)構(gòu)進行復用。其硬件展開等效圖如 圖6。(2)符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計算法如下 對于CMMB符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計算法
其中的2048是CMMB同步符號的長度，因此要遍歷一個時隙的數(shù)據(jù)來完成符號粗同步 和小數(shù)倍載波頻偏估計一力相關(guān)峰對應(yīng)的位置,7為小數(shù)倍載波頻偏估計值。
對于DVB-H兩種標準其符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏算法
其中N為DVB-H的FFT長度，Ng為循環(huán)前綴的長度，它需要遍歷N+2Ng來完成符號粗 同步和小數(shù)倍載波頻偏估計。通過比較兩種算法，發(fā)現(xiàn)其都是應(yīng)用經(jīng)典的ML算法，只是相 關(guān)長度不一樣而已，通過數(shù)據(jù)緩存控制模塊來控制其緩存單元相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出和所使用相 關(guān)值存取單元的有效存儲大小即可實現(xiàn)。其硬件展開等效圖如圖7。(3)具體實現(xiàn)步驟如下
1. CMMB 模式
當M0DE_SEL為1時則為CMMB模式，則數(shù)據(jù)緩存控制器配置緩存RAM為2k，相關(guān)值存儲 單元為2k。START信號有效后啟動，此時開始緩存數(shù)據(jù)，同時Ctr_CSS有效，緩存2k個數(shù)據(jù) 后輸出給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊做完相關(guān)后相關(guān)值送回數(shù)據(jù)緩存控制模塊里的相關(guān) 值存儲單元，同時累加到累加器中，因此此時相關(guān)值緩存沒到2k的數(shù)據(jù)量，因此輸出的數(shù) 據(jù)為0，這樣前2k個相關(guān)的數(shù)據(jù)一直累加，2k+l個相關(guān)數(shù)據(jù)到來時，在送回相關(guān)存儲單元的 同時，相關(guān)存儲單元輸出第一個相關(guān)值，這樣累加器就加上第2k+l個相關(guān)值減去第一個相 關(guān)值，以實現(xiàn)滑動2k個相關(guān)值相加。累加的結(jié)果求絕對值后與最大值比較，若大于最大值 則賦值給最大值(最大值初始值為0)并記錄最大值的位置。由于Ctr_CSS有效那么最大值 送入符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計模塊求幅角，則實現(xiàn)了 FFT窗口的指示和小數(shù)倍載 波頻偏的估計。2. DVB-H 模式
當M0DE_SEL為0時則為DVB-H模式，由于DVB-H模式需要首先進行模式識別，則先通 過數(shù)據(jù)緩存控制模塊配置緩存數(shù)據(jù)容量為8k但輸出受控制器控制，相關(guān)值存儲單元為64。 START有效時，計數(shù)器開始計數(shù)，當計數(shù)器在[1:5k]，則輸出延遲2k的數(shù)據(jù)，當計數(shù)器在 [5k: Ilk]，則輸出延遲4k的數(shù)據(jù)，當計數(shù)器在[Ilk: 23k]，則輸出延遲8k的數(shù)據(jù)。當計數(shù)器 計數(shù)到5k、1 Ik和23k時Ctr_MD信號有效控制模式識別判斷模塊讀取數(shù)據(jù)處理模塊的最大 相關(guān)峰值到前3個最大值存儲單元。此時判斷器就可以指示出FFT窗口長度N。FFT_M0DE 信號一有效則控制器配置緩存單元為N，即輸出延時N個單位的數(shù)據(jù)。經(jīng)過4 (N+Ng)個數(shù) 據(jù)后得到新的相關(guān)峰值，通過Ctr_MD信號有效控制模式識別判斷模塊讀取數(shù)據(jù)處理模塊 的最大相關(guān)峰值到第四個最大值存儲單元。再通過比較器輸出該值與FFT模式判斷時的最 大值，取平均(對應(yīng)2k模式除以14，4k模式9，8k模式5)減去N即可估計出Ng的大小。此 時MD_D0NE有效CP_M0DE指示了循環(huán)前綴的模式，通過控制器配置相關(guān)存儲單元的大小為 Ng，進入DVB的符號粗同步和小數(shù)倍載波頻譜估計，與CMMB的過程一樣，在此不累述。
權(quán)利要求
一種適用于CMMB和DVB H的時域同步電路結(jié)構(gòu)，完成CMMB或DVB H的時域同步，包括CMMB的符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計，以及DVB H的模式識別和符號粗同步及小數(shù)倍載波頻偏估計，其特征在于，由數(shù)據(jù)緩存控制模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，模式識別判斷模塊以及符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計模塊組成；其中數(shù)據(jù)緩存控制模塊，針對時域同步過程中不同情況下需要緩存的數(shù)據(jù)不一樣，完成數(shù)據(jù)的緩存和輸出以及模塊的啟動控制；數(shù)據(jù)處理模塊，在同步過程中進行數(shù)據(jù)的相關(guān)、累加和求絕對值運算；模式識別判斷模塊，針對DVB H系統(tǒng)存在的2K、4K、8K三種傳輸模式以及每種模式存在不同長度的循環(huán)前綴，根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊的輸出最大值對其傳輸模式以及循環(huán)前綴的長度進行識別判斷；符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計模塊，支持CMMB和DVB H兩種標準的FFT窗口的指示和小數(shù)倍載波頻偏的估計；模式選擇信號MODE_SEL控制當前工作模式 是CMMB還是DVB H；若是CMMB模式，則啟動信號START信號有效，直接進入CMMB的符號粗同步和小數(shù)倍頻偏估計；如是DVB H模式，則啟動信號START信號有效，先進入模式識別，模式識別完成后進入DVB H的符號粗同步和小數(shù)倍頻偏估計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，數(shù)據(jù)緩存控制模塊來完成由數(shù)據(jù)緩 存模塊、相關(guān)值存儲單元、計數(shù)模塊和控制模塊組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，數(shù)據(jù)處理模塊由相關(guān)模塊，累加模 塊，求絕對值模塊和比較器組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，模式識別判斷模塊由最大值存儲單 元，比較器和判斷器組成；其作用是針對DVB-H系統(tǒng)存在的2K、4K、8K三種傳輸模式，并且每 種傳輸模式均有不同的循環(huán)前綴的情形，在對DVB-H進行符號粗同步前，對其傳輸模式以 及循環(huán)前綴的長度進行識別判斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路結(jié)構(gòu)，其特征在于符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計模 塊由指示模塊以及求幅角模塊組成；在兩種標準中，符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計 都是基于時域特定信號的相關(guān)，求得峰值后得到峰值的位置，再對其求幅角便完成符號粗 同步和小數(shù)倍載波頻偏估計。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4或5所述的電路結(jié)構(gòu)；其特征在于CMMB的符號粗同步和小數(shù) 倍載波頻偏估計，以及DVB-H的模式識別和符號粗同步及小數(shù)倍載波頻偏估計，通過控制 模塊來實現(xiàn)復用。
全文摘要
本發(fā)明屬于無線數(shù)字通信技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種適用于CMMB和DVB-H的時域同步電路結(jié)構(gòu)。主要包括數(shù)據(jù)緩存控制模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，模式識別判斷模塊以及符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計模塊。數(shù)據(jù)緩存控制模塊完成數(shù)據(jù)的緩存和輸出，數(shù)據(jù)處理模塊完成數(shù)據(jù)的相關(guān)、累加和求絕對值運算，模式識別判斷模塊對DVB-H系統(tǒng)的傳輸模式以及循環(huán)前綴的長度進行識別判斷，符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計模塊支持CMMB和DVB-H兩種標準的符號粗同步和小數(shù)倍載波頻偏估計。本發(fā)明根據(jù)兩種標準時域結(jié)構(gòu)的相似性，提出一種以最低的硬件代價實現(xiàn)最大程度的復用的結(jié)構(gòu)，從而以一套硬件結(jié)構(gòu)支持兩種標準的時域同步。
文檔編號H04L25/03GK101895506SQ20101024193
公開日2010年11月24日 申請日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者周昌盛, 曹家麟, 曾曉洋, 李斯夢, 樊文華, 葛云龍, 陳緒斌, 陳赟 申請人:復旦大學