專利名稱：數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置與方法
技術領域：
本發(fā)明有關檢測數(shù)字電視信號參數(shù)的裝置與方法，特別是有關可同時檢測數(shù)字通 訊系統(tǒng)接收端的整數(shù)頻偏、接收信號的引導圖樣與載波模式的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置 與方法。
背景技術：
在無線通訊系統(tǒng)(wireless communication system)中，由于其無線電信道 (radiochannel)通常有多重路徑衰減(multipath fading)效應，以致于在接收的信號中 會有符號間干擾(inter-symbol interference)的問題。為了消除符號間干擾，一般的作 法是在接收器中設置均衡器(equalizer)，而均衡器的運作需用到信道脈沖回應(channel impulse response)的信息，使得信道脈沖回應的估測在移動無線電系統(tǒng)中扮演相當關鍵 的角色。在正交頻分多路復用(Orthogonal Frequency-DivisionMultiplexing, OFDM)系 統(tǒng)中，信道脈沖回應估測是通過使用傳送器和接收器事前已知的引導符號(Pilot symbol) 推知其它數(shù)據(jù)符號(data symbol)，引導符號是由一引導副載波(pilot sub-carrier)承 載，而引導副載波的載波索引(carrier index)是由數(shù)字信號系統(tǒng)規(guī)格的引導圖樣(pilot pattern)所規(guī)范，舉例而言，第二代歐規(guī)地面數(shù)字視訊廣播DVB-T2規(guī)格中引導圖樣有PPl、 PP2、…、PP8八種，依照不同的傅立葉轉換規(guī)模(fast Fourier Transform size，簡稱FFT size)和不同的保護區(qū)間(guard interval)有不同的引導圖樣，而依照不同的載波模式 (carrier mode)，相同引導圖樣的引導副載波索引亦不相同，舉例而言，DVB-T2規(guī)格的載波 模式有正常載波模式(normal carrier mode)禾口延伸載波模式(extended carrier mode), 延伸載波模式使用的頻域副載波較正常載波模式多，可以傳送較多的數(shù)據(jù)。因此如何檢測 出正確的引導圖樣和正確的載波模式對于信道估測(channel estimation)為一重要課題。此外，在通訊系統(tǒng)中，發(fā)送端將欲傳送的信號用一混頻器(mixer)升頻至射頻發(fā) 送，接收端通過天線接收到該射頻信號再將其頻率降回基頻進行處理，由于發(fā)送端和接收 端的振蕩器產生的頻率存在不一致的問題，造成接收端降頻后的接收信號具有載波頻偏 (carrier frequency offset)，影響接收信號于基頻處理的正確性，載波頻偏可分為一整 數(shù)步頁偏(integer carrier frequency offset,簡稱 ICF0)力口上一分數(shù)步頁偏(fractional carrier frequency offset)，其中整數(shù)頻偏代表接收端的頻率偏移量是載波間距 (carrier spacing)的整數(shù)倍數(shù)，分數(shù)頻偏代表接收端的頻率偏移量是載波間距(carrier spacing)為一個小于1的倍數(shù)。因此需要一種檢測載波頻偏裝置，以調校該接收端混頻器 的降頻結果至正確的基頻頻率值。有鑒于此，需要提出一種數(shù)字電視信號參數(shù)的檢測裝置，可同時檢測接收端的整 數(shù)頻偏和接收信號的引導圖樣與載波模式，達到校正接收端頻率與檢測信道估測模塊所需 參數(shù)的目的，并節(jié)省芯片成本與信號處理時間。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種數(shù)字電視信號參數(shù)的檢測裝置和方法，可同時檢測接收 端的整數(shù)頻偏和接收信號的引導圖樣與載波模式，以校正接收端頻率與檢測信道估測模塊 所需參數(shù)。本發(fā)明揭露一種數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置，用以接收一第一正交頻分多路復用 (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, OFDM)符號和一第二 OFDM 符號，以檢測 一 OFDM通訊系統(tǒng)一接收信號的一整數(shù)頻偏、一引導圖樣與一載波模式，該第一 OFDM符號包 含多個第一頻域副載波，該第二 OFDM符號包含多個第二頻域副載波，該數(shù)字電視信號參數(shù) 檢測裝置包括一相關裝置，用以利用這些第一頻域副載波和這些第二頻域副載波，產生多 個副載波相關結果；一最大值搜尋單元，耦接于該相關裝置，用以搜尋這些副載波相關結果 中一最大副載波相關結果；以及一參數(shù)產生器，耦接于該最大值搜尋單元，用以根據(jù)該最大 副載波相關結果產生該整數(shù)頻偏、該引導圖樣與該載波模式。本發(fā)明亦揭露一種數(shù)字電視信號參數(shù)檢測方法，用以檢測一正交頻分多路復用 (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing,OFDM)通訊系統(tǒng)一接收信號的一整數(shù)頻 偏、一引導圖樣與一載波模式，數(shù)字電視信號參數(shù)檢測方法包括以下步驟接收第一 OFDM 符號和第二 OFDM符號，其中該第一 OFDM符號包含多個第一頻域副載波，該第二 OFDM符號 包含多個第二頻域副載波；利用這些第一頻域副載波和這些第二頻域副載波，產生多個副 載波相關結果；搜尋這些副載波相關結果中一最大副載波相關結果；以及輸出該最大副載 波相關結果對應的該整數(shù)頻偏、該引導圖樣與該載波模式。本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術的有益技術效果是本發(fā)明的數(shù)字電視信號參數(shù)的檢測裝 置和方法，可同時檢測接收端的整數(shù)頻偏和接收信號的引導圖樣與載波模式，以校正接收 端頻率與檢測信道估測模塊所需參數(shù)，并節(jié)省芯片成本與信號處理時間。
本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點可通過下列附圖及說明，獲得一更深入的了解圖IA是一 OFDM信號于發(fā)送端的副載波與頻率關系示意圖。圖IB是圖IA的OFDM信號具有整數(shù)頻偏的信號示意圖。圖IC是圖IA的OFDM信號具有整數(shù)頻偏的信號示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明具體實施例的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置方塊圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明另一具體實施例的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置方塊圖。圖4A是根據(jù)本發(fā)明具體實施例檢測正常載波模式的副載波相關結果圖。圖4B是根據(jù)本發(fā)明具體實施例檢測延伸載波模式的副載波相關結果圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明具體實施例的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測方法流程圖。
具體實施例方式圖IA是一 OFDM信號于發(fā)送端未經(jīng)升頻時的副載波與頻率關系示意圖，這些副載 波具有一固定的載波間距，其中載波索引1、7、13對應的副載波為引導副載波，帶有已知的 信號數(shù)據(jù)以供信道估測。圖IB是圖IA的具有整數(shù)頻偏的信號示意圖，本發(fā)明主要是針對 校正整數(shù)頻偏探討。如圖IB所示，這些引導副載波對應的載波索引為2、8、14，偏移后的引導副載波索引為原載波索引加上整數(shù)頻偏，代表其整數(shù)頻偏為一個載波間距。圖IC是圖IA 的具有整數(shù)頻偏的信號示意圖，這些引導副載波對應的載波索引為3、9、15，代表其整數(shù)頻偏 為兩個載波間距。檢測整數(shù)頻偏的方法可利用引導副載波的載波索引為已知的特性，通過檢 測接收端降頻后的引導副載波索引，其與原已知的引導副載波索引差異，以獲知整數(shù)頻偏。圖2是根據(jù)本發(fā)明具體實施例數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置200的電路方塊圖。該 數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置200接收多個OFDM符號，各OFDM符號包含多個頻域副載波，其 副載波的個數(shù)與間距是相關于傅立葉轉換規(guī)模(fast FourierTransform size，簡稱FFT size)、保護區(qū)間(guard interval)和載波模式。數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置200根據(jù)所 接收的多個OFDM符號，檢測其整數(shù)頻偏、引導圖樣與載波模式。數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝 置200包含一相關裝置210、一最大值搜尋單元220以及參數(shù)產生器270，相關裝置210用以 估測兩個OFDM符號的相關性，并根據(jù)多個預定整數(shù)頻偏、預定引導圖樣與預定載波模式， 產生副載波相關結果。最大值搜尋單元220用以搜尋這些不同預定整數(shù)頻偏、不同預定引 導圖樣與不同預定載波模式對應的副載波相關結果的最大值，該最大副載波相關結果對應 的預定整數(shù)頻偏、預定引導圖樣和預定載波模式即為接收端的整數(shù)頻偏、接收OFDM信號的 引導圖樣與載波模式。參數(shù)產生器270根據(jù)該最大副載波相關結果輸出對應的整數(shù)頻偏、 引導圖樣和載波模式，整數(shù)頻偏輸出至接收端的混頻器用以校正接收端與發(fā)送端間的頻率 偏移，引導圖樣與載波模式則可輸出至信道估測模塊，以提供正確的引導符號和對應的載 波索引，以取還(retrieve)數(shù)據(jù)副載波傳送的信息。請再參考圖2，相關裝置210包含相關器230、儲存單元240、地址產生單元250與 加法裝置260。相關器230用以對兩個OFDM符號各載波索引對應的頻域副載波進行相關性 運算，于本實施例中是采用兩個連續(xù)的OFDM符號，產生對應于各載波索引的相關值。于此 實施例中，相關性運算可以為兩OFDM符號的共軛相乘，當兩OFDM符號為連續(xù)時，相關性運
算可以表示為
相關性二&，/^!^其中χ代表各OFDM符號的各副載波，k代表頻域副載波索引，1代表時域OFDM符 號索引。于圖2中，儲存單元240儲存這些相關值，儲存單元240可以為外掛動態(tài)隨機存 取存儲器或內建靜態(tài)隨機存取存儲器；地址產生單元250產生引導圖樣和載波模式在考量 整數(shù)頻偏效應下對應的副載波地址，地址產生單元250包含引導圖樣地址產生器251和偏 移器252，引導圖樣地址產生器251根據(jù)預定引導圖樣和預定載波模式，產生副載波地址。 這些引導圖樣和載波模式相關于OFDM系統(tǒng)的傅立葉轉換規(guī)模和保護區(qū)間，而不同的載波 模式，其相同引導圖樣的載波索引起始點不同，舉例而言，于第二代歐規(guī)地面數(shù)字視訊廣播 DVB-T2標準有正常載波模式(normalcarrier mode)和延伸載波模式(extended carrier mode)的兩種載波模式。引導圖樣地址產生器251通過信號253獲得OFDM系統(tǒng)的傅立葉 轉換規(guī)模、保護區(qū)間等信息，以選擇該傅立葉轉換規(guī)模和保護區(qū)間對應的引導圖樣和載波 模式。當本實施例應用于DVB-T2規(guī)格時，引導圖樣包含散布引導圖樣(scatter pilot pattern)和連續(xù)引導圖樣(continual pilot pattern)，由于不同OFDM符號對應的散布引 導圖樣索引具有一規(guī)律的偏移，而不同OFDM符號對應的連續(xù)引導圖樣索引則為固定的，本實施例的引導圖樣地址是采用連續(xù)引導圖樣的地址進行以下說明。偏移器252產生一預定 整數(shù)頻偏，以載波間距為單位，使引導圖樣地址產生器251產生的副載波地址有整數(shù)個載 波間距的偏移量，該副載波地址ksele。t可表示成ksele。t = kpilot+i,kpilot為引導圖樣地址，i表 示預定整數(shù)頻偏，預定整數(shù)頻偏范圍可依使用者設定，舉例而言，假設預定整數(shù)頻偏不超過 8個載波間距，則i =-8、-7、…、_1、0、1、…、7、8。地址產生單元250根據(jù)預定引導圖樣、 預定載波模式和預定整數(shù)頻偏輸出對應的副載波地址，將儲存單元240內對應這些副載波 地址的相關值輸出至加法裝置260，以利用加法單元261將這些副載波地址對應的相關值 加總，并利用絕對值單元262取絕對值，亦即
^{^■seied }以產生一副載波相關結果并輸出至最大值搜尋單元220。最大值搜尋單元220搜 尋這些副載波相關結果中一最大副載波相關結果，接著參數(shù)產生器270根據(jù)該最大副載波 相關結果輸出對應的預定整數(shù)頻偏、預定引導圖樣和預定載波模式，以獲得OFDM系統(tǒng)接收 端所接收信號的整數(shù)頻偏、引導圖樣與載波模式。表一是DVB-T2數(shù)字通訊系統(tǒng)單輸入單輸出(single input single output, 簡稱SISO)的引導圖樣表列。表二是DVB-T2數(shù)字通訊系統(tǒng)多輸入單輸出(multiple inputsingle output，簡稱MIS0)的引導圖樣表列。表一
權利要求
一種數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置，用以接收一第一正交頻分多路復用(OFDM)符號和一第二OFDM符號，以檢測一OFDM通訊系統(tǒng)一接收信號的一整數(shù)頻偏、一引導圖樣與一載波模式，該第一OFDM符號包含多個第一頻域副載波，該第二OFDM符號包含多個第二頻域副載波，其特征在于，該數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置包括一相關裝置，用以利用這些第一頻域副載波和這些第二頻域副載波，產生多個副載波相關結果；一最大值搜尋單元，耦接于該相關裝置，用以搜尋這些副載波相關結果中一最大副載波相關結果；以及一參數(shù)產生器，耦接于該最大值搜尋單元，用以產生該整數(shù)頻偏、該引導圖樣與該載波模式以回應于該最大副載波相關結果。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置，其特征在于，該相關裝置運算 這些第一頻域副載波和這些第二頻域副載波，以產生多個相關值，并根據(jù)多個預定整數(shù)頻 偏、一預定引導圖樣、一預定載波模式、和這些相關值，產生多個副載波相關結果。
3.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置，其特征在于，該相關裝置包括 一相關器，用以將這些第一頻域副載波與這些第二頻域副載波共軛相乘，以產生這些相關 值。
4.根據(jù)權利要求3所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置，其特征在于，該相關裝置還包 括一儲存單元，耦接于該相關器，用以儲存這些相關值。
5.根據(jù)權利要求4所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置，其特征在于，該相關裝置還包 括一地址產生單元，耦接于該儲存單元，用以根據(jù)這些預定整數(shù)頻偏、該預定引導圖樣和該 預定載波模式，產生多個副載波地址。
6.根據(jù)權利要求5所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置，其特征在于，該地址產生單元 包括一偏移器，用以產生這些預定整數(shù)頻偏。
7.根據(jù)權利要求6所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置，其特征在于，該地址產生單元 還包括一引導圖樣地址產生器，耦接于該偏移器，用以根據(jù)該預定引導圖樣、該預定載波模 式和這些預定整數(shù)頻偏，產生這些副載波地址。
8.根據(jù)權利要求7所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置，其特征在于，該引導圖樣地址 產生器根據(jù)一傅立葉轉換規(guī)模和一保護區(qū)間，選擇該預定引導圖樣。
9.根據(jù)權利要求7所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置，其特征在于，該引導圖樣地址 產生器根據(jù)一傅立葉轉換規(guī)模，選擇該預定載波模式。
10.根據(jù)權利要求7所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置，其特征在于，這些副載波地址 各連續(xù)引導地址加上各預定整數(shù)頻偏。
11.根據(jù)權利要求7所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置，其特征在于，該相關裝置還包 括一加法裝置，耦接于該儲存單元，用以將這些副載波地址對應的這些相關值加總并取絕 對值，以產生這些副載波相關結果。
12.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置，其特征在于，該載波模式包括 一正常載波模式。
13.根據(jù)權利要求12所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置，其特征在于，該載波模式還 包括一延伸載波模式。
14.一種數(shù)字電視信號參數(shù)檢測方法，用以檢測一正交頻分多路復用(OFDM)通訊系統(tǒng) 一接收信號的一整數(shù)頻偏、一引導圖樣與一載波模式，該數(shù)字電視信號參數(shù)檢測方法包括 以下步驟接收一第一 OFDM符號和一第二 OFDM符號，其中該第一 OFDM符號包含多個第一頻域副 載波，該第二 OFDM符號包含多個第二頻域副載波；利用這些第一頻域副載波和這些第二頻域副載波，產生多個副載波相關結果；搜尋這些副載波相關結果中一最大副載波相關結果；以及輸出該整數(shù)頻偏、該引導圖樣與該載波模式以回應于該最大副載波相關結果。
15.根據(jù)權利要求14所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測方法，其特征在于，該產生這些副 載波相關結果還包括以下步驟運算這些第一頻域副載波和這些第二頻域副載波以產生多個相關值；以及根據(jù)多個預定整數(shù)頻偏、一預定引導圖樣和一預定載波模式，利用這些相關值產生多 個副載波相關結果。
16.根據(jù)權利要求15所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測方法，其特征在于，各副載波相關 結果為各預定整數(shù)頻偏、該預定引導圖樣和該預定載波模式對應的這些相關值的總和的絕 對值。
17.根據(jù)權利要求15所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測方法，其特征在于，各相關值是各 第一頻域副載波和各第二頻域副載波共軛相乘。
18.根據(jù)權利要求15所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測方法，其特征在于，還包括根據(jù)一 傅立葉轉換規(guī)模和一保護區(qū)間，選擇該預定引導圖樣的步驟。
19.根據(jù)權利要求15所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測方法，其特征在于，還包括根據(jù)一 傅立葉轉換規(guī)模，選擇該預定載波模式的步驟。
20.根據(jù)權利要求14所述的數(shù)字電視信號參數(shù)檢測方法，其特征在于，該載波模式包 括一正常載波模式以及一延伸載波模式。
全文摘要
一種數(shù)字電視信號參數(shù)檢測裝置與方法，用以檢測正交頻分多路復用(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，OFDM)通訊系統(tǒng)接收信號的整數(shù)頻偏、引導圖樣與載波模式，數(shù)字電視信號參數(shù)檢測方法包括以下步驟接收第一OFDM符號和第二OFDM符號，其中第一OFDM符號包含多個第一頻域副載波，第二OFDM符號包含多個第二頻域副載波；利用第一頻域副載波和第二頻域副載波，產生多個副載波相關結果；搜尋副載波相關結果中最大副載波相關結果；以及輸出最大副載波相關結果對應的整數(shù)頻偏、引導圖樣與載波模式。
文檔編號H04N17/00GK101945302SQ201010134830
公開日2011年1月12日 申請日期2010年3月1日 優(yōu)先權日2009年7月6日
發(fā)明者廖懿穎, 王仁信, 童泰來, 賴科印, 鄭凱文 申請人:晨星軟件研發(fā)(深圳)有限公司;晨星半導體股份有限公司