專利名稱：相位校正裝置的制作方法
相位校正裝置
當(dāng)前4支術(shù)
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前述部分所述的相位誤差校正裝
置、尤其涉及用于OFDM傳輸系統(tǒng)的相位校正裝置、根據(jù)權(quán)利要求6 前序部分所述的相應(yīng)的相位校正方法以及根據(jù)權(quán)利要求10前序部分所 述的具有相應(yīng)的相位校正裝置的接收裝置。
這樣的相位校正裝置在DE 103 24 418中公開，并針對于一種信號， 其中該信號具有多個分別被調(diào)制到載波信號上的信號分量，在發(fā)送裝置 中的發(fā)送之前利用具有發(fā)送采樣時鐘持續(xù)時間(Sendeabtasttaktdauer) 的發(fā)送采樣時鐘來進(jìn)行采樣，并在接收裝置中的接收之后利用具有接收 采樣時鐘持續(xù)時間的接收采樣時鐘來進(jìn)行采樣，其中每個載波信號都具 有一個所屬的載波頻率。該相位校正裝置構(gòu)造于該接收裝置之中。該信 號具有周期重復(fù)的信號片段。構(gòu)造于接收裝置之中的相位誤差檢測裝置 借助周期重復(fù)的信號片段來檢測每個信號分量的相位誤差，其中所述信 號片段基于的是在發(fā)送采樣時鐘持續(xù)時間與接收采樣時鐘持續(xù)時間之 間的差。相位誤差通過該相位校正裝置然后針對單個信號分量利用內(nèi)插 公式而被校正。
該方法的缺點(diǎn)在于，需要高的計算耗費(fèi)來實(shí)施內(nèi)插。
本發(fā)明的公開
本發(fā)明所基于的任務(wù)是，提供一種相位校正裝置、具有該相位校正 裝置的接收裝置以及相位校正方法，通過其可以尤其有效地實(shí)施相位校 正。
本發(fā)明所基于的任務(wù)通過具有權(quán)利要求1特征部分所述特征的相位 校正裝置、具有權(quán)利要求6特征部分所述特征的相位校正方法以及具有 權(quán)利要求IO特征部分所述特征的接收裝置而得到解決。
本發(fā)明涉及一種相位校正裝置，該相位校正裝置被設(shè)置用于根據(jù)發(fā) 送采樣時鐘持續(xù)時間與接收采樣時鐘持續(xù)時間之比把信號分量的相位 分別改變一個所屬的相位值(Phasenbetrag)。
這種相位校正裝置有利地不需要高的存儲需求和計算耗費(fèi)。
在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，該相位校正裝置^皮設(shè)置用于根據(jù)所屬的載波頻率來進(jìn)行這些信號分量的相位值的改變。 由此可以有利地實(shí)現(xiàn)尤其精確的校正。
在優(yōu)選實(shí)施方案的一個改進(jìn)方案中，以復(fù)數(shù)形式通過乘以一個校正 系數(shù)e—j兀(3—D . e-〕(S-Dk加sTu'來進(jìn)行這些相位之一的改變，其中S是發(fā) 送采樣時鐘持續(xù)時間與接收采樣時鐘持續(xù)時間之比，k是自然數(shù)，ncos 是載波頻率，該載波頻率是該發(fā)送裝置的基頻C0s的整數(shù)倍，Tu是發(fā)送 采樣時鐘持續(xù)時間。
在又一優(yōu)選的實(shí)施方案中，該相位誤差校正裝置被設(shè)置用于將信號 分量分別變換為差分相位(Differenzphasen) ( Ad)),并且分別通過加 上一個相位值來改變這些差分相位。
有利地，這種相位誤差校正裝置可以以尤其微小的耗費(fèi)在使用 4-DQPSK的OFDM系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。
在優(yōu)選實(shí)施形式的又一改進(jìn)方案中，該相位誤差校正裝置被設(shè)置用 于把相鄰信號分量的相位改變一個相同的相位值。
由此，存儲需求和計算耗費(fèi)有利地被進(jìn)一步降低。
本發(fā)明還涉及用于信號的相位校正方法，其中信號分量的相位根據(jù) 發(fā)送采樣時鐘持續(xù)時間與接收采樣時鐘持續(xù)時間之比而分別被改變一 個所屬的相位值。
在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，根據(jù)所屬的載波頻率來實(shí)施對信號分量 的相位值的改變。
在又一優(yōu)選實(shí)施方案中，這些信號分量被變換為差分相位，并且所 述差分相位分別通過加上一個相位值而^皮改變。
在優(yōu)選實(shí)施方案的一個改進(jìn)中，這些相鄰信號分量的相位被改變一 個大小相同的相位值。
本發(fā)明另外還涉及具有相位校正裝置的接收裝置，該相位校正裝置 被設(shè)置用于根據(jù)發(fā)送采樣時鐘持續(xù)時間與接收采樣時鐘持續(xù)時間之比 把信號分量的相位分別改變 一 個所屬的相位值。
附圖的簡述
下面本發(fā)明參照附圖來詳細(xì)解釋。其中

圖1示出了一種發(fā)送裝置的圖示； 圖2示出了一種接收裝置的圖示；
圖3示出了一個相位星座圖，其示出了差分相位的正交分量Q和同相分量l;以及
圖4示出了一個相位星座圖，其示出了出了差分相位的正交分量Q 和同相分量I。
本發(fā)明的實(shí)施方案
圖1示出一種OFDM傳輸系統(tǒng)的發(fā)送裝置的示意性圖示，其中該 OFDM傳輸系統(tǒng)基于的是4-DQPSK。具有多個序列片段{ bk)的要傳輸 的比特序列通過一個解復(fù)用器(Demultiplexer) 1首先在N個子信道上 被劃分為并行的數(shù)據(jù)流b^,其中k-持續(xù)時間Tu的0,1,2,3..., n=0,l,2,...N-l。這些并行的數(shù)據(jù)流通過一個差分編碼器2纟皮差分編碼為 復(fù)數(shù)的發(fā)送符號dk(n),這些發(fā)送符號相應(yīng)于差分相位，并在下文中稱為 信號分量。這些信號分量4(n)然后通過調(diào)制器3被調(diào)制到具有不同載波 頻率co^n'cOs的載波信號上，其中n=0,l,2,3...N-l。這種調(diào)制對應(yīng)于與系 數(shù)exp(jncM)的乘法。分別被調(diào)制到載波信號上的信號分量然后在加法 器4中被相加為一個和信號。在輸出裝置5中一個保護(hù)持續(xù)時間Tg被 添加到該和信號中，并且該和信號利用持續(xù)時間tu^2兀/N'co^Tu/N的發(fā) 送裝置采樣時鐘而被采樣(abtasten),并然后作為OFDM發(fā)送信號m(t) 通過發(fā)送天線6被發(fā)送。對于OFDM發(fā)送信號m(t)的持續(xù)時間，有 T=Tu+TG。
圖2示出了一種接收裝置的示意性圖示。接收天線7接收該OFDM 接收信號u(t)，該接收信號去除干擾就等同于發(fā)送信號m(t)。在該輸入 裝置8中，該信號U(t)利用持續(xù)時間tu、2兀/N.C0s、Tu'/N的接收裝置 采樣時鐘被采樣，并然后保護(hù)持續(xù)時間Tg被去除，其中理想情況下I '=Tu,并從而得出oV =cos。在解復(fù)用器9中，信號在N個子信道上 被劃分為并行的數(shù)據(jù)流。并行的數(shù)據(jù)流然后在解調(diào)器10中利用頻率 C0n'= n'0V被解調(diào)。這種解調(diào)相應(yīng)于與系數(shù)exp(-jn(0/t)的乘法， 并且在解調(diào)之后得到的信號Uk(n)又相應(yīng)于差分相位。
因為該接收裝置可以看作是相關(guān)接收機(jī)(參見Christian Hansen的 "Synchronisationsverfahren f ii r OFDM-basierte Rundfunksysteme，基于 OFDM的無線電系統(tǒng)的同步方法"，論文，漢諾威大學(xué)，第12頁，2004), 所以在解調(diào)之后所得到的信號可以表示為Uk(n)=冬J^:+T'U Uk(t) . e-(1) T'u
在忽略干擾的情況下，該OFDM接收信號u(t)與OFDM發(fā)送信號 m(t)相一致，并從而可以表示為(見圖1):
1 N—l . ,，、
uk(t) 二 1 ￡dk(i^〕,(t-kT) (2) N n = 0
通過把公式(2)用于公式(1)中而得到 Uk(n) = ; Nfdk(m)fkT,'+T'u eJ雄s(t—kT)e-j,'s(t-kT')dt (3)
公式(3)可以被分解為干擾分量Uk(n)l廳e和有用分量Uk(n)Ue:
Uk(n) = Uk(n)|use + Uk(n)|n。ise (4)
該干擾分量Uk(n)Use包含mn適用于其的、所有的和部分，該干擾 分量引起載波間干擾(ICI),并且在下文中被忽略，因為該載波間干擾 在采樣時鐘精度小的情況下影響(ausfaellen)非常微小。通過積分然后 得到
Uk(n)lNutz = dk(n) . e」(S-"nk^T . eJ兀n(5—!) . si(7ln(5 _ 1} > (5)
在此，有 si(7m(5-l))=sin(7m(5-l))/兀n(5-l),并且采樣比 S= tuVtu = Tu'/Tu,其理想情況下為1。該系數(shù)si(兀n(S-l))在此衰 減地作用，而eJ(5-DnkcosT . eJ7m(S-1>項導(dǎo)致相位偏移，該相位偏移可
以通過乘以校正系數(shù)f(n)而被校正，該校正系數(shù)相應(yīng)于一個相位值，對 此，有
f(n) = e_J(S-l)nk(osT . e_J7m(S-l) = e_j￡i(n) . e—je2(n)
(6)該相位值在此由兩個校正相位部分si和&組合而成 s尸(3-l)nkcOsT
￡2=兀11(3-1)
在此該第一項與參數(shù)k有關(guān)，而第二項與參數(shù)k無關(guān)。
S在該輸入裝置8中根據(jù)T/和Tu來計算，并然后被傳輸?shù)皆撓辔?br> 校正裝置12,在此Tu由周期重復(fù)的信號片段來確定，如比如在DE103
24 418中所述。
圖3示出了不具有相位校正的4-DQPSK傳輸系統(tǒng)的相位星座圖， 其示出了在兩個相鄰的Uk(n)之間的差分相位的正交分量Q和同相分量 I。
圖4示出了具有相位校正的4-DQPSK傳輸系統(tǒng)的相位星座圖，其 示出了差分相位的正交分量Q和同相分量I。被示為圓圈的差分相位與 圖3的差分相位相比相對于其理想位置僅僅被噪聲微小地偏移。
信號分量的校正可以尤其簡單地直接在解碼器11中差分解碼之后 被實(shí)施，其中同樣由彼此相繼的比特序列來形成差分相位AO(n,n+l), 使得可以在相位4交正裝置12中通過加法來實(shí)施相位沖交正。
對于該差分相位得到了 一個差分相位值，該差分相位值由Asi和As2 組成
Ae丄(n,n + 1> = ￡2(n + 1) - e(n) = (n + 1> kwsT(5 - l卜nkcosT (5 - 1) =kwsT (5 - 1)
△e2(n, n + 1) = e2(n + 1) - ￡2(n)=兀(n + 1) (S - 1)-兀n(5 - 1) =兀(5 - 1)
該差分相位才交正部分As!和As^皮相力口為該差分相位AO(n,n+l)。 作為例子假定了精確度為200ppm的石英晶體，并且OFDM系統(tǒng)按
照DAB系統(tǒng)(ETSI EN 300 401 )的參數(shù)，具有T=1.25ms,并基于o>s=lkHz
和1536個有效信道。由此得到
5=200/106+1 = 1細(xì)2,這得到As產(chǎn)0細(xì)25k,也即對于笫600個信
道的約8.6度的相位誤差，以及As2=0.00063，也即約0.036度的相位誤差。
除了對所有的相位誤差進(jìn)行精確校正之外，所述校正還可以針對多個相鄰的信道來校正相同的相位，以降低存儲需求和計算耗費(fèi)。此外， 還針對每第x個信道計算一個精確的校正值，然后把該校正值用于在兩
側(cè)上的(x-l)/2個相鄰信道。利用x=5 ,對于k=600得到了 As產(chǎn)0.00025.600-0.15,對于k=602得到了 As產(chǎn)0細(xì)25.602:0.1505。這 相應(yīng)于約0.028度的誤差，并/人而可以忽略。
在相位誤差校正之后，被校正的信號Bk,n在復(fù)用器13中最后被多 路轉(zhuǎn)換為具有多個序列片段(bk}的一個比特序列。
權(quán)利要求
1.一種信號的相位校正裝置，該信號具有多個分別被調(diào)制到載波信號上的信號分量(dk(n))，在發(fā)送裝置中發(fā)送之前利用具有發(fā)送采樣時鐘持續(xù)時間(tU)的發(fā)送采樣時鐘被采樣，并在接收裝置中接收之后利用具有接收采樣時鐘持續(xù)時間(tU′)的接收采樣時鐘被采樣，其中每個載波信號都具有一個所屬的載波頻率(n·ωs)，其特征在于，該相位校正裝置被設(shè)置用于根據(jù)該發(fā)送采樣時鐘持續(xù)時間(tU)與接收采樣時鐘持續(xù)時間(tU′)之比把這些信號分量(dk(n))的相位分別改變一個所屬的相位值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位校正裝置，其特征在于，該相位校 正裝置被設(shè)置用于根據(jù)所屬的栽波頻率(n'o)s)來實(shí)施這些信號分量的 相位值的改變。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的相位校正裝置，其特征在于，所述的相位之 一 的改變以復(fù)數(shù)形式通過乘以校正系數(shù) e-JTC(S-1) . e-J(S-l)kruOsT來進(jìn)行，其中3是該發(fā)送采樣時鐘持續(xù)時間(tu)與接收采樣時鐘持續(xù)時間(tu')之比，k是自然數(shù)，ncos是載波 頻率，其是發(fā)送裝置的基頻cos的整數(shù)倍，Tu是發(fā)送裝置采樣時鐘持續(xù) 時間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位校正裝置，其特征在于，該相位誤 差校正裝置被設(shè)置用于把這些信號分量分別變換為差分相位(A(D),并 分別通過加上一個相位值來改變這些差分相位(AO)。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的相位校正裝置，其特征在于，該 相位誤差校正裝置被設(shè)置用于把相鄰信號分量(dk(n))的相位改變大小 相同的相位4直。
6. —種信號的相位校正方法，該信號具有多個分別被調(diào)制到載波 信號上的信號分量(4(n))，在發(fā)送裝置中發(fā)送之前利用具有一個發(fā)送 采樣時鐘持續(xù)時間(tu)的發(fā)送采樣時鐘被采樣，并在接收裝置中接收 之后利用具有一個接收采樣時鐘持續(xù)時間(tu')的接收采樣時鐘被采 樣，其中每個載波信號都具有一個所屬的載波頻率(rrcos),其特征在信號分量的相位二別改變一個所屬:相位二。'' '、
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的相位校正方法，其特征在于，根據(jù)所屬的載波頻率(IVCOs)來實(shí)施這些信號分量的相位值的改變。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的相位誤差校正裝置，其特征在于，這些 信號分量分別被變換為差分相位(AO),并分別通過加上一個相位值來 改變這些差分相位。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8之一所述的相位誤差校正裝置，其特征在 于，相鄰信號分量(dk(n))的相位被改變大小相同的相位值。
10. —種具有用于信號的相位校正裝置的接收裝置，該信號具有多 個分別被調(diào)制到載波信號上的信號分量(dk(n)),在發(fā)送裝置中發(fā)送之 前利用具有一個發(fā)送采樣時鐘持續(xù)時間(tu)的發(fā)送采樣時鐘被采樣， 并在接收裝置中接收之后利用具有一個接收采樣時鐘持續(xù)時間(tu') 的接收采樣時鐘被釆樣，其中每個載波信號都具有一個所屬的載波頻率(ircos)，其特征在于，該相位校正裝置被設(shè)置用于根據(jù)該發(fā)送采樣時 鐘持續(xù)時間(tu)與接收采樣時鐘持續(xù)時間(tu')之比把這些信號分 量(dk(n))的相位分別改變一個所屬的相位值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種信號的一種相位校正裝置(12)，其中該信號具有多個被調(diào)制到相應(yīng)一個載波信號上的信號分量，在一個發(fā)送裝置中發(fā)送之前利用具有一個發(fā)送采樣時鐘持續(xù)時間的一個發(fā)送采樣時鐘而被采樣，并在接收裝置中接收之后利用具有一個接收采樣時鐘持續(xù)時間的一個接收采樣時鐘而被采樣，其中每個載波信號都具有一個所屬的載波頻率。為了尤其有效地實(shí)施相位校正，該相位校正裝置(12)設(shè)置用于根據(jù)該發(fā)送采樣時鐘持續(xù)時間與接收采樣時鐘持續(xù)時間之比把信號分量的相位相應(yīng)改變一個所屬的相位值。
文檔編號H04L27/26GK101606366SQ200880004084
公開日2009年12月16日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者F·霍夫曼, G·斯普賴茨, S·雅各布盧 申請人:羅伯特·博世有限公司