專利名稱：在ofdm接收器中還原碼元定時的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分多路復(fù)用)接收器中還原碼元定時(symbol timing)的裝置和方法，特別涉及在補償偏移(offset)的接收器中還原碼元定時的裝置和方法，所述偏移在還原所接收OFDM信號期間引入。
背景技術(shù)：
一般而言，高清晰度電視(HDTV，High Definition TeleVision)廣播系統(tǒng)主要分為圖像編碼部分和調(diào)制部分。圖像編碼部分將從高清晰度圖像源獲得的大約1Gbps(Giga Bits Per Second，吉比特每秒)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)壓縮為15～18Mbps(Mega Bits Per Second，兆比特每秒)的數(shù)據(jù)。調(diào)制部分通過6～8MHz(MegaHertz，兆赫)有限帶寬信道向接收端傳送該幾十Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
一般地，數(shù)字系統(tǒng)的高清晰度廣播采用地面廣播系統(tǒng)(terrestrialbroadcasting system)，其中地面廣播系統(tǒng)使用分配給現(xiàn)有電視廣播的甚高頻(VHF，Very High Frequency)/超高頻(UHF，Ultra High Frequency)帶寬信道。因此，由于地面廣播系統(tǒng)環(huán)境要求高清晰度電視廣播系統(tǒng)使用的調(diào)制模式滿足下述條件。
首先，高清晰度電視廣播系統(tǒng)使用的調(diào)制模式應(yīng)該有高頻譜效率，以便通過6～8MHz有限帶寬信道向接收端傳送該幾十Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。其次，高清晰度電視廣播系統(tǒng)使用的調(diào)制模式經(jīng)受周圍的建筑物、結(jié)構(gòu)等導(dǎo)致的多路徑衰減，因此其應(yīng)該對衰減具有穩(wěn)健(robust)特性。第三，高清晰度電視廣播系統(tǒng)使用的調(diào)制模式不可避免地經(jīng)受由于現(xiàn)有模擬電視信號導(dǎo)致的同信道(co-channel)干擾，因此其應(yīng)該對同信道干擾具有穩(wěn)健特性。此外，高清晰度電視系統(tǒng)地數(shù)字調(diào)制信號應(yīng)該有能力使其與現(xiàn)有模擬電視接收器的干擾最小化。
滿足上述條件的調(diào)制技術(shù)已有正交幅度調(diào)制(QAM，QuadratureAmplitude Modulation)、和殘留邊帶調(diào)制(VSB，vestigial side band modulation)。歐洲選擇數(shù)字調(diào)制模式的正交頻分多路復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)作為高清晰度電視的下一代地面廣播系統(tǒng)，其使得能夠獲得每帶寬傳送率提高和防止干擾的雙重效果。
OFDM模式是這樣的，其將以串行形式輸入的碼元流轉(zhuǎn)換成塊為單位(block unit)的并行數(shù)據(jù)，然后多路復(fù)用該并行碼元到不同的副載波頻率。這樣的OFDM模式使用多載波(multi-carrier)，并且與現(xiàn)有單載波模式明顯不同。多載波具有彼此正交的屬性。正交屬性意指兩個載波的乘積為“0”，是能夠使用多載波的必要條件。OFDM模式通過快速傅立葉變換(FFT，fast Fouriertransform)和快速傅立葉逆變換(IFFT，inverse fast Fourier transform)實現(xiàn)，即由所有載波中間的正交屬性和快速傅立葉變換的定義可以容易地獲得。
同時，OFDM模式具有如下優(yōu)點。即，該地面電視傳送模式具有如下信道特性，即傳送質(zhì)量受信號傳送時發(fā)生的反射波、同信道干擾、信道間干擾等影響，因此發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計條件非常復(fù)雜。然而，OFDM對于多路徑具有穩(wěn)健特性。即，由于其使用各種載波，碼元傳送時間可以延長。這意味著其有關(guān)長時間的回聲信號(echo signal)的性能惡化很小，因為多路徑使其成為相對不受干擾信號影響。此外，由于其對于現(xiàn)有信號具有穩(wěn)健特性，因此其較少經(jīng)受同信道干擾的影響。這些特征使得能夠構(gòu)造單頻網(wǎng)絡(luò)。在這里，單頻網(wǎng)絡(luò)意指在整個國家內(nèi)用一個頻率播放一個廣播。從而，相同的信道經(jīng)歷劇烈的干擾，但是OFDM模式對這樣的環(huán)境是足夠魯棒，從而可以使用。通過如上所述單頻網(wǎng)絡(luò)的使用，可以有效地使用有限的頻率資源。
同時，OFDM信號由多個載波組成，而每個載波的帶寬非常窄。因此，整個譜幾乎形成矩形，這樣與單載波相比，相對提高了頻率效率。此外，OFDM模式的優(yōu)點在于，由于OFDM信號波形與白高斯噪聲(white Gaussian Noise)相同，與其它廣播服務(wù)如逐行倒相(PAL，Phase Alternating by Line)或順序與存儲彩色電視系統(tǒng)(SECAM，SEquential Couleur A Memoire)相比，其經(jīng)受較少的干擾。因此，OFDM模式可以對每一個載波具有不同的調(diào)制模式，使得允許分級傳送(hierarchical transmission)。
圖1是展示傳統(tǒng)OFDM接收器的方框圖。該OFDM接收器具有模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC，analog-to-digital converter)10、插補器(interpolator)20、窗調(diào)節(jié)單元(window adjusting unit)30、快速傅立葉變換(FFT)單元40、偏移檢測單元(offset detecting unit)50、環(huán)路濾波器(loop filter)60、均衡器(equalizer)70、和前向糾錯器(FEC，F(xiàn)orward Error Corrector)80。
ADC 10通過取樣、量化、和編碼處理，將所接收的OFDM信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。插補器20補償在ADC 10的取樣處理時期產(chǎn)生的OFDM信號的取樣偏移。窗調(diào)節(jié)單元30調(diào)節(jié)窗用于實行關(guān)于OFDM模式的快速傅立葉變換(FFT)的起點。FFT單元40對已在ADC 10轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的OFDM信號實行快速傅立葉變換。偏移檢測單元50檢測經(jīng)快速傅立葉變換轉(zhuǎn)換的OFDM信號碼元的定時偏移值m。此時，偏移檢測單元50將所檢測的碼元定時偏移值m分解為整數(shù)倍碼元定時偏移值Im和小數(shù)倍碼元定時偏移值Fm。環(huán)路濾波器60將小數(shù)倍碼元定時偏移值Fm衰減成預(yù)定范圍內(nèi)的值，以便平滑地保持小數(shù)倍碼元定時偏移值Fm的多個順序相鄰值之間的變化差。均衡器70補償在關(guān)于快速傅立葉變換轉(zhuǎn)換的OFDM信號的傳送信道中發(fā)生的失真。此時，均衡器70基于導(dǎo)頻信號計算關(guān)于OFDM信號的碼元的定時和頻率誤差值，然后補償OFDM信號在傳送信道上的失真。FEC 80用為OFDM信號的數(shù)據(jù)設(shè)置的誤差檢測模式來檢測誤差，并糾正所檢測的誤差。
于是，插補器20基于環(huán)路濾波器60輸出的小數(shù)倍碼元定時偏移值，補償取樣定時。窗調(diào)節(jié)單元30基于整數(shù)倍碼元定時偏移值Im，調(diào)節(jié)用于FFT單元40的快速傅立葉變換的起點。
傳統(tǒng)OFDM接收器的這種碼元定時還原對這樣的信道有用，如附加環(huán)境隨時間變化很小的白高斯噪聲(AWGN，Additive White Gaussian Noise)信道或Ricean信道，和所檢測的碼元定時偏移值m的變化很小的情形(如瑞利(Rayleigh)信道)。然而，在隨時間不規(guī)則變化的移動通訊信道的情形下，出現(xiàn)所檢測碼元定時偏移值m的劇烈變化。圖2是展示由圖1中的偏移檢測單元50根據(jù)OFDM信號檢測到碼元定時偏移值m的曲線圖，其中OFDM信號在作為移動通訊信道的COST 207鄉(xiāng)村地區(qū)(Rural Area)中傳送。如圖所示，在碼元定時偏移值m不規(guī)則劇烈變化的情形下，整數(shù)倍碼元定時偏移值Im對OFDM信號的每一個碼元有不同的值，因此不能穩(wěn)定地實現(xiàn)根據(jù)均衡器70的傳送信道環(huán)境發(fā)生的失真補償。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供在OFDM接收器中還原碼元定時的裝置和方法，其在靜態(tài)信道環(huán)境和動態(tài)信道環(huán)境中都能夠穩(wěn)定地實現(xiàn)碼元定時還原。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的OFDM接收器中用于還原碼元定時的裝置包括偏移檢測單元，用于根據(jù)經(jīng)快速傅立葉變換的OFDM信號估計碼元定時偏移值；干擾檢測單元，用于使用碼元定時偏移值，并檢測OFDM信號的碼元間干擾；偏移差計算單元，用于從第一個碼元定時偏移值減去第二個碼元定時偏移值，計算OFDM信號的取樣偏移，其中第一個碼元定時偏移值已從多個碼元定時偏移值中輸入，而第二個碼元定時偏移值緊隨第一個碼元定時偏移值之后；插補器，用于根據(jù)偏移差計算單元計算的取樣偏移補償OFDM信號的取樣定時；以及窗調(diào)節(jié)單元，用于基于干擾檢測單元檢測到的碼元間干擾，調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時。偏移差計算單元最好包括延時單元，用于延時預(yù)定的時間段，并輸出第一個碼元定時偏移值，直到第二個碼元定時偏移值繼第一個碼元定時偏移值之后被輸入，其中第一個碼元定時偏移值已經(jīng)從偏移檢測單元輸出的多個碼元定時偏移值中輸入；和減法部分，用于從第二個碼元定時偏移值中減去第一個碼元定時偏移值，從而計算OFDM信號的取樣偏移。
本發(fā)明的用于還原碼元定時的裝置進(jìn)一步包括環(huán)路濾波器，用于將取樣偏移衰減成預(yù)定范圍內(nèi)的值，以便平滑地保持減法部分計算的多個順序相鄰取樣偏移的變化差，并向插補器提供衰減后的值。最好，干擾檢測單元檢測到的碼元間干擾是整數(shù)值，而環(huán)路濾波器衰減后的取樣偏移是小數(shù)值。此外，如果相應(yīng)于由干擾檢測單元檢測的碼元間干擾的整數(shù)值大于“0”，那么窗調(diào)節(jié)單元依照所述整數(shù)值調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時。
同時，根據(jù)本發(fā)明，上述目的用OFDM接收器實現(xiàn)，該OFDM接收器包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所接收的OFDM信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；快速傅立葉變換單元，用于對已成數(shù)字信號的OFDM信號實行快速傅立葉變換；偏移檢測單元，用于從經(jīng)快速傅立葉變換的OFDM信號中檢測碼元定時偏移值；干擾檢測單元，用于通過使用碼元定時偏移值檢測OFDM信號的碼元間干擾；偏移差計算單元，用于從第一個碼元定時偏移值減去第二個碼元定時偏移值，計算OFDM信號的取樣偏移，其中第一個碼元定時偏移值已從多個碼元定時偏移值中輸入，而第二個碼元定時偏移值緊隨第一個碼元定時偏移值之后；插補器，用于根據(jù)由偏移差計算單元計算的取樣偏移補償OFDM信號的取樣定時；窗調(diào)節(jié)單元，用于基于由干擾檢測單元檢測到的碼元間干擾，調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時；以及均衡部分，用于依照信道環(huán)境補償經(jīng)快速傅立葉變換的OFDM信號的傳送失真。
偏移差計算單元最好包括延時單元，用于延時預(yù)定的時間段，并輸出第一個碼元定時偏移值，直到第二個碼元定時偏移值繼第一個碼元定時偏移值之后被輸入，其中第一個碼元定時偏移值已經(jīng)從偏移檢測單元輸出的多個碼元定時偏移值中輸入；以及減法部分，用于從第二個碼元定時偏移值中減去第一個碼元定時偏移值，從而計算OFDM信號的取樣偏移。
本發(fā)明的OFDM接收器進(jìn)一步包括環(huán)路濾波器，用于將取樣偏移衰減成預(yù)定范圍內(nèi)的值，以便平滑地保持由減法部分計算的多個順序相鄰取樣偏移的變化差，并向插補器提供衰減后的值。進(jìn)一步說，干擾檢測單元檢測到的碼元間干擾是整數(shù)值，而環(huán)路濾波器衰減后的取樣偏移是小數(shù)值。此外，最好如下，如果相應(yīng)于干擾檢測單元檢測的碼元間干擾的整數(shù)值大于“0”，那么窗調(diào)節(jié)單元依照所述整數(shù)值調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時。
同時，根據(jù)本發(fā)明，上述目的可以用一種用于在碼元定時還原裝置中還原碼元定時的方法實現(xiàn)，該方法包括如下步驟從經(jīng)快速傅立葉變換的OFDM信號中檢測碼元定時偏移值；基于碼元定時偏移值檢測OFDM信號的碼元間干擾；從第一個碼元定時偏移值減去第二個碼元定時偏移值，計算OFDM信號的取樣偏移，其中第一個碼元定時偏移值已從多個碼元定時偏移值中輸入，而第二個碼元定時偏移值緊隨第一個碼元定時偏移值之后；根據(jù)取樣偏移補償OFDM信號的取樣定時；以及基于碼元間干擾調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時。
計算取樣偏移的步驟最好包括如下步驟延時預(yù)定的時間段，并輸出第一個碼元定時偏移值，直到第二個碼元定時偏移值繼第一個碼元定時偏移值之后被輸入，其中第一個碼元定時偏移值已經(jīng)從偏移檢測單元檢測的多個碼元定時偏移值中輸入；以及從第二個碼元定時偏移值中減去第一個碼元定時偏移值，從而計算OFDM信號的取樣偏移。
該用于在本發(fā)明的碼元定時還原裝置中還原碼元定時的方法，在計算取樣偏移的步驟之后，進(jìn)一步包括，將取樣偏移衰減成預(yù)定范圍內(nèi)的值，以便平滑地保持多個順序相鄰取樣偏移之間的變化差的步驟。從而補償步驟基于已衰減的取樣偏移，補償OFDM信號的取樣定時。此時，碼元間干擾是整數(shù)值，而取樣偏移是小數(shù)值。進(jìn)一步說，如果相應(yīng)于碼元間干擾的整數(shù)值大于“0”，那么調(diào)節(jié)窗定時的步驟依照該整數(shù)值調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時。
在本發(fā)明中，插補器和窗調(diào)節(jié)單元基于取樣偏移和碼元間干擾，補償和調(diào)節(jié)OFDM信號的取樣定時和窗定時，因此可以更穩(wěn)定地還原OFDM信號。此外，窗調(diào)節(jié)單元基于相應(yīng)于由干擾檢測單元提供的碼元間干擾的整數(shù)值，確定是否發(fā)生了窗定時偏移，然后調(diào)節(jié)窗定時，而插補器基于由偏移差計算單元和環(huán)路濾波器提供的小數(shù)值，補償取樣定時，所以在靜態(tài)信道環(huán)境和在動態(tài)信道環(huán)境中都可以更穩(wěn)定而又正確地還原OFDM信號。


通過參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述目的和其它特征將會變得更加清楚，其中圖1是傳統(tǒng)OFDM接收器的方框圖；圖2是由圖1中的偏移檢測單元從OFDM信號檢測到的碼元定時偏移值m的曲線圖，其中OFDM信號在移動通訊信道中傳送；圖3是本發(fā)明的優(yōu)選實施例的OFDM接收器的碼元定時還原裝置的方框圖；圖4是OFDM信號的碼元結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5是圖3中的偏移差計算單元的詳細(xì)方框圖；圖6是使用本發(fā)明的優(yōu)選實施例的碼元定時還原裝置的碼元定時還原方法的流程圖；圖7是圖6中的碼元間干擾(inter-symbol interference)和取樣偏移處理的詳細(xì)流程圖；圖8是圖6中窗定時調(diào)節(jié)和取樣定時補償處理的詳細(xì)流程圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明。
圖3是本發(fā)明的實施例的OFDM接收器的碼元定時還原裝置的方框圖。在描述本發(fā)明的實施例的碼元定時還原裝置之前，首先描述一下OFDM接收器。
在圖3中，OFDM接收器具有模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)100、碼元定時還原裝置500、快速傅立葉變換(FFT)單元400、均衡器600、和前向糾錯器(FEC)700。
ADC 100通過將所接收到的OFDM信號通過取樣、量化、和編碼轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。碼元定時還原裝置500調(diào)節(jié)用于OFDM信號的快速傅立葉變換的窗起點，并調(diào)節(jié)ADC 100中的對OFDM信號的取樣處理中產(chǎn)生的取樣偏移。FFT單元400基于碼元定時還原裝置500中調(diào)節(jié)的窗起點對OFDM信號進(jìn)行快速傅立葉變換。均衡器600補償在關(guān)于從FFT單元400輸出的經(jīng)快速傅立葉變換的OFDM信號的傳送信道中發(fā)生的失真。此時，均衡器600通過導(dǎo)頻信號計算關(guān)于OFDM信號的碼元的定時誤差和頻率誤差值，然后補償傳送信道中的OFDM信號的失真。FEC 700通過為OFDM信號的數(shù)據(jù)設(shè)置的誤差檢測模式檢測誤差，并糾正所檢測數(shù)據(jù)的誤差。
下面參考圖3描述本發(fā)明的實施例的OFDM接收器的碼元定時還原裝置500。碼元定時還原裝置500檢測并調(diào)節(jié)OFDM信號的取樣處理中發(fā)生的OFDM信號的取樣偏移、和用于FFT單元400的快速傅立葉變換的窗起點的偏移。如圖3所示，碼元定時還原裝置500具有偏移檢測單元520、干擾檢測單元540、偏移差計算單元560、和環(huán)路濾波器580。
偏移檢測單元520檢測OFDM信號的碼元定時偏移值m，該碼元定時偏移值m發(fā)生于FFT單元400的快速傅立葉變換和ADC 100的取樣。干擾檢測單元540從由偏移檢測單元520檢測的碼元定時偏移值m，檢測OFDM信號的碼元間干擾(ISI，inter-symbol interference)。此時，干擾檢測單元540檢測到的碼元間干擾是整數(shù)值Im。因此，干擾檢測單元540向窗調(diào)節(jié)單元300提供所檢測到的整數(shù)值Im。窗調(diào)節(jié)單元300基于從干涉檢測單元540提供的整數(shù)值Im，調(diào)節(jié)FFT單元400對于OFDM信號的快速傅立葉變換的窗定時。即，如果該整數(shù)值Im是正數(shù)值，那么窗調(diào)節(jié)單元300確定發(fā)生碼元間干擾，并調(diào)節(jié)窗定時；而如果該整數(shù)值Im是“0”或負(fù)數(shù)值，那么窗調(diào)節(jié)單元300確定沒有發(fā)生碼元間干擾。
偏移差計算單元560從第二個碼元定時偏移值m2中減去第一個碼元定時偏移值m1，計算取樣定時偏移值，其中第一個碼元定時偏移值m1和第二個碼元定時偏移值m2是從由偏移檢測單元520檢測到的多個碼元定時偏移值m中依次輸入的。此時，從偏移差計算單元560計算的取樣定時偏移值是小數(shù)值Fm。環(huán)路濾波器580將該小數(shù)值Fm衰減成預(yù)定范圍內(nèi)的值，以便平滑地保持依次計算出的小數(shù)值Fm的變化差，然后向插補器200提供衰減后的值Fm′。從而，插補器200基于環(huán)路濾波器580提供的小數(shù)值Fm′補償ADC100取樣時產(chǎn)生的誤差。
因此，窗調(diào)節(jié)單元300基于整數(shù)值Im確定是否發(fā)生了窗定時偏移，其中整數(shù)值Im在干擾檢測單元540中通過碼元定時偏移值m檢測出，然后調(diào)節(jié)窗定時，并基于經(jīng)偏移差計算單元560和環(huán)路濾波器580輸出的小數(shù)值Fm，補償取樣定時，從而使得能夠更穩(wěn)定地還原OFDM信號。
圖4是OFDM信號的碼元結(jié)構(gòu)的簡單示意圖。如圖4所示，OFDM信號的碼元S具有相應(yīng)于要傳送的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)間隔A；和保護(hù)間隔GI(guardinterval)，其通過將數(shù)據(jù)間隔A的尾部a復(fù)制到數(shù)據(jù)間隔A的前面而形成。
此時，在保護(hù)間隔GI和數(shù)據(jù)間隔A的連接點是參考點“0”的情形下，如果窗定時的起點t在保護(hù)間隔之后出現(xiàn)(t＞0)，那么出現(xiàn)碼元間干擾。此時，F(xiàn)FT單元400基于錯誤的窗定時實行快速傅立葉變換，因此由于OFDM信號的還原出現(xiàn)性能惡化。因此，干擾檢測單元540基于碼元定時偏移值m，檢測并向窗調(diào)節(jié)單元300提供整數(shù)值Im，該整數(shù)值Im與相應(yīng)于碼元間干擾的整數(shù)值對應(yīng)。因此，窗調(diào)節(jié)單元300在保護(hù)間隔GI中調(diào)節(jié)窗定時的起點，以便消除碼元間干擾。
同樣的，在保護(hù)間隔GI和數(shù)據(jù)間隔A的連接點是參考點“0”，并且窗定時的起點t在保護(hù)間隔之內(nèi)(t≤0)的情形下，數(shù)據(jù)間隔A中的數(shù)據(jù)被輸入到FFT單元400，所以不出現(xiàn)碼元間干擾。此時，干擾檢測單元540檢測并向窗調(diào)節(jié)單元300提供值“0”或負(fù)(-)整數(shù)值Im。在這種情形下，即使窗調(diào)節(jié)器300不將窗定時的起點t調(diào)節(jié)到t＝0的點，F(xiàn)FT單元400也能夠正確地對OFDM信號實行快速傅立葉變化。
圖5是圖3中的偏移差計算單元560的詳細(xì)方框圖。偏移差計算單元560具有延時單元562和減法單元564。延時單元562延時預(yù)定的時間段，并輸出第一個碼元定時偏移值m1(該碼元定時偏移值m1已經(jīng)從偏移檢測單元520輸出的多個碼元定時偏移值m中輸入)，直到第二個碼元定時偏移值m2繼第一個碼元定時偏移值m1之后被輸入，而如果輸入第二個碼元定時偏移值m2，那么減法單元564從第二個碼元定時偏移值m2減去第一個碼元定時偏移值m1，如下述公式1。[公式1]Fm＝m2-m1此時，減法部分564給出減法值，其為小數(shù)值Fm。因此環(huán)路濾波器580將從減法單元564輸出的小數(shù)值衰減成預(yù)定范圍內(nèi)的值，并向插補器200提供衰減后的值Fm′。
圖6是使用本發(fā)明的優(yōu)選實施例的碼元定時還原裝置的碼元定時還原方法的流程圖。
首先，偏移檢測單元520從經(jīng)快速傅立葉變換的OFDM信號中檢測碼元定時偏移值m(S200)。于是，干擾檢測單元540基于碼元定時偏移值m檢測OFDM信號的碼元間干擾Im，而偏移差計算單元560和環(huán)路濾波器580計算OFDM信號的取樣偏移Fm′(S400)。插補器200基于取樣偏移Fm′，依照對于OFDM信號發(fā)生的取樣偏移補償取樣定時，而窗調(diào)節(jié)單元300基于碼元間干擾Im調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時。
從而，插補器200和窗調(diào)節(jié)單元300基于取樣偏移Fm′和碼元間干擾Im補償并調(diào)節(jié)OFDM信號的取樣定時和窗定時，從而使得能夠更穩(wěn)定地還原OFDM信號。
圖7是圖6中步驟S400的詳細(xì)流程圖。干擾檢測單元540通過由偏移檢測單元520檢測出的碼元定時偏移值m檢測相應(yīng)于碼元間干擾的整數(shù)值Im(S420)。接著，偏移差計算單元560從第一個碼元定時偏移值m1(該碼元定時偏移值m1已經(jīng)從偏移檢測單元520輸出的多個碼元定時偏移值m中輸入)中減去繼第一個碼元定時偏移值m1之后輸入的第二個碼元定時偏移值m2，然后計算小數(shù)值Fm(S440)。此時，環(huán)路濾波器580將相應(yīng)的小數(shù)值Fm衰減成預(yù)定范圍內(nèi)的值，以使偏移差計算單元560計算出小數(shù)值Fm之間的變化平滑，并計算取樣偏移值Fm′(S460)。
圖8是圖6中的步驟S600的詳細(xì)流程圖。首先，插補器200根據(jù)環(huán)路濾波器580輸出的取樣偏移值Fm′，補償OFDM信號的取樣定時。
同時，窗調(diào)節(jié)單元300確定從干擾檢測單元540輸出的相應(yīng)于碼元間干擾的整數(shù)值Im是否大于“0”(S630)。在步驟S630，如果確定該整數(shù)值Im不大于“0”，那么窗調(diào)節(jié)單元300向FFT單元400提供OFDM信號和已經(jīng)為OFDM設(shè)置的窗定時(S650)。據(jù)此，F(xiàn)FT單元400相應(yīng)于已設(shè)置的窗定時，對所輸入的OFDM信號實行快速傅立葉變換，并向均衡器600提供經(jīng)快速傅立葉變換的OFDM信號。
在步驟S630，如果確定整數(shù)值Im大于“0”，那么窗調(diào)節(jié)單元300基于整數(shù)值Im調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時(S670)。此時，窗調(diào)節(jié)單元300向FFT單元400提供OFDM信號和已為OFDM信號調(diào)節(jié)過的窗定時(690)。據(jù)此，F(xiàn)FT單元400依照調(diào)節(jié)后的窗定時對OFDM信號實行快速傅立葉變換，并向均衡器600提供經(jīng)快速傅立葉變換的OFDM信號。
從而，通過根據(jù)碼元定時值m檢測有關(guān)OFDM信號的取樣偏移和碼元間干擾，補償并調(diào)節(jié)取樣定時和窗定時，可以更穩(wěn)定而又正確地還原該OFDM信號。此外，既可以在靜態(tài)的信道環(huán)境中，也可以在信道環(huán)境變化的動態(tài)信道環(huán)境中穩(wěn)定地還原OFDM信號。
在本發(fā)明中，插補器和窗調(diào)節(jié)單元基于取樣偏移和碼元間干擾，補償和調(diào)節(jié)OFDM信號的取樣定時和窗定時，因此可以更穩(wěn)定地還原OFDM信號。
此外，窗調(diào)節(jié)單元基于相應(yīng)于干擾檢測單元提供的碼元間干擾的整數(shù)值，確定是否發(fā)生了窗定時偏移，然后調(diào)節(jié)窗定時，而插補器基于由偏移差計算單元和環(huán)路濾波器提供的小數(shù)值，補償取樣定時，所以在靜態(tài)信道環(huán)境和在動態(tài)信道環(huán)境中都可以更穩(wěn)定而又正確地還原OFDM信號。
盡管本發(fā)明是根據(jù)優(yōu)選實施例來描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明不應(yīng)僅限于所述優(yōu)選實施例，在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于在OFDM接收器中還原碼元定時碼元定時包括偏移檢測單元，用于從經(jīng)快速傅立葉變換的OFDM信號估計碼元定時偏移值；干擾檢測單元，用于使用碼元定時偏移值，并檢測OFDM信號的碼元間干擾；偏移差計算單元，用于從第一個碼元定時偏移值減去第二個碼元定時偏移值，計算OFDM信號的取樣偏移，其中第一個碼元定時偏移值已從多個碼元定時偏移值中輸入，而第二個碼元定時偏移值緊隨第一個碼元定時偏移值之后；插補器，用于根據(jù)偏移差計算單元計算的取樣偏移補償OFDM信號的取樣定時；以及窗調(diào)節(jié)單元，用于基于干擾檢測單元檢測到的碼元間干擾，調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時。
2.如權(quán)利要求1所述碼元定時其中偏移差計算單元包括延時單元，用于延時預(yù)定的時間段，并輸出第一個碼元定時偏移值，直到第二個碼元定時偏移值繼第一個碼元定時偏移值之后被輸入，其中第一個碼元定時偏移值已經(jīng)從偏移檢測單元輸出的多個碼元定時偏移值中輸入；以及減法部分，用于從第二個碼元定時偏移值中減去第一個碼元定時偏移值，從而計算OFDM信號的取樣偏移。
3.如權(quán)利要求2所述碼元定時進(jìn)一步包括環(huán)路濾波器，用于將取樣偏移衰減成預(yù)定范圍內(nèi)的值，以便平滑地保持由減法部分計算的多個順序相鄰取樣偏移之間的變化差，并向插補器提供衰減后的值。
4.如權(quán)利要求3所述碼元定時其中由干擾檢測單元檢測到的碼元間干擾是整數(shù)值，而環(huán)路濾波器衰減后的取樣偏移是小數(shù)值。
5.如權(quán)利要求4所述碼元定時其中，如果相應(yīng)于干擾檢測單元檢測的碼元間干擾的整數(shù)值大于“0”，那么窗調(diào)節(jié)單元依照所述整數(shù)值調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時。
6.一種OFDM接收器，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所接收的OFDM信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；快速傅立葉變換單元，用于對已成數(shù)字信號的OFDM信號實行快速傅立葉變換；偏移檢測單元，用于從經(jīng)快速傅立葉變換的OFDM信號中檢測碼元定時偏移值；干擾檢測單元，用于通過使用碼元定時偏移值檢測OFDM信號的碼元間干擾；偏移差計算單元，用于從第一個碼元定時偏移值減去第二個碼元定時偏移值，計算OFDM信號的取樣偏移，其中第一個碼元定時偏移值已從多個碼元定時偏移值中輸入，而第二個碼元定時偏移值緊隨第一個碼元定時偏移值之后；插補器，用于根據(jù)由偏移差計算單元計算的取樣偏移補償OFDM信號的取樣定時；窗調(diào)節(jié)單元，用于基于由干擾檢測單元檢測到的碼元間干擾，調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時；以及均衡部分，用于依照信道環(huán)境補償經(jīng)快速傅立葉變換的OFDM信號的傳送失真。
7.如權(quán)利要求6所述的OFDM接收器，其中偏移差計算單元包括延時單元，用于延時預(yù)定的時間段，并輸出第一個碼元定時偏移值，直到第二個碼元定時偏移值繼第一個碼元定時偏移值之后被輸入，其中第一個碼元定時偏移值已經(jīng)從偏移檢測單元輸出的多個碼元定時偏移值中輸入；以及減法部分，用于從第二個碼元定時偏移值中減去第一個碼元定時偏移值，從而計算OFDM信號的取樣偏移。
8.如權(quán)利要求7所述的OFDM接收器，進(jìn)一步包括環(huán)路濾波器，用于將取樣偏移衰減成預(yù)定范圍內(nèi)的值，以便平滑地保持由減法部分計算的多個順序相鄰取樣偏移之間的變化差，并向插補器提供衰減后的值。
9.如權(quán)利要求8所述的OFDM接收器，其中干擾檢測單元檢測到的碼元間干擾是整數(shù)值，而環(huán)路濾波器衰減后的取樣偏移是小數(shù)值。
10.如權(quán)利要求9所述的OFDM接收器，其中，如果相應(yīng)于由干擾檢測單元檢測的碼元間干擾的整數(shù)值大于“0”，那么窗調(diào)節(jié)單元依照所述整數(shù)值調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時。
11.一種用于在碼元定時還原裝置中還原碼元定時的方法，包括如下步驟從經(jīng)快速傅立葉變換的OFDM信號中檢測碼元定時偏移值；基于碼元定時偏移值檢測OFDM信號的碼元間干擾；從第一個碼元定時偏移值減去第二個碼元定時偏移值，計算OFDM信號的取樣偏移，其中第一個碼元定時偏移值已從多個碼元定時偏移值中輸入，而第二個碼元定時偏移值緊隨第一個碼元定時偏移值之后；根據(jù)取樣偏移補償OFDM信號的取樣定時；以及基于碼元間干擾調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中計算取樣偏移的步驟包括如下步驟延時預(yù)定的時間段，并輸出第一個碼元定時偏移值，直到第二個碼元定時偏移值繼第一個碼元定時偏移值之后被輸入，其中第一個碼元定時偏移值已經(jīng)從偏移檢測單元輸出的多個碼元定時偏移值中輸入；以及從第二個碼元定時偏移值中減去第一個碼元定時偏移值，從而計算OFDM信號的取樣偏移。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，在計算取樣偏移的步驟之后，進(jìn)一步包括，將取樣偏移衰減成預(yù)定范圍內(nèi)的值，以便平滑地保持多個順序相鄰取樣偏移的變化之間的差的步驟，其中補償步驟基于已衰減的取樣偏移，補償OFDM信號的取樣定時。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中碼元間干擾是整數(shù)值，而取樣偏移是小數(shù)值。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，如果相應(yīng)于碼元間干擾的整數(shù)值大于“0”，那么調(diào)節(jié)窗定時的步驟依照該整數(shù)值調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時。
全文摘要
一種用于在OFDM接收器中還原碼元定時的裝置。該裝置具有偏移檢測單元，用于從經(jīng)快速傅立葉變換的OFDM信號估計碼元定時偏移值；干擾檢測單元，用于基于碼元定時偏移值，檢測OFDM信號的碼元間干擾；偏移差計算單元，用于從第一個碼元定時偏移值減去第二個碼元定時偏移值，計算OFDM信號的取樣偏移，其中第一個碼元定時偏移值已從多個碼元定時偏移值中輸入，而第二個碼元定時偏移值緊隨第一個碼元定時偏移值之后；插補器，用于根據(jù)由偏移差計算單元計算的取樣偏移補償OFDM信號的取樣定時；以及窗調(diào)節(jié)單元，用于基于由干擾檢測單元檢測到的碼元間干擾，調(diào)節(jié)OFDM信號的窗定時。
文檔編號H04L27/26GK1438776SQ0310182
公開日2003年8月27日 申請日期2003年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月29日
發(fā)明者權(quán)容植 申請人:三星電子株式會社