專利名稱：用以調(diào)整參考頻率的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通訊系統(tǒng)，并且特別地，涉及一種用以調(diào)整通訊系 統(tǒng)中的參考頻率的方法及裝置。
背景技術：
目前的無線通訊系統(tǒng)大多采用分頻多任務傳輸技術，其原理是 將可使用的頻寬劃分為數(shù)個狹窄的頻帶，使數(shù)據(jù)能夠平行地透過這 些頻帶進行傳輸以提升數(shù)據(jù)傳輸速率。
無線電波在空氣中傳遞時，會受到地形地物的影響，產(chǎn)生折射、 書亍射、干涉、多路徑衰竭等令信號質(zhì)量下降的現(xiàn)象。采用正交分頻
多任務(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM )可避 免這些問題。此外，OFDM具有高數(shù)據(jù)傳輸率、高頻寬使用效率及 避免無線電波受到多重路徑衰減等優(yōu)點，因此被廣泛應用于新世代 的無線通i凡系統(tǒng)。
然而，OFDM中的頻帶凈皮分割成多個子信道，其信號相對于頻 率的敏感度大幅提高。因此，在OFDM無線通訊系統(tǒng)中，如何以準 確的參考頻率對^接收到的信號進行頻率回復，進而正確解讀信號中 的數(shù)據(jù)，是一項非常重要的課題。
傳統(tǒng)上，為了回復OFDM無線通訊系統(tǒng)中的噪聲所造成的參 考頻率偏移，p桑聲序歹'J ( pseudo-noise sequence )常萍皮用以進4亍參考頻率偏移量的估測。然而，通過此方法進4于參考頻率偏移量的估測， 往往需要相當大量的運算，并且可能因為受到某些子通道選擇性衰 竭的影響，造成參考頻率偏移量的估測錯誤，因而難以進行參考頻 率的校正。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用以調(diào)整無線通訊接收 端的參考頻率的方法及裝置，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置主要是利用訓練信號來進行無線通 訊系統(tǒng)的參考頻率的調(diào)整。通過估測該訓練信號所包含的多個訓練 序列在經(jīng)過無線信號傳輸后所產(chǎn)生的偏移量，根據(jù)本發(fā)明的方法及 裝置可推算傳送端與接收端的參考頻率的差異，并據(jù)此調(diào)整接收端 的參考頻率，以達到頻率同步的功效。
根據(jù)本發(fā)明的裝置，其中原始訓練序列[T(X)]是具有二進制系 凄t的多項式。
根據(jù)本發(fā)明的裝置，其中原始訓練序列[T(X)]與預設多項式 [H(X)]的乘積為(1+XN)。
根據(jù)本發(fā)明的裝置，其中訓練信號包含多個位移后的訓練序列 [T(d)(X)]，且位移后的訓練序列[T(d)(X)]中的每一位移后的訓練序 列[T(d)(X)]各自與原始訓練序列[T(X)]相關。
才艮據(jù)本發(fā)明的裝置，其中多個位移后的訓練序列[T(d)(X)]以循 環(huán)形式包含于訓練信號中。
根據(jù)本發(fā)明的裝置，其中目標區(qū)域的長度等于原始訓練序列 [T(X)]的長度。根據(jù)本發(fā)明的裝置，其中調(diào)整模塊包含移動單元，用以移動 訓練信號且重新操作第一除法模塊及第二除法模塊，直至N個余式 被產(chǎn)生，其中N是正整數(shù)；以及調(diào)整單元，用以根據(jù)N個余式調(diào) 整參考頻率。
根據(jù)本發(fā)明的裝置，其中調(diào)整單元包含選擇裝置，用以從N 個余式中選擇M個候選多項式，其中M是小于或等于N的正整數(shù) 且M個4美選多項式中的每一個4美選多項式分別為單項式；分片斤裝 置，用以分析M個4美選多項式以決定目標多項式；以及調(diào)整裝置， 用以才艮據(jù)目標多項式調(diào)整參考頻率。
根據(jù)本發(fā)明的裝置，其中在分析裝置是利用統(tǒng)計來分析M個 4美選多項式。
#4居本發(fā)明的裝置，進一步包含傳遞才莫塊，用以通過正交分 頻多任務傳遞原始訓練信號；其中原始訓練信號是對應于接收^^塊 所接收的訓練信號。
才艮據(jù)本發(fā)明的具體實施例， 一種調(diào)整參考頻率的方法。首先， 該方法根據(jù)該參考頻率接收訓練信號。接著，該方法將該訓練信號 的目標區(qū)i或除以原始訓練序列[T(X)]以產(chǎn)生商式。然后，該方法4夸 該商式除以預i殳多項式[H(X)]以產(chǎn)生余式。最后，該方法才艮4居該余 式調(diào)整該參考頻率。
才艮據(jù)本發(fā)明的方法，進一步包含下列步驟通過正交分頻多4壬 務從傳送端傳遞原始訓練信號；其中原始訓練信號對應于所接收的 訓練信號。根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置不僅可改善現(xiàn)有技術中需要大 量運算且可能因為某些子通道選擇性衰竭或接收端震蕩器老化而 造成參考頻率偏移量估測錯誤的缺點，同時也能有效調(diào)整無線通訊 接收端的參考頻率。關于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖 式得到進一步的了解。


圖1為在無線通訊系統(tǒng)中，訓練信號由傳送端經(jīng)由無線通道傳 送至4妻收端的示意圖。
圖2為才艮據(jù)本發(fā)明的第 一具體實施例中用以調(diào)整參考頻率的方 法的流程圖。
圖3為循環(huán)^:移的示意圖。
圖4為圖2中的步驟S4包含子步驟S41 S42的流禾呈圖。
圖5為圖4中的步驟S42包含子步驟S421 S423的流禾呈圖。
圖6為4艮據(jù)本發(fā)明的第二具體實施例中用以調(diào)整參考頻率的裝 置的功能方框圖。
圖7為圖6所示的調(diào)整模塊包含移動單元及調(diào)整單元的功能方 框圖。
圖8為圖7所示的調(diào)整單元包含選擇裝置、分析裝置及調(diào)整裝 置的功能方框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了 一種用以調(diào)整通信系統(tǒng)中的參考頻率的方法及 裝置。根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例是一種用以調(diào)整接收端的參考 頻率的方法。圖1為OFDM無線通訊系統(tǒng)的示例。在此實施例中， 傳送端20首先利用OFDM發(fā)送原始訓練信號，該原始訓練信號包含多個在頻域重復排列的原始訓練序列[T(X)]。此原始訓練序列 [T(X)]為具有二進制系數(shù)的多項式，并且設定為(1+X,的因式。根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置可在該原始訓練信號中選出如圖1所 示的第一目標區(qū)域。在此實施例中適用于OFDM的傳輸，傳送端 20為OFDM發(fā)射器，接收端21為OFDM接收器，在傳送端20設 定第 一 目標區(qū)域的長度等于原始訓練序列[T(X)]的長度。接收端22 p^根據(jù)參考頻率接收由傳送端20送出的該原始訓練 信號。在未經(jīng)校正的情況下，該參考頻率與傳送端20用以發(fā)送該 原始訓練信號的頻率通常會略有差異。因此，接收端22收到的信 號與該原始訓練信號也會不同。更明確地i兌，頻率不同步的問題會 導致4妄收端22收到的信號發(fā)生循環(huán)位移(cyclic shift)。首先，考慮在無線信道21中無噪聲存在的情形。如圖1所示， 接收端22可在其所收到的訓練信號中選出對應于該第一目標區(qū)域 的第二目標區(qū)域。在傳送端20與接收端22的頻率彼此同步的情況 下，位于第二目標區(qū)域中收到的訓練信號也應為原始訓練序列 [T(X)]。然而，在傳送端20與4妄收端22的頻率不同步的情況下，位于 第二目標區(qū)域中的訓練信號則可能為位移d，向后的訓練序列 [T(d)(X)]。如圖1所示，T，X)相對于T(X)具有d個單位頻率的位 移量。接收端22所收到的訓練信號包含多個位移后的訓練序列 [T(d)(X)]，該等位移后的訓練序列在頻域中也為重復排列。根據(jù)與循環(huán)位移相關的通信理論，T^(X)可被表示為T(d)(X) = XdT(X) + q(X)(l+XN)。 (方程式1 )其中Xd丁(X)為T(X)的線性位移。如前所述，T(X)為(1+X,的 因式。因此，(l+X,可被表示為T(X)和另一預設多項式[H(X)]的乘 積。方#呈式1可進一步表示成方禾呈式2:T(d)(X) = XdT(X) + q(X)T(X)H(X)。 (方程式2 )將T^(X)除以T(X)可產(chǎn)生商式r( )(X) = Zrf +『(義) 。 (方程式3 )由于T(X)為已知，因此預設多項式[H(X)]也為已知。由方程式 3可看出，將方程式3除以預設多項式[H(X)]所得的余式為Xd。換 句話說，Xd可^皮表示為」m。d"/。WW 。 (方程式4 )由方程式4所示的余式Xd即可得知T，X)相對于T(X)的位移 量大小。舉例而言，若Xd等于X3，即表示T，X)相對于T(X)具有 三個單位頻率的位移量；若xd等于X5，則表示T，X)相對于T(X) 具有五個單位頻率的位移量，依此類推。此位移量是對應于傳送端 20與接收端22的頻率差異。因此，才艮據(jù)本發(fā)明的方法及裝置即可 才艮據(jù)此位移量調(diào)整4妻收端的參考頻率。請參閱圖2，圖2為上述方法的流程圖。如圖2所示，首先， 該方法執(zhí)行步驟Sl,根據(jù)該參考頻率接收訓練信號。接著，該方法 執(zhí)行步驟S2，將該訓練信號的目標區(qū)域除以原始訓練序列[T(X)]以 產(chǎn)生商式。之后，該方法執(zhí)行步驟S3,將該商式除以預i殳多項式[H(X)]以產(chǎn)生余式。最后，該方法執(zhí)行步驟S4，根據(jù)該余式調(diào)整該 參考頻率。接下來，考慮在無線通訊系統(tǒng)的傳輸環(huán)境下有噪聲存在的情 形。假設受到無線信道21中的噪聲影響，接收端22所接收的信號 [R(X)]為T(d)(X)加上噪聲[e(X)]。 R(X)可被表示為<formula>formula see original document page 10</formula>
根據(jù)方程式2及方程式5可得到下列方程式: R(X) = XdT(X) + q(X)T(X)H(X) + e(X)。 將R(X)除以T(X)可產(chǎn)生商式(方程式5)(方程式6)<formula>formula see original document page 10</formula>
(方程式7)將方程式7計算所得的[R(X)/T(X)]qu。ti加除以H(X)所得余式為Xd與[e(X)/T(X)]qu。tient的總和。此關系可表示如下<formula>formula see original document page 10</formula>C方程式8)當e(X)的階數(shù)小于T(X)時，[e(X)/T(X)]qu。tient為零。此時，該 無線通訊系統(tǒng)的傳輸環(huán)境可祐j見為等同于無噪聲的傳輸環(huán)境，因此 接下來的信號處理方式就和前述的無噪聲的傳輸環(huán)境一樣。在這種 情況下，方程式8的計算結果應為單項式(即Xd)。相對地，當e(x) 的階數(shù)大于T(X)時，方程式8的計算結果可能為單項式(例如 2*X3)，也可能為多項式(例如X2+X3、 X+l…)。在上述e(x)的階數(shù)大于T(X)的情況下，根據(jù)方程式8的計算結果并不能直接分辨Xd和[e(X)/T(X)]qu。tient各自貢獻的部分。為了準確判斷該參考頻率的偏移量，才艮據(jù)本發(fā)明的方法及裝置系利用R(X) 在頻域中循環(huán)排列的特性消除e(X)造成的影響。更明確地i兌，e(X) 可透過循環(huán)位移的方式被移動至較低階的位置，以令e(X)的階數(shù)小于T(X),進而使[e(X)/T(X)]qu。tient為零。如此即可消除噪聲對位移量的估測所造成的影響。請參閱圖3，圖3為循環(huán)位移的示意圖。^i殳^皮循環(huán)移動P個 單位頻率后的R(X)表示為R(X)p。若R(X)為4X3+3X2+2X^ 1。如 圖3所示，R(X)的系tt[4, 3, 2, l]在頻域中重復循環(huán)排列。凈皮循環(huán)移 動1個單位頻率后的R(X、的系凄t變成[3， 2, 1， 4]， 4皮循環(huán)移動2個 單位頻率后的R(X)2的系數(shù)變成[2， 1， 4， 3]，依此類推。才艮據(jù)本發(fā)明的方法及裝置可每次將R(X)循環(huán)移動一個單位頻 率，并重新利用方程式8計算對應于移動后的R(X)的新余式。舉例 而言，才艮據(jù)本發(fā)明的方法及裝置可循環(huán)移動R(X)共N次，并產(chǎn)生R(X)。 R(X)2.....R(X)n等N個移動后的R(X)。 N為正整凄t。將R(X)p R(X)2.....R(X)n分別代入方程式8可相對應地計算出N個余式。在上述N次循環(huán)移動R(X)的過程中，可能有幾次情況中的e(X) 是被移動至較低階的位置。如前所述，當e(X)的階數(shù)小于T(X)時， 方程式8的計算結果應為單項式。因此，才艮據(jù)本發(fā)明的方法及裝置 是由該N個余式中挑選出至少一個為單項式的余式作為候選多項 式。接著，根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置可統(tǒng)計分析該候選多項式，并 找出出現(xiàn)次數(shù)最多的4夷選多項式作為Xd。舉例來i兌，該候選多項式 中可能有1個X、 1個X 和5個X3。由于X3出現(xiàn)的次數(shù)最多，因 此Xd為X3的可能性最大。才艮據(jù)本發(fā)明的方法及裝置可據(jù)此調(diào)整4妻 收端的參考頻率。請參照圖4，圖4為在圖2中的步驟S4可進一步包含子步驟 S41及S42的流程圖。如圖4所示，子步驟S41指移動該訓練信號 且重新執(zhí)行步驟S2及S3，直至N個余式被產(chǎn)生為止。也就是該訓 練信號所包含的該等位移后的訓練序列可以;故循環(huán)地移動其排列 順序，并且重復執(zhí)行步驟S2及S3以得到N個余式。其中N為正 整數(shù)。接著，該方法即執(zhí)行子步驟S42，根據(jù)該N個余式調(diào)整該參 考頻率。請參照圖5，圖5為圖4中的子步驟S42可進一步包含子步驟 S421-S423的流程圖。如圖5所示，子步驟S421指由該N個余式 中選4奪M個候選多項式。其中M小于或等于N的正整數(shù)且該M個 候選多項式的每一候選多項式分別為單項式。子步驟S422指透過 統(tǒng)計以分沖斤該M個4美選多項式以決定目標多項式。也，尤是#4居該 M個4美選多項式出現(xiàn)的次凄t多寡來決定該目標多項式。4妻著，該方 法批^亍子步驟S423，才艮據(jù)該目標多項式調(diào)整該參考頻率。根據(jù)本發(fā)明的第二具體實施例是一種用以調(diào)整參考頻率的裝 置。請參照圖6，圖6為該參考頻率調(diào)整裝置的功能模塊圖。如圖 6所示，參考頻率調(diào)整裝置IO包含接收模塊ll、第一除法模塊12、 第二除法模塊13及調(diào)整模塊14。接收模塊11用以根據(jù)該參考頻率 接收訓練信號。第一除法模塊12用以將該訓練信號的目標區(qū)域除 以原始訓練序列[T(X)]以產(chǎn)生商式。第二除法才莫塊13用以將該商式 除以預設多項式[H(X)]以產(chǎn)生余式。調(diào)整模塊14用以根據(jù)該余式調(diào) 整該參考頻率。實際上，該原始訓練序列[T(X)]可為二元多項式，且該原始訓 練序列[T(X)]與該預設多項式[H(X)]的乘積可為(1+X,。該訓練信號 可包含多個位移后的訓練序列。該位移后的訓練序列以循環(huán)形式包 含于該訓練4言號中。該爿f立移后的訓練序列中的每一^f立移后的訓練序列分別與該原始訓練序列[T(X)]相關。該目標區(qū)域的長度等于該原 始訓練序列[T(X)]的長度。如圖7所示，圖6中的調(diào)整才莫塊14可進一步包含移動單元15 及調(diào)整單元16。移動單元15用以移動該訓練信號且重新才喿作該第 一除法模塊及該第二除法模塊直至產(chǎn)生N個余式為止。其中N為 正整凄t。調(diào)整單元16用以4艮據(jù)該N個余式調(diào)整該參考頻率。如圖8所示，上述的調(diào)整單元16可進一步包含選擇裝置17、 分析裝置18及調(diào)整裝置19。選擇裝置17用以從該N個余式中選 擇M個4美選多項式。其中M是小于或等于N的正整凄t且該M個4美 選多項式的每一候選多項式分別為單項式。分析裝置18用以分析 該M個J美選多項式以決定目標多項式。其中在分神斤裝置18中，利 用統(tǒng)計來分析該M個候選多項式。調(diào)整裝置19則是用以根據(jù)該目 標多項式調(diào)整該參考頻率。此外，圖6所示的該參考頻率調(diào)整裝置10也可進一步包含傳 遞模塊(未示出)。該傳遞模塊是用以通過正交分頻多任務傳遞原始 訓練信號。其中該原始訓練信號對應于該接收才莫塊所接收的該訓練 信號。與現(xiàn)有技術相比較，根據(jù)本發(fā)明的方法及裝置不僅可改善現(xiàn)有 技術中需要大量運算且可能因為某些子通道選擇性衰竭而造成參 考頻率偏移量估測镅-誤的缺點，同時也能正確地調(diào)整無線通訊接收 端的參考頻率，以達到無線通訊接收端與傳送端參考頻率同步的效 果。通過以上優(yōu)選具體實施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發(fā) 明的特征與精神，而并非以上述所披露的優(yōu)選具體實施例來對本發(fā) 明的范圍加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及等同替換于本發(fā)明所要申請的權利要求的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明所申請 的權利要求的范圍應根據(jù)上述的說明作最寬廣的解釋，以使其涵蓋 所有可能的改變以及等同替換。符號說明S1 S423:流程步驟10:參考頻率調(diào)整裝置 12:第一除法模塊 14:調(diào)整才莫塊11:接收模塊13:第二除法模塊15:移動單元16:調(diào)整單元 17:選擇裝置18:分析裝置 20:傳送端 22:接收端19:調(diào)整裝置 21:無線通道
權利要求
1.一種用以調(diào)整參考頻率的方法，適用于接收端，包含下列步驟(a)所述接收端根據(jù)所述參考頻率接收訓練信號；(b)將所述訓練信號中的目標區(qū)域除以原始訓練序列[T(X)]以產(chǎn)生商式；(c)將所述商式除以預設多項式[H(X)]以產(chǎn)生余式；以及(d)根據(jù)所述余式調(diào)整所述參考頻率。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述原始訓練序列[T(X)]是 具有二進制系凄t的多項式。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述原始訓練序列[T(X)]與 所述預設多項式[H(X)]的乘積為(1+XN)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述訓練信號包含多個位移 后的訓練序列[T^(X)],且所述位移后的訓練序列中的每一位 移后的訓練序列[T(d)(X)]各自與所述原始訓練序列[T(X)]相 關。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述多個位移后的訓練序列 [T^(X)]以循環(huán)形式包含于所述訓練信號中。
6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述目標區(qū)域的長度等于所 述原始訓練序列[T(X)]的長度。
7. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中步驟(d)由下列步驟執(zhí)行(dl )移動所述訓練信號并重新執(zhí)行步驟(b )及(C )直至產(chǎn)生N個余式，其中N是正整凄t;以及(d2)才艮據(jù)所述N 個余式調(diào)整所述參考頻率。
8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其中步驟(d2 )由下列步驟執(zhí)行(d21)從所述N個余式中選擇M個候選多項式，其中 M小于或等于N的正整數(shù)且所述M個候選多項式中的每一個 4矣選多項式分別為單項式；(d22)分析所述M個候選多項式以決定目標多項式；以及(d23)才艮據(jù)所述目標多項式調(diào)整所述參考頻率。
9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其中在步驟(d22 )是通過統(tǒng)計 來分析所述M個4芙選多項式。
10. —種用以調(diào)整參考頻率的裝置，包含接收模塊，用以根據(jù)所述參考頻率接收訓練信號；第一除法沖莫塊，用以將所述訓練信號中的目標區(qū)域除以 原始訓練序列[T(X)]以產(chǎn)生商式；第二除法才莫塊，用以將所述商式除以預設多項式[H(X)] 以產(chǎn)生余式；以及調(diào)整模塊，用以根據(jù)所述余式調(diào)整所述參考頻率。
全文摘要
本發(fā)明提供一種調(diào)整參考頻率的方法。首先，該方法根據(jù)該參考頻率接收訓練信號。接著，該方法將該訓練信號的目標區(qū)域除以原始訓練序列以產(chǎn)生商式。然后，該方法將該商式除以預設多項式以產(chǎn)生余式。最后，該方法根據(jù)該余式調(diào)整該參考頻率。
文檔編號H04Q7/38GK101335988SQ20071012753
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月28日 優(yōu)先權日2007年6月28日
發(fā)明者廖學健, 林國全 申請人:明基電通股份有限公司