專利名稱：數(shù)字廣播接收機(jī)的碼元定時(shí)偏移估計(jì)器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種數(shù)字廣播接收機(jī)。本發(fā)明尤其涉及這樣一種用于補(bǔ)償碼元定時(shí)偏移的碼元定時(shí)偏移估計(jì)器及其碼元定時(shí)偏移估計(jì)方法。
背景技術(shù)：
通常，Gardener算法用于估計(jì)碼元定時(shí)偏移。與二進(jìn)制移相鍵控(BPSK)或者正交移相鍵控(QPSK)相似，Gardener算法使用下面的公式1基本地恢復(fù)具有2電平的信號的定時(shí)。
errT＝u(n-1){u(n)-u(n-2)}在公式1中，u(n-1)表示關(guān)于變化的采樣信號之間的中間采樣信號(middle-sampling)的幅度。對于具有2電平的信號，中間采樣信號的幅度始終是‘0’。如果u(n-1)不為‘0’，定時(shí)誤差就存在，并且u(n-1)變?yōu)槎〞r(shí)誤差的幅度。
u(n)-u(n-2)反映關(guān)于中間采樣信號的前采樣信號和后采樣信號之間的幅度差，并且表示定時(shí)誤差的斜率。
參照公式1，即使在前采樣信號和后采樣信號之間有幅度差，當(dāng)中間采樣信號的幅度為‘0’時(shí)，定時(shí)誤差也不存在。當(dāng)中間采樣信號的幅度是某一值時(shí)，相應(yīng)的定時(shí)誤差就存在。
圖1示出關(guān)于具有2電平的信號的Gardener算法的過程。
參照圖1，A部分顯示了當(dāng)沒有碼元定時(shí)偏移時(shí)的情形。在A部分中，因?yàn)橹虚g采樣信號的幅度為‘0’，即使前采樣信號和后采樣信號的幅度變化，定時(shí)誤差也被測量為‘0’。
B部分顯示了當(dāng)接收到的信號被延遲碼元定時(shí)偏移時(shí)的情形。在B部分中，中間采樣信號具有某一幅度。因此，通過將中間采樣信號的幅度與前采樣信號和后采樣信號之間的幅度差相乘來測量定時(shí)誤差。測量出的定時(shí)誤差是用于估計(jì)碼元定時(shí)偏移的基礎(chǔ)。
但是，當(dāng)使用如M進(jìn)制正交幅度調(diào)制(M-QAM)和時(shí)域同步正交頻分復(fù)用(TDS-OFDM)的調(diào)制方法并且信號具有多電平時(shí)，由于噪聲如抖動(dòng)而使Gardener算法不能精確地估計(jì)碼元定時(shí)偏移。
圖2示出當(dāng)使用Gardener算法并且信號具有8電平時(shí)的碼元定時(shí)偏移的估計(jì)。
如圖2所示，C和D部分顯示了當(dāng)沒有碼元定時(shí)偏移時(shí)的情形。當(dāng)使用Gardener算法用于估計(jì)定時(shí)誤差時(shí)，在C部分中的中間采樣信號的幅度為‘0’，而在D部分中的中間采樣信號的幅度為某一值。其結(jié)果是，即使在D部分中沒有定時(shí)誤差，也能測量出相應(yīng)的定時(shí)誤差。當(dāng)估計(jì)出碼元定時(shí)偏移時(shí)，測量出的定時(shí)誤差變?yōu)槎秳?dòng)分量。因此，不能精確地估計(jì)碼元定時(shí)偏移。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種通過將具有多電平信號的數(shù)字接收機(jī)中的抖動(dòng)減到最少而能夠精確地估計(jì)碼元定時(shí)偏移的碼元定時(shí)偏移估計(jì)器及其碼元定時(shí)偏移估計(jì)方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，碼元定時(shí)偏移估計(jì)器包括誤差測量單元，用于使用在輸入采樣信號中的中間采樣信號和預(yù)測出的中間采樣信號的幅度來測量定時(shí)誤差；2-下采樣單元，用于以2為倍率下采樣來提取關(guān)于中間采樣信號的測量出的定時(shí)誤差；和環(huán)路濾波器，用于使用提取出的定時(shí)誤差來估計(jì)碼元定時(shí)偏移。
由下式確定在誤差測量單元中被測量的定時(shí)誤差errerr={u(n-1)-12[u(n)+u(n-2)]}×{u(n)-u(n-2)}]]>其中，u(n)表示輸入信號。
由下式確定在誤差測量單元中被測量的定時(shí)誤差errerr＝{u(n-1)-[...u(n)·corf(n)+u(n-2)·corf(n-2)...]}×{u(n)-u(n-2)}其中，u(n)表示輸入信號，并且corf(n)表示脈沖整形濾波器第n個(gè)抽頭的系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，碼元定時(shí)偏移估計(jì)方法包括誤差測量步驟，用于使用在輸入采樣信號中的中間采樣信號和預(yù)測出的中間采樣信號的幅度來測量定時(shí)誤差；下采樣步驟，用于以2為倍率下采樣來提取關(guān)于中間采樣信號的測量出的定時(shí)誤差；和用于使用提取出的定時(shí)誤差來估計(jì)碼元定時(shí)偏移的步驟。
由下式確定在誤差測量步驟中被測量的定時(shí)誤差errerr={u(n-1)-12[u(n)+u(n-2)]}×{u(n)-u(n-2)}]]>其中，u(n)表示輸入信號。
由下式確定在誤差測量步驟中被測量的定時(shí)誤差errerr＝{u(n-1)-[...u(n)·corf(n)+u(n-2)·corf(n-2)...]}×{u(n)-u(n-2)}其中，u(n)表示輸入信號，并且corf(n)表示脈沖整形濾波器第n個(gè)抽頭的系數(shù)。
因此，相對于輸入信號預(yù)測中間采樣信號，并且通過比較預(yù)測出的中間采樣信號和實(shí)際的采樣信號來測量定時(shí)誤差。其結(jié)果是，在具有多電平信號的接收機(jī)中可以精確地補(bǔ)償碼元定時(shí)偏移。


通過結(jié)合附圖對下面的詳細(xì)描述閱讀后，本發(fā)明的上述目的和其他的特性、優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖1是示出關(guān)于具有2電平的信號的Gardener算法過程的視圖；圖2是示出關(guān)于具有8電平的信號的Gardener算法過程的視圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的碼元定時(shí)偏移估計(jì)器的示意方框圖；和圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的碼元定時(shí)偏移估計(jì)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)例。通過參照附圖對實(shí)施例進(jìn)行以下描述來解釋本發(fā)明。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的碼元定時(shí)偏移估計(jì)器的示意方框圖。
碼元定時(shí)偏移估計(jì)器300包括誤差測量單元310、2-下采樣單元330和環(huán)路濾波器350。
誤差測量單元310通過比較實(shí)際輸入的采樣信號之間的中間采樣信號的幅度和以預(yù)定的算法預(yù)測出的中間采樣信號的幅度來測量定時(shí)誤差。具體地，如果實(shí)際中間采樣信號和預(yù)測出的中間采樣信號之間的差為‘0’，那么就沒有定時(shí)誤差。如果差為某一值，那么就存在與此差相對應(yīng)的定時(shí)誤差。
2-下采樣單元330將從誤差測量單元310輸出的信號以2為倍率下采樣來提取測量出的定時(shí)誤差。
環(huán)路濾波器350使用提取出的定時(shí)誤差來估計(jì)碼元定時(shí)偏移。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的碼元定時(shí)偏移估計(jì)方法的流程圖，以下參照公式2至5更詳細(xì)地描述。
在步驟S410中，誤差測量單元310基于輸入采樣信號的實(shí)際中間采樣信號和預(yù)測出的中間采樣信號之間的幅度差來測量定時(shí)誤差。
例如，使用下面的公式2來預(yù)測中間采樣信號。
u′(n-1)=12[u(n)+u(n-2)]]]>使用前采樣信號和后采樣信號的平均幅度來預(yù)測在具有多電平的采樣信號中的中間采樣信號的幅度。
使用基于公式2預(yù)測出的中間采樣信號的定時(shí)誤差測量算法表示為公式3。
err={u(n-1)-12[u(n)+u(n-2)]}...........(1)]]>×{u(n)-u(n-2)}............................(2)]]>在公式3中，通過將(1)實(shí)際中間采樣信號和預(yù)測出的中間采樣信號之間的幅度差與(2)前采樣信號和后采樣信號之間的幅度變化相乘，來確定定時(shí)誤差的幅度和方向。也就是說，基于(1)來確定定時(shí)誤差的幅度，并且基于(2)來確定定時(shí)誤差的方向。
用于預(yù)測中間采樣信號的算法的另一個(gè)例子表示為下面的公式4。
u’(n-1)＝[...u(n)·corf(n)+u(n-2)·corf(n-2)...]在公式4中，corf(n)表示脈沖整形濾波器第n個(gè)抽頭的系數(shù)。
通常，發(fā)射機(jī)通過將由系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生的信號以2為倍率上采樣來對每個(gè)信號插入其電平為‘0’的信號。接著，脈沖整形濾波器將這些具有‘0’電平的信號濾波來生成具有某一電平的信號。
如上所述，預(yù)測中間采樣信號的幅度作為脈沖整形濾波器的系數(shù)。公式4是用于使用脈沖整形濾波器的系數(shù)來預(yù)測中間采樣信號的幅度的算法。由于使用了脈沖整形濾波器系數(shù)中的用于補(bǔ)償中間采樣信號的系數(shù)，因此只使用每2個(gè)抽頭跳躍的系數(shù)值來預(yù)測中間采樣信號的幅度。
使用通過公式4預(yù)測出的中間采樣信號的定時(shí)誤差測量算法表示為公式5。
err＝{u(n-1)-[...u(n)·corf(n)+u(n-2)·corf(n-2)...]}...(3)×{u(n)-u(n-2)}....................................(4)參照公式5，通過將(3)實(shí)際中間采樣信號和預(yù)測出的中間采樣信號之間的幅度差與(4)前采樣信號和后采樣信號之間的幅度變化相乘，來測量具有幅度和方向的定時(shí)誤差。
通過相應(yīng)于具有多電平的信號的上述算法來測量定時(shí)誤差。
在步驟S430中，2-下采樣單元330將從誤差測量單元310輸出的信號以2為倍率下采樣來提取測量出的定時(shí)誤差。
在步驟S450中，環(huán)路濾波器350使用提取出的定時(shí)誤差來估計(jì)碼元定時(shí)偏移。
因此，預(yù)測關(guān)于輸入信號的中間采樣信號，并通過比較預(yù)測出的中間采樣信號和實(shí)際中間采樣信號來測量定時(shí)誤差。其結(jié)果是，在具有多電平信號的接收機(jī)中能夠精確地補(bǔ)償碼元定時(shí)偏移。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明實(shí)施例，使用定時(shí)誤差測量算法可以將抖動(dòng)減到最小，并由此在估計(jì)碼元定時(shí)偏移時(shí)可以將誤差減到最小。
盡管描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員一旦領(lǐng)悟到基本的發(fā)明概念，便可作出實(shí)施例的附加的改變和修改。因此，應(yīng)該理解的是，所附權(quán)利要求應(yīng)被解釋為包括上述實(shí)施例和落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有這樣的改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字廣播接收機(jī)的碼元定時(shí)偏移估計(jì)器，包括誤差測量單元，用于使用在輸入采樣信號中的中間采樣信號和預(yù)測出的中間采樣信號的幅度來測量定時(shí)誤差；2-下采樣單元，用于以2為倍率下采樣來提取關(guān)于中間采樣信號的測量出的定時(shí)誤差；和環(huán)路濾波器，用于使用提取出的定時(shí)誤差來估計(jì)碼元定時(shí)偏移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碼元定時(shí)偏移估計(jì)器，其中，由下式確定在誤差測量單元中測量的定時(shí)誤差errerr={u(n-1)-12[u(n)+u(n-2)]}×{u(n)-u(n-2)}]]>其中，u(n)表示輸入信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碼元定時(shí)偏移估計(jì)器，其中，由下式確定在誤差測量單元中測量的定時(shí)誤差errerr＝{u(n-1)-[...u(n)·corf(n)+u(n-2)·corf(n-2)...]}×{u(n)-u(n-2)}其中，u(n)表示輸入信號，并且corf(n)表示脈沖整形濾波器第n個(gè)抽頭的系數(shù)。
4.一種數(shù)字廣播接收機(jī)的碼元定時(shí)偏移估計(jì)方法，包括誤差測量步驟，用于使用在輸入采樣信號中的中間采樣信號和預(yù)測出的中間采樣信號的幅度來測量定時(shí)誤差；下采樣步驟，用于以2為倍率下采樣來提取關(guān)于中間采樣信號的測量出的定時(shí)誤差；和用于使用提取出的定時(shí)誤差來估計(jì)碼元定時(shí)偏移的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，由下式確定在誤差測量步驟中測量的定時(shí)誤差errerr={u(n-1)-12[u(n)+u(n-2)]}×{u(n)-u(n-2)}]]>其中，u(n)表示輸入信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，由下式確定在誤差測量步驟中測量的定時(shí)誤差errerr＝{u(n-1)-[...u(n)·corf(n)+u(n-2)·corf(n-2)...]}×{u(n)-u(n-2)}其中，u(n)表示輸入信號，并且corf(n)表示脈沖整形濾波器第n個(gè)抽頭的系數(shù)。
全文摘要
一種可應(yīng)用于具有多電平的信號的碼元定時(shí)偏移估計(jì)器及其方法。碼元定時(shí)偏移估計(jì)器包括誤差測量單元，用于使用在輸入采樣信號中的中間采樣信號和預(yù)測出的中間采樣信號的幅度來測量定時(shí)誤差；2－下采樣單元，用于以2為倍率下采樣來提取關(guān)于中間采樣信號的測量出的定時(shí)誤差；和環(huán)路濾波器，用于使用提取出的定時(shí)誤差來估計(jì)碼元定時(shí)偏移。
文檔編號H04L27/00GK1574847SQ20041004525
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月5日
發(fā)明者樸贊燮 申請人:三星電子株式會(huì)社