專利名稱：用于檢測同步信號的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于接收正交頻分復用(OFDM)載波信號的接收機。尤其涉及一種用于通過使用全球定位系統(tǒng)(GPS)來從OFDM載波信號中檢測同步信號的方法和裝置。
背景技術(shù)：
正交頻分復用(OFDM)方案是一種被建議來提高每個帶寬的傳輸速率和防止多徑干擾的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。根據(jù)OFDM方案，整個帶寬被分割成多個窄帶正交子信道，并且由QAM(正交幅度調(diào)制)調(diào)制每個子信道來傳輸數(shù)據(jù)。由于OFDM系統(tǒng)將數(shù)據(jù)變成多個并行數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)調(diào)制到多個各個子載波，并且傳輸該數(shù)據(jù)，所以O(shè)FDM系統(tǒng)能夠提高每個時間單位的數(shù)據(jù)傳輸量，并且接收端受由多徑導致的傳輸延遲的影響小。
在OFDM系統(tǒng)中，傳輸出的數(shù)據(jù)主要包括同步信號和OFDM數(shù)據(jù)。同步信號一般稱為偽噪聲(PN)序列。接收端具有與來自發(fā)送端的PN序列相同的PN序列，并且為了同步而比較PN序列。
圖1是顯示從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩说腛FDM信號的幀結(jié)構(gòu)的原理圖。
OFDM信號包括作為同步信號使用的偽噪聲(PN)序列、OFDM數(shù)據(jù)(DFT3780)、和用于防止在OFDM數(shù)據(jù)(DFT3780)中的干擾而在PN序列和OFDM數(shù)據(jù)(DFT3780)之間插入的保護間隔(GI)。OFDM接收機(沒有顯示)從接收到的OFDM信號in中檢測PN序列，并且基于檢測出的PN序列來執(zhí)行頻率同步、碼元同步和信道均衡。因此，根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的接收端具有有與接收到的OFDM信號的同步信號的模式相同的信號模式的參考PN序列，計算參考PN序列和OFDM信號之間的相關(guān)性，并且在具有在相關(guān)性中的最大值的位置檢測同步信號。因為OFDM信號的同步信號的順序根據(jù)預定的規(guī)則而改變，所以直到產(chǎn)生在模式上與接收端的參考PN序列相匹配的信號時，接收端才能夠檢測同步信號。因此，如果從發(fā)送端傳輸?shù)腛FDM信號是廣播信號，則直到通電后預定的時間，數(shù)字廣播接收機才能夠接收廣播信號。
圖2是用于檢測同步信號的傳統(tǒng)裝置的概念方框圖。
用于檢測同步信號的傳統(tǒng)裝置包括相關(guān)性計算器10、比較單元20、計數(shù)器30和同步信號產(chǎn)生器40。
相關(guān)性計算器10包括多個(10a～10n)其每個具有不同的OFDM信號in的位置作為開始點的相關(guān)器。相關(guān)性計算器10將OFDM信號in分割成預定數(shù)目的部分來盡可能快地檢測在OFDM信號in中包括的同步信號的位置，并且在不同的初始點分別計算來自多個相關(guān)器(10a～10n)的每個相關(guān)性。
比較單元20當在來自每個相關(guān)器(10a～10n)的相關(guān)性中產(chǎn)生最大值時，產(chǎn)生更新信號(w_en)。計數(shù)器30根據(jù)與碼元周期相同的周期來計數(shù)預定的次數(shù)。例如，如果發(fā)送端基于5us周期以3780個碼元為單位發(fā)送數(shù)字廣播信號，則在5us間隔中計數(shù)了3780個碼元。
響應于在比較單元20中產(chǎn)生的更新信號(w_en)，最大值檢測器40存儲在計數(shù)器30中的計數(shù)出的值，并且當在每第3780碼元該計數(shù)后的值相同的次數(shù)大于預定數(shù)目時，產(chǎn)生同步檢測信號(sync)。例如，如果在計數(shù)器30的計數(shù)期間在第1200碼元產(chǎn)生最大值，并且在第二個計數(shù)期間在第1200碼元再次產(chǎn)生最大值，則在第1200位置產(chǎn)生同步檢測信號(sync)。最大值檢測器40從相應于以特定的周期產(chǎn)生最大值的位置的計數(shù)值產(chǎn)生同步檢測信號(sync)。由于用于檢測具有上述結(jié)構(gòu)的同步信號的裝置不能夠檢測OFDM信號in中的同步信號的位置，所以當由單一相關(guān)器實現(xiàn)時，它需要大量的時間來檢測同步信號。為了解決這個缺點，用于檢測同步信號的傳統(tǒng)裝置將OFDM信號in分割成預定數(shù)目的部分來提高同步信號的檢測速度，并且具有多個相關(guān)器(10a～10n)來從各個部分的初始點計算相關(guān)性。然而，以上要求的部件導致了用于OFDM信號in的接收機的產(chǎn)品成本的增加，并且每個相關(guān)器(10a～10n)應該連續(xù)地計算OFDM信號in和參考PN序列(R_PN序列)之間的相關(guān)性。此外，由于每個相關(guān)器(10a～10n)應該裝備加法器和乘法器，因為在相關(guān)性檢測器10中設(shè)置多個數(shù)目的相關(guān)器，所以硬件的實現(xiàn)是復雜的。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的現(xiàn)有技術(shù)的問題而開發(fā)了本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于提供一種用于使用在OFDM信號中包括的時間信息來檢測同步信號的裝置，其中硬件的實現(xiàn)是簡化的，并且能夠降低生產(chǎn)成本。
為了實現(xiàn)上述方面及本發(fā)明的其他特性，提供了一種用于檢測同步信號的裝置，包括時間信息接收單元，用于從全球定位系統(tǒng)(GPS)接收時間信息；和同步信號檢測器，用于基于時間信息計算接收到的OFDM信號的幀的同步信號的位置，并且因此產(chǎn)生同步檢測信號。
該用來檢測同步信號的裝置還包括與來自全球定位系統(tǒng)的時間信息同步的定時器，并且將周期性產(chǎn)生的時間信息施加到同步信號檢測器。
該同步信號檢測器基于在定時器中產(chǎn)生的時間信息來檢測OFDM信號的同步信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于從OFDM信號中檢測同步信號的裝置，包括時間信息接收單元，用于從全球定位系統(tǒng)(GPS)接收時間信息；同步范圍計算器，用于基于時間信息來計算被施加到接收到的OFDM信號的幀的同步信號的位置；相關(guān)器，用于從同步信號的位置計算包括同步信號的OFDM信號和在接收端設(shè)置的預定的偽噪聲序列之間的相關(guān)性；和最大值檢測器，用于在具有最大相關(guān)性的點產(chǎn)生同步檢測信號。
該用來檢測同步信號的裝置還包括與來自全球定位系統(tǒng)的時間信息同步的定時器，并且將周期性產(chǎn)生的時間信息施加到同步范圍計算器。
根據(jù)本方面的另一方面，提供了一種用于從OFDM信號中檢測同步信號的方法，包括步驟從全球定位系統(tǒng)(GPS)接收時間信息；和基于該時間信息來計算接收到的OFDM信號中的同步信號的位置。
用于從OFDM信號中檢測同步信號的方法還包括步驟產(chǎn)生與接收到的時間信息同步的參考時間信息；并且因此基于預定的時間單元來計算同步信號的位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于從OFDM信號中檢測同步信號的方法，包括步驟從全球定位系統(tǒng)(GPS)接收時間信息；基于時間信息來計算被施加到接收到的OFDM信號的幀的同步信號的位置；從檢測出的位置計算包括同步信號的OFDM信號和在接收端設(shè)置的預定參考偽噪聲序列之間的相關(guān)性；和基于該相關(guān)性來產(chǎn)生在OFDM信號中包括的同步信號的位置。
用于從OFDM信號中檢測同步信號的方法還包括步驟產(chǎn)生與時間信息同步的參考時間信息，并且因此基于預定的時間單元來檢測同步信號的位置。


通過參考附圖來詳細描述其優(yōu)選的實施例，本發(fā)明的上述目的和特性將會變得更加清楚，其中圖1是顯示從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩说腛FDM信號的幀結(jié)構(gòu)的例子的示意圖；圖2是用于檢測同步信號的傳統(tǒng)裝置的概念上的方框圖；圖3是顯示OFDM信號的整體結(jié)構(gòu)的示圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于檢測同步信號的裝置的概念方框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的用于檢測同步信號的裝置的概念方框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于檢測同步信號的方法的流程圖；和圖7是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的用于檢測同步信號的方法的流程圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
參考圖3，該OFDM信號的整體結(jié)構(gòu)將描述如下。
一般，255個在圖1中顯示的單幀合起來稱其為幀群，512個幀群合起來稱其為超幀，和478個超幀合起來稱其為超幀群。具有上述結(jié)構(gòu)的OFDM信號的超幀的前部分一般具有表示在零點超幀群的開始的時間信息。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于檢測同步信號的裝置的概念方框圖。
該用于檢測同步信號的裝置包括GPS接收器50、定時器(本地)60和同步信號檢測器70。
該GPS接收器50接收從人造衛(wèi)星(沒有顯示)或者從用于中繼從人造衛(wèi)星傳輸?shù)腛FDM信號的基站(沒有顯示)接收到的OFDM信號in中的時間信息。如參考圖3解釋，發(fā)送端以規(guī)則的時間間隔來發(fā)送幀結(jié)構(gòu)的OFDM信號，并且在零點整時刻傳輸?shù)膸ū硎玖泓c的時間信息。GPS接收器50接收該時間信息(例如，零點)，并且使用它作為根據(jù)本發(fā)明的用于檢測同步信號的裝置的參考時間信息。
定時器(本地)60與在GPS接收器50中接收到的時間信息(例如，零點零分)同步，并且基于接收到的時間信息來計數(shù)時間直到GPS接收器50接收到下一個在零點零分的時間信息。
同步信號檢測器70基于在定時器(本地)60中計數(shù)的時間來估計輸入的OFDM信號in的幀結(jié)構(gòu)。由于來自發(fā)送端的OFDM信號根據(jù)預定的規(guī)則以規(guī)則的時間間隔傳輸同步信號，所以同步信號檢測器70根據(jù)與發(fā)送端達成一致的規(guī)則來估計相應于在定時器(本地)60中計數(shù)出的時間的同步信號的位置，并且檢測該同步檢測信號。采用在定時器(本地)60中計數(shù)出的時間的準確度來確定同步信號檢測的準確度。由于同步信號檢測器70不需要計算在OFDM信號in中包括的同步信號和與同步信號相同模式的參考偽噪聲序列(P_N序列)之間的相關(guān)性，所以能夠簡化根據(jù)本發(fā)明的同步檢測電路的結(jié)構(gòu)。由于該同步檢測信號(sync)是根據(jù)在GPS接收器50中接收到的時間信息來產(chǎn)生的，所以避免了由同步檢測信號(sync)的檢測延遲產(chǎn)生的問題。例如，當應用在廣播信號接收機時，避免了本發(fā)明的問題如關(guān)于通電或信道變化的檢視延遲。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于檢測同步信號的裝置的概念上的方框圖。
同步信號檢測裝置包括GPS接收器100、定時器(本地)110、同步范圍檢測器120、相關(guān)器130和最大值檢測器140。
GPS接收器100和定時器(本地)110的操作與圖4中的GPS接收器50和定時器60的操作相同，因此在下文中有意識地省略了它。本實施例解決了關(guān)于當具有GPS接收器100的接收端遠離發(fā)送OFDM信號的人造衛(wèi)星(沒有顯示)或者遠離用于中繼從人造衛(wèi)星傳輸出的OFDM信號的基站(沒有顯示)時，在GPS接收器100中接收到的時間的錯誤的問題。
同步范圍檢測器120根據(jù)從具有與GPS接收器100同步的時間信息的定時器(本地)110提供的時間信息，估計在OFDM信號in中的同步信號的大概位置和位于估計出的位置的同步信號的信號模式。因為OFDM信號in的同步信號的模式的次序是依照預定的規(guī)則而逐漸變化的，所以能夠在基于在第一零點整的時間信息接收到的時間追溯同步信號的模式。同步范圍計算器120基于在GPS接收器100中接收到的時間信息(零點時刻)，依照由定時器(本地)110計數(shù)出的時間能夠得到接收到的OFDM信號in中的幀和幀群。在接收端準備好的參考偽噪聲序列(R_PN序列)的信號模式?jīng)]有改變，而在OFDM信號in中包括的同步信號則改變了。因此，同步范圍計算器120在包括具有與參考偽噪聲序列(R_PN序列)相同的信號模式的同步信號的幀中的位置來操作相關(guān)器130。
相關(guān)器130計算從在同步范圍檢測器120中設(shè)置的時間點接收到的OFDM信號in和參考偽噪聲序列(R_PN序列)之間的相關(guān)性。相關(guān)器130僅僅使用單一的相關(guān)器130，與傳統(tǒng)的為了同步信號的快速檢測而將接收到的OFDM信號in分割成預定的部分的情況相反。因此，簡化了硬件的實現(xiàn)并且相關(guān)性的計算過程是不必要的。
最大值檢測器140在產(chǎn)生OFDM信號in和參考偽噪聲序列(R_PN序列)之間的相關(guān)性的最大值的時間點產(chǎn)生同步檢測信號(sync)。此時，最大值檢測器140確定該最大值是否以規(guī)則的時間間隔重復預定的次數(shù)如三次，以防止由多徑衰落或外部噪聲產(chǎn)生的最大值檢測錯誤，并且如果這樣，則產(chǎn)生同步檢測信號(sync)。
圖6是略述用于檢測根據(jù)本發(fā)明實施例的同步信號的方法的流程圖。
GPS接收器100從人造衛(wèi)星(沒有顯示)或從用于中繼從人造衛(wèi)星傳輸?shù)腛FDM信號的基站(沒有顯示)來接收在OFDM信號in中包括的時間信息(S210)。時間信息被包括在以24小時為間隔周期性傳輸?shù)某瑤褐械囊龑Ф?。GPS接收器100同步在接收端中內(nèi)置的定時器(本地)60(S220)。因此，在接收端設(shè)置的定時器(本地)60的時間與從人造衛(wèi)星或基站傳輸?shù)腛FDM信號in同步。接收端參考在與GPS時間同步的定時器(本地)110中計數(shù)的時間來估計在OFDM信號in中的同步信號的位置，并且在估計出的位置產(chǎn)生同步檢測信號(S230)。這個用于檢測同步信號的方法不需要計算單個相關(guān)性的過程來檢測同步信號。
圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于檢測同步信號的方法的流程圖。
本實施例應用在這種情況當接收端置于遠離傳輸OFDM信號in的人造衛(wèi)星(沒有顯示)或者遠離用于中繼從人造衛(wèi)星傳播的OFDM信號in的基站(沒有顯示)的位置時，在接收端接收到的GPS時間中發(fā)生錯誤。
GPS接收器100接收從人造衛(wèi)星(沒有顯示)或從用于中繼來自人造衛(wèi)星的OFDM信號in的基站接收到的OFDM信號in中的時間信息(S310)。時間信息包括在以24小時為間隔周期性傳輸?shù)某瑤旱囊龑Ф?。接下來，GPS接收器100同步在接收端中內(nèi)置的定時器(本地)110(S320)。因此，在接收端中設(shè)置的定時器(本地)110的時間與從人造衛(wèi)星或基站發(fā)送的OFDM信號in同步。
計算出基于由GPS時間或定時器(本地)110計數(shù)出的時間輸入的OFDM信號中的同步信號的大約的位置和模式(S330)。由于該OFDM信號基于零點整在每個規(guī)則的時間間隔來傳輸幀，并且在幀中包括的同步信號的模式依照預定的次序而變化，所以能夠通過確切的時間信息計算出來自發(fā)送端的OFDM信號的幀信息和在幀信息中包括的同步信號的模式。
GPS接收器100依照由GPS時間或定時器(本地)110計出的信息，在具有與接收端的參考偽噪聲序列(R_PN序列)相同的信號模式的幀的點來計算相關(guān)性(S340)。由于在接近同步信號的點開始相關(guān)性計算，所以能夠比連續(xù)地檢測出所有輸入的OFDM信號in與所有輸入的參考偽噪聲序列(R_PN序列)之間的相關(guān)性的傳統(tǒng)的方法更有效地計算出相關(guān)性。
GPS接收器100確定具有在相關(guān)性中的最大值的位置是否重復超過預定數(shù)目的次數(shù)(S350)。如果最大值在相同的位置重復超過預定的次數(shù)(例如，三次)，則GPS接收器100產(chǎn)生同步檢測信號(sync)。因此，根據(jù)本發(fā)明的用于檢測同步信號的方法不需要檢測相關(guān)性的過程，并且當應用在硬件時，能夠用很簡單的電路來構(gòu)建。
如上所述，在本發(fā)明的一些示例性的實施例中，使用GPS時間估計出在幀中包括的同步信號的位置和接收到的OFDM信號的幀結(jié)構(gòu)，并且然后因此檢測出同步信號。其結(jié)果是，能夠簡化硬件的實現(xiàn)，并且計算相關(guān)性的過程是不必要的。
附加的本發(fā)明的實施例的優(yōu)點、目的和特性被部分地闡述并且將部分地對在本領(lǐng)域具有一般技能的人員公開，或者可以從本發(fā)明的實現(xiàn)中學習?？梢匀缭谒綑?quán)利要求中特別指出的那樣實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的實施例的目的和優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測同步信號的裝置，包括時間信息接收單元，用于從全球定位系統(tǒng)(GPS)接收時間信息；和同步信號檢測器，用于基于時間信息來計算接收到的幀的同步信號的位置，并且因此產(chǎn)生同步檢測信號。
2.如權(quán)利要求1所述的用于檢測同步信號的裝置，還包括與來自全球定位系統(tǒng)的時間信息同步的定時器，將其中以預定的時間間隔周期性產(chǎn)生的時間信息施加到同步信號檢測器。
3.如權(quán)利要求2所述的用于檢測同步信號的裝置，其中，同步信號檢測器基于在定時器中產(chǎn)生的時間信息來檢測OFDM信號的同步信號。
4.一種用于檢測同步信號的裝置，包括時間信息接收單元，用于從全球定位系統(tǒng)(GPS)接收時間信息；同步范圍計算器，用于基于時間信息來計算被施加到接收到的OFDM信號的幀的同步信號的位置；相關(guān)器，用于從同步信號的位置計算包括同步信號的OFDM信號和在接收端設(shè)置的預定的偽噪聲序列之間的相關(guān)性；和最大值檢測器，用于在具有最大相關(guān)性的點產(chǎn)生同步檢測信號。
5.如權(quán)利要求4所述的用于檢測同步信號的裝置，還包括與來自全球定位系統(tǒng)的時間信息同步的定時器，將其中以預定的時間間隔周期性產(chǎn)生的時間信息施加到同步信號檢測器。
6.一種用于從OFDM信號中檢測同步信號的方法，包括步驟從全球定位系統(tǒng)(GPS)接收時間信息；和基于時間信息來計算接收到的OFDM信號的同步信號的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的用于檢測同步信號的方法，還包括步驟產(chǎn)生與接收到的時間信息同步的參考時間信息，并且因此基于預定的時間單位來計算同步信號的位置。
8.一種用于檢測同步信號的方法，包括步驟從全球定位系統(tǒng)(GPS)接收時間信息；基于時間信息來計算被施加到接收到的OFDM信號的幀的同步信號的位置；從檢測出的位置計算包括同步信號的OFDM信號和在接收端設(shè)置的預定參考偽噪聲序列之間的相關(guān)性；和基于該相關(guān)性來產(chǎn)生在OFDM信號中包括的同步信號的位置。
9.如權(quán)利要求8所述的用于檢測同步信號的方法，其中，檢測同步信號位置的步驟產(chǎn)生與時間信息同步的參考時間信息，并且因此基于預定的時間單位來檢測出同步信號的位置。
全文摘要
一種用于檢測同步信號的裝置。該用于檢測同步信號的裝置包括時間信息接收單元，用于從全球定位系統(tǒng)(GPS)接收時間信息；和同步信號檢測器，用于基于時間信息來計算接收到的幀的同步信號的位置，并且因此產(chǎn)生同步檢測信號。由于該用于檢測同步信號的裝置使用GPS時間確定在幀中設(shè)置的同步信號的位置和從發(fā)送端傳輸?shù)腛FDM信號的幀結(jié)構(gòu)，并且因此檢測同步信號，因此能夠簡化用于檢測同步信號的硬件的實現(xiàn)并且計算相關(guān)性的過程不是必須的。
文檔編號H04L27/26GK1578294SQ20041006911
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月8日
發(fā)明者樸義俊 申請人:三星電子株式會社