数字电视大范围载波频偏快速捕获算法

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1、2013年2月第39卷第2期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsFebruary2013V01．39NO．2数字电视大范围载波频偏快速捕获算法张帅张晓林(北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100191)摘要：根据中国数字电视地面传输标准帧结构特点，提出了一种大范围频率偏差捕获方法．该算法利用PN(PseudoNoise)序列移位相加后仍为PN序列这一特征，通过帧头PN序列与本地PN序列的差分互相关得到待求的频偏值，然后利用BLUE(Be

2、stLinearUnbiasedEstimator)方法，在不损失频偏精度的前提下扩大频偏估计范围．该算法能在帧同步前快速捕获大范围频偏，为可靠实现帧同步以及频偏跟踪过程提供了必要条件．仿真结果表明，相对于传统的差分互相关算法，该算法能在一个帧头时间内快速锁定频偏，频偏估计范围扩大了日倍且频偏精度不变．关键词：地面数字电视；正交频分复用；载波频偏；伪随机序列；最佳线性无偏估计中图分类号：TN914．3文献标识码：A文章编号：1001—5965(2013)02一0225_05Rapidlargefrequencyoffsetesti

3、mationforDTMBsystemZhangShuaiZhangXiaolin(SchoolofElectronicsandInformationEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Afrequencysynchronizationalgorithmfordigitalterreslrialtelevisionmultimediabroadcasting(DTMB)systemwithala

4、rgefrequencyoffsetwasdeveloped．Theestimatedfrequencyoffsetwasobtainedbydifferentialcorrelationbetweenreceivedpseudonoise(PN)sequenceandlocalPNsequencebasedonthemsequencecyclicshift-and-addproperty．Bestlinearunbiasedestimatorwasusedtoenlargetheestimationrangeandmaintai

5、ntheestimationaccuracy．Thisschemecouldfinishcarrierfrequencyacquisitionevenwithlargefrequencyoffsetinashorttime，andprovidethenecessaryconditionsforfrequencyoffsettracking．SimulationresultsunderAWGNandmultipathchannelsshowthattheproposedschemeenlargesthefrequencyestima

6、tionrangebyHtimeswiththesameaccuracycomparedwiththetraditionaldifferentialcorrelationalgorithmusedforfrequencysynchronjzationinDTMBsystem．Keywords：digitalterreslrialtelevisionmultimediabroadcasting；orthogonalfrequencydivisionmultiple。xing；frequencyoffset；pseudonoisese

7、quence；bestlinearunbiasedestimator中国地面数字电视传输系统严格依照GB20600．2006标准《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》。h(DTMB，DigitalTer—restrialTelevisionMuhimediaBroadcasting)实施．DTMB标准创新性地将单载波和OFDM(Orthogo-nalFrequencyDivisionMultiplexing)两种体制融为一体，充分发挥了单、多载波各自的优点，在各种需求下提供了灵活的选择．DTMB采用PN(PseudoN

8、oise)序列为帧头，单载波或者OFDM符号为帧体的帧结构．传统算法利用接收的PN序列与本地PN序列相关，通过相关峰位置得到帧头位置从而实现帧同步，当存在大范围频偏时，相关峰的严重衰减将导致帧同步失效，所以频偏捕获算法必须在帧同步前完成，为帧同步的