專利名稱：：具有動態(tài)功率調整的多載波接收機以及相關調整方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及接收多載波(multi-carrier)信號，特別涉及到具有動態(tài)功率調整的多載波接收機以及動態(tài)調整多載波接收機的功率消專毛的方法。多載波調制方法，例如正交頻分復用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing,以下簡稱為OFDM)，現已得到普遍使用。OFDM是一種在20世紀70年代設計、使用多個不同的子載波來并行傳輸多個符號的調制方法。OFDM系統(tǒng)通過k個復數正交幅度調制(QuadratureAmplitudeModulation,QAM)符號Xk來形成其符號，每一子載波具有頻率/^f，其中Tu是子載波符號周期。每一OFDM子載波在頻域顯示sinc(x)=頻譜。通過在頻域將2N+1子載波相互間隔+，每一子載波sine(x)頻:潛的初始峰^直(primarypeak)與其^/f壬一子載波的零值相重合。從而，盡管子載波的頻語重疊，子載波依然相互正交。OFDM作為一種能夠處理在無線環(huán)境中發(fā)生的信道損壞(channelimpairment)的高度有效的頻譜傳輸架構而眾所周知。OFDM的基本出發(fā)點是將可用頻譜分割成多個子信道(子載波)。通過設置所有的子載波窄頻帶，-使子載波經歷幾乎平坦的衰落，/人而筒化均衡。然而移動接收依然是OFDM系統(tǒng)相關的問題。移動4妻收機將經歷多普勒頻移(Dopplershift)，其將損害每一子載波之間的正交，從而降低系統(tǒng)性能。在此情況下，由于來自一個子載波的信號分量與來自其他子載波(通常為相鄰子載波)的信號分量相互干擾，載波間相互干4尤(inter-carrierinterference,以下簡稱為ICI)發(fā)生。移動的一妻收才幾也遇到時變信道(time-varyingchannel)的問題。時
背景技術：
：變信道也限制了系統(tǒng)的性能。通常，使用ICI消除器來補償ICI，并且使用附加的具有前向糾4昔(forwarderrorcorrection)能力的長交4晉器(longinterleave!")來增進系統(tǒng)性能。舉例來說，手持式數碼視頻播放(DigitalVideoBroadcastHand-held,以下簡稱為DVB-H)中具體說明了使用多重協(xié)議封裝-前向糾錯(multiprotocolencapsulationforwarderrorcorrection，以下簡牙爾為MPE-FEC)來j是供交錯與糾錯的附加層，從而在移動環(huán)境中提供更加穩(wěn)定的信號。盡管ICI消除器與MPE-FEC可增進系統(tǒng)的性能，可此兩個特征也消耗較多的功率。由于手持裝置通常具有有限的電源，系統(tǒng)設計者必須要在系統(tǒng)性能與功率消耗之間折衷。
發(fā)明內容本發(fā)明為了同時滿足OFDM系統(tǒng)中移動接收機的系統(tǒng)性能與功率消耗的要求，提供了一種具有動態(tài)功率調整的多載波接收機與動態(tài)調整多載波接收機的功率消耗的方法。本發(fā)明所披露的一種具有動態(tài)功率調整的多載波沖妻收機，上述接收機包含解調器，接收多載波信號，其中多載波信號包含多個子載波；信道估測器，估測每一子載波的信道特性；載波間相互干擾;險測器，估測載波間相互干擾；系統(tǒng)性能檢測器，檢測系統(tǒng)性能；載波間相互干擾消除器，從解調的多載波信號減去上述估測的載波間相互干擾；決定電^^，當估測的載波間相互干擾超出載波間相互干擾閾值并且系統(tǒng)性能小于系統(tǒng)性能閾值時，開啟載波間相互干擾消除器；以及均衡器，依據估測的信道特性來均衡解調的多載波信號。本發(fā)明另一實施方式提供一種動態(tài)調整多載波接收機的功率消耗的方法，包含解調多載波信號，其中多載波信號包含多個子載波；依據解調的多載波信號，估測每一子載波的信道特性；從解調的多載波信號估測一載波間相互干且系統(tǒng)性能小于系統(tǒng)性能閾值時，從解調的多載波信號減去上述估測的載波間相互干擾；以及依據估測的信道特性來均衡上述解調的多載波信號，并且依據均衡的多載波信號來更新系統(tǒng)性能。本發(fā)明提供的具有動態(tài)功率調整的多載波接收機與動態(tài)調整多載波接收機的功率消耗的方法，通過選擇性地開啟載波間相互干:l無消除器，可有效地降低接收機的平均功率消耗。圖l是具有動態(tài)功率調整的多載波接收機的簡要示意圖。圖2是DVB-H傳輸機的簡要示意圖。圖3繪示了一個MPE-FEC矩陣。圖4是應用數據表的布局。圖5a是具有動態(tài)功率調整的OFDM接收機的另一實施方式的簡要示意圖。圖5b是圖5a所示的接收機的FEC的實施方式的舉例說明。圖6是依據本發(fā)明的實施方式的動態(tài)調整接收多載波的功率消耗的方法的流程圖。具體實施例方式以下是根據多個圖式對本發(fā)明的較佳實施方式進行詳細描述，本領域技術人員閱讀后應可明確了解本發(fā)明的目的。圖1是具有動態(tài)功率調整的多載波接收機的簡要示意圖。多載波接收機IO包含解調器(demodulator)102、ICI檢測器(ICIdetector)104、系統(tǒng)性能檢測器(systemperformancedetector)106、決定電路108、ICI消除器llO、信道估測器(channelestimator)112以及均4釺器(equalizer)114。多載波信號，可為OFDM信號或者多載波碼分多址(Multi-carrierCodeDivisionMultipleAccess，以下簡稱為MC-CDMA)信號，由解調器102接收。解調器102可通過快速傅立葉轉換(FastFourierTransform,FFT)來實現。解調后的多載波信號輸入至ICI消除器110、ICI檢測器104以及信道估測器112。信道估測器112估測每一子載波的信道特性，例如每一子載波的振幅與時間導數(time-derivative)。系統(tǒng)性能檢測器106檢測系統(tǒng)性能。在一些實施方式中，系統(tǒng)性能可為信噪比(signal-to-noiseratio,以下簡稱為SNR)或者誤碼率(biterrorrate,以下簡稱為BER)。ICI檢測器104檢測ICI(例如ICI強度)。ICI與系統(tǒng)性能一同發(fā)送至決定電路108。僅僅當ICI超過ICI閾值并且系統(tǒng)性能小于系統(tǒng)性能閾值時，決定電路108開啟ICI消除器110。換言之，當ICI小于ICI閾值或者系統(tǒng)性能大于系統(tǒng)性能閾值時，ICI消除器110被關閉。ICI消除器110，當開啟時，從解調的多載波信號中減去估測的ICI。得到的信號被輸入至均衡器114來正常均衡信號。均衡器114的操作依賴于信道估測器112提供的估測的信道特性。均衡器114的輸出被輸入至系統(tǒng)性能檢測器106。在本發(fā)明一些實施方式中，ICI檢測器104是速度估測器，多普勒頻率估測器、信道時變估測器、ICI消除量估測器、或者任何其他相似的監(jiān)測ICI的估測器。系統(tǒng)性能檢測器106可為SNR估測器、BER估測器或者其他用來報告接收機的質量的估測器。在本發(fā)明的一個實施方式中，為了在移動信道中增加多普勒頻移的容忍性，均衡器114的輸出更提供給一個前向糾錯(forwarderrorcorrection，以下筒稱為FEC)器。舉例來說，DVB-H具體說明了使用MPE-FEC來提供一個交錯與糾錯的附加層，從而在移動環(huán)境中提供更加穩(wěn)定的信號。圖2是DVB-H傳輸機的簡要示意圖。DVB-H傳輸機包含IP封裝器(IP-encapsulator)202、里德所羅門(Reed-Solomon，圖式與以下說明書中簡稱為RS)編碼器2011、外交錯器(outerinterleaver)2012、巻積、編石馬器(convolutionalencoder)2013、內交4昔器(innerinterleaver)2014、映射器(mapper)2015、OFDM調制器2016、數字至模擬轉換器(digital-to-analogconverter，在圖示與下文中筒稱為D/A)2017、以及射頻前端(radiofrequencyfrontend)2018。內交錯器2014以及外交錯器2012盡力使錯誤隨機分布，從而接收機內的RS編碼器與巻積編碼器，例如維特比(Viterbi)編碼器，可最大程度地使用隨機錯誤。IP封裝器202包含時間分片模塊(timing-slicingmodule)206以及MPE-FEC204。時間分片模塊206提供彈性周期并且可用于DVB-H服務。時間分片周期可高至500ms,低至50ms。MPE-FEC204提供附加的前向糾錯功能，從而允許接收才幾在特別困難接收條件下工作。MPE-FEC幀設置為具有255歹'j(column)與彈性數量行(row)的矩陣。圖3繪示了一個MPE-FEC矩陣。依據傳輸條件，4亍的數量可從1變化至1024。矩陣中的每一位置是一信息字節(jié)(informationbyte)。MPE-FEC幀的左側，包含最左側的191列，專署于IP數據t艮(IPdatagram)與可能的填入數據(padding),其稱為應用數據表(Applicationdatatable)。MPE-FEC幀的右側，包含最右側的64列，專署于FEC碼的校驗信息(parityinformation),并稱為RS數據表，其包含RS數據與刪減的RS數據列。圖4是應用數據表的布局。如上所述在191列與可變數量個行的矩陣中包含IP數據報與填入數據。應用數據表中的每一字節(jié)位置的地址在1-191倍的行編號的范圍中。同樣地，在圖3所示的RS數據表中的每一字節(jié)位置的地址在l-64倍的4亍編號的范圍中。通過加上自IP數據報計算出來的校驗信息，以及在分別的MPE-FEC段(section)發(fā)送該校驗信息，即使在較差的接收條件下，也可輸出無錯誤(error-free)IP數據報(在MPE-FEC編碼后)。每一MPE-FEC段包含由報頭(header)與循環(huán)冗余校驗(cyclicredundancycheck,CRC)-32消耗的16字節(jié)。通過在MPE-FEC封包報頭使用循環(huán)冗余校驗，如果循環(huán)冗余校驗失敗，以旗標(flag)表示MPE-FEC封包內容不可靠。依據DVB-H標準，時間分片是在DVB-H系統(tǒng)中強制使用，而MPE-FEC為可選擇的使用。MPE-FEC標準與非MPE-FEC適應接>|丈才幾反向兼容(backwardcompatible)。圖5a是具有動態(tài)功率調整的OFDM接收機的另一實施方式的簡要示意圖。此舉例說明的OFDM接收機包含解調器531、ICI檢測器532、決定電路533、系統(tǒng)性能檢測器534、信道估測器535、ICI消除器536、均衡器537以及FEC50。圖5b是FEC50的實施方式的舉例說明。在圖5b中，FEC50包含解映射器(de-mapper)502、內解交錯器(innerdeinterleaver)504、巻積譯碼器506、夕卜解交錯器(outerdeinterleaver)508、RS譯碼器510、解護C器(descrambler)512、傳輸流解復用器(transportstreamde-multiplexer)514、以及IP封裝器516。IP封裝器516包含時間分片模塊518以及MPE-FEC模塊520。在圖5b所示的區(qū)塊中，僅僅MPE-FEC模塊520可選擇性地開啟。當接收到MPE-FEC突發(fā)(burst)時，IP封裝器516需要以其存儲器來緩沖數據，用來在時間間隔中使用。對于每一接收到的屬于應用數據表或者RS數據表的段,IP封裝器516在段報頭中查找段內的MPE-FEC幀的開始地址，然后將MPE-FEC幀-i殳置在各自表中的正確位置。上述程序完成之后，所有接收到的突發(fā)可依據循環(huán)冗余校驗-32的校驗和而標出"可靠"或者"不可靠，，。由于可省略MPE-FEC，IP封裝器516決定是否所有的MPE-FEC突發(fā)被標出"可靠，，。如果是，MPE-FEC模塊520依舊保持關閉從而節(jié)省電源。否則，MPE-FEC模塊開啟。MPE-FEC模塊520,如果開啟，可在255字節(jié)碼字中校正64個錯誤字節(jié)。如果在一^f亍中有少于64的不可靠字節(jié)，MPE-FEC模塊520可校正所有的錯誤。如杲在一行中有多于64個不可靠字節(jié)，MPE-FEC模塊520將不能作任何校正，從而通常不糾錯而輸出字節(jié)錯誤。由于MPE-FEC模塊以及ICI消除器消耗功率，選4奪性地開啟MPE-FEC模塊以及ICI消除器可有效地降低功率消耗。這將減少接收機的平均功率消耗。整個多載波接收機能夠負荷弱ICI,因此當ICI微弱時不需要打開ICI消除器。圖6是依據本發(fā)明的實施方式的動態(tài)調整接收多載波的功率消耗的方法的流程圖。該方法包含以下步驟步驟S601:解調多載波信號；步驟S602:估測信道特性；步驟S603:估測ICI;步驟S604:檢測系統(tǒng)性能；步驟S605:比較ICI、系統(tǒng)性能與其各自的閾值；步驟S606:減去ICI;步驟S607:均;斷解調的多載波信號，更新系統(tǒng)性能；步驟S608:MPE-FEC突發(fā)是否"可靠";步驟S609:RS譯碼所有的MPE-FEC突發(fā)。在步驟S601中以解調多載波信號開始，其中多載波^(言號包含多個子載波。多載波信號可為OFDM信號或者MC-CDMA信號。在步驟S602中，依據解調的多載波信號，來估測每一子載波的信道特性。在步驟S603中，依據解調的多載波信號估測ICI(例如ICI強度)。在步驟S604中，才全測系統(tǒng)性能。在本發(fā)明的一些實施方式中，系統(tǒng)性能是SNR或者BER。在步驟S605中，ICI與ICI閾值相比較，并且系統(tǒng)性能與系統(tǒng)性能閾值相比較。在步-驟S606中，如果ICI超出ICI閾值并且系統(tǒng)性能低于系統(tǒng)性能閾值，從解調的多載波信號中減去接收到的多載波信號所包含的估測的ICI。在步驟S607，解調的多載波信號依據估測的信道特性而均衡，其中均衡的多載波信號用來更新系統(tǒng)性能。如果在步驟S605中，ICI低于ICI閾值或者系統(tǒng)性能超出系統(tǒng)性能閾值，方法直接執(zhí)行至步驟S607。在本發(fā)明的實施方式中，ICI是速度、多普勒頻率、信道時變或者其他類似。在一些實施方式中，均衡多載波信號包含255個MPE-FEC突發(fā)。MPE-FEC突發(fā)在步驟S608中被檢查。每一突發(fā)被標記"可靠，，或者"不可靠"。如果多于一個突發(fā)被標記"不可靠，，，所有255個MPE-FEC突發(fā)在步驟S609中被RS譯碼。如果所有的MPE-FEC突發(fā)標記為"可靠"，省略RS譯碼。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，凡依本發(fā)明沖又利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。權利要求1.一種具有動態(tài)功率調整的多載波接收機，包含解調器，接收多載波信號，其中上述多載波信號包含多個子載波；信道估測器，從解調的上述多載波信號中估測每一子載波的信道特性；載波間相互干擾檢測器，從解調的上述多載波信號估測載波間相互干擾；系統(tǒng)性能檢測器，檢測系統(tǒng)性能；載波間相互干擾消除器，當上述載波間相互干擾消除器開啟時，將解調的上述多載波信號減去上述估測的載波間相互干擾后輸出，當上述載波間相互干擾消除器關閉時，輸出解調的上述多載波信號；決定電路，當上述估測的載波間相互干擾超出載波間相互干擾閾值并且上述系統(tǒng)性能小于系統(tǒng)性能閾值時，開啟上述載波間相互干擾消除器；以及均衡器，依據上述估測的信道特性來均衡上述載波間相互干擾消除器的輸出信號，其中上述均衡的多載波信號提供至上述系統(tǒng)性能檢測器，以更新上述系統(tǒng)性能。2.如權利要求1所述的具有動態(tài)功率調整的多載波接收機，其特征在于，當上述估測的載波間相互干擾小于上述載波間相互干擾閾值時或者上述系統(tǒng)性能超出上述系統(tǒng)性能閾值時，上述決定電路關閉上述載波間相互干擾消除器。3.如權利要求1所述的具有動態(tài)功率調整的多載波接收機，其特征在于，更包含多重協(xié)議封裝-前向糾錯模塊，其中上述均衡的多載波信號包含255個突發(fā)，每一上述突發(fā)被標記"可靠"或者"不可靠"，如果所有的255個上述突發(fā)被標記"可靠"，上述多重協(xié)議封裝-前向糾錯模塊保持關閉來節(jié)省電源，否則，上述多重協(xié)議封裝-前向糾錯模塊開啟。4.如權利要求1所述的具有動態(tài)功率調整的多載波接收機，其特征在于，上述解調器是由快速傅立葉轉換實現。5.如權利要求1所述的具有動態(tài)功率調整的多載波接收機，其特征在于，上述系統(tǒng)性能估測器是信噪比估測器，并且上述系統(tǒng)性能是信噪比或者誤碼率。6.如權利要求1所述的具有動態(tài)功率調整的多載波接收機，其特征在于，上述載波間相互干擾檢測器是速度估測器，并且上迷載波間相互干擾以上述多載波接收機的速度表示。7.如權利要求1所述的具有動態(tài)功率調整的多載波接收機，其特征在于，上述載波間相互干擾檢測器是多普勒頻率估測器，并且上述載波間相互干擾是以多普勒頻率表示。8.如權利要求1所述的具有動態(tài)功率調整的多載波接收機，其特征在于，上述載波間相互干擾檢測器是信道時變估測器，并且上述載波間相互干擾是以信道時變表示。9.如權利要求1所述的具有動態(tài)功率調整的多載波接收機，其特征在于，上述多載波信號是正交頻分復用信號或者多載波碼分多址信號。10.—種動態(tài)調整多載波接收機的功率消耗的方法，包含解調多載波信號，其中上述多載波信號包含多個子載波；依據上述解調的多載波信號，估測每一子載波的信道特性；從上述解調的多載波信號估測載波間相互干擾；檢測系統(tǒng)性能；當上述估測的載波間相互干擾超出載波間相互干擾閾值并且上述系統(tǒng)性能小于系統(tǒng)性能閾值時，從上述解調的多載波信號減去上述估測的載波間相互干擾，得到第一輸出信號；以及依據上述估測的信道特性來均衡上述第一輸出信號，并且依據上述均衡的多載波信號來更新上述系統(tǒng)性能。11.如權利要求IO所述的動態(tài)調整多載波接收機的功率消耗的方法，其特征在于，當上述估測的載波間相互干擾小于上述載波間相互干擾閾值時或者上述系統(tǒng)性能超出上述系統(tǒng)性能閾值時，均衡上述解調后的多載波信號。12.如權利要求IO所述的動態(tài)調整多載波接收機的功率消耗的方法，其特征在于，上述均衡的多載波信號包含255個突發(fā)，每一上述突發(fā)被標記"可靠"或者"不可靠，，，以及上述方法更包含當有一個以上的突發(fā)被標記"不可靠，，時，里德所羅門譯碼上述255個突發(fā)。13.如權利要求IO所述的動態(tài)調整多載波接收機的功率消耗的方法，其特征在于，上述系統(tǒng)性能是信噪比或者誤碼率。14.如權利要求IO所述的動態(tài)調整多載波接收機的功率消耗的方法，其特征在于，上述載波間相互干擾是以多普勒頻率、信道時變、或者上述多載波接收才幾的速度表示。15.如權利要求IO所述的動態(tài)調整多載波接收機的功率消耗的方法，其特征在于，上述多載波信號是正交頻分復用信號或者多載波碼分多址信號。全文摘要本發(fā)明是關于一種具有動態(tài)功率調整的多載波接收機與其動態(tài)功率調整方法，上述接收機包含解調器，接收多載波信號，其中多載波信號包含多個子載波；信道估測器，估測每一子載波的信道特性；載波間相互干擾檢測器，估測載波間相互干擾；系統(tǒng)性能檢測器，檢測系統(tǒng)性能；載波間相互干擾消除器，從解調的多載波信號減去上述估測的載波間相互干擾；決定電路，當載波間相互干擾超出載波間相互干擾閾值并且系統(tǒng)性能小于系統(tǒng)性能閾值時，開啟載波間相互干擾消除器；以及均衡器，依據估測的信道特性來均衡解調的多載波信號。本發(fā)明提供的具有動態(tài)功率調整的多載波接收機與動態(tài)調整其功率消耗的方法，可有效地降低接收機的平均功率消耗。文檔編號H04L27/26GK101645867SQ20091016223公開日2010年2月10日申請日期2009年7月30日優(yōu)先權日2008年8月4日發(fā)明者林哲立申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司