[发明专利]基于占用带宽测量的地面数字广播电视信号物理层带宽判定方法

摘要

本发明提供了一种基于占用带宽测量的地面数字广播电视信号物理层带宽判定方法。通过仿真实验可以判断测出99％的功率占比的中心频率两侧带宽几乎能后囊括信号主瓣宽，因此利用此方法首先进行对地面数字广播电视信号基带时域信号的采样；然后对地面数字广播电视信号基带时域采样数据转化为频域数据计算0.8B_w带宽总功率；接着分两个阶段计算99％的功率占比带宽，第一阶段对区间分段快速有效地定位左右侧功率占比0.5％的大致位置；第二阶段在小区间内进行精确的定位找到占比带宽的起止位置；最后根据测出的带宽值判断地面数字广播电视信号的物理层带宽模式。

主权项

1.一种基于占用带宽测量的地面数字广播电视信号物理层带宽判定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对总的时间长度为T的地面数字广播电视信号基带时域信号做采样频率为f_s的采样，得到频宽为B_w、数据量为N_all的地面数字广播电视信号基带时域采样数据r，其中N_all为地面数字广播电视信号基带时域样值总数；步骤2，对步骤1得到的基带时域采样数据r进行加窗和快速离散傅里叶变换处理变为频域数据X；步骤2.1，选取窗函数对基带时域采样数据r进行加窗处理，此步骤中的公式如下：x(n)＝r(n)w(n)其中：w(n)表示第n点的窗函数值；r(n)表示第n点的基带时域样值；x(n)表示第n点加窗后的基带时域数据样值；步骤2.2，对加窗后的基带时域数据样值按步长K循环作快速离散傅里叶变换转换为频域数据X，此步骤中的公式如下：其中：x(n)表示第n点加窗后的基带时域数据样值；X(k)表示第k点频域数据样值；j表示虚数单位；K表示步长；n表示基带时域数据序号；k表示频域数据序号；π表示圆周率；步骤3，计算信号中心频率两侧共0.8B_w带宽的信号总功率；步骤3.1，取频域数据X中信号发射中心频率两侧带宽共B_w的频域数据记为X₁，计算中心频率两侧带宽0.8B_w频域数据的起始位置d₁和终止位置d₂，起始位置d₁和终止位置d₂的计算公式如下：其中：分别表示d₁与d₂向下取整；X(d₁)表示在起始位置d₁处的频域数据估计样值；X(d₂)表示在终止位置d₂处的频域数据估计样值；表示在位置处的频域数据样值；表示在位置处的频域数据样值；表示在位置处的频域数据样值；表示在位置处的频域数据样值；步骤3.2，计算起始位置d₁和终止位置d₂之间频域信号的总功率P_sum，其公式如下：其中：Ch表示带宽0.8B_w；mRBW表示分辨率带宽；Ph表示功率增益值；Eh表示计算增益值；Enbw表示窗增益值；P_sum表示0.8B_w带宽信号总功率；S表示起止位置之间频域数据幅值之和；X(i)表示第i点的频域数据样值；步骤4，计算占总功率P_sum99％的中心带宽；步骤4.1，计算占总功率P_sum0.5％的门限值P_limit,其公式为：其中：P_sum表示0.8B_w带宽信号总功率；P_limit表示占总功率P_sum0.5％的门限值；步骤4.2，在频域数据X₁内的起始位置d₁和终止位置d₂范围内，分别定位左、右侧功率为门限值P_limit的大致位置区间，具体做法为：将步长K分为D组，分别从左侧以起始位置d₁开始向右、右侧以终止位置d₂开始向左依次按组累加计算功率值P，当功率值P首次大于门限值P_limit时，记录累加到的组区间，即定位P_Left与P_Right大致所在区间，将此两个区间记为大致区间A₁与A₂；所述的P_Left与P_Right分别表示占总功率P_sum99％的带宽在频域点上的起止位置；步骤4.3，分别依次计算从左侧起始位置d₁向右至大致区间A₁的逐个位置、右侧终止位置d₂向左至大致区间A₂的逐个位置的功率值P，寻找功率值P第一次大于门限值P_limit的位置P_Left与P_Right，即区间Z＝[P_Left,P_Right]内功率占总功率P_sum的99％，其折算的带宽长度BW如下：BW＝(P_Right‑P_Left)f_s/K其中：P_Left与P_Right表示占总功率P_sum99％的带宽在频域点上的起止位置；f_s表示采样频率；K表示快速离散傅里叶变换步长；步骤5，地面数字广播信号的物理层带宽判定的阈值分别为BW₁、BW₂、BW₃和BW₄，(0,BW₁]、(BW₁,BW₂]、(BW₂,BW₃]、(BW₃,BW₄]与(BW₄,+∞)分别对应2MHz信道、5MHz信道、6MHz信道、7MHz信道和8MHz信道的判定区间，BW位于的区间即可获得对应的传输信号物理层带宽模式。