專利名稱：同步脈沖產(chǎn)生方法及ofdm信號(hào)接收方法
(技術(shù)領(lǐng)域)本發(fā)明涉及OFDM調(diào)制，尤其涉及表示例如傅立葉變換解調(diào)使用的OFDM符號(hào)邊界的同步脈沖的產(chǎn)生。
(背景技術(shù))OFDM系統(tǒng)是公知的。在OFDM收機(jī)的同步中使用各種技術(shù)。這些技術(shù)中的一些都必須傳送特別的同步信號(hào)。其他技術(shù)依賴于整個(gè)符號(hào)由有效部分和保護(hù)間隔構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)OFDM信號(hào)，保護(hù)間隔往往叫作保護(hù)間隔、周期擴(kuò)張或周期接頭語。
保護(hù)間隔位于符號(hào)的有效部分的前面，包括有效部分的端部的數(shù)據(jù)的重復(fù)。(這與把包括與有效部分的始端的數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)的保護(hù)間隔放在有效部分之后是相同的)。
依賴于保護(hù)間隔內(nèi)的重復(fù)數(shù)據(jù)的同步化技術(shù)通常通過使用僅隔開符號(hào)的有效部分的長度的復(fù)合采樣彼此相關(guān)來動(dòng)作。由此，產(chǎn)生用于接收信號(hào)的傅立葉變換的定時(shí)脈沖。脈沖的定時(shí)是傅立葉變換窗口僅包含來自單一符號(hào)的數(shù)據(jù)的定時(shí)。
定時(shí)不合適時(shí)，產(chǎn)生符號(hào)間干擾(ISI)。但是，通過使用保護(hù)間隔，避免ISI的同時(shí)還容許脈沖的定時(shí)有一定量變化。保護(hù)間隔必須比經(jīng)不同路徑接收的信號(hào)間所預(yù)測(cè)的最長延遲的寬度更長。保護(hù)間隔與信號(hào)的有效部分相比相對(duì)小，通常保護(hù)間隔包括Nu/32、Nu/16、Nu/8或Nu/4個(gè)采樣，這里，Nu是符號(hào)的有效部分內(nèi)的采樣數(shù)目。
有從彼此相關(guān)導(dǎo)出同步脈沖的各種技術(shù)。這些雖然有在一般的接收條件下可適當(dāng)動(dòng)作、但在不希望定時(shí)和脈沖時(shí)產(chǎn)生而帶來ISI的環(huán)境。
在沒有噪聲或多路干擾時(shí)，彼此相關(guān)器在保護(hù)間隔的采樣與采樣有彼此相關(guān)性的間隔以外產(chǎn)生等價(jià)于在作為等值的符號(hào)的有效部分內(nèi)把平均值設(shè)置為O的輸出。該間隔中彼此相關(guān)器產(chǎn)生高電平輸出。該高電平輸出以1個(gè)符號(hào)的終端和下一信號(hào)的始端結(jié)束。原來的裝置之一在積分相關(guān)器的輸出后，檢出結(jié)果產(chǎn)生的信號(hào)的峰，以各符號(hào)的終端產(chǎn)生定時(shí)脈沖。
在相同信號(hào)經(jīng)不同延遲被接收的多路干擾的情況下，為避免ISI，同步脈沖必須發(fā)生在在接收的2個(gè)信號(hào)的保護(hù)間隔之間的重復(fù)部分上具有相等寬度的窗口中。但是，彼此相關(guān)器通過由彼此相關(guān)器處理保護(hù)間隔的采樣之一或二者的采樣的間隔而產(chǎn)生有意的輸出。根據(jù)環(huán)境，結(jié)果是在最適當(dāng)?shù)拇翱谕鈧?cè)提供定時(shí)脈沖，進(jìn)而帶來ISI。
歐洲專利申請(qǐng)EP0772332記載了產(chǎn)生同步脈沖的其他技術(shù)。其所公開的技術(shù)之一是相關(guān)器的輸出依賴于向鎖相環(huán)(PLL)的發(fā)送。即使這樣，也出現(xiàn)在有意的噪聲或多路干擾的情況下在最適當(dāng)?shù)拇翱谕鈧?cè)產(chǎn)生同步脈沖這樣的結(jié)果。而且，PLL上必須有實(shí)現(xiàn)鎖定的相當(dāng)多數(shù)目的符號(hào)周期，因此，收集時(shí)間相當(dāng)長。
原來的裝置產(chǎn)生的其他問題起因于例如，作為信號(hào)狀態(tài)的變化結(jié)果調(diào)整同步脈沖時(shí)，F(xiàn)FT輸出的頻率接收器(bin)內(nèi)的復(fù)合值招致相位旋轉(zhuǎn)的程度變化。后面的信道估算器和收集器可處理這些變化，因而收集時(shí)間進(jìn)一步拉長，需要相當(dāng)大的處理功率。
因此，希望提供產(chǎn)生回避或至少減輕上述問題的同步脈沖的技術(shù)。
(發(fā)明概述)本發(fā)明的情況記載在附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
即，本發(fā)明是一種產(chǎn)生表示包含由保護(hù)間隔分離的有效符號(hào)周期的OFDM信號(hào)的符號(hào)邊界的的同步脈沖的方法，包括步驟把各個(gè)保護(hù)間隔內(nèi)的數(shù)據(jù)與各個(gè)有效周期內(nèi)的數(shù)據(jù)的一部分對(duì)應(yīng)，提供表示由對(duì)應(yīng)于符號(hào)的有效部分的周期分離的接收信號(hào)的采樣間的相關(guān)度的信號(hào)，由此，信號(hào)在各個(gè)符號(hào)中提供表示確認(rèn)為有意的相關(guān)的間隔的輸出，而且還包括判定其中出現(xiàn)最大相關(guān)度的子間隔以在該子間隔內(nèi)供給同步脈沖的步驟。
在另一種情況中，通過供給表示由對(duì)應(yīng)于符號(hào)的有效部分的周期分離的接收信號(hào)的采樣間的相關(guān)度的信號(hào)產(chǎn)生同步脈沖，然后該信號(hào)供給表示在其間確認(rèn)了有意的相關(guān)的間隔的輸出，同步脈沖產(chǎn)生方法包括判定其中出現(xiàn)最大相關(guān)度的子間隔以在該子間隔內(nèi)供給同步脈沖的步驟。
多路干擾的情況下，相關(guān)度判斷為寬度通過對(duì)應(yīng)于保護(hù)間隔的重復(fù)的周期后為最大。這是產(chǎn)生同步脈沖最適當(dāng)?shù)闹芷?，其原因是即使伴隨不同延遲而接收相同符號(hào)時(shí)，也能保證各個(gè)傅立葉變換窗口包含僅來自單一符號(hào)的采樣。利用本發(fā)明的技術(shù)，檢查彼此相關(guān)器的輸出，判定出現(xiàn)上述最適當(dāng)周期的時(shí)間。
最佳實(shí)施例中，彼此相關(guān)器的輸出與閥值相比，規(guī)定應(yīng)產(chǎn)生同步脈沖的周期的最佳子間隔由彼此相關(guān)器的輸出超出所述閥值的周期表示。較好對(duì)應(yīng)于彼此相關(guān)器的輸出變更閥值，更好是基于相關(guān)器輸出的最高電平規(guī)定閥值。
作為本發(fā)明的獨(dú)立的一個(gè)方面，可看到閥值的利用。該方面中，考慮向電平檢測(cè)器施加表示由規(guī)定數(shù)目的采樣間隔分離的接收信號(hào)的采樣間的相關(guān)度的相關(guān)器的輸出，僅超出規(guī)定的(最好是可變的)電平的信號(hào)部分來其它單元應(yīng)產(chǎn)生同步脈沖的時(shí)間。
希望表示最大相關(guān)的窗口中的任意時(shí)間，例如該窗口中部也可產(chǎn)生定時(shí)脈沖。信號(hào)條件變化時(shí)，該時(shí)刻點(diǎn)也移動(dòng)，此時(shí)同步脈沖對(duì)響應(yīng)于此變化。但是，最佳實(shí)施例中，同步脈沖的定時(shí)僅在滿足某條件時(shí)才變化。例如，僅確認(rèn)當(dāng)前定時(shí)僅有規(guī)定數(shù)目的時(shí)間的誤差時(shí)和/或僅當(dāng)前誤差超出規(guī)定量時(shí)才變更定時(shí)。作為獨(dú)立的發(fā)明情況來看，通過該技術(shù)，以對(duì)每次變化而不同的角度產(chǎn)FFT的輸出的各載波的相位旋轉(zhuǎn)，從而避免了在原來的信道估算器上產(chǎn)生重復(fù)的作業(yè)負(fù)擔(dān)的傅立葉變換動(dòng)作的定時(shí)過多的變化。
在本發(fā)明的另一種情況下，對(duì)FFT輸出的每個(gè)采樣施加不同的相位旋轉(zhuǎn)的裝置配置在FFT的輸出上，該裝置對(duì)應(yīng)于表示脈沖發(fā)生器施加于同步脈沖的移動(dòng)量的信號(hào)，其它單元施加的相位旋轉(zhuǎn)的量。因此，可根據(jù)情況或瞬間極迅速地補(bǔ)償同步脈沖的定時(shí)變化。由FFT和信道估算器以及收集器間配置的電路施加相位旋轉(zhuǎn)，或者信道估算器以及收集器施加相位旋轉(zhuǎn)。較好形成為以較小的頻度產(chǎn)生同步脈沖的定時(shí)變化(根據(jù)上述的狀態(tài))，更好是，通常僅產(chǎn)生規(guī)定量。由此，促進(jìn)向FFT輸出上施加適當(dāng)?shù)南辔恍D(zhuǎn)的確定。這些相位旋轉(zhuǎn)可對(duì)應(yīng)于表示同步脈沖的定時(shí)的實(shí)際或預(yù)測(cè)的程度的信號(hào)來計(jì)算?；谶@樣的信號(hào)，可從地址指定的搜索表導(dǎo)出。
所述的已有技術(shù)的情況下，相關(guān)器的輸出使用例如把來自彼此相關(guān)器的最新Ng個(gè)采樣相加的滑動(dòng)窗口加法平均裝置來濾波。但是，該濾波技術(shù)改變相關(guān)器的輸出的形狀，因此在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，通過相加最新的L1的采樣對(duì)彼此相關(guān)器的輸出濾波，但L1比Ng小得多。
取出滑動(dòng)窗口加法平均裝置的輸出來處理、提供頻率稍作修正的信號(hào)是一種公知技術(shù)。該技術(shù)最好也在根據(jù)本發(fā)明的裝置中使用。但是，為實(shí)現(xiàn)更精確的頻率推算，本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，在第一濾波器的輸出上添加第二濾波器，產(chǎn)生表示以比L1多得多的采樣數(shù)目作相加平均的輸出。例如，輸出可以是等價(jià)于應(yīng)從相加最新的Ng個(gè)采樣的單一濾波器得到的輸出。
(附圖簡(jiǎn)述)

圖1是根據(jù)本發(fā)明的OFDM接收機(jī)的框圖；圖2是簡(jiǎn)略表示OFDM信號(hào)的說明圖；圖3是用于產(chǎn)生同步脈沖的已有裝置的框圖；圖4是簡(jiǎn)略表示在彼此相關(guān)輸出上施加多路干擾的作用的說明圖；圖5是本發(fā)明的同步電路的框圖；圖6是形成同步電路的一部分的定時(shí)恢復(fù)電路的框圖；圖7是表示從相關(guān)輸出導(dǎo)出的標(biāo)準(zhǔn)波形的一部分的說明圖，該部分占據(jù)在其內(nèi)部最可能產(chǎn)生同步脈沖的子間隔；圖8是表示Ns、L1、L2的3個(gè)值的變化的圖。
(發(fā)明詳述)參考圖1，OFDM接收機(jī)2配置接收信號(hào)、向把RF信號(hào)變換為IF信號(hào)的下變頻器6發(fā)送所述信號(hào)的天線4。接著由IF基帶變頻器8將其變換為基帶信號(hào)。該變頻器在其輸出中產(chǎn)生發(fā)送的各個(gè)OFDM符號(hào)的復(fù)合采樣。這些復(fù)合采樣由模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器10數(shù)字化，經(jīng)頻率微調(diào)電路12送往快速傅立葉變換(FFT)電路14。FFT電路14把采樣從時(shí)域變?yōu)轭l域，把輸出的符號(hào)數(shù)據(jù)送往相位旋轉(zhuǎn)器15、信道估算器和收集器16以及解碼器17。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)，為調(diào)整本機(jī)振蕩器頻率，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)不依賴于反饋或鎖相環(huán)的正反饋系統(tǒng)。但是，其他結(jié)構(gòu)中，希望配置前述的反饋，同步電路18可響應(yīng)于例如來自模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器10的復(fù)合采樣和/或來自信道估算器和收集器16的信號(hào)。
復(fù)合采樣送到符號(hào)同步電路20，該電路產(chǎn)生頻率微調(diào)電路12的頻率偏置信號(hào)和由快速傅立葉變換(FFT)電路14使用的同步脈沖。FFT電路14上必須有同步脈沖，以使得各變換動(dòng)作與OFDM符號(hào)的開始位置一致。
上述的電路除相位旋轉(zhuǎn)器15外都是已有技術(shù)公知的。本發(fā)明特別與符號(hào)同步電路20使用的新型的、發(fā)明的技術(shù)相關(guān)。
參考圖2(a)，設(shè)定OFDM符號(hào)由以保護(hù)間隔G內(nèi)的Ng個(gè)采樣為首的表示信號(hào)的有效部分U內(nèi)的Nu個(gè)采樣的Nu＋Ng個(gè)采樣構(gòu)成。保護(hù)間隔G內(nèi)的Ng個(gè)采樣(每一個(gè)符號(hào)都以陰影線表示)包括與符號(hào)的有效部分U的最后的Ng個(gè)采樣相同的數(shù)據(jù)。
參考圖3，在現(xiàn)有技術(shù)的同步電路中，來自IF基帶變頻器8的復(fù)合采樣連續(xù)供給彼此相關(guān)器28的先入先出(FIFO)寄存器30。該寄存器由于包括Nu個(gè)部分，帶來對(duì)應(yīng)的Nu個(gè)采樣延遲。寄存器30的輸出被發(fā)送到將各個(gè)采樣變換為其復(fù)數(shù)共軛的相關(guān)器28的復(fù)數(shù)共軛電路32。接著，用相關(guān)器28的乘法器34把各個(gè)復(fù)數(shù)共軛乘上來自模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器10的沒有延遲的采樣(或把復(fù)數(shù)共軛電路32插入到乘法器34的另外路徑中)。
保護(hù)間隔G內(nèi)的延遲了的采樣的復(fù)數(shù)共軛每乘上從符號(hào)的后續(xù)的有效部分U的終端導(dǎo)出的相等值的采樣，相關(guān)器的輸出就位于高電平。在其他時(shí)刻，相關(guān)器的輸出使用隨機(jī)值。圖2(b)表示相關(guān)器的輸出。實(shí)際上相加平均在更后的階段進(jìn)行，為更好理解，圖2(b)表示多個(gè)符號(hào)相加平均后的最適輸出。
相關(guān)器28的輸出送到另外的FIFO寄存器36，該寄存器包括Ng個(gè)存儲(chǔ)位置。積分器38接收FIFO寄存器36的輸出而且直接接收相關(guān)器28的輸出。積分器產(chǎn)生的效果是把各個(gè)新采樣加到當(dāng)前積分器輸出上，并且從以前的Ng個(gè)采樣接收的采樣。這樣，輸出表示最新Ng個(gè)采樣之和。輸出如圖2(c)所示。要注意的是該輸出向各符號(hào)的終端方向逐漸增大，緊跟其后開始減少。峰值檢測(cè)器(未圖示)在積分器的輸出每一達(dá)到峰值就產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)(如，圖2的定時(shí)t的時(shí)刻所示)。其被用作FFT14用的同步脈沖，并且其是適合于在各符號(hào)的終端出現(xiàn)，即FIFO寄存器36受理的最新Nu個(gè)采樣由FFT14來使用的采樣，還要留意在這種情況中出現(xiàn)。
FFT以信號(hào)的有效部分的Nu個(gè)采樣動(dòng)作。從圖2中，可在符號(hào)的最后的Ng個(gè)采樣內(nèi)的任意時(shí)刻(即，也就是針對(duì)圖2(b)的波形處于高電平的情況)供給同步信號(hào)t，而且，由于配備保護(hù)間隔G意味著前面的Nu個(gè)采樣是來自相同信號(hào)的采樣，ISI判斷出回避。
圖4表示多路干擾的作用之一的可能性。圖4(a)和圖4(b)表示不同時(shí)間接收的相同信號(hào)，圖4(a)表示比在該情況中最初接收到的信號(hào)弱的信號(hào)。
圖4(c)表示不存在圖4(b)的信號(hào)時(shí)圖3的相關(guān)器供給的輸出，圖4(d)表示不存在圖4(a)的信號(hào)時(shí)圖3的相關(guān)器供給的輸出。兩個(gè)信號(hào)都存在時(shí)，相關(guān)器產(chǎn)生圖4(e)表示的輸出。(此時(shí)圖4(c)至圖4(e)表示在多個(gè)符號(hào)上進(jìn)行相加平均的相關(guān)器輸出)。
圖4(e)的波形有3個(gè)部分101、102和103。這些部分通過由一個(gè)或兩個(gè)信號(hào)內(nèi)的Nu的采樣分離的值之間的有意相關(guān)集中表示相關(guān)器的輸出處于高電平的間隔。要留意部分102把來自信號(hào)4(a)的符號(hào)的最后的Ng個(gè)采樣作為與信號(hào)4(b)的符號(hào)的最后的Ng個(gè)采樣同時(shí)出現(xiàn)的波形的唯一部分。因此，子間隔102是避免ISI同時(shí)可供給定時(shí)信號(hào)的唯一間隔。
但是，相關(guān)器的輸出由圖3的已有電路積分時(shí)，輸出變?yōu)槿鐖D4(f)所示的輸出。該輸出的峰值在部分103的終端出現(xiàn)，意思是最遲在此位置。尤其，意味著FFT14僅處理來自圖4(b)的信號(hào)的符號(hào)i的采樣，附加處理來自圖4(a)的信號(hào)的符號(hào)i＋1的采樣。
參考圖5，本發(fā)明的實(shí)施例的同步電路20與圖3的已有裝置同樣，配備由移位寄存器30、復(fù)數(shù)共軛電路32和乘法器34形成的相關(guān)器28。相關(guān)器28的輸出送到加法平均器46，其可以是與圖3的已有的裝置相同的FIFO寄存器，但此時(shí)，部分?jǐn)?shù)等于比Ng少得多的L1。FIFO46的輸出送到符號(hào)加法平均器48，其對(duì)于對(duì)應(yīng)于在來自FIFO46的各個(gè)采樣之前的Ns個(gè)符號(hào)的采樣進(jìn)行相加。因此，符號(hào)相加平均器的輸出等于以L1個(gè)采樣和Ns個(gè)采樣作加法平均的相關(guān)器的輸出。圖4所示的多路干擾情況下，輸出因L1的加法平均而稍稍平滑，但與圖4(e)所示的波形類似。
接著輸出送到定時(shí)恢復(fù)電路50。這將同步信號(hào)供給FFT14。
由定時(shí)恢復(fù)電路50執(zhí)行的功能由圖6的框圖簡(jiǎn)單表示。從信號(hào)加法平均器48輸出的采樣送到絕對(duì)值電路52。絕對(duì)值電路52計(jì)算各個(gè)采樣的絕對(duì)值，即(x2＋y2)1/2(其中x和y是采樣的同相和指直角相位成分)這些由判定最大值的采樣的峰值檢測(cè)器54檢查。窗口產(chǎn)生電路56響應(yīng)于來自絕對(duì)值電路52的采樣和由電路54檢測(cè)的峰值判定作為小于等同于峰值的0.75倍的閥值的峰值兩側(cè)的最靠近采樣。由此，窗口產(chǎn)生電路56檢測(cè)出表示來自相關(guān)器的信號(hào)的最高相關(guān)度的nmin到nmax的采樣范圍。圖7示出表示該周期中的來自符號(hào)加法平均器48的采樣的標(biāo)準(zhǔn)波形。從nmin到nmax的周期產(chǎn)生的定時(shí)信號(hào)可能適用于避免ISI。
同步信號(hào)發(fā)生器58接著后述的初始化動(dòng)作，對(duì)每一符號(hào)產(chǎn)生1次同步脈沖。
比較器60比較該定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)間和窗口產(chǎn)生電路56判定的nmin到nmax的采樣值范圍。有很大差別時(shí)，變更在計(jì)數(shù)器電路62上存儲(chǔ)的值。在計(jì)數(shù)器電路62上存儲(chǔ)的幾個(gè)值之一達(dá)到規(guī)定閥值時(shí)，把用于將同步信號(hào)的定時(shí)僅調(diào)整依賴于窗口產(chǎn)生電路56計(jì)算的范圍nmin到nmax的量的信號(hào)送到信號(hào)發(fā)生器58。裝置被構(gòu)成為在采樣nmin和nmax之間的大致中間處產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)，但僅在有與當(dāng)前定時(shí)信號(hào)連續(xù)的和/或相當(dāng)大的誤差時(shí)作調(diào)整。
該實(shí)施例中，比較器60如圖7所示，為增大采樣數(shù)目，把nmin到nmax的范圍分割為4的象限，即q1，q2，q3和q4。比較器60判定同步脈沖的當(dāng)前定時(shí)處于q1時(shí)，計(jì)數(shù)器62內(nèi)的最初的“早”寄存器僅增加1。判斷出定時(shí)信號(hào)處于q4時(shí)，第二的“遲”寄存器僅增加1。判斷出定時(shí)處于q2或q3時(shí)，兩個(gè)寄存器都僅減去1，但不低于0。任意時(shí)刻任意計(jì)數(shù)器達(dá)到4時(shí)，計(jì)數(shù)器電路62把信號(hào)發(fā)生器58產(chǎn)生的定時(shí)脈沖移動(dòng)僅這樣一個(gè)量，該量對(duì)應(yīng)于在對(duì)下一個(gè)符號(hào)而言(或者為了后面說明的進(jìn)一步處理有更多時(shí)間，例如是第二或第三個(gè)后續(xù)信號(hào)這樣的規(guī)定的靠后的符號(hào))最靠近的4個(gè)采樣上平滑地附加的(nmax－nmin)/4。定時(shí)脈沖響應(yīng)于達(dá)到4的值的是早計(jì)數(shù)器還是遲計(jì)數(shù)器來向順行方向或逆行方向移動(dòng)。
計(jì)數(shù)器電路62的其他寄存器對(duì)應(yīng)于定時(shí)是否位于范圍nmin到nmax之外來增加或降低。在連續(xù)4個(gè)周期上產(chǎn)生這種情況時(shí)，計(jì)數(shù)器電路62進(jìn)行初始化動(dòng)作。
再調(diào)諧到新的局時(shí)或接通電源后進(jìn)行的該初始化動(dòng)作的結(jié)果把信號(hào)發(fā)生器58設(shè)定成在nmin和nmax的中間位置處產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)。初始化動(dòng)作中還可包含變更濾波器特性，如后所述。
每次信號(hào)發(fā)生器58移動(dòng)同步脈沖的定時(shí)，F(xiàn)FT14的輸出產(chǎn)生載波的不同相位旋轉(zhuǎn)。為促進(jìn)該處理，定時(shí)恢復(fù)電路50的計(jì)數(shù)器電路62輸出表示在同步脈沖上施加的變更量的信號(hào)，該信號(hào)由相位旋轉(zhuǎn)器15接收。相位旋轉(zhuǎn)器15包括搜索表，該表存儲(chǔ)與由來自定時(shí)恢復(fù)電路50的信號(hào)表示的可能值對(duì)應(yīng)的預(yù)先計(jì)算的相位旋轉(zhuǎn)。因此，接收該信號(hào)時(shí)，從搜索表導(dǎo)出適當(dāng)值，并且把FFT輸出內(nèi)的各個(gè)復(fù)合采樣僅調(diào)整對(duì)應(yīng)量。作為其替代方法，相位旋轉(zhuǎn)器15可包括響應(yīng)于來自定時(shí)恢復(fù)電路50的信號(hào)計(jì)算相位旋轉(zhuǎn)的裝置。相位的調(diào)整促進(jìn)的理由是(a)定時(shí)恢復(fù)電路50產(chǎn)生表示同步脈沖的調(diào)整量的信號(hào)、(b)如前所述，定時(shí)恢復(fù)電路構(gòu)成為以較小頻度進(jìn)行調(diào)整、(c)平滑附加同步脈沖的調(diào)整量，由此減少可能施加在同步脈沖的定時(shí)上的不同的調(diào)整的數(shù)目、(d)定時(shí)恢復(fù)電路可預(yù)先指定受同步脈沖的定時(shí)變化影響的最初的符號(hào)、(e)由于僅在定時(shí)恢復(fù)電路50檢出同樣性質(zhì)的連續(xù)定時(shí)誤差后進(jìn)行定時(shí)的調(diào)整，希望事前，例如在判定僅有1個(gè)或2個(gè)符號(hào)有定時(shí)誤差時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)南辔恍D(zhuǎn)確定，可有更多的時(shí)間用于動(dòng)作、(f)施加的變更事先計(jì)算并存儲(chǔ)在搜索表中。
再參考圖5，F(xiàn)IFO寄存器46的輸出還被送到具有作為對(duì)L2個(gè)連續(xù)采樣組相加的滑動(dòng)窗口加法平均器的功能的其他FIFO寄存器64。把抽樣率除以F1，相加L2個(gè)最新的采樣。最好L1XL2實(shí)際等于Ng。這2個(gè)加法平均器46和64的組合在功能上等同于圖3的現(xiàn)有技術(shù)的電路的已有相加平均器36。加法平均器64的輸出送到峰值搜索電路66，該電路檢測(cè)大小最大的采樣，并且導(dǎo)出該采樣的角度，其得出微小的頻率偏移的推算值。接著，表示該頻率偏移的信號(hào)被送到由接收的采樣相位旋轉(zhuǎn)修正頻率的頻率修正電路12。
該實(shí)施例中，L2加法平均器66對(duì)符號(hào)內(nèi)的連續(xù)值相加平均，或(延遲正確得到微小頻率推算值)在連續(xù)的符號(hào)內(nèi)的對(duì)應(yīng)值上進(jìn)行相加平均。
接收機(jī)被功率放大或調(diào)諧到新的局時(shí)，希望盡可能快速地鎖住新的信號(hào)。該處理最好從最初接收的符號(hào)開始。此時(shí)，Ns的值，即符號(hào)相加平均器48考慮的符號(hào)數(shù)以1開始，從而由于避免了過分長期考慮信號(hào)在其間變化的間隔，使得不容許把所述值提高到比較小的數(shù)(例如8)以上，每個(gè)新接收的符號(hào)上則會(huì)增加。
由于Ns從極小的值開始，而后增大，所以希望初始階段中變化L1和L2的值。L1最好是從比較大的值開始(當(dāng)然最好比Ng小得多)，其原因是，如不這樣的話，Ns值小時(shí)，L1加法平均器的輸出容易變得過分地不規(guī)則。例如把L1設(shè)定為64，另一方面，使Ns等于1時(shí)，對(duì)于第一符號(hào)的同步信號(hào)而言，得到良好的第一定時(shí)推算值。把L1最初設(shè)定在比較大的值時(shí)，最好把L2設(shè)定成小的值，以作出補(bǔ)償。
圖8的表表示這些值是如何變化的例子。
第9和以后的符號(hào)的值保留在第8個(gè)符號(hào)的值。
可理解本發(fā)明不僅在關(guān)于圖4說明的簡(jiǎn)單多路干擾中有效，在信號(hào)經(jīng)2個(gè)以上的路徑被接收的其他狀態(tài)下也是有效的。這種環(huán)境下，圖4(e)的波形變成更復(fù)雜的梯形波。但是，在延遲的展開為有重復(fù)全部的保護(hù)間隔周期的情況下，可使用本發(fā)明的技術(shù)來判定對(duì)應(yīng)于應(yīng)產(chǎn)生同步信號(hào)的窗口。
參考了處于符號(hào)的始端的存在保護(hù)間隔的重復(fù)的周期，如上述實(shí)施例的情況所示，要注意這未必是適合產(chǎn)生同步信號(hào)的時(shí)間。上述實(shí)施例中，有以重復(fù)數(shù)據(jù)的重疊度對(duì)應(yīng)于應(yīng)發(fā)出信號(hào)的周期。適當(dāng)間隔的選擇受多個(gè)因素影響，如是否應(yīng)把保護(hù)間隔看作信號(hào)的始端或終端、和(如上述實(shí)施例那樣)是否使用用于規(guī)定符號(hào)周期的終端而非始端的定時(shí)信號(hào)。更應(yīng)注意的一點(diǎn)是上述的說明是不考慮例如FIFO加法平均器46產(chǎn)生的延遲的。在上述實(shí)施例中，實(shí)際上，由于考慮該延遲，最好進(jìn)行與-(L1)/2的采樣對(duì)應(yīng)的修正。
上述實(shí)施例中，通過用其他采樣的復(fù)數(shù)共軛乘以1個(gè)采樣使間隔開僅Nu的采樣周期的間隔的采樣相關(guān)。其他結(jié)構(gòu)也可以。例如，如在對(duì)方所有的英國專利BPA9920446.3號(hào)(英國代理人案號(hào)J00041703GB)所記載那樣，相關(guān)器通過取出由Nu個(gè)采樣周期分離的采樣的絕對(duì)值的差來運(yùn)作。
為規(guī)定進(jìn)行快速傅立葉變換的采樣的窗口，至此以使用同步脈沖的OFDM接收機(jī)結(jié)構(gòu)說明了本發(fā)明。但是，本發(fā)明在必須有表示符號(hào)的邊界的同步脈沖的其他環(huán)境中使用。例如，這樣的脈沖在不進(jìn)行完全FFT解調(diào)的轉(zhuǎn)發(fā)器中是有效的。
這里所記載的功能部件可用專用的硬件或軟件之一實(shí)施。
如上所述，由于與本發(fā)明有關(guān)的同步脈沖產(chǎn)生方法是一種產(chǎn)生表示包含由保護(hù)間隔分離的有效符號(hào)周期的OFDM信號(hào)的符號(hào)邊界的同步脈沖的方法，包括步驟把各個(gè)保護(hù)間隔內(nèi)的數(shù)據(jù)與各個(gè)有效周期內(nèi)的數(shù)據(jù)的一部分對(duì)應(yīng)，提供表示由對(duì)應(yīng)于符號(hào)有效部分的周期分離接收信號(hào)的采樣之間相關(guān)度的信號(hào)，由此，信號(hào)在各個(gè)符號(hào)中提供表示確認(rèn)為有意的相關(guān)的間隔的輸出，而且還包括判定其中出現(xiàn)最大相關(guān)度的子間隔以在該子間隔內(nèi)供給同步脈沖的步驟，所以避免符號(hào)間干擾(ISI)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)包含收集時(shí)間的處理時(shí)間的縮短和處理功率的降低。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生表示包含由保護(hù)間隔所分離的有效符號(hào)周期的OFDM信號(hào)的符號(hào)邊界的同步脈沖的方法，包括步驟把各個(gè)保護(hù)間隔內(nèi)的數(shù)據(jù)與各個(gè)有效周期內(nèi)的數(shù)據(jù)的一部分對(duì)應(yīng)，提供表示由對(duì)應(yīng)于符號(hào)有效部分的周期分離接收信號(hào)的采樣之間的相關(guān)度的信號(hào)，由此，信號(hào)在各個(gè)符號(hào)中提供表示確認(rèn)為有意的相關(guān)的間隔的輸出，而且還包括判定其中出現(xiàn)最大相關(guān)度的子間隔以在該子間隔內(nèi)供給同步脈沖的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于通過對(duì)表示相關(guān)度的信號(hào)適用閥值來判定所述子間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述閥值是可變的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述閥值表示依賴于表示相關(guān)度的信號(hào)的最大值的值。
5.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于表示所述相關(guān)度的信號(hào)在利用判定所述子間隔的信號(hào)之前濾波，該濾波實(shí)際上是各個(gè)濾波了的輸出采樣表示規(guī)定數(shù)目的連續(xù)采樣的平均值的濾波，所述規(guī)定數(shù)目實(shí)際比保護(hù)間隔內(nèi)的采樣數(shù)目少。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于所述濾波了的輸出表示在多個(gè)符號(hào)上相加平均的值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于所述濾波了的輸出被相加平均的符號(hào)的數(shù)目在收集階段中增大的同時(shí)，調(diào)整濾波以便減少所述收集階段中連續(xù)的采樣數(shù)目，通過濾波了的各個(gè)輸出采樣表示所述連續(xù)的采樣數(shù)目的平均值。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7的方法，其特征在于處理所述濾波了的輸出之前，再進(jìn)行濾波，以提供表示精確的頻率偏移的信號(hào)。
9.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于包括僅在當(dāng)前的定時(shí)計(jì)算的誤差超出規(guī)定閥值時(shí)調(diào)整同步脈沖的定時(shí)的步驟。
10.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于包括僅在規(guī)定數(shù)目的符號(hào)周期上判定有因當(dāng)前的定時(shí)所致的誤差時(shí)調(diào)整同步脈沖的定時(shí)的步驟，規(guī)定數(shù)目的符號(hào)周期為1以上。
11.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于把同步脈沖的定時(shí)調(diào)整對(duì)應(yīng)于多個(gè)采樣周期的規(guī)定量。
12.一種產(chǎn)生表示包含由保護(hù)間隔分離的有效符號(hào)周期的OFDM信號(hào)的符號(hào)邊界的的同步脈沖的方法，包括步驟把各個(gè)保護(hù)間隔內(nèi)的數(shù)據(jù)與各個(gè)有效周期內(nèi)的數(shù)據(jù)的一部分對(duì)應(yīng)，在當(dāng)前的定時(shí)計(jì)算的誤差超出規(guī)定閥值時(shí)，響應(yīng)于此來調(diào)整同步脈沖的定時(shí)。
13.一種產(chǎn)生表示包含由保護(hù)間隔分離的有效符號(hào)周期的OFDM信號(hào)的符號(hào)邊界的的同步脈沖的方法，包括步驟把各個(gè)保護(hù)間隔內(nèi)的數(shù)據(jù)與各個(gè)有效周期內(nèi)的數(shù)據(jù)的一部分對(duì)應(yīng)，在規(guī)定數(shù)目的符號(hào)周期上判定有因當(dāng)前的定時(shí)所致的誤差時(shí)，響應(yīng)于此來調(diào)整同步脈沖的定時(shí)，其中，所述規(guī)定數(shù)目的符號(hào)周期為1以上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于在現(xiàn)有的定時(shí)在所述規(guī)定數(shù)目的符號(hào)周期上具有超出規(guī)定閥值的誤差時(shí)，響應(yīng)于此調(diào)整同步脈沖的定時(shí)。
15.一種產(chǎn)生表示包含由保護(hù)間隔分離的有效符號(hào)周期的OFDM信號(hào)的符號(hào)邊界的的同步脈沖的方法，包括步驟把各個(gè)保護(hù)間隔內(nèi)的數(shù)據(jù)與各個(gè)有效周期內(nèi)的數(shù)據(jù)的一部分對(duì)應(yīng)，僅把同步脈沖的定時(shí)調(diào)整對(duì)應(yīng)于多個(gè)采樣周期的規(guī)定量。
16.根據(jù)權(quán)利要求12到14之一的方法，其特征在于同步脈沖的定時(shí)僅被調(diào)整對(duì)應(yīng)于多個(gè)采樣周期的規(guī)定量。
17.一種OFDM信號(hào)接收方法，其特征在于包括步驟為把快速傅立葉變換應(yīng)用于從OFDM信號(hào)導(dǎo)出的復(fù)合采樣，使用前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法和同步脈沖來產(chǎn)生同步脈沖。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于還包括步驟在同步脈沖的定時(shí)變化時(shí)，提供表示變化程度的信號(hào)，向變換了的采樣施加由該信號(hào)確定的相位旋轉(zhuǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其特征在于所述相位旋轉(zhuǎn)根據(jù)表示同步脈沖的定時(shí)的變化程度的信號(hào)由地址指定的搜索表的值來確定。
20.在一種接收OFDM信號(hào)的方法中，包括產(chǎn)生脈沖并且為把快速傅立葉變換應(yīng)用于從OFDM信號(hào)導(dǎo)出的復(fù)合采樣而使用同步脈沖的步驟，而且還包括對(duì)變換完的采樣施加該信號(hào)確定的相位旋轉(zhuǎn)的步驟。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于相位旋轉(zhuǎn)根據(jù)表示同步脈沖的定時(shí)的變化程度的信號(hào)由地址指定的搜索表的值來確定。
22.一種同步脈沖發(fā)生裝置，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1到16之一的方法來運(yùn)作。
23.一種OFDM接收機(jī)，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求17到21之一的方法來運(yùn)作。
全文摘要
一種OFDM接收機(jī),通過檢查相關(guān)器的輸出產(chǎn)生規(guī)定快速傅立葉變換窗口的同步脈沖,以找到根據(jù)符號(hào)的有效部分的長度分離的符號(hào)的采樣之間的最相關(guān)的子間隔。同步脈沖在該子間隔(102)之間產(chǎn)生。僅在當(dāng)前誤差為有意且連續(xù)的誤差的情況下,進(jìn)行同步脈沖的定時(shí)調(diào)整。表示調(diào)整量的信號(hào)用于確定施加在FFT電路的輸出上的相位旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)H04L27/26GK1336001SQ00802427
公開日2002年2月13日 申請(qǐng)日期2000年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月27日
發(fā)明者S·K·巴爾頓, S·M·布倫特, J·伊查瓦里, J·奧里斯 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社