專利名稱：用于ofdm傳輸?shù)亩〞r獲取及模式和保護檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來說涉及通信，且更特定來說涉及用于通信系統(tǒng)的獲取技術(shù)。
背景技術(shù)：
正交頻分多工(OFDM)是可提供某些無線環(huán)境的良好性能的多載波調(diào)制技術(shù)。OFDM可將整個系統(tǒng)帶寬劃分成多個(K個)正交子頻帶，所述正交子頻帶通常也稱為載波、子載波、引導(dǎo)等等。對于OFDM來說，每一子頻帶皆與可使用數(shù)據(jù)來調(diào)制的相應(yīng)載波相關(guān)聯(lián)。在OFDM系統(tǒng)中，發(fā)射機處理(例如，編碼、交錯及調(diào)制)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以產(chǎn)生調(diào)制符號并進一步將所述調(diào)制符號映射到所述K個子頻帶。然后，發(fā)射機將所述調(diào)制符號變換到時域并產(chǎn)生OFDM符號。每一 OFDM符號含有有用部分及保護間隔，所述保護間隔是所述有用部分的重復(fù)部分。OFDM系統(tǒng)可支持不同K值的不同模式及不同保護間隔持續(xù)時間的不同保護長度。然后，發(fā)射機將根據(jù)經(jīng)選擇以供使用的模式及保護長度產(chǎn)生OFDM符號。發(fā)射機將所述OFDM符號傳輸?shù)浇邮諜C。接收機對從所述發(fā)射機所接收的OFDM符號實施互補處理。接收機通常首先檢測由所述發(fā)射機所使用的模式及保護長度。然后，接收機根據(jù)所檢測的模式及保護長度處理每一所接收的OFDM符號?？尚枰杆俨⒖煽康貦z測所述模式及保護長度以便盡可能快地著手所接收OFDM符號的處理。因此，在此項技術(shù)中需要用以檢測OFDM系統(tǒng)中的模式及保護長度的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本文闡述用于迅速并可靠地檢測模式及保護長度并估計所接收的OFDM傳輸?shù)亩〞r偏移的技術(shù)。所述模式指示每一 OFDM符號的有用部分的持續(xù)時間。保護長度指示每一OFDM符號的保護間隔的持續(xù)時間。定時偏移指示每一所接收OFDM符號的起始。在一個方面，導(dǎo)出經(jīng)改良度量并將之用于模式檢測、保護檢測及/或定時偏移估計。如本文所使用，度量是一個或多個已知參數(shù)的函數(shù)且用于一個或多個未知參數(shù)的定量估算。在一個實施例中，獲得所接收OFDM傳輸?shù)臉颖?，且對所假定保護間隔的樣本實施相關(guān)(correlation)以獲得相關(guān)結(jié)果(correlation result)。還確定所假定保護間隔的能量?；谒鱿嚓P(guān)結(jié)果及所述能量導(dǎo)出第一/初始度量。所述第一度量可(例如)通過平均而被濾波?；?例如)一組由所估計定時偏移所確定的位置處的所述第一度量的要素估計噪聲。然后，基于經(jīng)濾波第一度量及所估計噪聲導(dǎo)出第二/經(jīng)改良度量。所述第二度量可用于檢測所述OFDM傳輸?shù)哪Ｊ郊氨Ｗo長度以及估計所述OFDM傳輸?shù)亩〞r偏移。可如下文所述有效地計算所述相關(guān)、能量及第一度量。在另一方面中，可有效地針對所接收OFDM傳輸實施模式及保護檢測及定時偏移估計?；谒鰳颖静⑨槍Χ鄠€假定導(dǎo)出至少一個度量(其可以是所述第一及/或第二度量)。每一假定對應(yīng)于針對所述OFDM傳輸所假定的模式及保護長度的特定組合。然后，基于所述度量檢測所述OFDM傳輸?shù)哪Ｊ郊氨Ｗo長度，例如通過基于所述度量識別最可能的假定并將所述假定的模式及保護長度提供為所述OFDM傳輸?shù)乃鶛z測模式及保護長度。也可基于所述度量估計所述OFDM傳輸?shù)亩〞r偏移。然后，根據(jù)所檢測模式及保護長度及所估計定時偏移處理所述樣本。在再一個方面中，檢測第一到達路徑(FAP)并以某一方式放置快速傅立葉變換 (FFT)窗口以實現(xiàn)良好性能?？苫谟糜跈z測所述OFDM傳輸?shù)哪Ｊ郊氨Ｗo長度的相同度量檢測所述FAP。在一個實施例中，基于度量及指示所述FFT窗口的目標(biāo)位置的增益計算閾值。然后，基于所述度量及所述閾值檢測所述FAP。基于所述所檢測FAP、模式及保護長度確定FFT。所述FFT窗口具有由所檢測模式所確定的寬度且被放置于由所檢測FAP及保護長度所確定的位置處。樣本是針對基于FFT窗口的處理所選擇。下文將更詳細(xì)地闡述本發(fā)明的各個方面及實施例。


結(jié)合各個圖示閱讀下文所述的詳細(xì)說明，人們將更易明了本發(fā)明的特征及性質(zhì)，在所有圖示中相同的參考字符對應(yīng)地進行標(biāo)識。圖I顯示發(fā)射機及接收機的方塊圖。圖2顯示發(fā)射機處的OFDM調(diào)制器的方塊圖。圖3顯示接收機處的OFDM解調(diào)器的方塊圖。圖4顯示四個保護長度的相關(guān)性的分段計算。圖5A及5B顯示單路徑及多路徑信道的FAP檢測。圖6顯示定時獲取及模式、保護及FAP檢測單元的方塊圖。圖7顯示保護間隔相關(guān)器、保護能量計算單元及度量計算單元的方塊圖。圖8顯示用以導(dǎo)出用于模式及保護檢測的度量的過程。圖9顯示用以通過抽選導(dǎo)出度量的過程。圖10顯示用以以分段方式計算參數(shù)的過程。圖11顯示用以檢測模式及保護長度的過程。圖12顯示用以檢測模式及保護長度并估計OFDM傳輸?shù)亩〞r偏移的過程。圖13顯示用于FAP檢測及FFT窗口放置的過程。
具體實施例方式本文所用“實例性”一詞意味“用作實例、示例或例證”。在本文中，任何稱為“實例性”的實施例或設(shè)計均未必應(yīng)視為較其它實施例或設(shè)計為優(yōu)選或有利。本文所述獲取技術(shù)可用于各種通信系統(tǒng)，例如OFDM系統(tǒng)、正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)、單載波頻分多址(SC-FDMA)系統(tǒng)等等。OFDMA系統(tǒng)利用OFDM。一般來說，通過OFDM在頻域中及通過SC-FDMA在時域中發(fā)送調(diào)制符號。為清晰起見，下文具體地針對實施手持式數(shù)字視頻廣播(DVB-H)及陸地電視廣播的綜合服務(wù)數(shù)字廣播(ISDB-T)的兩個實例性基于OFDM的系統(tǒng)闡述所述獲取技術(shù)。DVB-H及ISDB-T支持多媒體在陸地通信網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)字傳輸。DVB-H闡述于2004年11月2001年I月的題為“數(shù)字陸地電視的數(shù)字視頻廣播(DVB)、成幀結(jié)構(gòu)、信道編碼及調(diào)制”(DigitalVideo Broadcasting(DVB) ；Framing Structure, Channel Coding and Modulation forDigital Terrestrial Television)的文獻 ETSI EN 300744 中。ISDB-T 闡述于 2003 年 7月題為“數(shù)字陸地電視廣播的傳輸系統(tǒng)"(Transmission System for Digital TerrestrialTelevision Broadcasting)的文獻ARIB STD-B31中。所述文件可公開獲得。 圖I顯示基于OFDM系統(tǒng)100中的發(fā)射機110及接收機150的方塊圖，所述系統(tǒng)可實施DVB-H、ISDB-T及或某些其它設(shè)計。在發(fā)射機110處，發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器120處理(例如格式化、編碼、交錯及符號映射)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并產(chǎn)生數(shù)據(jù)符號。如本文所使用，數(shù)據(jù)符號是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制符號，導(dǎo)頻符號是導(dǎo)頻的調(diào)制符號(其是發(fā)射機及接收機兩者先驗地知道的數(shù)據(jù))，且零符號是零值信號。OFDM調(diào)制器130接收數(shù)據(jù)符號及導(dǎo)頻符號并將之多路復(fù)用于正確子頻帶上，如下文所述實施OFDM調(diào)制，并于每一 OFDM符號周期內(nèi)提供一個OFDM符號。OFDM符號周期(或簡單地稱為符號周期)是一個OFDM符號的持續(xù)時間。發(fā)射機單元(TMTR) 132接收并處理(例如，轉(zhuǎn)換為模擬信號、放大、濾波及上變頻)所述OFDM符號并產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制信號，所述經(jīng)調(diào)制信號經(jīng)由天線134進行傳輸。在接收機150處，天線152從發(fā)射機110接收所述經(jīng)調(diào)制信號并將所接收信號提供到接收機單元(RCVR) 154。接收機單元154調(diào)節(jié)(例如濾波、放大、下變頻及數(shù)字化)所接收信號并提供樣本。OFDM解調(diào)器160 (Demod)檢測所述OFDM傳輸?shù)哪Ｊ郊氨Ｗo長度并進一步估計定時偏移以正確地將FFT窗口放置于每一 OFDM符號周期中。OFDM解調(diào)器160進一步如下文所述處理所述樣本并提供數(shù)據(jù)符號估計，所述數(shù)據(jù)符號估計是由發(fā)射機110所發(fā)送的數(shù)據(jù)符號的估計。接收(RX)數(shù)據(jù)處理器170處理(例如符號解映射、解交錯、及解碼)所述數(shù)據(jù)符號估計并提供經(jīng)解碼數(shù)據(jù)。一般來說，OFDM解調(diào)器160及RX數(shù)據(jù)處理器170所進行的處理分別與發(fā)射機110處的OFDM調(diào)制器130及TX數(shù)據(jù)處理器120所進行的處理互補?？刂破?處理器140及180分別控制發(fā)射機110及接收機150處的各處理單元的操作。存儲器142及182分別存儲發(fā)射機110及接收機150的數(shù)據(jù)及程序碼。圖2顯示圖I中發(fā)射機110處的OFDM調(diào)制器130的方塊圖。在OFDM調(diào)制器130中，符號到子頻帶映射單元210接收數(shù)據(jù)符號及導(dǎo)頻符號并將之映射到K個可用子頻帶，將零符號映射到N-K個未用子頻帶，并向總計N個子頻帶提供N個傳輸符號。每一傳輸符號可以是數(shù)據(jù)符號、導(dǎo)頻符號、或零符號。在每一 OFDM符號周期中，單元212通過N點逆快速傅立葉變換(IFFT)或逆離散傅立葉變換(IDFT)將所述N個傳輸符號變換到時域并提供含有N個時域碼片的經(jīng)變換符號。每一碼片是擬在一個碼片周期內(nèi)傳輸?shù)膹?fù)數(shù)值。并行到串行(P/S)轉(zhuǎn)換器214將每一經(jīng)變換符號的所述N個碼片串行化。然后，保護間隔插入單元216重復(fù)每一經(jīng)變換符號的一部分(或L個碼片)以形成含有N+L個碼片的OFDM符號。每一 OFDM符號含有N個碼片作為可用部分及L碼片作為保護間隔。所述保護間隔用于抵擋由通信信道的延遲擴展所導(dǎo)致的符號間干擾(ISI)及載波間干擾。DVB-H支持2K、4K及8K大小的三種FFT操作模式。ISDB-T也支持256、512及IK大小的三種FFT操作模式。DVB-H及ISDB-T還支持1/4、1/8、1/16及1/32的OFDM符號的四種不同保護長度。表I給出了DVB-H及ISDB-T的三種模式的某些密鑰參數(shù)值。在表I中，行3及4分別地給出了 DVB-H及ISDB-T的三種模式的FFT大小(以樣本數(shù)據(jù))及可用子頻帶/載波的數(shù)量。行5到8給出了 DVB-H及ISDB-T的三種模式的1/4、1/8、1/16及1/32的保護長度的保護間隔持續(xù)時間(以樣本的數(shù)量)。在下述說明中，m是模式的索引且g是保護長度的索弓丨，其中me {1，2，3}且ge {1,2,3,4} 0更具體來說，g=I代表保護長度為1/4，g = 2代表保護長度為1/8，g = 3代表保護長度為1/16，且g =4代表保護長度為1/32。如表I中所示，有用部分的持續(xù)時間(或FFT大小)表示為Nm且其僅取決于模式m。保護間隔的持續(xù)時間表示為Lm,g且其取決于模式m及保護長度g兩者。 模式m及保護長度g的OFDM符號持續(xù)時間Lm, g等于模式m的FFT大小加上保護長度g的保護間隔持續(xù)時間Lm, g或Tm, g = Nm+Lm, g。舉例來說，在DVB-H中模式2以及保護長度1/16的 OFDM 符號大小是 T2,3 = 4096+256 = 4352。表I的列7給出了 DVB-H的模式I以及不同保護長度的OFDM符號大小T1,g(以樣本數(shù)量)。行11給出了 ISDB-T的模式I以及不同保護長度的OFDM符號大小T1, g。表I
權(quán)利要求
1.一種用于針對OFDM傳輸檢測模式及保護長度并估計定時偏移的方法，其包含 基于經(jīng)由通信信道接收的OFDM傳輸?shù)臉颖緦?dǎo)出至少一個度量； 基于所述至少一個度量檢測所述OFDM傳輸?shù)哪Ｊ郊氨Ｗo長度，所述模式指示所述OFDM傳輸中每一 OFDM符號的有用部分的持續(xù)時間且所述保護長度指示每一 OFDM符號的保護間隔的持續(xù)時間； 根據(jù)所述所檢測模式及保護長度處理所述樣本；其中導(dǎo)出所述至少一個度量包含為多個假定導(dǎo)出所述至少一個度量，每一假定對應(yīng)于假定用于所述OFDM傳輸?shù)哪Ｊ郊氨Ｗo長度的不同組合，且其中檢測所述模式及保護長度包含 基于所述至少一個度量識別最可能的假定；及 提供經(jīng)識別的假定的所述模式及保護長度作為所述OFDM傳輸?shù)乃鏊鶛z測模式及保護長度。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述導(dǎo)出所述至少一個度量包含 對所述假定的保護間隔實施相關(guān)以獲得所述假定的相關(guān)結(jié)果， 估計所述假定的噪聲，及 基于所述假定的所述相關(guān)結(jié)果及所述估計的噪聲導(dǎo)出所述假定的所述至少一個度量。
3.一種用于針對OFDM傳輸檢測模式及保護長度并估計定時偏移的設(shè)備，其包含 用于基于經(jīng)由通信信道接收的OFDM傳輸?shù)臉颖緦?dǎo)出至少一個度量的裝置； 用于基于所述至少一個度量檢測所述OFDM傳輸?shù)哪Ｊ郊氨Ｗo長度的裝置，所述模式指示所述OFDM傳輸中每一 OFDM符號的有用部分的持續(xù)時間且所述保護長度指示每一 OFDM符號的保護間隔的持續(xù)時間；及 用于根據(jù)所述所檢測模式及保護長度處理所述樣本的裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述用于導(dǎo)出所述至少一個度量的裝置包含用于為多個假定導(dǎo)出所述至少一個度量的裝置，每一假定對應(yīng)于假定用于所述OFDM傳輸?shù)哪Ｊ郊氨Ｗo長度的不同組合，且其中所述用于檢測所述模式及所述保護長度的裝置包含 用于基于所述至少一個度量識別最可能的假定的裝置，及 用于提供所述經(jīng)識別的假定的所述模式及保護長度作為所述OFDM傳輸?shù)乃鏊鶛z測模式及保護長度的裝置。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述用于導(dǎo)出所述至少一個度量的裝置包含 用于對所述假定的保護間隔實施相關(guān)以獲得所述假定的相關(guān)結(jié)果的裝置， 用于估計所述假定的噪聲的裝置，及 用于基于所述假定的所述相關(guān)結(jié)果及所述估計的噪聲導(dǎo)出所述假定的所述至少一個度量的裝置。
6.一種用于針對OFDM傳輸檢測模式及保護長度并估計定時偏移的設(shè)備，其包含 用于基于經(jīng)由通信信道接收的OFDM傳輸?shù)臉颖緸槎鄠€模式和保護假定中的每一者導(dǎo)出第一度量的裝置，每一假定對應(yīng)于假定用于所述OFDM傳輸?shù)哪Ｊ郊氨Ｗo長度的不同組合； 用于基于每一假定的所述第一度量估計所述假定的定時偏移的裝置； 用于基于每一假定的所述第一度量及所述估計的定時偏移導(dǎo)出所述假定的第二度量的裝置 '及用于基于所述第二度量檢測所述OFDM傳輸?shù)哪Ｊ郊氨Ｗo的裝置； 用于基于所述第一度量或所述第二度量意見檢測的模式及保護長度，針對所述OFDM傳輸估計所述定時偏移。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述用于導(dǎo)出所述第一度量的裝置包含 用于對所述假定的保護間隔實施相關(guān)以獲得所述假定的相關(guān)結(jié)果的裝置， 用于確定所述假定的所述保護間隔的能量的裝置，及 用于基于所述假定的所述相關(guān)結(jié)果及所述能量導(dǎo)出所述假定的所述第一度量的裝置。
8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述用于導(dǎo)出所述第二度量的裝置包含 用于對所述假定的所述第一度量進行濾波的裝置， 用于基于所述假定的所述經(jīng)濾波的第一度量及所述估計的定時偏移估計所述假定的噪聲的裝置，及 用于基于所述假定的所述經(jīng)濾波的第一度量及所述估計的噪聲導(dǎo)出所述假定的所述第二度量的裝置。
9.一種用于針對OFDM傳輸檢測模式及保護長度并估計定時偏移的設(shè)備，其包含 用于基于經(jīng)由通信信道接收的OFDM傳輸?shù)臉颖緸槎鄠€假定中的每一者計算至少一個參數(shù)的裝置，其中每一假定對應(yīng)于假定用于所述OFDM傳輸?shù)哪Ｊ郊氨Ｗo長度的不同組合；及 用于基于所述假定的所述至少一個參數(shù)為所述多個假定中的每一者導(dǎo)出一度量的裝置，其中針對至少一個假定，使用所述樣本的一小部分來計算所述至少一個參數(shù)或存儲可用于所述度量的元素的一小部分。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述用于計算所述至少一個參數(shù)的裝置包含用于使用可用于所述假定的樣本的一小部分實施相關(guān)的裝置。
11.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述用于導(dǎo)出所述度量的裝置包含用于為所述假定可能的定時偏移的一小部分導(dǎo)出所述度量的裝置。
12.一種用于針對OFDM傳輸檢測模式及保護長度的方法，其包含 對經(jīng)由通信信道接收的OFDM傳輸?shù)臉颖緦嵤┫嚓P(guān)以獲得具有第一保護長度的第一假定的第一相關(guān)結(jié)果，及組合所述第一相關(guān)結(jié)果以獲得具有第二保護長度的第二假定的第二相關(guān)結(jié)果，所述第二保護長度長于所述第一保護長度。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第二保護長度是所述第一保護長度的兩倍長。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其進一步包括組合所述第二相關(guān)結(jié)果來獲得具有第三保護長度的第三假定的第三相關(guān)結(jié)果，所述第三保護長度長于所述第二保護長度。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其進一步包括計算所述第一假定的第一保護間隔的能量，及組合所述第一保護間隔的所述能量以獲得所述第二假定的第二保護間隔的能量。
16.一種用于針對OFDM傳輸檢測模式及保護長度并估計定時偏移的設(shè)備，其包含 用于基于用于檢測經(jīng)由通信信道接收的OFDM傳輸?shù)哪Ｊ郊氨Ｗo長度的至少一個度量檢測第一到達路徑(FAP)的裝置； 用于基于所述經(jīng)檢測的FAP確定FFT窗口的裝置；及 用于基于所述FFT窗口選擇樣本供處理的裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其進一步包含 用于對所假定的保護間隔的所述樣本實施相關(guān)以獲得相關(guān)結(jié)果的裝置； 用于確定所述所假定的保護間隔的能量的裝置； 用于估計噪聲的裝置 '及 用于基于所述相關(guān)結(jié)果、所述能量及所述估計的噪聲導(dǎo)出所述至少一個度量的裝置。
18.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述用于檢測所述FAP的裝置包含 用于基于所述至少一個度量及指示所述FFT窗口的目標(biāo)位置的增益確定閾值的裝置，及 用于基于所述至少一個度量及所述閾值檢測所述FAP的裝置。
19.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中所述用于確定所述FFT窗口的裝置包含用于將所述FFT窗口放置于由所述經(jīng)檢測的FAP及所述保護長度確定的位置處的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于OFDM傳輸?shù)亩〞r獲取及模式和保護檢測。本發(fā)明闡述用于檢測OFDM傳輸?shù)哪Ｊ郊氨Ｗo長度及估計定時偏移的技術(shù)。對可能已用于所述OFDM傳輸?shù)哪Ｊ郊氨Ｗo長度的不同組合的多個假定進行評估。針對每一假定，對所假定的保護間隔的所接收樣本實施相關(guān)以獲得相關(guān)結(jié)果。確定所假定的保護間隔的能量?；谒鱿嚓P(guān)結(jié)果及所述能量導(dǎo)出第一度量?？蓪λ龅谝欢攘窟M行濾波(例如，平均)。例如，在由所述假定的估計的定時偏移確定的位置處基于所述經(jīng)濾波的第一度量的一組元素估計噪聲?；谒鼋?jīng)濾波的第一度量及所述估計的噪聲導(dǎo)出第二度量。所有假定的所述第二度量可用于確定所述OFDM傳輸?shù)哪Ｊ?、保護長度及定時偏移。
文檔編號H04N21/2383GK102780673SQ20121028009
公開日2012年11月14日 申請日期2006年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月20日
發(fā)明者喬納森·R·里夫斯, 施曼·帕特爾, 謝爾蓋·A·格拉茲科 申請人:高通股份有限公司