專利名稱：時域同步正交頻分復(fù)用接收裝置及其均衡方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)信道狀態(tài)使用不同均衡器的時域同步正交頻分復(fù)用(TDS-OFDM)接收裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種根據(jù)信道狀態(tài)有選擇地使用時域均衡器和頻域均衡器之一進行均衡和改善TDS-OFDM系統(tǒng)的接收的TDS-OFDM接收裝置及其均衡方法。
背景技術(shù)：
OFDM方案將以串行形式輸入的碼元行轉(zhuǎn)換為預(yù)定的基于塊的并行數(shù)據(jù)，并將并行的碼元多路復(fù)用到各不相同的副載頻。OFDM方案使用多載波，這與使用單載波的常規(guī)方法很不同。在多載波中，各載波彼此具有正交性。正交性是指兩載波相乘為零的特性，這是使用多載波的必要條件。OFDM方案主要使用快速傅立葉變換(FFT)和快速傅立葉逆變換(IFFT)。因此，基于載波間的正交性和FFT實現(xiàn)OFDM方案。
OFDM信號包括多載波，每個多載波具有很小的帶寬。因此，整個頻譜形狀基本上變?yōu)榉叫危鄳?yīng)地，與使用單載波的情形相比頻率效率提高了。另外，由于OFDM信號的波形和高斯白噪聲的波形相同，與其他廣播業(yè)務(wù)比如逐行倒相(PAL)和順序傳送色彩與記憶制(SECAM)相比，OFDM信號具有更少的干擾。
近來，為了提高陸地數(shù)字電視(DTV)傳輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的速度，提出了數(shù)字多媒體陸地廣播(DMB-T)，這是陸地DTV的新傳輸標(biāo)準(zhǔn)。使用DMB-T的傳輸系統(tǒng)也使用TDS-OFDM方案。OFDM調(diào)制單元使用3780-點的離散傅立葉逆變換/離散傅立葉變換(IDFT/DFT)處理器。
然而，在傳輸信道上，根據(jù)信道狀態(tài)可能產(chǎn)生多種信號失真。信號受失真尤其是由于多徑而產(chǎn)生的失真的影響極大，在數(shù)字廣播中失真是致命的。為了補償失真，為接收端提供了均衡器以補償傳輸信道的錯誤。
圖1是常規(guī)的TDS-OFDM接收裝置的方框圖，該裝置包括射頻接收單元(RF RX)10、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)12、同步單元14、多路分解器16、偽噪聲(PN)相關(guān)單元20、第一FFT單元30、第二FFT單元40、頻域均衡單元50、和前向糾錯器(FEC)單元60。
RF RX 10將通過天線接收的OFDM信號下變換到基帶。ADC 12將來自RF RX 10的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
同步單元14使用作為同步信息發(fā)送的PN序列進行碼元定時和頻率同步。PN序列是同步信息，用于從TDS-OFDM接收裝置接收到的OFDM信號的同步和信道預(yù)測。PN序列被插入在將在下文描述的保護間隔(GI)之前。
多路分解器16將從同步單元14接收到的OFDM廣播信號分解為PN序列、GI、和OFDM碼元并輸出。GI被插入在PN序列和OFDM碼元之間，以抑制多徑環(huán)境中的碼元間干擾(ISI)。
PN相關(guān)單元20將參考信號行和PN序列間的PN相關(guān)性輸出到第一FFT單元30，以提供信道狀態(tài)信息。第一FFT單元30變換PN相關(guān)性，并將其輸出到頻域均衡單元50。
從多路分解器16輸出的OFDM碼元被輸出到第二FFT單元40，第二FFT單元40通過FFT變換OFDM碼元，以輸出到頻域均衡單元50。
頻域均衡單元50基于從第一FFT單元30接收到的PN相關(guān)性，均衡從第二FFT單元40接收到的變換的OFDM碼元。
FEC單元60使用適于均衡的OFDM碼元的檢錯方法檢測錯誤，并糾正檢測到的錯誤。
如上所述，常規(guī)的TDS-OFDM接收裝置使用PN相關(guān)性估計信道狀態(tài)，并使用估計的信道狀態(tài)均衡頻域。然而，當(dāng)信道狀態(tài)的信息由于失真和噪聲分量而不準(zhǔn)確時，均衡功能惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于至少解決上述問題和/或缺點并提供至少下面描述的優(yōu)點。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種時域同步正交頻分復(fù)用(TDS-OFDM)接收裝置及其均衡方法，該裝置根據(jù)信道狀態(tài)使用時域均衡器和頻域均衡器之一進行均衡，并由此提高TDS-OFDM系統(tǒng)的接收效率。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述方面，提供了一種TDS-OFDM接收裝置，包括同步單元，用于將經(jīng)天線接收的、下變換到基帶、并經(jīng)模-數(shù)轉(zhuǎn)換的正交頻分復(fù)用(OFDM)信號同步；多路分解器，用于將從同步單元接收到的OFDM信號分解為包括同步信息和OFDM碼元的多個信號；時域均衡單元，用于使用同步信息均衡時域中的OFDM碼元；第一快速傅立葉變換(FFT)單元，用于通過FFT變換同步信息的相關(guān)性；第二FFT單元，用于通過FFT變換OFDM碼元；頻域均衡單元，用于使用在第一FFT單元變換的同步信息的相關(guān)性，均衡在第二FFT單元變換的OFDM碼元；和信道狀態(tài)確定單元，用于計算同步信息的相關(guān)性，以估計信道狀態(tài)，并基于估計的信道狀態(tài)，選擇時域均衡單元和頻域均衡單元之一用于均衡。
同步單元使用同步信息，同步信息是PN序列。
時域均衡單元是判決反饋均衡器(DFE)、卡爾曼均衡器、和數(shù)據(jù)再循環(huán)(data recycling)均衡器之一。
信道狀態(tài)確定單元估計多徑的長度和延遲時間，如果長度和延遲時間分別小于第一和第二閾值，則選擇時域均衡單元，否則，選擇頻域均衡單元。
一種TDS-OFDM接收裝置的均衡方法，包括下述步驟(a)將經(jīng)天線接收、下變換到基帶、并被模-數(shù)轉(zhuǎn)換的正交頻分復(fù)用(OFDM)信號同步；(b)將同步的OFDM信號分解為包括同步信息和OFDM碼元的多個信號；(c)計算同步信息的相關(guān)性以估計信道狀態(tài)，并基于估計的信道狀態(tài)選擇時域均衡模式和頻域均衡模式之一；(d)當(dāng)在步驟(c)中選擇時域均衡模式時，使用同步信息均衡時域中的OFDM碼元，并通過FFT變換均衡的OFDM碼元；和(e)當(dāng)在步驟(c)中選擇頻域均衡模式時，變換同步信息的相關(guān)性和OFDM碼元，并使用變換的同步信息的相關(guān)性均衡頻域中的變換的OFDM碼元。
步驟(a)使用同步信息，同步信息是PN序列。
時域均衡是判決反饋均衡(DFE)、卡爾曼均衡、和數(shù)據(jù)再循環(huán)均衡之一。
步驟(c)估計多徑的長度和延遲時間，如果長度和延遲時間分別小于第一和第二閾值，則選擇時域均衡模式，否則，選擇頻域均衡模式。


通過參照附圖對本發(fā)明示例性的實施例進行的詳細描述，本發(fā)明的上述目的和其他特點將會變得更加清楚，其中圖1是常規(guī)TDS-OFDM接收裝置的方框圖；圖2是本發(fā)明的實施例的TDS-OFDM接收裝置的方框圖；和圖3是表示本發(fā)明實施例的根據(jù)信道狀態(tài)使用不同均衡方法進行均衡的TDS-OFDM接收裝置的均衡方法的流程圖。
應(yīng)該理解的是，圖中相同的標(biāo)號表示相同的圖形和結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
以下，將參照附圖來詳細說明本發(fā)明。
圖2是本發(fā)明實施例的TDS-OFDM接收裝置的框圖。參照圖2，TDS-OFDM接收裝置包括射頻接收單元(RF RX)100、ADC 120、同步單元140、多路分解器160、信道狀態(tài)確定單元200、第一開關(guān)210、第二開關(guān)220、第一FFT單元310、第二FFT單元320、時域均衡單元400、頻域均衡單元500、和FEC單元600。
RF RX 100將經(jīng)天線接收的OFDM廣播信號下變換到基帶，ADC 120將來自RF RX 100的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
同步單元140使用作為同步信息發(fā)送的PN序列進行碼元定時和頻率同步。
多路分解器160將從同步單元140接收到的OFDM廣播信號分解為PN序列、GI、和OFDM碼元并輸出。
信道狀態(tài)確定單元200選擇TDS-OFDM接收裝置中提供的時域均衡單元400和頻域均衡單元500之一，以使用被選擇的均衡單元進行均衡。
時域均衡單元400通常使用PN序列，該序列是OFDM廣播信號同步信息。均衡范圍依賴于PN序列的長度。當(dāng)信道中存在長多徑時，時域均衡單元400可能不能完全起作用。使用PN相關(guān)性的頻域均衡單元500在均衡中不受PN序列長度中的多徑的影響。因此，盡管信道中存在長多徑，均衡效率不會惡化。但是，頻域均衡單元500對噪聲很敏感。
因此，信道狀態(tài)確定單元200計算從多路分解器160接收到的PN相關(guān)性，并使用PN相關(guān)性估計信道中多徑的長度和延遲時間。如果多徑的長度小于預(yù)定的第一閾值T1，且延遲時間小于預(yù)定的第二閾值T2，則信道狀態(tài)確定單元200調(diào)整第一和第二開關(guān)210和220，以將從多路分解器的輸出的OFDM碼元發(fā)送到時域均衡單元400。因此，信道狀態(tài)確定單元200設(shè)置路徑，從而OFDM碼元在時域均衡單元400中被均衡，并通過第二FFT單元320被發(fā)送到FEC單元600。另一方面，當(dāng)多徑的長度等于或大于第一閾值T1，或多徑的延遲時間等于或大于第二閾值T2，則信道狀態(tài)確定單元200調(diào)整第一和第二開關(guān)210和220來設(shè)置路徑，以便從多路分解器160輸出的OFDM碼元通過第二FFT單元320被發(fā)送到頻域均衡單元500。信道狀態(tài)確定單元200基于多徑的長度和延遲時間選擇兩個均衡單元之一。根據(jù)時域均衡單元400可以處理的多徑的長度和重影范圍確定長度和延遲時間。
時域均衡單元400使用從多路分解器160接收到的PN序列信息均衡時域中的OFDM碼元。對于時域均衡單元400，可以采用判決反饋均衡器(DFE)、卡爾曼均衡器、和數(shù)據(jù)再循環(huán)均衡器。
當(dāng)信道狀態(tài)確定單元200輸出PN相關(guān)性到第一FFT單元310時，該相關(guān)性是參考信號行和PN序列之間的計算出的用于信道狀態(tài)的信息的相關(guān)性，第一FFT單元310通過FFT變換PN相關(guān)性，并將其輸出到頻域均衡單元500。頻域均衡單元500基于從第一FFT單元310接收到的PN相關(guān)性均衡從第二FFT單元320接收到的OFDM碼元。
FEC單元600使用相應(yīng)的錯誤檢測方法檢測均衡的OFDM碼元的錯誤，并糾正檢測到的錯誤。
圖3是表示本發(fā)明實施例的根據(jù)信道狀態(tài)使用不同均衡方法的TDS-OFDM接收裝置的均衡方法的流程圖。參照圖3，經(jīng)天線接收的OFDM廣播信號在RFRX 100中被下變換到基帶，在ADC 120中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，在同步單元140中被同步(S810)。
多路分解器160將從同步單元140接收到的OFDM廣播信號分解為PN序列、GI、和OFDM碼元并輸出(S820)。
信道狀態(tài)確定單元200計算從多路分解器160接收到的PN序列的PN相關(guān)性，并使用PN相關(guān)性估計信道中多徑的長度和延遲時間(S830)。
如果多徑的長度小于預(yù)定的第一閾值T1，和延遲時間小于預(yù)定的第二閾值T2，則信道狀態(tài)確定單元200設(shè)置路徑，以便OFDM碼元在時域均衡單元400中被均衡(S851)，在第二FFT單元320中被變換，并通過第二FFT單元320發(fā)送到FEC單元600(S861)。
另一方面，當(dāng)多徑的長度等于或大于第一閾值T1，和多徑的延遲時間等于或大于第二閾值T2時，信道狀態(tài)確定單元200設(shè)置路徑，以便從多路分解器160輸出的OFDM碼元通過第二FFT單元320被發(fā)送到頻域均衡單元500。信道狀態(tài)確定單元200將PN相關(guān)性輸出到第一FFT單元310，以便PN相關(guān)性被變換并輸出到頻域均衡單元500(S853)。頻域均衡單元500基于從第一FFT單元310接收到的PN相關(guān)性均衡從第二FFT單元320接收到的OFDM碼元。(S863)。
FEC單元600使用相應(yīng)的錯誤檢測方法檢測均衡的OFDM碼元的錯誤，并糾正檢測到的錯誤(S870)。
從上述本發(fā)明實施例的描述可以理解，為了提高的TDS-OFDM系統(tǒng)的接收效率，根據(jù)信道狀態(tài)在時域均衡單元和頻域均衡單元中選擇一個。因此，可以解決常規(guī)的接收裝置的問題，即由于常規(guī)接收裝置只在頻域中均衡而不能補償由相關(guān)性抖動和噪聲引起的小多徑的問題。
盡管參照其特定實施例已表示和描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的精神和范圍的情況下可作各種形式和細節(jié)的修改。
權(quán)利要求
1.一種時域同步正交頻分復(fù)用(TDS-OFDM)接收裝置，包括同步單元，用于將經(jīng)天線接收、下變換到基帶、并被模-數(shù)轉(zhuǎn)換的正交頻分復(fù)用(OFDM)信號同步；多路分解器，用于將從同步單元接收到的OFDM信號分解為包括同步信息和OFDM碼元的多個信號；時域均衡單元，用于使用同步信息均衡時域中的OFDM碼元；第一快速傅立葉變換(FFT)單元，用于通過FFT變換同步信息的相關(guān)性；第二FFT單元，用于通過FFT變換OFDM碼元；頻域均衡單元，用于使用在第一FFT單元變換的同步信息的相關(guān)性，均衡在第二FFT單元變換的OFDM碼元；和信道狀態(tài)確定單元，用于計算同步信息的相關(guān)性以估計信道狀態(tài)，并基于估計的信道狀態(tài)選擇時域均衡單元和頻域均衡單元之一用于均衡。
2.如權(quán)利要求1所述TDS-OFDM接收裝置，其中，同步單元使用同步信息。
3.如權(quán)利要求1所述TDS-OFDM接收裝置，其中，同步信息是PN序列。
4.如權(quán)利要求1所述TDS-OFDM接收裝置，其中，時域均衡單元是判決反饋均衡器(DFE)、卡爾曼均衡器、和數(shù)據(jù)再循環(huán)均衡器之一。
5.如權(quán)利要求1所述TDS-OFDM接收裝置，其中，信道狀態(tài)確定單元估計多徑的長度和延遲時間，如果長度和延遲時間分別小于第一和第二閾值，則選擇時域均衡單元，否則，選擇頻域均衡單元。
6.一種時域同步正交頻分復(fù)用(TDS-OFDM)接收裝置的均衡方法，包括下述步驟(a)將經(jīng)天線接收、下變換到基帶、并被模-數(shù)轉(zhuǎn)換的正交頻分復(fù)用(OFDM)信號同步；(b)將同步的OFDM信號分解成包括同步信息和OFDM碼元的多個信號；(c)計算同步信息的相關(guān)性以估計信道狀態(tài)，并基于估計的信道狀態(tài)選擇時域均衡模式和頻域均衡模式之一；(d)當(dāng)在步驟(c)中選擇時域均衡模式時，使用同步信息均衡時域中的OFDM碼元，并通過FFT變換均衡的OFDM碼元；和(e)當(dāng)在步驟(c)中選擇頻域均衡模式時，變換同步信息的相關(guān)性和OFDM碼元，并使用變換的同步信息的相關(guān)性均衡頻域中的變換的OFDM碼元。
7.如權(quán)利要求6所述的均衡方法，其中，步驟(a)使用同步信息。
8.如權(quán)利要求6所述的均衡方法，其中，同步信息是PN序列。
9.如權(quán)利要求6所述的均衡方法，其中，時域均衡是判決反饋均衡(DFE)、卡爾曼均衡、和數(shù)據(jù)再循環(huán)均衡之一。
10.如權(quán)利要求6所述的均衡方法，其中，步驟(c)估計多徑的長度和延遲時間，如果長度和延遲時間分別小于第一和第二閾值，則選擇時域均衡模式，否則，選擇頻域均衡模式。
全文摘要
一種根據(jù)信道狀態(tài)使用不同均衡方法的TDS－OFDM接收裝置及其均衡方法。該裝置包括同步單元，用于將經(jīng)天線接收、下變換到基帶、并被模－數(shù)轉(zhuǎn)換的OFDM信號同步；多路分解器，用于將從同步單元接收到的OFDM信號分解為包括同步信息和OFDM碼元的多個信號；時域均衡單元，用于使用同步信息均衡時域中的OFDM碼元；第一FFT單元，用于通過FFT變換同步信息的相關(guān)性；第二FFT單元，用于通過FFT變換OFDM碼元；頻域均衡單元，用于使用在第一FFT單元變換的同步信息的相關(guān)性均衡在第二FFT單元變換的OFDM碼元；和信道狀態(tài)確定單元，用于計算同步信息的相關(guān)性以估計信道狀態(tài)，并基于估計的信道狀態(tài)選擇時域均衡單元和頻域均衡單元之一用于均衡。因此，通過根據(jù)信道狀態(tài)選擇時域均衡單元和頻域均衡單元之一改善了接收功能。
文檔編號H04L27/01GK1574820SQ20041004829
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者金正振, 鄭晉熙 申請人:三星電子株式會社