專利名稱：用于ofdm系統(tǒng)的鎖相環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總的來說，本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信，具體而言，涉及用于在正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)中跟蹤剩余頻率誤差和相位噪聲的技術(shù)。
背景技術(shù)：
無線通信系統(tǒng)被廣泛地部署以提供各種通信服務(wù)，比如語音、分組數(shù)據(jù)等。這些系統(tǒng)可以使用OFDM，對(duì)于一些無線環(huán)境，它是能夠提供高性能的一種調(diào)制技術(shù)。OFDM將整個(gè)系統(tǒng)帶寬有效地劃分為多個(gè)(Ns)正交子帶，這些子帶通常也被稱為音調(diào)、子載波、bins、以及頻率子信道。對(duì)于OFDM，每個(gè)子帶與相應(yīng)的子載波相關(guān)聯(lián)，其中利用數(shù)據(jù)對(duì)該相應(yīng)的子載波進(jìn)行調(diào)制。
在一些OFDM系統(tǒng)中，只有ND個(gè)子帶用于數(shù)據(jù)傳輸，Np個(gè)子帶用于導(dǎo)頻信號(hào)傳輸，而NG個(gè)子帶不被使用且用作保護(hù)子帶以允許所述系統(tǒng)滿足頻譜屏蔽要求，其中Ns＝ND+Np+NG。例如，IEEE 802.11a系統(tǒng)具有總共64個(gè)子帶，其中48個(gè)數(shù)據(jù)子帶、4個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)子帶、和12個(gè)保護(hù)子帶(即，NS＝64，ND＝48，NP＝4和NG＝12)。在每個(gè)OFDM碼元(symbol)周期中，可以在ND個(gè)數(shù)據(jù)子帶的每一個(gè)子帶上發(fā)射一個(gè)數(shù)據(jù)調(diào)制碼元(或簡單地為“數(shù)據(jù)碼元”)，在Np個(gè)導(dǎo)頻子帶的每一個(gè)子帶上發(fā)射一個(gè)導(dǎo)頻調(diào)制碼元(或簡單地稱作“導(dǎo)頻碼元”)，并且為NG個(gè)保護(hù)子帶的每一個(gè)子帶提供為0的信號(hào)值。對(duì)于用于調(diào)制碼元的調(diào)制方法的信號(hào)星座中的特定點(diǎn)，每個(gè)調(diào)制碼元是復(fù)數(shù)值。在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處，所述導(dǎo)頻碼元都是事先知道的。
在OFDM系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)首先對(duì)信息比特流進(jìn)行編碼、交織和調(diào)制，以獲得數(shù)據(jù)調(diào)制碼元流。在每個(gè)OFDM碼元周期中，通過使用快速傅立葉反變換(IFFT)來將ND個(gè)數(shù)據(jù)碼元、NP個(gè)導(dǎo)頻碼元和NG個(gè)零信號(hào)值(即，用于所有NS個(gè)子帶的NS個(gè)碼元)變換到時(shí)域，以獲得包含NS個(gè)復(fù)數(shù)值碼片的“已變換”碼元。為了對(duì)抗頻率選擇性衰落(即，在NS個(gè)子帶上變化的頻率響應(yīng))，每個(gè)已變換碼元的一部分通常被重復(fù)，其中所述頻率選擇性衰落是由于無線鏈路中的多徑造成的。所重復(fù)的部分通常被稱為循環(huán)前綴，其包括NCP個(gè)碼片。利用已變換碼元和其循環(huán)前綴來形成OFDM碼元。每個(gè)OFDM碼元包括NS+NCP個(gè)碼片，且其時(shí)間長度為NS+NCP個(gè)碼片周期，該時(shí)間長度是一個(gè)OFDM碼元周期。對(duì)所述OFDM碼元進(jìn)一步進(jìn)行處理且將其發(fā)射到接收機(jī)。
所述接收機(jī)執(zhí)行互補(bǔ)處理，獲得每個(gè)接收OFDM碼元的NS+NCP個(gè)輸入采樣，并且從每個(gè)接收OFDM碼元中去掉所述循環(huán)前綴以獲得已變換接收碼元。隨后，使用快速傅立葉變換(FFT)將每個(gè)已變換接收碼元變換到頻域，以獲得NS個(gè)子帶的NS個(gè)接收碼元。導(dǎo)頻子帶上的接收導(dǎo)頻碼元通常被用于各種目的，比如信道估計(jì)、時(shí)序獲取和相位/頻率跟蹤。所述相位/頻率跟蹤可以按照各種方式實(shí)現(xiàn)。
在一種傳統(tǒng)的相位/頻率跟蹤設(shè)計(jì)中，其在FFT之前對(duì)所述輸入采樣進(jìn)行操作，所述接收機(jī)估計(jì)所述輸入采樣中的頻率誤差。接著，所述接收機(jī)對(duì)所述輸入采樣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以獲得頻率校正采樣，該頻率校正采樣已經(jīng)去掉了所估計(jì)的頻率誤差。這種開環(huán)設(shè)計(jì)可以估計(jì)和校正大頻率誤差，從而可以減輕載波間干擾(即，來自相鄰子帶的干擾)的有害影響。然而，這種設(shè)計(jì)不能校正剩余頻率誤差/頻率偏移和相位噪聲。所述剩余頻率誤差可以導(dǎo)致性能下降，特別是對(duì)于長數(shù)據(jù)包和較高階數(shù)的調(diào)制方法，在該較高階數(shù)的調(diào)制方法中，在其信號(hào)星座上存在許多點(diǎn)。
在第二種傳統(tǒng)相位/頻率跟蹤設(shè)計(jì)中，其在FFT之后對(duì)所述接收碼元進(jìn)行操作，所述接收機(jī)估計(jì)所述接收導(dǎo)頻碼元中的相位誤差。隨后，所述接收機(jī)對(duì)每個(gè)OFDM碼元周期的所有接收導(dǎo)頻碼元的相位誤差估計(jì)進(jìn)行平均，以獲得所有子帶的公共相位校正值。隨后，所述接收機(jī)利用所述公共相位校正值對(duì)該OFDM碼元周期的所有接收碼元進(jìn)行校正，以獲得相位校正碼元。這種設(shè)計(jì)可以校正剩余頻率誤差。然而，對(duì)每個(gè)OFDM碼元周期中的所有接收碼元都使用公共相位校正值，導(dǎo)致所述相位校正碼元之間具有相關(guān)性。這種相關(guān)性通常不會(huì)對(duì)未編碼的通信系統(tǒng)的性能產(chǎn)生影響。然而，對(duì)于使用前向糾錯(cuò)編碼(例如，卷積編碼或turbo編碼)的編碼通信系統(tǒng)，提供給解碼器的相位校正碼元之間的相關(guān)性可能對(duì)在所述接收機(jī)端的解碼器的性能產(chǎn)生不利影響。這種性能降低是由于下述事實(shí)造成的，即為了最佳性能，許多解碼器(例如維特比和turbo解碼器)期望其輸入碼元不相關(guān)。對(duì)于加性高斯白噪聲(AWGN)信道(即具有平坦衰落特性的無線鏈路)，這種性能降低尤為顯著。
因此，在本領(lǐng)域中需要一種技術(shù)，該技術(shù)用來在不引入相位校正碼元之間的相關(guān)性的情況下，跟蹤剩余頻率誤差和相位噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
這里提供一種技術(shù)，用于在OFDM系統(tǒng)中跟蹤剩余頻率誤差和相位噪聲，同時(shí)避免相位校正碼元之間的相關(guān)性。在接收機(jī)端，利用FFT對(duì)每個(gè)接收OFDM碼元進(jìn)行變換，以獲得接收調(diào)制碼元，該接收調(diào)制碼元被串行化來形成接收調(diào)制碼元序列。鎖相環(huán)(PLL)對(duì)已串行化的接收調(diào)制碼元進(jìn)行處理，并且為每個(gè)接收調(diào)制碼元提供獨(dú)立的(即，單獨(dú)的)相位校正值。利用其自身的相位校正值對(duì)每個(gè)接收調(diào)制碼元進(jìn)行校正，以獲得相位校正碼元。由于獨(dú)立的相位校正值被用于所述接收調(diào)制碼元，所以所述相位校正碼元不再由于公共相位校正值而相關(guān)。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種用于在OFDM系統(tǒng)中跟蹤頻率誤差的方法。根據(jù)該方法，利用FFT來獲得接收調(diào)制碼元且進(jìn)行串行化。所述接收調(diào)制碼元包括接收導(dǎo)頻調(diào)制碼元和接收數(shù)據(jù)調(diào)制碼元，或者僅僅包括接收數(shù)據(jù)調(diào)制碼元(即，導(dǎo)頻碼元有用但不是必需的)。在一個(gè)時(shí)刻，對(duì)一個(gè)已串行化的接收調(diào)制碼元執(zhí)行隨后的處理。利用相應(yīng)的相位校正值對(duì)每個(gè)接收調(diào)制碼元進(jìn)行校正，以獲得相應(yīng)的相位校正碼元。每個(gè)相位校正碼元中的相位誤差被檢測來獲得該相位校正碼元的相位誤差估計(jì)。對(duì)所述每個(gè)相位校正碼元的相位誤差估計(jì)進(jìn)行濾波(例如，利用二階環(huán)路濾波器)以獲得頻率誤差估計(jì)，該頻率誤差估計(jì)被進(jìn)一步累積來獲得另一個(gè)接收調(diào)制碼元的相位校正值。
這里描述的技術(shù)提供各種優(yōu)點(diǎn)，其包括(1)不相關(guān)的相位校正碼元，其能改善解碼器性能；(2)更快的PLL的工作速率(即，采用已串行化的接收調(diào)制碼元速率，而不是接收OFDM碼元速率)，其允許更寬的環(huán)路帶寬、更短的捕獲時(shí)間和更快收斂，以及(3)支持操作的決策導(dǎo)向模式(decision-directed mode)，由此僅僅需要接收數(shù)據(jù)調(diào)制碼元來用于頻率跟蹤。
在下面進(jìn)一步詳細(xì)地描述各種方面和實(shí)施例。


根據(jù)下述參照附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特點(diǎn)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，在整個(gè)附圖中相似的參考標(biāo)記相應(yīng)相同。在附圖中圖1示出了OFDM系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)系統(tǒng)和接收機(jī)系統(tǒng)；圖2示出了接收機(jī)系統(tǒng)中的OFDM解調(diào)器；圖3示出了具有PLL的OFDM解調(diào)器的一個(gè)具體設(shè)計(jì)；圖4A、4B和4C分別示出了PLL中的相位誤差檢測器、環(huán)路濾波器和相位累加器；圖5示出了用于分析的PLL的簡化模型；和圖6示出了用于跟蹤剩余頻率誤差和相位噪聲的過程。
發(fā)明詳述術(shù)語“示例性的”在這里用于表示“作為一個(gè)實(shí)例、示例或圖例”。這里作為“示例性的”描述的任何實(shí)施例或設(shè)計(jì)不必被解釋為優(yōu)選的或相對(duì)于其他實(shí)施例或設(shè)計(jì)具有優(yōu)勢。
圖1示出了OFDM 100中的發(fā)射機(jī)系統(tǒng)110和接收機(jī)系統(tǒng)150的方框圖。在發(fā)射機(jī)系統(tǒng)110處，發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器120接收業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(例如，信息比特)并對(duì)該業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化、編碼、交織和調(diào)制以提供調(diào)制碼元。所述編碼提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。TX數(shù)據(jù)處理器120可以執(zhí)行錯(cuò)誤檢測編碼(例如，CRC編碼)、前向糾錯(cuò)編碼(例如，卷積編碼、turbo編碼，和/或分組編碼)，或上述編碼的一個(gè)組合。所述交織提供時(shí)間和/或頻率分集，該時(shí)間和/或頻率分集用于對(duì)抗不利的路徑效應(yīng)。所述調(diào)制(例如，碼元映射)可以被執(zhí)行從而可以將相同或不同的調(diào)制方法用于導(dǎo)頻子帶和數(shù)據(jù)子帶。用于每個(gè)子帶的調(diào)制方法可以是QPSK、M-PSK、M-QAM等。
OFDM調(diào)制器130接收并且處理數(shù)據(jù)碼元和導(dǎo)頻碼元，以提供OFDM碼元流。由OFDM調(diào)制器130進(jìn)行的處理包括(1)分別在數(shù)據(jù)子帶、導(dǎo)頻子帶和保護(hù)子帶上復(fù)用數(shù)據(jù)碼元、導(dǎo)頻碼元和零信號(hào)值，(2)利用NS-點(diǎn)IFFT對(duì)每個(gè)OFDM碼元周期的NS個(gè)數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻碼元以及零信號(hào)值進(jìn)行變換，以獲得已變換碼元，以及(3)將循環(huán)前綴附加到每個(gè)已變換碼元上，以形成相應(yīng)的OFDM碼元?？梢酝ㄟ^使用例如子帶復(fù)用或時(shí)分復(fù)用(TDM)來將導(dǎo)頻碼元與數(shù)據(jù)碼元復(fù)用在一起。對(duì)于子帶復(fù)用，導(dǎo)頻碼元和數(shù)據(jù)碼元在不同的子帶上發(fā)射；而對(duì)于TDM，導(dǎo)頻碼元和數(shù)據(jù)碼元在不同的OFDM碼元周期內(nèi)發(fā)射。
發(fā)射機(jī)單元(TMTR)132接收OFDM碼元流并將該OFDM碼元流轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)模擬信號(hào)，并且對(duì)該模擬信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步地調(diào)節(jié)(即，放大、濾波和上變頻)以產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)，該調(diào)制信號(hào)適合于經(jīng)由所述無線信道傳輸。隨后，經(jīng)由天線134將所述調(diào)制信號(hào)發(fā)射到接收機(jī)系統(tǒng)150。
在接收機(jī)系統(tǒng)150處，由天線152接收發(fā)射信號(hào)且將該發(fā)射信號(hào)提供給接收機(jī)單元(RCVR)154。接收機(jī)單元154對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)(例如，濾波、放大和下變頻)并且對(duì)已調(diào)節(jié)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，以提供輸入采樣流。隨后，OFDM解調(diào)器160接收和處理所述輸入采樣以提供相位校正碼元。由OFDM解調(diào)器160進(jìn)行的處理可以包括(1)去掉附加到每個(gè)接收OFDM碼元上的循環(huán)前綴，以獲得已變換接收碼元，(2)利用NS-點(diǎn)FFT對(duì)每個(gè)已變換接收碼元進(jìn)行變換，以獲得用于NS個(gè)子帶的NS個(gè)接收碼元，以及(3)校正接收碼元的相位以獲得相位校正碼元。每個(gè)OFDM碼元周期中的NS個(gè)接收碼元包括用于ND個(gè)數(shù)據(jù)子帶的ND個(gè)接收數(shù)據(jù)調(diào)制碼元(或簡單地叫作“所接收數(shù)據(jù)碼元”)、用于NP個(gè)導(dǎo)頻子帶的NP個(gè)接收導(dǎo)頻調(diào)制碼元(或簡單地叫作“接收導(dǎo)頻碼元”)、以及用于NG個(gè)保護(hù)子帶的NG個(gè)“保護(hù)碼元”。接收(RX)數(shù)據(jù)處理器170隨后對(duì)相位校正碼元進(jìn)行解調(diào)、解交織和解碼，以提供已解碼數(shù)據(jù)。由OFDM解調(diào)器160和RX數(shù)據(jù)處理器170進(jìn)行的處理分別與在發(fā)射機(jī)系統(tǒng)110上由OFDM調(diào)制器130和TX數(shù)據(jù)處理器120進(jìn)行的處理互補(bǔ)。
控制器140和180分別導(dǎo)引發(fā)射機(jī)系統(tǒng)110和接收機(jī)系統(tǒng)150處的操作。存儲(chǔ)器單元142和182分別提供用于由控制器140和180使用的程序代碼和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間。
圖2示出了OFDM解調(diào)器160a的方框圖，該解調(diào)器160a是圖1中的OFDM解調(diào)器160的實(shí)施例。預(yù)處理器210接收并且處理來自接收機(jī)單元154的輸入采樣，并且提供預(yù)處理采樣。預(yù)處理器210可以執(zhí)行采樣速率轉(zhuǎn)換、粗頻率校正、循環(huán)前綴去掉等等，如下所述。FFT單元220對(duì)每個(gè)接收OFDM碼元的NS個(gè)預(yù)處理采樣執(zhí)行FFT，以獲得用于NS個(gè)子帶的NS個(gè)接收碼元。并/串(P/S)轉(zhuǎn)換器230去掉NG個(gè)保護(hù)碼元，并且對(duì)每個(gè)OFDM碼元周期內(nèi)的NS-NG個(gè)接收導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)碼元進(jìn)行串行化，以提供接收調(diào)制碼元序列Y(k)。在串行化后，索引k可以被認(rèn)為是時(shí)域碼元索引或頻域子帶索引。
隨后，相位旋轉(zhuǎn)器240將已串行化的接收調(diào)制碼元Y(k)乘以振蕩器信號(hào)C(k)，并提供所述相位校正碼元S(k)。振蕩器信號(hào)C(k)由鎖相環(huán)(PLL)260按照如下所述方式產(chǎn)生。由PLL 260對(duì)所述振蕩器信號(hào)C(k)的相位進(jìn)行調(diào)整，以跟蹤已串行化的接收調(diào)制碼元Y(k)中的剩余頻率誤差和相位噪聲。
信道估計(jì)器/檢測器250從相位旋轉(zhuǎn)器240接收相位校正碼元。信道估計(jì)器/檢測器250對(duì)所述相位校正導(dǎo)頻碼元進(jìn)行處理，以獲得所述數(shù)據(jù)子帶的信道系數(shù)的估計(jì) 信道估計(jì)器/檢測器250還處理所述相位校正數(shù)據(jù)碼元，以獲得這些碼元的估計(jì) 由于在接收機(jī)系統(tǒng)處，導(dǎo)頻和訓(xùn)練碼元被事先知道，所以這些碼元的估計(jì)中不存在誤差。(訓(xùn)練碼元，也被稱為“前導(dǎo)碼”，是由發(fā)射機(jī)發(fā)送的且由接收機(jī)使用的已知的OFDM碼元，用于信道估計(jì)、定時(shí)和頻率獲取和其他目的)。信道估計(jì)器/檢測器250向PLL 260提供信道系數(shù)估計(jì) 和碼元估計(jì) PLL 260估計(jì)相位校正碼元S(k)中的相位誤差，對(duì)該相位誤差估計(jì)進(jìn)行濾波和累加以獲得相位校正值，并且基于該相位校正值來調(diào)整振蕩器信號(hào)C(k)的相位。所述振蕩器信號(hào)C(k)被用來去掉已串行化的接收調(diào)制碼元Y(k)中的剩余頻率誤差和相位噪聲。OFDM解調(diào)器160a中的處理單元可以按照各種方式實(shí)現(xiàn)。下面描述一個(gè)示例性設(shè)計(jì)。
圖3示出了OFDM解調(diào)器160a的具體設(shè)計(jì)的方框圖。對(duì)于此種設(shè)計(jì)，預(yù)處理器210a是圖2中的預(yù)處理器210的實(shí)施例，信道估計(jì)器/檢測器250a是信道估計(jì)器/檢測器250的實(shí)施例，而PLL 260a是PLL 260的實(shí)施例。
在預(yù)處理器210a中，采樣速率轉(zhuǎn)換器310接收輸入采樣并將該輸入采樣(采樣速率)轉(zhuǎn)換為內(nèi)插采樣(采用碼片速率)。所述碼片速率是指組成發(fā)射機(jī)處的OFDM碼元的碼片的速率(對(duì)于802.11a系統(tǒng)，該速率為20Mcps)。所述采樣速率指的是接收機(jī)單元154使用來數(shù)字化接收信號(hào)的速率。所述采樣速率通常被選擇為高于碼片速率以簡化接收機(jī)處的濾波。時(shí)間捕獲單元312捕獲接收OFDM碼元的時(shí)序(例如，基于前導(dǎo)碼)，確定接收OFDM碼元的邊界，并且將時(shí)序信號(hào)提供給OFDM解調(diào)器160a內(nèi)的其他單元(為了簡化，圖3中未示出)。粗頻率誤差檢測器314獲得內(nèi)插采樣中的頻率誤差的粗估計(jì)。相位旋轉(zhuǎn)器316將粗頻率校正應(yīng)用于該內(nèi)插采樣，并且提供頻率校正采樣。頻率誤差檢測器314和相位旋轉(zhuǎn)器316估計(jì)和去掉粗頻率誤差，從而減輕載波間干擾的不利影響。循環(huán)前綴去掉單元318去掉通過發(fā)射機(jī)附加到每個(gè)OFDM碼元上的循環(huán)前綴，并且提供預(yù)處理采樣。
FFT單元220按照如上方式工作。P/S轉(zhuǎn)換器230丟棄保護(hù)碼元并且串行化接收的導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)碼元。所述串行化可以按照各種方式實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，P/S轉(zhuǎn)換器230按照子帶索引每次向已串行化的流提供一個(gè)接收導(dǎo)頻或數(shù)據(jù)碼元，例如，從最小子帶索引開始，一直延續(xù)到最大子帶索引。在另一個(gè)實(shí)施例中，P/S轉(zhuǎn)換器230在已串行化的流中的接收數(shù)據(jù)碼元之間均勻地分布接收導(dǎo)頻碼元。在所述已串行化流中接收調(diào)制碼元的順序通常不重要。已串行化的接收調(diào)制碼元Y(k)可以表示為Y(k)=H(k)·X(k)·ejφr(k)+N(k)]]>等式(1)其中H(k)是用于子帶K的無線鏈路的信道系數(shù)或增益；X(k)是在子帶K上發(fā)射的數(shù)據(jù)或?qū)ьl碼元；φr(k)是子帶k的相位誤差；和N(k)是在子帶k上觀察到的噪聲。
相位旋轉(zhuǎn)器240將已串行化的接收調(diào)制碼元Y(k)與振蕩器信號(hào)C(k)相乘，并且按照如下方式提供相位校正碼元S(k)S(k)=Y(k)·C(k)=Y(k)·ejφr(k)]]>等式(2)其中C(k)=e-jφc(k)]]>且φc(k)是子帶k的相位校正值。相位旋轉(zhuǎn)器240可以利用復(fù)數(shù)乘法器來實(shí)現(xiàn)。
在信道估計(jì)器/檢測器250a中，信道估計(jì)器350估計(jì)每個(gè)數(shù)據(jù)子帶的信道系數(shù)。信道估計(jì)可以通過下述方式來執(zhí)行(1)基于所述相位校正導(dǎo)頻碼元，獲得每個(gè)導(dǎo)頻子帶的信道系數(shù)的估計(jì)；以及(2)內(nèi)插所述導(dǎo)頻子帶的信道系數(shù)估計(jì)，以獲得所述數(shù)據(jù)子帶的信道系數(shù)估計(jì) 在2003年1月10日提交的、名為“Channel Estimationfor OFDM Communication Systems”的共同轉(zhuǎn)讓美國專利申請(qǐng)No.10/340,130中描述了一種用于執(zhí)行信道估計(jì)的示例性方法。碼元檢測器352執(zhí)行對(duì)接收數(shù)據(jù)碼元的檢測并且提供碼元估計(jì) 如上所述，導(dǎo)頻和訓(xùn)練碼元的碼元估計(jì)沒有誤差。對(duì)于接收數(shù)據(jù)碼元的檢測可以通過下述方式來執(zhí)行(1)將每個(gè)數(shù)據(jù)子帶的相位校正數(shù)據(jù)碼元除以該子帶的信道系數(shù)估計(jì)，即 以及(2)“切割”或碼元解映射所得到的碼元，以獲得碼元估計(jì) 對(duì)于接收數(shù)據(jù)碼元，碼元估計(jì)是最可能已經(jīng)被發(fā)射的調(diào)制碼元。
在圖3所示的實(shí)施例中，PLL 260a包括相位誤差檢測器360、環(huán)路濾波器362、以及數(shù)控振蕩器(NCO)364。NCO 364還包括相位累加器366和正弦/余弦查找表368。下面描述PLL 260a的各個(gè)組件的具體設(shè)計(jì)。
圖4A示出了相位誤差檢測器360a的方框圖，該相位誤差檢測器360a是圖3中的相位誤差檢測器360的一個(gè)實(shí)施例。在相位誤差檢測器360a中，由單元410對(duì)信道系數(shù)估計(jì) 求共軛，而由單元412對(duì)碼元估計(jì) 求共軛。利用乘法器414將相位校正碼元S(k)與信道系數(shù)估計(jì)的共軛 相乘，并利用乘法器416將上述相乘結(jié)果進(jìn)一步與碼元估計(jì)的共軛 相乘。乘法器416的輸出E(k)可以表示為E(k)=H^*(k)·X^*(k)·S(k)]]>=H^*(k)·X^*(k)·[H(k)·X(k)·ejφr(k)·e-jφc(k)+N(k)·e-jφc(k)]]]>等式(3)=H^*(k)·H(k)·X^*(k)·X(k)·ej(φr(k)-φc(k))+N~(k)]]>其中 是處理后噪聲。單元418隨后按照如下公式計(jì)算相位誤差估計(jì)φe(k)φe(k)=arg{E(k)}=arctan(Im{E(k)}Re{E(k)})]]>等式(4)其中arg{x}提供復(fù)數(shù)值x的相位。
如等式(3)和(4)所示，可以獲得每個(gè)接收數(shù)據(jù)碼元的相位誤差估計(jì)以及每個(gè)接收導(dǎo)頻碼元的相位誤差估計(jì)?？梢园凑张袥Q導(dǎo)向模式來操作PLL 260a，由此只有接收數(shù)據(jù)碼元用于頻率跟蹤。接收導(dǎo)頻碼元對(duì)于PLL 260a的操作是有用的，但不是必需的。
回到圖3，環(huán)路濾波器362從相位誤差檢測器360接收相位誤差估計(jì)φe(k)并對(duì)其進(jìn)行濾波，從而提供頻率誤差估計(jì)u(k)。環(huán)路濾波器362可以是任意階的濾波器，并且可以用各種類型濾波器來實(shí)現(xiàn)。
圖4B示出了環(huán)路濾波器362a的方框圖，該環(huán)路濾波器362a是圖3中的環(huán)路濾波器362的一個(gè)實(shí)施例。環(huán)路濾波器362a是二階比例積分型環(huán)路濾波器，其可以跟蹤剩余頻率誤差。在環(huán)路濾波器362a中，在積分通路上，乘法器422接收相位誤差估計(jì)φe(k)，并且利用積分增益KI對(duì)其進(jìn)行縮放。加法器422將乘法器420的輸出與寄存器424的輸出相加。加法器422的輸出被提供給寄存器424并由寄存器424存儲(chǔ)。加法器422和寄存器424形成累加器。在比例通路上，乘法器430接收相位誤差估計(jì)φe(k)，并且利用比例增益KP對(duì)其進(jìn)行縮放。加法器432將乘法器430的輸出與寄存器424的輸出相加，以提供頻率誤差估計(jì)u(k)。積分和比例通路的計(jì)算可以表示為a(k)＝a(k-1)+KI·φe(k)和等式(5)u(k)＝a(k-1)+KP·φe(k)增益KI和KP中的每一個(gè)都可以被選擇為2的冪。在這種情況下，乘法器420和430可以利用桶式移位器或乘法器實(shí)現(xiàn)。一組增益KI和KP可以用于接收的導(dǎo)頻碼元以及接收的數(shù)據(jù)碼元?；蛘撸唤M增益KIp和KPp可以用于接收的導(dǎo)頻碼元，而另一組增益KId和KPd可以用于接收的數(shù)據(jù)碼元。
圖4C示出了相位累加器366a的方框圖，該相位累加器366a是圖3中NCO 364里相位累加器366的實(shí)施例。在相位累加器366a中，加法器440接收頻率誤差估計(jì)u(k)并且將其與寄存器442的輸出相加，從而提供相位校正值p(k)。所述相位校正值p(k)被提供給寄存器442，并由寄存器442存儲(chǔ)。加法器440和寄存器442形成累加器。相位校正值p(k)的計(jì)算可以表示為p(k)＝(p(k-1)+u(k))mod M等式(6)其中，M是寄存器442的最大值(并且由此M也是相位累加器366a的最大值)。模M操作可以利用一個(gè)累加器來實(shí)現(xiàn)，該累加器在到達(dá)M后就折回(wrap around)。具體而言，只有量p(k-1)+u(k)的L個(gè)最低有效位(LSB)被存儲(chǔ)在L-位寄存器442中，其中L＝log2M。量p(k-1)+u(k)的最高有效位(MSB)被丟棄。來自相位累加器366a的相位校正值p(k)的范圍為0到M-1，其中0映射為0π，而M映射為2π。
正弦/余弦查找表368從相位累加器366接收相位校正值p(k)，并且提供p(k)的正弦值和余弦值，p(k)的正弦值和余弦值一起組成振蕩器信號(hào)C(k)。振蕩器信號(hào)C(k)可以表示為C(k)=e-jφc(k)=cos(φc(k))-jsin(φc(k))]]>等式(7)其中φc(k)＝p(k)。振蕩器信號(hào)C(k)被提供給相位旋轉(zhuǎn)器240且用來旋轉(zhuǎn)接收調(diào)制碼元Y(k)，如上所述。
圖3和4A到4C示出了組成PLL的各個(gè)單元的具體實(shí)施例。其他設(shè)計(jì)也可用于PLL內(nèi)的相位誤差檢測器和環(huán)路濾波器。其他設(shè)計(jì)也可用于信道估計(jì)器/檢測器內(nèi)的信道估計(jì)器和碼元檢測器。
圖5示出了用于分析的PLL的簡化模型260b的方框圖。相位誤差檢測器360b接收其相位為φr(k)的輸入信號(hào)以及其相位為φc(k)的振蕩器信號(hào)，并且提供其相位誤差為φe(k)的輸出信號(hào)。相位誤差檢測器360b包括圖3中的相位旋轉(zhuǎn)器240和相位誤差檢測器360。輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)于已串行化的接收調(diào)制碼元Y(k)。所述相位誤差φe(k)可以表示為φe(k)＝φr(k)-φc(k)等式(8)為了簡單，在等式(8)中假定相位誤差檢測器360b的增益為1。
PLL的整個(gè)傳遞函數(shù)H(z)可以表示為H(z)=φe(k)φr(k)=D(z)N(z)1+D(z)N(z)]]>等式(9)其中D(z)是環(huán)路濾波器362b的傳遞函數(shù)，而N(z)是NCO 364b的傳遞函數(shù)。環(huán)路濾波器362b是二階比例積分型環(huán)路濾波器(如圖4B中所示)，并且其傳遞函數(shù)可以表示為D(z)=KP+KIz-1]]>等式(10)NCO 364b如圖4C中實(shí)現(xiàn)，其傳遞函數(shù)可以表示為N(z)=1z-1]]>等式(11)將等式(10)中的D(z)和等式(11)中的N(z)代入等式(9)中，PLL的整個(gè)傳遞函數(shù)H(z)可以表示為
H(z)=KP(z-1)-KI(z-1)2+KP(z-1)+KI]]>等式(12)采樣速率通常要遠(yuǎn)大于PLL的環(huán)路帶寬(例如，對(duì)于802.11a系統(tǒng)，采樣速率可以大于20MHz，而環(huán)路帶寬可以是幾十kHz)。在這種情況下，使用下述近似可以將等式(12)中所示的z域傳遞函數(shù)變換成s域的傳遞函數(shù)，z＝ejωT≈1+jωT或z-1＝j(luò)ωT＝sT，其中T是采樣周期。PLL的s域傳遞函數(shù)可以表示為H(s)=KPTs+KIT2s2+KPTs+KIT2]]>等式(13)二階PLL的整個(gè)傳遞函數(shù)通常被表示為下述形式H(s)=2ξωns+ωn2s2+2ξωns+ωn2]]>等式(14)其中ξ是阻尼因子，而ωn是固有頻率。阻尼因子ξ和固有頻率ωn是描述PLL的環(huán)路響應(yīng)的形狀和帶寬的設(shè)計(jì)參數(shù)。二階PLL的各個(gè)值ξ和ωn的環(huán)路響應(yīng)在本領(lǐng)域中是公知的。
增益KI和KP可以被選擇來獲得期望的PLL的環(huán)路響應(yīng)。如果使等式(13)的分母等于等式(14)中的分母，則可以獲得下述關(guān)系式KPT=2ξωn]]>和KIT2=ωn2]]>等式(15)環(huán)路設(shè)計(jì)參數(shù)ξ和ωn可以按如下方式表示為增益KI和KP的函數(shù)ωn=KIT]]>和ξ=KP2KI]]>等式(16)PLL的環(huán)路帶寬BL可以表示為BL=ωn(4ξ2+1)4ξ]]>等式(17)如等式(16)和(17)所示，可以通過選擇增益KI和KP的合適值來獲得期望的環(huán)路帶寬和阻尼因子。在具體OFDM系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模擬中發(fā)現(xiàn)下述的環(huán)路帶寬和阻尼因子值可以提供良好的性能BL＝16.5kHz和ξ＝0.15。環(huán)路帶寬和阻尼因子的最佳值通常取決于具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
圖6示出了用于跟蹤剩余頻率誤差和相位噪聲的方法600的實(shí)施例的流程圖。利用FFT對(duì)每個(gè)接收OFDM碼元進(jìn)行變換以獲得接收調(diào)制碼元(步驟612)。接收調(diào)制碼元隨后被串行化(步驟614)。利用獨(dú)立(例如，單獨(dú)的)相位校正值對(duì)每個(gè)接收調(diào)制碼元進(jìn)行校正以獲得相位校正碼元(步驟616)。每個(gè)相位校正碼元中的相位誤差被檢測來獲得該相位校正碼元的相位誤差估計(jì)(步驟618)。對(duì)每個(gè)相位校正碼元的相位誤差估計(jì)進(jìn)行濾波(例如，利用二階環(huán)路濾波器)，以獲得頻率誤差估計(jì)(步驟620)。每個(gè)相位校正碼元的頻率誤差估計(jì)被進(jìn)一步累加來獲得另一個(gè)接收調(diào)制碼元的相位校正值(步驟622)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，每個(gè)接收調(diào)制碼元相位誤差被用來獲得已串行化的流中的下一接收調(diào)制碼元的相位校正值。對(duì)于這種實(shí)現(xiàn)，處理延遲是一個(gè)調(diào)制碼元周期。
這里描述的用于跟蹤OFDM系統(tǒng)的剩余頻率誤差和相位噪聲的技術(shù)可以提供各種好處。首先，相位校正碼元并不由于公共相位校正值而相關(guān)。這是因?yàn)槊總€(gè)接收調(diào)制碼元是由PLL利用獨(dú)立的相位誤差估計(jì)來單獨(dú)校正的。由于大多數(shù)解碼器(例如維特比和turbo解碼器)依賴于不相關(guān)的自身的輸入信號(hào)，所以這能夠改善解碼器的性能。其次，由于環(huán)路濾波器以數(shù)量級(jí)為碼片速率的速度更新，所以可以將PLL設(shè)計(jì)成具有較寬的環(huán)路帶寬，其中所述碼片速率通常遠(yuǎn)快于OFDM碼元速率。作為一個(gè)示例，對(duì)于802.11a系統(tǒng)，碼片速率是20MHz，總共64個(gè)子帶可用，52個(gè)子帶用于導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)傳輸，而循環(huán)前綴是16個(gè)碼片。因此，PLL可以工作在fPLL＝(52/64)·(64/80)·20MHz＝13MHz的串行碼元速率上，該速率遠(yuǎn)快于fOFDM＝(1/80)·20MHz＝250KHz的OFDM碼元速率。因子52/64說明下述事實(shí)，即對(duì)于每個(gè)OFDM碼元，只有52個(gè)導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)碼元被PLL使用，而12個(gè)保護(hù)碼元被丟棄。因子64/80說明下述事實(shí)，即用于循環(huán)前綴的16個(gè)采樣被從每個(gè)接收OFDM碼元中丟棄。以較快的速率操作PLL允許較快的捕獲時(shí)間，較快地收斂到最終值，以及對(duì)接收信號(hào)中的相位變化的較快響應(yīng)。第三，所述PLL可以僅僅基于接收數(shù)據(jù)碼元，按照判決導(dǎo)向模式進(jìn)行操作。所述接收導(dǎo)頻碼元對(duì)PLL的操作有用，但不是必需的。第四，可以利用PLL的閉環(huán)操作來獲得剩余頻率誤差和精細(xì)相位跟蹤。
上述設(shè)計(jì)串行化來自FFT單元的接收調(diào)制碼元。然后，PLL對(duì)經(jīng)過FFT后的調(diào)制碼元進(jìn)行操作以跟蹤剩余頻率誤差和相位噪聲，同時(shí)避免相位校正碼元之間相關(guān)。還可以實(shí)現(xiàn)獲取上述的一些或所有好處的其他設(shè)計(jì)。下面描述這些替換設(shè)計(jì)中的一部分。
在第一替換設(shè)計(jì)中，通過對(duì)公共相位校正值進(jìn)行抖動(dòng)處理來對(duì)接收數(shù)據(jù)碼元進(jìn)行去相關(guān)。接收機(jī)初始估計(jì)接收導(dǎo)頻碼元和/或接收數(shù)據(jù)碼元的相位誤差。接收機(jī)可以對(duì)每個(gè)OFDM碼元周期內(nèi)的相位誤差估計(jì)進(jìn)行求平均，從而獲得該OFDM碼元周期的公共相位校正值。隨后，接收機(jī)對(duì)所述公共相位校正值應(yīng)用抖動(dòng)處理，并且利用經(jīng)過抖動(dòng)處理后的公共相位校正值來校正該OFDM碼元周期內(nèi)的所有接收調(diào)制碼元。具體而言，對(duì)于每個(gè)接收數(shù)據(jù)碼元，接收機(jī)將少量的偽隨機(jī)噪聲添加到公共相位校正值，以獲得該接收數(shù)據(jù)碼元的獨(dú)立相位校正值。隨后，接收機(jī)利用該相位校正值來校正接收數(shù)據(jù)碼元。利用偽隨機(jī)噪聲對(duì)公共相位校正值的抖動(dòng)處理可以去掉由于使用所述公共相位校正值而造成的相位校正碼元之間的相關(guān)性。
在第二個(gè)替換設(shè)計(jì)中，將閉環(huán)PLL應(yīng)用于輸入采樣(例如，在FFT單元之前)來校正剩余頻率誤差。輸入采樣中的頻率誤差可以基于由發(fā)射機(jī)發(fā)送的前導(dǎo)碼或循環(huán)前綴相關(guān)性來進(jìn)行檢測，如本領(lǐng)域中所公知。隨后，由PLL使用頻率誤差估計(jì)來產(chǎn)生振蕩器信號(hào)，將該振蕩器信號(hào)與輸入采樣相乘來獲得頻率校正采樣。
在第三替換設(shè)計(jì)中，為每個(gè)數(shù)據(jù)子帶或每組數(shù)據(jù)子帶保留單獨(dú)的環(huán)路濾波器和相位累加器組。如上所述，檢測用于每個(gè)數(shù)據(jù)子帶的接收數(shù)據(jù)碼元中的頻率誤差。每個(gè)數(shù)據(jù)子帶的接收數(shù)據(jù)碼元中的相位誤差估計(jì)可由用于該子帶的環(huán)路濾波器對(duì)其進(jìn)行濾波，并且還由用于該子帶的相位累加器來將所述得到的頻率誤差進(jìn)一步累加。每個(gè)數(shù)據(jù)子帶的接收數(shù)據(jù)碼元可由利用由為該子帶保留的相位累加器提供的相位校正值來對(duì)其進(jìn)行校正。
這里描述的用于跟蹤OFDM系統(tǒng)的剩余頻率誤差和相位噪聲的技術(shù)可用于下行鏈路(例如，前向鏈路)以及上行鏈路(例如，反向鏈路)。對(duì)于下行鏈路，圖1中的發(fā)射機(jī)系統(tǒng)110可以是基站或接入點(diǎn)的一部分，而接收機(jī)系統(tǒng)150可以是用戶終端、移動(dòng)臺(tái)或無線設(shè)備的一部分。對(duì)于上行鏈路，發(fā)射機(jī)系統(tǒng)110可以是用戶終端的一部分，而接收機(jī)系統(tǒng)150可以是基站的一部分。
這里描述的用于跟蹤OFDM系統(tǒng)的剩余頻率誤差和相位噪聲的技術(shù)可由各種裝置來實(shí)現(xiàn)。例如，這些技術(shù)可以以硬件、軟件或其組合的形式實(shí)現(xiàn)。對(duì)于硬件實(shí)現(xiàn)，用于實(shí)現(xiàn)所述技術(shù)的處理單元(例如，PLL260，信道估計(jì)器/檢測器250等)可以在一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、數(shù)字信號(hào)處理器件(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、其他被設(shè)計(jì)來執(zhí)行這里所述的功能的單元，或者上述的一個(gè)組合。
對(duì)于軟件實(shí)現(xiàn)，這里描述的技術(shù)可以利用用于執(zhí)行這里描述的功能的模塊(例如，步驟，功能等)來實(shí)現(xiàn)。這些軟件代碼可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元(例如圖1中的存儲(chǔ)器182)中，且由處理器(例如，控制器180)來執(zhí)行。所述存儲(chǔ)器單元可以在處理器內(nèi)或處理器外實(shí)現(xiàn)，在這種情況下，可以經(jīng)由在本領(lǐng)域中公知的各種裝置將存儲(chǔ)器單元可通信地連接到所述處理器。
提供所述公開的實(shí)施例的上述描述可使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，這些實(shí)施例的各種修改是顯而易見的，并且這里定義的總體原理也可以在不脫離本發(fā)明的范圍和主旨的基礎(chǔ)上應(yīng)用于其他實(shí)施例。因此，本發(fā)明并不限于這里示出的實(shí)施例，而是與符合這里公開的原理和新穎特征的最廣范圍相一致。
權(quán)利要求
1.一種用于在正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)中跟蹤頻率誤差的方法，包括獲得至少一個(gè)接收OFDM碼元的接收調(diào)制碼元；為每個(gè)所述接收調(diào)制碼元確定單獨(dú)的相位校正值；并且利用每個(gè)所述接收調(diào)制碼元的所述相位校正值來校正該接收調(diào)制碼元。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，每個(gè)所述接收調(diào)制碼元的所述單獨(dú)的相位校正值是由對(duì)所述接收調(diào)制碼元進(jìn)行操作的鎖相環(huán)(PLL)來確定的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括獲得為所述接收調(diào)制碼元獲得的公共相位校正值，其中，每個(gè)所述接收調(diào)制碼元的所述單獨(dú)的相位校正值是通過對(duì)所述公共相位校正值進(jìn)行抖動(dòng)處理來確定的。
4.一種正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)中的設(shè)備，包括用于獲得至少一個(gè)接收OFDM碼元的接收調(diào)制碼元的裝置；用于為每個(gè)所述接收調(diào)制碼元確定單獨(dú)的相位校正值的裝置；和用于利用每個(gè)所述接收調(diào)制碼元的所述單獨(dú)的相位校正值來校正該接收調(diào)制碼元的裝置。
5.一種用于在正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)中跟蹤頻率誤差的方法，包括獲得至少一個(gè)接收OFDM碼元的多個(gè)接收調(diào)制碼元；利用各自的相位校正值對(duì)所述多個(gè)接收調(diào)制碼元中的每一個(gè)進(jìn)行校正，以獲得相應(yīng)的相位校正碼元，其中，為所述多個(gè)接收調(diào)制碼元獲得多個(gè)相位校正碼元；檢測所述多個(gè)相位校正碼元的每一個(gè)中的相位誤差，以獲得該相位校正碼元的相位誤差估計(jì)，其中，為所述多個(gè)相位校正碼元獲得多個(gè)相位誤差估計(jì)；對(duì)所述多個(gè)相位誤差估計(jì)進(jìn)行濾波，以獲得多個(gè)頻率誤差估計(jì)；并且累加所述多個(gè)頻率誤差估計(jì)，以獲得所述多個(gè)接收調(diào)制碼元中每一個(gè)的所述相位校正值。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括對(duì)所述多個(gè)接收調(diào)制碼元進(jìn)行串行化，其中按照每次一個(gè)接收調(diào)制碼元的方式，對(duì)所述已串行化的接收調(diào)制碼元執(zhí)行校正、檢測、濾波和累加。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述多個(gè)接收調(diào)制碼元是按照由子帶索引確定的順序來進(jìn)行串行化的。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述多個(gè)接收調(diào)制碼元包括接收數(shù)據(jù)調(diào)制碼元和接收導(dǎo)頻調(diào)制碼元。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述多個(gè)接收調(diào)制碼元只包括接收數(shù)據(jù)調(diào)制碼元。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述多個(gè)相位校正碼元中的每一個(gè)的所述相位誤差估計(jì)是基于所述相位校正碼元的碼元估計(jì)以及用于所述相位校正碼元的子帶的信道系數(shù)估計(jì)來獲得的。
11.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述濾波是利用二階環(huán)路濾波器來執(zhí)行的。
12.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述濾波是利用一個(gè)環(huán)路濾波器來執(zhí)行的，其中所述累加是利用一個(gè)相位累加器來執(zhí)行的。
13.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述多個(gè)接收調(diào)制碼元來自多個(gè)子帶，其中對(duì)于所述多個(gè)子帶中的每一個(gè)，所述濾波和所述累加是分開執(zhí)行的。
14.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括獲得至少一個(gè)接收OFDM碼元的輸入采樣；估計(jì)所述輸入采樣中的粗頻率誤差；并且利用所述估計(jì)的粗頻率誤差來校正所述輸入采樣，以獲得頻率校正采樣，其中所述多個(gè)接收調(diào)制碼元是通過對(duì)該頻率校正采樣進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT)而獲得的。
15.一種正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)中的設(shè)備，包括用于獲得至少一個(gè)接收OFDM碼元的多個(gè)接收調(diào)制碼元的裝置；用于利用各自的相位校正值對(duì)所述多個(gè)接收調(diào)制碼元的每一個(gè)進(jìn)行校正，以獲得相應(yīng)的相位校正碼元的裝置，其中，為所述多個(gè)接收調(diào)制碼元獲得多個(gè)相位校正碼元；用于檢測所述多個(gè)相位校正碼元的每一個(gè)中的相位誤差，以獲得該相位校正碼元的相位誤差估計(jì)的裝置，其中，為所述多個(gè)相位校正碼元獲得多個(gè)相位誤差估計(jì)；用于對(duì)所述多個(gè)相位誤差估計(jì)進(jìn)行濾波，以獲得多個(gè)頻率誤差估計(jì)的裝置；和用于累加所述多個(gè)頻率誤差估計(jì)，以獲得所述多個(gè)接收調(diào)制碼元中的每一個(gè)的所述相位校正值的裝置。
16.一種正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)中的設(shè)備，包括相位旋轉(zhuǎn)器，用于利用各自的相位校正值對(duì)多個(gè)接收調(diào)制碼元中的每一個(gè)進(jìn)行校正，以獲得相應(yīng)的相位校正碼元，其中所述多個(gè)接收調(diào)制碼元是根據(jù)至少一個(gè)接收OFDM碼元獲得的，并且其中為所述多個(gè)接收調(diào)制碼元獲得多個(gè)相位校正碼元；相位誤差檢測器，用于檢測所述多個(gè)相位校正碼元的每一個(gè)中的相位誤差，以獲得該相位校正碼元的相位誤差估計(jì)，其中為所述多個(gè)相位校正碼元獲得多個(gè)相位誤差估計(jì)；環(huán)路濾波器，用于對(duì)所述多個(gè)相位誤差估計(jì)進(jìn)行濾波，以獲得多個(gè)頻率誤差估計(jì)；以及相位累加器，用于累加所述多個(gè)頻率誤差估計(jì)，以獲得所述多個(gè)接收調(diào)制碼元中的每一個(gè)的所述相位校正值。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，還包括信道估計(jì)器，用于獲得多個(gè)子帶中的每一個(gè)的信道系數(shù)估計(jì)；以及碼元檢測器，用于獲得所述多個(gè)相位校正碼元中每一個(gè)的碼元估計(jì)，其中所述多個(gè)相位誤差估計(jì)是基于來自所述信道估計(jì)器的所述多個(gè)子帶的多個(gè)信道系數(shù)估計(jì)以及來自所述碼元檢測器的所述多個(gè)相位校正碼元的多個(gè)碼元估計(jì)而獲得的。
18.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，還包括并/串(P/S)變換器，用于串行化所述多個(gè)接收調(diào)制碼元。
19.一種制造的物品，包括用于獲得至少一個(gè)接收正交頻分復(fù)用(OFDM)碼元的多個(gè)接收調(diào)制碼元的代碼；用于利用各自的相位校正值對(duì)所述多個(gè)接收調(diào)制碼元中每一個(gè)進(jìn)行校正，以獲得相應(yīng)的相位校正碼元的代碼，其中為所述多個(gè)接收調(diào)制碼元獲得多個(gè)相位校正碼元；用于檢測所述多個(gè)相位校正碼元中的每一個(gè)的相位誤差，以獲得所述相位校正碼元的相位誤差估計(jì)的代碼，其中為所述多個(gè)相位校正碼元獲得多個(gè)相位誤差估計(jì)；用于對(duì)所述多個(gè)相位誤差估計(jì)進(jìn)行濾波，以獲得多個(gè)頻率誤差估計(jì)的代碼；用于累加所述多個(gè)頻率誤差估計(jì)，以獲得所述多個(gè)接收調(diào)制碼元中的每一個(gè)的所述相位校正值的代碼；以及計(jì)算機(jī)可用媒質(zhì)，其被配置來存儲(chǔ)所述代碼。
20.一種用于在正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)中跟蹤頻率誤差的方法，所述方法包括接收至少一個(gè)OFDM碼元；利用快速傅立葉變換(FFT)對(duì)所述至少一個(gè)接收OFDM碼元中的每一個(gè)進(jìn)行變換，以獲得多個(gè)接收調(diào)制碼元；將所述至少一個(gè)OFDM碼元的所述多個(gè)接收調(diào)制碼元串行化，以獲得已串行化的接收調(diào)制碼元；利用各自的相位校正值對(duì)所述已串行化的接收調(diào)制碼元中的每一個(gè)進(jìn)行校正，以獲得相應(yīng)的相位校正碼元，其中為所述已串行化的接收調(diào)制碼元獲得多個(gè)相位校正碼元；檢測所述多個(gè)相位校正碼元中每一個(gè)的相位誤差，以獲得所述相位校正碼元的相位誤差估計(jì)，其中為所述多個(gè)相位校正碼元獲得多個(gè)相位誤差估計(jì)；對(duì)所述多個(gè)相位誤差估計(jì)進(jìn)行濾波，以獲得多個(gè)頻率誤差估計(jì)；以及累加所述多個(gè)頻率誤差估計(jì)，以獲得每個(gè)所述已串行化的接收調(diào)制碼元的所述相位校正值。
21.一種用于在正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)中跟蹤頻率誤差的方法，所述方法包括獲得至少一個(gè)接收OFDM碼元的接收調(diào)制碼元；確定所述接收調(diào)制碼元的相位誤差估計(jì)；基于所述相位誤差估計(jì)和偽隨機(jī)噪聲值，計(jì)算每個(gè)所述接收調(diào)制碼元的相位校正值；和利用所述接收調(diào)制碼元的所述相位校正值對(duì)每個(gè)所述接收調(diào)制碼元進(jìn)行校正。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述接收調(diào)制碼元包括接收導(dǎo)頻調(diào)制碼元，并且其中所述相位誤差估計(jì)是基于所述接收導(dǎo)頻調(diào)制碼元確定的。
23.一種正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)中的設(shè)備，所述設(shè)備包括用于獲得至少一個(gè)接收OFDM碼元的接收調(diào)制碼元的裝置；用于確定所述接收調(diào)制碼元的相位誤差估計(jì)的裝置；用于基于所述相位誤差估計(jì)和偽隨機(jī)噪聲值，計(jì)算每個(gè)所述接收調(diào)制碼元的相位校正值的裝置；和用于利用所述接收調(diào)制碼元的所述相位校正值對(duì)每個(gè)所述接收調(diào)制碼元進(jìn)行校正的裝置。
全文摘要
提供了用于在OFDM系統(tǒng)中跟蹤剩余頻率誤差和相位噪聲的技術(shù)。在接收機(jī)端，利用FFT對(duì)每個(gè)接收OFDM碼元進(jìn)行變換，以獲得接收調(diào)制碼元，該接收調(diào)制碼元被串行化。鎖相環(huán)對(duì)所述已串行化的接收調(diào)制碼元進(jìn)行操作，并且為每個(gè)接收調(diào)制碼元提供獨(dú)立的相位校正值。利用其自身的相位校正值對(duì)每個(gè)接收調(diào)制碼元進(jìn)行校正，以獲得相位校正碼元。每個(gè)相位校正碼元中的相位誤差被檢測來獲得該相位校正碼元的相位誤差估計(jì)。對(duì)每個(gè)相位校正碼元的相位誤差估計(jì)進(jìn)行濾波(例如，利用二階環(huán)路濾波器)，以獲得頻率誤差估計(jì)，該頻率誤差估計(jì)被累加來獲得另一個(gè)接收調(diào)制碼元的相位校正值。由于獨(dú)立的相位校正值被用于所述接收調(diào)制碼元，所以所述相位校正碼元并不相關(guān)。
文檔編號(hào)H03D3/00GK1853340SQ200480015788
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2004年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月7日
發(fā)明者阿洛克·庫馬爾·古普塔 申請(qǐng)人:高通股份有限公司