專利名稱：采樣時鐘偏移估計與補償?shù)姆椒敖邮昭b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及通信領(lǐng)域中的采樣時鐘偏移補償技術(shù)。
背景技術(shù)：
在中國移動多媒體廣播(ChinaMobile Multimedia Broadcasting，簡稱“CMMB”) 系統(tǒng)中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog Digital Converter，簡稱“ADC”)采樣時鐘精度對系統(tǒng)性能有 著很大的影響。在采樣時鐘偏移很小的時候，5ppm之內(nèi)，性能所受影響較小，但現(xiàn)有終端面 臨著生產(chǎn)成本的壓力，高精度的晶振成本相應(yīng)較高，對于低精度的晶振，往往難以滿足5ppm 的精度要求。目前，對于低精度的晶振，主要是通過對采樣時鐘偏移的估計與補償，以滿足系統(tǒng) 要求。具體地說，CMMB系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)如圖1所示，物理層信號每1秒為1幀，劃分為40個時 隙。每個時隙的長度為25ms，包括一個信標(biāo)和53個OFDM符號。其中信標(biāo)包括發(fā)射機(jī)標(biāo)志 以及2個相同的同步符號，如圖2所示。根據(jù)OFDM信號的特點，利用2個相同的同步符號， 在頻域估計出采樣時鐘偏移。假設(shè)發(fā)送端的采樣時鐘周期為Tt，接收端采樣時鐘周期為 ；， 通常情況下Tt^ ；。定義歸一化時鐘周期偏差為St= (IV-Tt)/%。δ 1能夠跟蹤的范圍 在-lOOppm-lOOppm。根據(jù)同步符號頻域子載波的對稱性，可進(jìn)行采樣時鐘偏移的估計，具體 通過以下步驟實現(xiàn)1.通過以下公式計算2個相鄰?fù)椒枌?yīng)子載波上的共軛乘積 其中，k為導(dǎo)頻子載波的序號，前后2個同步符號在子載波k上相位增加 了 Δ6> = 2;τ外。當(dāng)k的取值對應(yīng)于正頻率部分的導(dǎo)頻子載波時(即k= 1，...,768), 朽=~ +代χ A，當(dāng)k的取值對應(yīng)于負(fù)頻率部分的導(dǎo)頻子載波時(即k = 1280，... , 2047)， Ψ, Sf為殘留頻率偏移。Z2, k是第二個同步符號的數(shù)據(jù)子載波，Z1, k 是前一個同步符號上的數(shù)據(jù)子載波。這個公式假設(shè)這2個同步符號經(jīng)歷相同的信道，H2,k是 第二個同步信號子載波k上的頻域信道估計值。2.估計采樣偏移當(dāng)k的取值對應(yīng)于負(fù)頻率部分的導(dǎo)頻子載波時(即k = 1280，... , 2047)，上述公
式⑴可以做如下變換 根據(jù)公式(1)和(2)，可得到
δ t = (angle(x2,k)-angle(x2,2048_k))/(2XkX2X π)，k = 1，· · ·，768 (3)其中的angleC)是計算角度的函數(shù)。3.計算時鐘偏移由于公式(4)的計算運算量很大，因此可進(jìn)行如下簡化 則可以得到采樣時鐘偏移的逼近值； 由于每個子載波序號k不同，需要再乘以一個校正因子，對于同步符號，根據(jù)仿真 可知，校正子為8/3比較合適。上述利用同步符號估計出采樣時鐘偏移值是比較常用的方法，每個時隙按照上面 的方法估計出偏移值，用于下一個時隙數(shù)據(jù)的校正補償，具體實現(xiàn)流程圖如下圖3所示。 ADC采集的IQ數(shù)據(jù)首先經(jīng)過補償模塊，對于初始同步，St設(shè)置為0，如果已經(jīng)處理幾個時隙 的數(shù)據(jù)，那\為前面幾個時隙估計出來的數(shù)值的累加。完成時鐘偏移補償后，經(jīng)過下采樣， 把2個同步符號送入數(shù)據(jù)BuffeH內(nèi)存)，采樣時鐘偏移估計模塊讀取這2個同步符號，并 進(jìn)行本次的采樣時鐘偏移估計，估計出來的偏移值不能直接送給NC0(相當(dāng)于累加器)，必 須經(jīng)過PI濾波器完成濾波，δ t經(jīng)過PI濾波器后，使得變化幅度波動較小，送入NCO后，用 于下一時隙的時偏補償。每次Farrow濾波器使用的偏移值都是上一個時隙時偏估計值經(jīng) 過平滑后得到的值，這樣經(jīng)過下采樣后的IQ數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行解調(diào)，得到需要的bit流。然而，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于每個時隙只有2個同步符號，那么在25ms內(nèi)只能 估計出一組偏移值，這樣系統(tǒng)的調(diào)整周期為25ms，在晶振比較穩(wěn)定的系統(tǒng)中，這樣調(diào)整是可 以的。但在現(xiàn)有的終端系統(tǒng)中，往往采樣Crystal (晶體)作為時鐘，這種晶振在溫度變化 大的環(huán)境中，時鐘變化較大，每個時隙調(diào)整一次無法滿足系統(tǒng)的性能要求。特別在手機(jī)電視 剛開始工作的時候，手機(jī)溫度會劇烈變化，這個時候需要加快采樣時鐘的調(diào)整速度，在每個 時隙內(nèi)需要調(diào)整好多次才能滿足系統(tǒng)的要求。此外，在系統(tǒng)存在較大的采樣時鐘偏差時，采 用這種方法無法很快的同步，需要很長時間才能把采樣時鐘偏差補償?shù)较到y(tǒng)允許的范圍， 甚至在某些很大偏移的時候，無法同步，系統(tǒng)性能嚴(yán)重惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采樣時鐘偏移估計與補償?shù)姆椒敖邮昭b置，大大提 高時鐘偏移的調(diào)整速度，節(jié)省系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)的時間，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)健性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種采樣時鐘偏移估計與補償?shù)?方法，包含以下步驟A.接收端對接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏移的粗估計，并根據(jù)粗估計的結(jié)果對下 一個時隙中接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏移的補償；其中，采樣時鐘偏移的粗估計為根 據(jù)時隙中的2個同步符號進(jìn)行的采樣時鐘偏移的估計；
B.接收端對下一個時隙中接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏移的細(xì)估計，其中，采樣時鐘偏移的細(xì)估計為利用數(shù)據(jù)符號連續(xù)導(dǎo)頻的對稱性，對每相鄰的2個數(shù)據(jù)符號進(jìn)行的 采樣時鐘偏移的估計；接收端每次在根據(jù)相鄰的2個數(shù)據(jù)符號估計出采樣時鐘偏移后，根 據(jù)本次的估計結(jié)果對當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行采樣時鐘偏移的補償。本發(fā)明的實施方式還提供了一種接收裝置，包含粗估計模塊，用于對接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏移的粗估計，采樣時鐘偏移的 粗估計為根據(jù)時隙中的2個同步符號進(jìn)行的采樣時鐘偏移的估計；補償模塊，用于根據(jù)粗估計的結(jié)果對下一個時隙中接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏 移的補償；細(xì)估計模塊，用于對下一個時隙中接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏移的細(xì)估計，其 中，采樣時鐘偏移的細(xì)估計為利用數(shù)據(jù)符號連續(xù)導(dǎo)頻的對稱性，對每相鄰的2個數(shù)據(jù)符號 進(jìn)行的采樣時鐘偏移的估計；補償模塊還用于每次在根據(jù)相鄰的2個數(shù)據(jù)符號估計出采樣時鐘偏移后，根據(jù)本 次的估計結(jié)果對當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行采樣時鐘偏移的補償。本發(fā)明實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于將采樣時鐘偏移的估計與補償分為2步，在第一步中根據(jù)時隙中的2個同步符號 進(jìn)行采樣時鐘偏移的估計，并根據(jù)估計結(jié)果在下一個時隙中進(jìn)行補償，在第二步中，利用數(shù) 據(jù)符號連續(xù)導(dǎo)頻的對稱性，對時隙中的每相鄰2個數(shù)據(jù)符號進(jìn)行采樣時鐘偏移的細(xì)估計， 每次在根據(jù)相鄰的2個數(shù)據(jù)符號估計出采樣時鐘偏移后，根據(jù)本次的估計結(jié)果對當(dāng)前接收 到的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行采樣時鐘偏移的補償。由于在第一步中根據(jù)同步符號，快速找到采樣時 鐘的偏差，使得整個系統(tǒng)的采樣時鐘偏差能快速縮小到IOppm之內(nèi)，在1個時隙內(nèi)，使得系 統(tǒng)達(dá)到可以正常工作的范圍。在第二步中，利用數(shù)據(jù)符號連續(xù)導(dǎo)頻的對稱性，對每相鄰的2 個數(shù)據(jù)符號就進(jìn)行一次采樣時鐘偏移的估計并進(jìn)行時偏補償。一個時隙中包含有53個數(shù) 據(jù)符號，因此在一個時隙中就可以進(jìn)行52次采樣時鐘偏移的估計，大大提高了調(diào)整速度， 使得系統(tǒng)能很快進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。此外，特別對于出現(xiàn)時鐘不穩(wěn)的特殊情況，現(xiàn)有的技術(shù)會出 現(xiàn)從同步狀態(tài)變?yōu)槭Р綘顟B(tài)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能，而本發(fā)明在一定的時鐘波動范圍內(nèi)，都 是可以保證系統(tǒng)工作在穩(wěn)定狀態(tài)，即系統(tǒng)不容易出現(xiàn)失步現(xiàn)象，保證了系統(tǒng)工作的穩(wěn)健性。 而且，實現(xiàn)方便，低精度的晶振即可滿足要求，有效節(jié)省了生產(chǎn)成本。進(jìn)一步地，進(jìn)行粗估計的時隙，為幀結(jié)構(gòu)中的第一個時隙。由于通常在1個時隙內(nèi) 就能將整個系統(tǒng)的采樣時鐘偏差調(diào)整到正常工作的范圍，因此從第2個時隙起即可進(jìn)行采 樣時鐘偏移的細(xì)估計，使得系統(tǒng)在2個時隙里即能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。從而大大節(jié)省了系統(tǒng)進(jìn) 入穩(wěn)定狀態(tài)的時間，使得系統(tǒng)由原來的20個時隙進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)縮小為2個時隙即可進(jìn)入穩(wěn) 定狀態(tài)。進(jìn)一步地，對根據(jù)相鄰的2個數(shù)據(jù)符號估計出的采樣時鐘偏移，還需乘以一個校 正因子。將經(jīng)校正后的采樣時鐘偏移作為本次采樣時鐘偏移的估計結(jié)果，可進(jìn)一步保證時 偏補償?shù)臏?zhǔn)確性。進(jìn)一步地，對當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行采樣時鐘偏移的補償中，需要將本次估 計得到的采樣時鐘偏移，進(jìn)行PI濾波器的濾波，完成PI濾波器的濾波后與上一次補償?shù)牟?樣時鐘偏移進(jìn)行累加，將累加后得到的采樣時鐘偏移作為本次需補償?shù)牟蓸訒r鐘偏移。通過使用PI濾波器進(jìn)行平滑處理，可以避免前后2次估計的時鐘偏移值的劇烈波動，從而使 得系統(tǒng)性更加穩(wěn)定。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的CMMB系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的信標(biāo)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的采樣時鐘偏移估計與補償方法的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的采樣時鐘偏移估計與補償?shù)姆椒鞒虉D；圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的采樣時鐘偏移估計與補償?shù)姆椒ㄊ疽鈭D；圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中Farrow Filter的電路圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式中PI濾波器的電路圖。
具體實施例方式在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化 和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施 方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明第一實施方式涉及一種采樣時鐘偏移估計與補償?shù)姆椒?。本實施方式?yīng)用 在中國移動多媒體廣播(CMMB)系統(tǒng)中，在本實施方式中，將信號的接收分為2個階段捕 獲階段和跟蹤階段。在系統(tǒng)開始工作的時候，即捕獲階段，根據(jù)2個同步符號，估計出采樣 時鐘偏移，這是粗估計，自第二個時隙起，根據(jù)上一次估計出的時鐘偏移對當(dāng)前收到的信號 進(jìn)行偏移補償，系統(tǒng)進(jìn)入跟蹤階段。這樣在第2個時隙時，就只有-IOppm-IOppm的殘留偏 移。在跟蹤階段，即可加大調(diào)整頻率，根據(jù)CMMB系統(tǒng)中數(shù)據(jù)符號連續(xù)導(dǎo)頻的對稱性，采用相 似的方法估計出殘留頻偏，每個數(shù)據(jù)符號估計一次，經(jīng)過PI濾波器進(jìn)行平滑，送給NCO以及 Farrow Filter為下一個數(shù)據(jù)符號進(jìn)行補償。從而使得在進(jìn)入跟蹤階段后，1個時隙內(nèi)就能進(jìn)入收斂狀態(tài)。具體流程如圖4所示，在步驟410中，接收端對接收到的第一個時隙的信號進(jìn)行采 樣時鐘偏移的粗估計，即根據(jù)第一個時隙中的2個同步符號進(jìn)行采樣時鐘偏移估計。根據(jù) 時隙中的2個同步符號進(jìn)行采樣時鐘偏移估計的具體實現(xiàn)方式與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不再 贅述。接著，在步驟420中，接收端根據(jù)步驟410中的采樣時鐘偏移的粗估計結(jié)果，對下 一個時隙，即對第二個時隙中接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏移的補償。本步驟與現(xiàn)有技術(shù) 相同，在此不再贅述。接著，在步驟430中，接收端自第二個時隙起，對時隙中接收到的信號進(jìn)行采樣時 鐘偏移的細(xì)估計。其中，采樣時鐘偏移的細(xì)估計為利用數(shù)據(jù)符號連續(xù)導(dǎo)頻的對稱性，對每 相鄰的2個數(shù)據(jù)符號進(jìn)行的采樣時鐘偏移的估計。并且，接收端每次在根據(jù)相鄰的2個數(shù) 據(jù)符號估計出采樣時鐘偏移后，根據(jù)本次的估計結(jié)果對當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行采樣時 鐘偏移的補償。
具體地說，如圖5所示，在捕獲階段時(即步驟410中)，接收端系統(tǒng)收到IQ數(shù)據(jù)， 在系統(tǒng)中，采用2倍過采樣，這個時候，δ t = 0，相當(dāng)于FarrowFilter不進(jìn)行補償，經(jīng)過下 采樣，根據(jù)2個同步符號估計出時鐘偏移δ t，得到初始的采樣時鐘偏移估計值。在跟蹤階 段時，把初始的采樣時鐘偏移估計值\送給PI濾波器，調(diào)整PI濾波器的參數(shù)，使得\直 接送給NC0。同時，第二個時隙的數(shù)據(jù)開始通過Farrow Filter進(jìn)行補償，這樣這些數(shù)據(jù)只 殘留有士 IOppm之內(nèi)的采樣時鐘偏移，利用數(shù)據(jù)符號連續(xù)導(dǎo)頻的對稱性，對每相鄰的2個數(shù) 據(jù)符號進(jìn)行采樣時鐘偏移估計，在接收下一個符號的時候，將通過最近收到的2個數(shù)據(jù)符 號估計出的采樣時鐘偏移δ t依次經(jīng)過PI濾波器、NCO和Farrow Filter，對下一個收到的 數(shù)據(jù)符號進(jìn)行時偏補償(即步驟430)。下面對如何根據(jù)相鄰的2個數(shù)據(jù)符號進(jìn)行采樣時鐘偏移估計進(jìn)行具體說明。首先，通過以下公式計算2個相鄰數(shù)據(jù)符號連續(xù)導(dǎo)頻子載波上的共軛乘積 其中，k為導(dǎo)頻子載波的序號，當(dāng)k的取值對應(yīng)于正頻率部分的導(dǎo)頻子載波時(即 k= 1,23, ... , 1538)，朽+么xA，當(dāng)k的取值對應(yīng)于負(fù)頻率部分的導(dǎo)頻子載波時(即 k = 2558,... ,4095),% =^+^(x(A:-4096), Sf為殘留頻率偏移，δ t為上一次估計的采 樣時鐘偏移；zn,k是相鄰2個數(shù)據(jù)符號中的后一個數(shù)據(jù)符號的連續(xù)導(dǎo)頻子載波，Zlri, k是相 鄰2個數(shù)據(jù)符號中的前一個數(shù)據(jù)符號的連續(xù)導(dǎo)頻子載波，*表示共軛，相鄰2個數(shù)據(jù)符號經(jīng) 受相同的信道，Hn, k是相鄰2個數(shù)據(jù)符號中的后一個數(shù)據(jù)符號的連續(xù)導(dǎo)頻子載波k上的信 道估計值。然后，分別計算集合Cp的相位仍和集合Cn的相位JPp=OMgHjjXnk),
其中，angleC)是計算相位的函數(shù)，Cp為對應(yīng)于正頻率部分導(dǎo)頻子載
波的k的集合，Cn為對應(yīng)于負(fù)頻率部分導(dǎo)頻子載波的k的集合，也就是說，Cp = {k|k = 1， 23，…，1538}，Cn = {k|k = 2558，…，4095}。接著，計算采樣時鐘偏移的逼近值& : 在本實施方式中，接收端將計算出的&作為本次采樣時鐘偏移的估計結(jié)果。需要 說明的是，上述利用相鄰2個數(shù)據(jù)符號進(jìn)行的采樣時鐘偏移的細(xì)估計，與現(xiàn)有的利用2個同 步符號進(jìn)行的采樣時鐘偏移估計相類似，但在實際應(yīng)用中，也可以通過其他方式實現(xiàn)采樣 時鐘偏移的細(xì)估計。在得到本次采樣時鐘偏移的估計結(jié)果后，根據(jù)該估計結(jié)果對當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)符 號進(jìn)行時偏補償?shù)姆绞脚c現(xiàn)有技術(shù)雷同，即將本次估計得到的采樣時鐘偏移，進(jìn)行PI濾波 器的濾波，完成PI濾波器的濾波后與上一次補償?shù)牟蓸訒r鐘偏移進(jìn)行累加，將累加后得到 的采樣時鐘偏移作為本次需補償?shù)牟蓸訒r鐘偏移。
對數(shù)據(jù)符號的采樣時鐘偏移的補償通過Farrow Filter(濾波器)實現(xiàn)。本領(lǐng)域技 術(shù)人員可以理解，F(xiàn)arrow Filter根據(jù)濾波器輸出時鐘相位μ和移位命令來工作，由5級移 位寄存器、5個乘法器、2個加法器組成。時鐘相位μ的范圍-0.5 < μ <0.5。具體的電 路圖如圖6所示?？刂谱兞縮hift order有三個狀態(tài)(shift order的值由μ來決定)1.當(dāng)shift order = 2時，從輸入數(shù)據(jù)序列中讀入兩個數(shù)，完成兩次移位操作。利用2個新數(shù)據(jù)和3個舊數(shù)據(jù)，以及新的μ值，完成計算，即多輸入一個值，正常輸出一個值；2.當(dāng)shift order = 1時，從輸入數(shù)據(jù)序列中讀入一個數(shù)，完成一次移位操作。利 用1個新數(shù)據(jù)和4個舊數(shù)據(jù)，以及新的μ值，完成計算，這是正常狀態(tài)，輸入一個值，輸出一 個值；3.當(dāng)shift order = 0時，不需要從輸入數(shù)據(jù)序列中讀入數(shù)，僅利用寄存器中的5 個舊數(shù)據(jù)，以及新的μ值，完成計算，即不輸入，多輸出一個值。NCO 為一個累加器，具體表達(dá)式為NC0(n) = NCO(n-l)+ ε。跟 FarrowFilter 結(jié) 合使用，具體步驟如下1.每次增加ε，即NCO (n) = NC0(n-l)+e，ε為PI濾波器的輸出值，累加器的初 始值為0，即NCO(O) = 0 ；2.調(diào)整NCO (η)的值，規(guī)則如下如果NCO (η) > 0. 5，NCO (η) = NCO (η) _1，shift order = 2 ；如果NCO (η) < _0· 5，NCO (η) = NCO (η)+1，shift order = 0 ；如果-0·5 彡 NCO (η)彡 0. 5，shift order = 1 ；3.最后輸出時鐘相位值給Farrow Filter, μ =NC0(n)。PI濾波器的傳遞函數(shù)為，F(xiàn)(Z) 二 Kp +^^K,,用電路來實現(xiàn)這個函數(shù)，如圖7所
I-Z
示。具體工作原理為設(shè)計一個計數(shù)器，可以選擇不同的參數(shù)Kp，K1，以調(diào)節(jié)調(diào)整的速度，其 中Ζ—1表示延遲寄存器。一般來說，Kp, K1越大，調(diào)整越快，但不平滑，會有波動，在系統(tǒng)實現(xiàn) 中，往往選擇一個折中的值。通過使用PI濾波器進(jìn)行平滑處理，可以避免前后2次估計的 時鐘偏移值的劇烈波動，從而使得系統(tǒng)性更加穩(wěn)定。仿真結(jié)果表明，在10-20次調(diào)整之后可 以收斂到穩(wěn)定值，這樣在進(jìn)入跟蹤一個時隙后就可以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。不難發(fā)現(xiàn)，在本實施方式中提出了一種2步式的解決方法1.捕獲階段，根據(jù)同步 符號，快速找到采樣時鐘的偏差，使得整個系統(tǒng)的采樣時鐘偏差能快速縮小到士 IOppm之 內(nèi)，在1個時隙內(nèi)，使得系統(tǒng)達(dá)到可以正常工作的范圍；2.跟蹤階段，第二個時隙的數(shù)據(jù)根 據(jù)第一個時隙估計出的采樣偏移通過Farrow Filter進(jìn)行補償，這樣只剩下殘留偏差，通過 數(shù)據(jù)符號的連續(xù)導(dǎo)頻進(jìn)行估計，可以得到采樣時偏細(xì)估計值，通過PI濾波器進(jìn)行平滑，可 以在20個估計值補償后系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，由于每個時隙有53個數(shù)據(jù)符號，可以估計出52 個時偏值，這樣在2個時隙里面使得系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。從而大大節(jié)省了系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀 態(tài)的時間，使得系統(tǒng)由原來的20個時隙進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)縮小為2個時隙即可進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。 此外，特別對于出現(xiàn)時鐘不穩(wěn)的特殊情況，現(xiàn)有的技術(shù)會出現(xiàn)從同步狀態(tài)變?yōu)槭Р綘顟B(tài)，嚴(yán) 重影響系統(tǒng)的性能，而本發(fā)明在一定的時鐘波動范圍內(nèi)，都是可以保證系統(tǒng)工作在穩(wěn)定狀 態(tài)，即系統(tǒng)不容易出現(xiàn)失步現(xiàn)象，始終使系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，保證了系統(tǒng)工作的穩(wěn)健性。值得一提的是，在進(jìn)入跟蹤階段后，也可以把2個同步符號利用起來，估計出一組殘留時偏值，也就是說，每個時隙可以估計出53組殘留時偏值。本發(fā)明第二實施方式涉及一種采樣時鐘偏移估計與補償?shù)姆椒?。第二實施方式?第一實施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于在根據(jù)相鄰的2個數(shù)據(jù)符號進(jìn)行 采樣時鐘偏移估計時，在第一實施方式中，直接將計算的采樣時鐘偏移的逼近值& ,作為本 次采樣時鐘偏移的估計結(jié)果。而在本實施方式中，將&再乘以一個校正因子，然后將經(jīng)校正 后的&作為本次采樣時鐘偏移的估 計結(jié)果\。由于每個子載波的k不同，因此對逼近值&再乘以一個校正因子，可進(jìn)一步保證時 偏補償?shù)臏?zhǔn)確性。本發(fā)明的各方法實施方式均可以以軟件、硬件、固件等方式實現(xiàn)。不管本發(fā)明是 以軟件、硬件、還是固件方式實現(xiàn)，指令代碼都可以存儲在任何類型的計算機(jī)可訪問的存儲 器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固態(tài)的或者非固態(tài)的，固定的 或者可更換的介質(zhì)等等)。同樣，存儲器可以例如是可編程陣列邏輯(Programmable Array Logic，簡稱“PAL”)、隨機(jī)存取存儲 器(Random Access Memory，簡稱“RAM”)、可編程只讀存 儲器(Programmable Read Only Memory，簡稱 “raOM”)、只讀存儲器(Read-Only Memory, 簡稱“ROM”)、電可擦除可編程只讀存儲器(Electrically Erasable Programmable ROM，簡 稱“EEPR0M”)、磁盤、光盤、數(shù)字通用光盤(Digital Versatile Disc，簡稱“DVD”)等等。本發(fā)明第三實施方式涉及一種接收裝置。該接收裝置包含粗估計模塊，用于對接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏移的粗估計，采樣時鐘偏移的 粗估計為根據(jù)時隙中的2個同步符號進(jìn)行的采樣時鐘偏移的估計。補償模塊，用于根據(jù)粗估計的結(jié)果對下一個時隙中接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏 移的補償。細(xì)估計模塊，用于對下一個時隙中接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏移的細(xì)估計，其 中，采樣時鐘偏移的細(xì)估計為利用數(shù)據(jù)符號連續(xù)導(dǎo)頻的對稱性，對每相鄰的2個數(shù)據(jù)符號 進(jìn)行的采樣時鐘偏移的估計。補償模塊還用于每次在根據(jù)相鄰的2個數(shù)據(jù)符號估計出采樣時鐘偏移后，根據(jù)本 次的估計結(jié)果對當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行采樣時鐘偏移的補償。其中，細(xì)估計模塊包含以下子模塊共軛乘積計算子模塊，用于通過以下公式計算相鄰2個數(shù)據(jù)符號的連續(xù)導(dǎo)頻子載 波上的共軛乘積 其中，k為導(dǎo)頻子載波的序號，當(dāng)k的取值對應(yīng)于正頻率部分的導(dǎo)頻子載波時(即 k = 1，23，. . .，1538)，餼二 ~ +代，當(dāng)k的取值對應(yīng)于負(fù)頻率部分的導(dǎo)頻子載波時(即 k = 2558，· · · ,4095),% = δ f + St^(k - AQ96) , δ f為殘留頻率偏移，δ t為上一次估計的采 樣時鐘偏移；zn,k是相鄰2個數(shù)據(jù)符號中的后一個數(shù)據(jù)符號的連續(xù)導(dǎo)頻子載波，Zlri, k是相 鄰2個數(shù)據(jù)符號中的前一個數(shù)據(jù)符號的連續(xù)導(dǎo)頻子載波，*表示共軛，相鄰2個數(shù)據(jù)符號經(jīng) 受相同的信道，Hn, k是相鄰2個數(shù)據(jù)符號中的后一個數(shù)據(jù)符號的連續(xù)導(dǎo)頻子載波k上的信道估計值。相位計算子模塊，用于通過以下公式計算集合Cp的相位&和集合Cn的相位Pw
’其中，le(.)是計算相位的函數(shù)，Cp 為
對應(yīng)于正頻率部分導(dǎo)頻子載波的k的集合，Cn為對應(yīng)于負(fù)頻率部分導(dǎo)頻子載波的k的集合， 也就是說，Cp = {k|k = 1，23，…，1538}，Cn = {k|k = 2558，…，4095}。逼近值計算子模塊，用于通過以下公式，計算采樣時鐘偏移的逼近值& ； 估計結(jié)果獲取子模塊，用于將逼近值計算子模塊計算出的&作為本次采樣時鐘偏 移的估計結(jié)果。補償模塊包含以下子模塊PI濾波器，用于對本次估計得到的采樣時鐘偏移進(jìn)行濾波并輸出。累加器，用于將PI濾波器輸出的采樣時鐘偏移與上一次補償?shù)牟蓸訒r鐘偏移進(jìn) 行累加。偏移補償子模塊，用于將累加后得到的采樣時鐘偏移作為本次需補償?shù)牟蓸訒r鐘 偏移進(jìn)行時偏補償。本實施方式中的接收裝置接收到是中國移動多媒體廣播系統(tǒng)中的信號，通過粗估 計模塊進(jìn)行粗估計的時隙為幀結(jié)構(gòu)中的第一個時隙。不難發(fā)現(xiàn)，第一實施方式是與本實施方式相對應(yīng)的方法實施方式，本實施方式可 與第一實施方式互相配合實施。第一實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實施方式中依然 有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用 在第一實施方式中。本發(fā)明第四實施方式涉及一種接收裝置。第四實施方式在第三實施方式的基礎(chǔ)上 進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于細(xì)估計模還包含校正子模塊，用于將逼近值計算子模塊計 算出的&乘以一個校正因子。估計結(jié)果獲取子模塊將經(jīng)校正后的&作為本次采樣時鐘偏移 的估計結(jié)果。不難發(fā)現(xiàn)，第二實施方式是與本實施方式相對應(yīng)的方法實施方式，本實施方式可 與第二實施方式互相配合實施。第二實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實施方式中依然 有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用 在第二實施方式中。需要說明的是，本發(fā)明各設(shè)備實施方式中提到的各單元都是邏輯單元，在物理上， 一個邏輯單元可以是一個物理單元，也可以是一個物理單元的一部分，還可以以多個物理 單元的組合實現(xiàn)，這些邏輯單元本身的物理實現(xiàn)方式并不是最重要的，這些邏輯單元所實 現(xiàn)的功能的組合是才解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題的關(guān)鍵。此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新 部分，本發(fā)明上述各設(shè)備實施方式并沒有將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題關(guān)系不太密切 的單元引入，這并不表明上述設(shè)備實施方式并不存在其它的單元。雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方式，已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種采樣時鐘偏移估計與補償?shù)姆椒?，其特征在于，包含以下步驟A.接收端對接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏移的粗估計，并根據(jù)所述粗估計的結(jié)果對下一個時隙中接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏移的補償；其中，所述采樣時鐘偏移的粗估計為根據(jù)時隙中的2個同步符號進(jìn)行的采樣時鐘偏移的估計；B.接收端對所述下一個時隙中接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏移的細(xì)估計，其中，所述采樣時鐘偏移的細(xì)估計為利用數(shù)據(jù)符號連續(xù)導(dǎo)頻的對稱性，對每相鄰的2個數(shù)據(jù)符號進(jìn)行的采樣時鐘偏移的估計；所述接收端每次在根據(jù)相鄰的2個數(shù)據(jù)符號估計出采樣時鐘偏移后，根據(jù)本次的估計結(jié)果對當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行采樣時鐘偏移的補償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣時鐘偏移估計與補償?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，所述對相?個數(shù)據(jù)符號進(jìn)行的采樣時鐘偏移的估計，包含以下子步驟通過以下公式計算所述相鄰2個數(shù)據(jù)符號的連續(xù)導(dǎo)頻子載波上的共軛乘積 其中，k為導(dǎo)頻子載波的序號，當(dāng)k的取值對應(yīng)于正頻率部分的導(dǎo)頻子載波時， 外=~ +代χ Α:,當(dāng)k的取值對應(yīng)于負(fù)頻率部分的導(dǎo)頻子載波時，餼=Sf+Stx{k-4096)，Sf為殘留頻率偏移，\為上一次估計的采樣時鐘偏移；zn,k是所述相鄰2個數(shù)據(jù)符號中的 后一個數(shù)據(jù)符號的連續(xù)導(dǎo)頻子載波，Zn-U是所述相鄰2個數(shù)據(jù)符號中的前一個數(shù)據(jù)符號的 連續(xù)導(dǎo)頻子載波，*表示共軛，所述相鄰2個數(shù)據(jù)符號經(jīng)受相同的信道，Hn,k是所述相鄰2個 數(shù)據(jù)符號中的后一個數(shù)據(jù)符號的連續(xù)導(dǎo)頻子載波k上的信道估計值； 通過以下公式計算集合Cp的相位和集合Cn的相位Pjv 應(yīng)于正頻率部分導(dǎo)頻子載波的k的集合，Cn為對應(yīng)于負(fù)頻率部分導(dǎo)頻子載波的k的集合； 通過以下公式計算采樣時鐘偏移的逼近值& ； 將計算出的&作為本次采樣時鐘偏移的估計結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采樣時鐘偏移估計與補償?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，在將計算?的所述&作為本次采樣時鐘偏移的估計結(jié)果之前，還包含以下步驟將所述&乘以一個校正因子；所述本次采樣時鐘偏移的估計結(jié)果為經(jīng)校正后的&，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采樣時鐘偏移估計與補償?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，所述根?jù)本 次的估計結(jié)果對當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行采樣時鐘偏移的補償中，包含以下子步驟將本次估計得到的采樣時鐘偏移，進(jìn)行PI濾波器的濾波，完成PI濾波器的濾波后與上 一次補償?shù)牟蓸訒r鐘偏移進(jìn)行累加，將累加后得到的采樣時鐘偏移作為本次需補償?shù)牟蓸?時鐘偏移。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的采樣時鐘偏移估計與補償?shù)姆椒?，其特征在于?進(jìn)行所述粗估計的時隙為幀結(jié)構(gòu)中的第一個時隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的采樣時鐘偏移估計與補償?shù)姆椒?，其特征在于?所述接收到的信號為中國移動多媒體廣播系統(tǒng)中的信號。
7.一種接收裝置，其特征在于，包含粗估計模塊，用于對接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏移的粗估計，所述采樣時鐘偏移的 粗估計為根據(jù)時隙中的2個同步符號進(jìn)行的采樣時鐘偏移的估計；補償模塊，用于根據(jù)所述粗估計的結(jié)果對下一個時隙中接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏 移的補償；細(xì)估計模塊，用于對所述下一個時隙中接收到的信號進(jìn)行采樣時鐘偏移的細(xì)估計，其 中，所述采樣時鐘偏移的細(xì)估計為利用數(shù)據(jù)符號連續(xù)導(dǎo)頻的對稱性，對每相鄰的2個數(shù)據(jù) 符號進(jìn)行的采樣時鐘偏移的估計；所述補償模塊還用于每次在根據(jù)相鄰的2個數(shù)據(jù)符號估計出采樣時鐘偏移后，根據(jù)本 次的估計結(jié)果對當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行采樣時鐘偏移的補償。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接收裝置，其特征在于，所述細(xì)估計模塊包含以下子模塊 共軛乘積計算子模塊，用于通過以下公式計算所述相鄰2個數(shù)據(jù)符號的連續(xù)導(dǎo)頻子載波上的共軛乘積 其中，k為導(dǎo)頻子載波的序號，當(dāng)k的取值對應(yīng)于正頻率部分的導(dǎo)頻子載波時， % = ~ +《X &，當(dāng)k的取值對應(yīng)于負(fù)頻率部分的導(dǎo)頻子載波時，朽=Sf+Stx(k~ 4096),Sf為殘留頻率偏移，\為上一次估計的采樣時鐘偏移；zn,k是所述相鄰2個數(shù)據(jù)符號中的 后一個數(shù)據(jù)符號的連續(xù)導(dǎo)頻子載波，Zn-U是所述相鄰2個數(shù)據(jù)符號中的前一個數(shù)據(jù)符號的 連續(xù)導(dǎo)頻子載波，*表示共軛，所述相鄰2個數(shù)據(jù)符號經(jīng)受相同的信道，Hn,k是所述相鄰2個 數(shù)據(jù)符號中的后一個數(shù)據(jù)符號的連續(xù)導(dǎo)頻子載波k上的信道估計值；相位計算子模塊，用于通過以下公式計算集合Cp的相位Pp和集合Cn的相位 其中，angie(.)是計算相位的函數(shù)， Cp為對應(yīng)于正頻率部分導(dǎo)頻子載波的k的集合，Cn為對應(yīng)于負(fù)頻率部分導(dǎo)頻子載波的k的 集合；逼近值計算子模塊，用于通過以下公式計算采樣時鐘偏移的逼近值& 估計結(jié)果獲取子模塊，用于將所述逼近值計算子模塊計算出的&作為本次采樣時鐘偏移的估計結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接收裝置，其特征在于，所述細(xì)估計模還包含校正子模塊，用 于將所述逼近值計算子模塊計算出的&乘以一個校正因子；所述估計結(jié)果獲取子模塊將經(jīng)校正后的&作為所述本次采樣時鐘偏移的估計結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接收裝置，其特征在于，所述補償模塊包含以下子模塊 PI濾波器，用于對本次估計得到的采樣時鐘偏移進(jìn)行濾波并輸出；累加器，用于將所述PI濾波器輸出的采樣時鐘偏移與上一次補償?shù)牟蓸訒r鐘偏移進(jìn) 行累加；偏移補償子模塊，用于將累加后得到的采樣時鐘偏移作為本次需補償?shù)牟蓸訒r鐘偏移 進(jìn)行時偏補償。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項所述的接收裝置，其特征在于，進(jìn)行所述粗估計的時 隙為幀結(jié)構(gòu)中的第一個時隙。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項所述的接收裝置，其特征在于，所述接收到的信號為 中國移動多媒體廣播系統(tǒng)中的信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，公開了一種采樣時鐘偏移估計與補償?shù)姆椒敖邮昭b置。本發(fā)明中，將采樣時鐘偏移的估計與補償分為2步，在第一步中根據(jù)時隙中的2個同步符號進(jìn)行采樣時鐘偏移的估計，并根據(jù)估計結(jié)果在下一個時隙中進(jìn)行補償，在第二步中，利用數(shù)據(jù)符號連續(xù)導(dǎo)頻的對稱性，對時隙中的每相鄰2個數(shù)據(jù)符號進(jìn)行采樣時鐘偏移的細(xì)估計，每次在根據(jù)相鄰的2個數(shù)據(jù)符號估計出采樣時鐘偏移后，根據(jù)本次的估計結(jié)果對當(dāng)前接收到的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行采樣時鐘偏移的補償。大大提高了調(diào)整速度，使得系統(tǒng)能很快進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。
文檔編號H04L27/26GK101841509SQ20101015785
公開日2010年9月22日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者劉文明 申請人:展訊通信(上海)有限公司