專(zhuān)利名稱(chēng)：具有時(shí)鐘漂移估計(jì)和補(bǔ)償?shù)慕邮赵O(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在通信系統(tǒng)中接收信號(hào)的接收設(shè)備和接收方法，其中估計(jì)和補(bǔ)償 時(shí)鐘漂移。通信系統(tǒng)可以是無(wú)線或非無(wú)線(即電纜基礎(chǔ))系統(tǒng)。然而，在本說(shuō)明書(shū)通篇，我 們將在無(wú)線系統(tǒng)中描述本專(zhuān)利申請(qǐng)。本發(fā)明同樣可用在非無(wú)線系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
本發(fā)明具體地說(shuō)涉及基于時(shí)域幀發(fā)射信號(hào)的無(wú)線通信系統(tǒng)。每幀由此包括數(shù)據(jù)塊 以及附加同步序列和/或信道估計(jì)序列，這些序列在每幀中在數(shù)據(jù)塊之前，并且它們是必 要的并用在接收側(cè)用于自動(dòng)增益控制、幀定時(shí)、頻率同步、信道估計(jì)和/或其它必要的處理 步驟。發(fā)射器與接收器之間的時(shí)間差通常在接收器中通過(guò)執(zhí)行時(shí)間同步，例如通過(guò)使用來(lái) 自信道估計(jì)序列等的關(guān)聯(lián)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。然而，由于在大多數(shù)應(yīng)用中，發(fā)射器時(shí)鐘和接收器 時(shí)鐘不運(yùn)行在正好相同的頻率，所以存在附加時(shí)鐘漂移，其降低了接收器中的性能。這對(duì)于 時(shí)間幀長(zhǎng)度相當(dāng)長(zhǎng)的無(wú)線通信系統(tǒng)特別如此，例如在一幀包含多于100個(gè)FFT (快速傅里 葉變換)塊的情況下，每個(gè)FFT塊包含幾百個(gè)符號(hào)。例如，使用SC-FDE (單載波頻域均衡) 的高數(shù)據(jù)速率單載波無(wú)線系統(tǒng)，幀長(zhǎng)度例如可包含256個(gè)FFT塊，每個(gè)FFT塊包含512個(gè)符 號(hào)。當(dāng)發(fā)射器時(shí)鐘與接收器時(shí)鐘之間的時(shí)鐘漂移是lOppm，并且?guī)械臄?shù)據(jù)部分的長(zhǎng)度是 32000個(gè)符號(hào)時(shí)，幀內(nèi)的采樣漂移大約為0. 32個(gè)符號(hào)，這顯示時(shí)鐘漂移補(bǔ)償或符號(hào)跟蹤是 必要的?？墒褂脮r(shí)域序列的關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)符號(hào)跟蹤或時(shí)鐘漂移補(bǔ)償，但是這將導(dǎo)致附加開(kāi)銷(xiāo)。 此外，與符號(hào)率相比為高的高過(guò)采樣(oversampling)率，即ADC采樣率將是必要的，導(dǎo)致更 復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的因此是提出一種用于在無(wú)線通信系統(tǒng)中接收信號(hào)的接收設(shè)備和接 收方法，其中基于幀發(fā)射信號(hào)，每幀包括包含數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)部分，這使得實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單但有效 的時(shí)鐘漂移估計(jì)和補(bǔ)償。以上目的是通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1所述的接收設(shè)備和根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求8所述 的接收方法實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提出了一種用于在無(wú)線通信系統(tǒng)例如無(wú)線或有線通信系統(tǒng)中接收信號(hào)的 接收設(shè)備，其中基于幀發(fā)射信號(hào)，每幀包括包含數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)部分，其中所述數(shù)據(jù)塊分別由 保護(hù)序列分隔，所述接收設(shè)備包括關(guān)聯(lián)(correlation)裝置，適合于對(duì)所接收信號(hào)的保護(hù) 序列執(zhí)行關(guān)聯(lián)；時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置，適合于基于來(lái)自關(guān)聯(lián)裝置的關(guān)聯(lián)結(jié)果在頻域中執(zhí)行時(shí) 鐘漂移估計(jì)；以及時(shí)鐘漂移補(bǔ)償裝置，適合于基于時(shí)鐘漂移估計(jì)補(bǔ)償所接收信號(hào)的時(shí)鐘漂 移。本發(fā)明還涉及一種用于在通信系統(tǒng)中接收信號(hào)的接收方法，其中基于幀發(fā)射信 號(hào)，每幀包括包含數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)部分，其中所述數(shù)據(jù)塊分別由保護(hù)序列分隔，所述接收方法
4包括如下步驟對(duì)所接收信號(hào)的所述保護(hù)序列執(zhí)行關(guān)聯(lián)；基于來(lái)自關(guān)聯(lián)步驟的關(guān)聯(lián)結(jié)果在 頻域中執(zhí)行時(shí)鐘漂移估計(jì)；以及基于所述時(shí)鐘漂移估計(jì)補(bǔ)償所接收信號(hào)的時(shí)鐘漂移。本發(fā)明因此提出使用保護(hù)序列，即在每幀的數(shù)據(jù)部分中的數(shù)據(jù)塊 之間排列的間 隔，以在接收側(cè)在頻域中執(zhí)行時(shí)鐘漂移估計(jì)。在頻域中執(zhí)行時(shí)鐘漂移估計(jì)相比在時(shí)域中實(shí) 現(xiàn)時(shí)鐘漂移估計(jì)具有更高分辨率且更簡(jiǎn)單和更有效實(shí)現(xiàn)的附加優(yōu)點(diǎn)。術(shù)語(yǔ)“保護(hù)序列”由 此用于表征任何類(lèi)型的重復(fù)序列、循環(huán)前綴、公共字等，其排列在每幀的數(shù)據(jù)部分中的數(shù)據(jù) 塊之間。在一些文檔中，術(shù)語(yǔ)“數(shù)據(jù)塊”用于表征保護(hù)間隔和數(shù)據(jù)塊的組合(或者數(shù)據(jù)塊中 的兩個(gè)保護(hù)間隔)。然而，本發(fā)明意圖涵蓋描述具有數(shù)據(jù)部分(或更多數(shù)據(jù)部分)的時(shí)間 幀(temporal frame)的所有這些不同方式，每個(gè)數(shù)據(jù)部分包括由相應(yīng)保護(hù)間隔分隔的數(shù)據(jù) 塊。保護(hù)間隔由此可包括相應(yīng)相等的保護(hù)序列，或者可包括變化的保護(hù)序列。通常，保護(hù)序 列將具有相應(yīng)相等的長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)塊通常也將具有相應(yīng)相等的長(zhǎng)度。如所提到的，具有良好 關(guān)聯(lián)屬性的任何類(lèi)型的適當(dāng)序列可用于保護(hù)序列，諸如但不限于格雷(Golay)序列、偽噪 聲序列等等。在正常實(shí)現(xiàn)中，相應(yīng)保護(hù)序列或保護(hù)間隔的長(zhǎng)度被設(shè)置成使得接收器能夠處 理時(shí)間色散信道，即，信道脈沖響應(yīng)應(yīng)比保護(hù)間隔短。關(guān)聯(lián)裝置適合于對(duì)所接收信號(hào)的幀的第一保護(hù)序列執(zhí)行第一關(guān)聯(lián)，并對(duì)同一幀的 第二保護(hù)序列執(zhí)行第二關(guān)聯(lián)，其中時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置適合于基于第一和第二關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)結(jié) 果執(zhí)行時(shí)鐘漂移估計(jì)。通過(guò)比較來(lái)自幀中第一保護(hù)序列和第二保護(hù)序列的關(guān)聯(lián)結(jié)果，接收 設(shè)備能夠確定時(shí)鐘漂移。由此，第一和第二保護(hù)序列可彼此相鄰，即可僅由單個(gè)數(shù)據(jù)塊分 隔，或者可由幾個(gè)數(shù)據(jù)塊和這些數(shù)據(jù)塊之間的相應(yīng)保護(hù)序列分隔。有利的是，時(shí)鐘漂移估 計(jì)裝置適合于基于第一與第二關(guān)聯(lián)結(jié)果之間的相差執(zhí)行時(shí)鐘漂移估計(jì)。通常在時(shí)域執(zhí)行關(guān) 聯(lián)。然而，在時(shí)域中計(jì)算時(shí)鐘漂移是相當(dāng)復(fù)雜的。本發(fā)明因此提出在頻域中執(zhí)行時(shí)鐘漂移 估計(jì)，即，在關(guān)聯(lián)結(jié)果或來(lái)自時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置的至少一部分相應(yīng)關(guān)聯(lián)結(jié)果的時(shí)頻變換之 后，使得能夠以相對(duì)簡(jiǎn)單但非常有效的方式基于第一與第二關(guān)聯(lián)結(jié)果之間的相差來(lái)估計(jì)時(shí) 鐘漂移。有利的是，時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置適合于僅基于來(lái)自關(guān)聯(lián)裝置的(一個(gè)或多個(gè))關(guān)聯(lián) 結(jié)果的一部分執(zhí)行時(shí)鐘漂移估計(jì)。由此，有利的是，時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置適合于基于(一個(gè)或 多個(gè))關(guān)聯(lián)結(jié)果的最高峰值執(zhí)行時(shí)鐘漂移估計(jì)。還有利的是，由時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置所執(zhí)行的第一與第二關(guān)聯(lián)之間的時(shí)間距離是可 變的。換句話說(shuō)，所接收幀中的保護(hù)序列中的各個(gè)序列將用于關(guān)聯(lián)和隨后的時(shí)鐘漂移估計(jì) 的選擇是靈活的，即，用于時(shí)鐘漂移估計(jì)的幀數(shù)據(jù)部分中的第一與第二保護(hù)序列之間的時(shí) 間距離是可變的。由此，由時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置所執(zhí)行的第一與第二關(guān)聯(lián)之間的時(shí)間距離有 利地例如可取決于時(shí)鐘差，即，發(fā)射器與接收器時(shí)鐘之間的差。例如，時(shí)鐘差越大，第一與第 二關(guān)聯(lián)之間的時(shí)間距離需要越小。另一方面，如果時(shí)鐘差越小，則優(yōu)選的是，第一與第二關(guān) 聯(lián)之間的時(shí)間距離越長(zhǎng)。還有利的是，所述關(guān)聯(lián)裝置14適合于對(duì)所述幀的至少一個(gè)另外保護(hù)序列執(zhí)行至 少一個(gè)另外關(guān)聯(lián)，并且其中所述時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置15適合于基于第一、第二和至少一個(gè)另 外關(guān)聯(lián)的平均關(guān)聯(lián)結(jié)果執(zhí)行所述時(shí)鐘漂移估計(jì)。由此，可減少噪聲的負(fù)效應(yīng)。例如，關(guān)聯(lián)裝 置可適合于對(duì)保護(hù)序列的相應(yīng)對(duì)，例如第一和第二保護(hù)序列，然后是第二和第三保護(hù)序列， 執(zhí)行所述關(guān)聯(lián)，并且然后時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置可適合于對(duì)每對(duì)的關(guān)聯(lián)結(jié)果執(zhí)行時(shí)鐘漂移估計(jì)，然后執(zhí)行各種估計(jì)結(jié)果之間的平均，以便獲得最終時(shí)鐘漂移估計(jì)結(jié)果。可以任何適當(dāng)?shù)?方式執(zhí)行平均。
要理解到，本發(fā)明的接收設(shè)備和接收方法可實(shí)現(xiàn)在任何類(lèi)型的適當(dāng)裝置、單元、設(shè) 備等中，如果必要的話，結(jié)合相應(yīng)應(yīng)用所必需的其它特征和功能性。例如，接收設(shè)備可實(shí)現(xiàn) 為適合于在任何類(lèi)型的無(wú)線通信系統(tǒng)中通信的便攜式、手持、獨(dú)立、永久等裝置。無(wú)線通信 系統(tǒng)可以是通過(guò)無(wú)線接口發(fā)射和接收任何類(lèi)型數(shù)據(jù)的任何類(lèi)型無(wú)線通信系統(tǒng)。例如，無(wú)線 通信系統(tǒng)可以是任何類(lèi)型多載波系統(tǒng)，或者可以是任何類(lèi)型單載波系統(tǒng)。例如，接收設(shè)備 和方法可包括頻域均衡，即發(fā)生在頻域中的均衡，并且可實(shí)現(xiàn)在單載波通信系統(tǒng)中。然而， 本發(fā)明的接收設(shè)備和接收方法不限于這些示例。另外，接收設(shè)備可以是適合于在無(wú)線通信 系統(tǒng)中接收和發(fā)射信號(hào)的通信設(shè)備的一部分。本說(shuō)明書(shū)通篇所用的術(shù)語(yǔ)“裝置”打算表征 適合于執(zhí)行相應(yīng)功能的功能單元中的任何類(lèi)型實(shí)現(xiàn)，諸如但不限于任何類(lèi)型的單元、元件、 裝置，最后結(jié)合其它功能性，并且可以用任何適當(dāng)?shù)能浖⒐碳蛩鼈兊娜魏芜m當(dāng)混合來(lái)實(shí) 現(xiàn)。進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及在時(shí)間幀中發(fā)射和接收信號(hào)的任何類(lèi)型無(wú)線通信系統(tǒng)，每幀包括 具有數(shù)據(jù)塊的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)部分，這些數(shù)據(jù)塊由保護(hù)間隔或保護(hù)序列分隔。每幀可以包 括或者可以不包括附加部分，諸如同步序列或同步模式、信道估計(jì)序列、訓(xùn)練序列等。


在結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的下面描述中更詳細(xì)地說(shuō)明了本發(fā)明，附圖中圖1示出了本發(fā)明中所用的幀結(jié)構(gòu)的示意性示例，圖2示出了本發(fā)明的接收設(shè)備的示意性框圖，圖3示出了關(guān)聯(lián)結(jié)果的示意性示例，圖4示出了圖3的關(guān)聯(lián)結(jié)果的部分的示意性示例，圖5示出圖4的示意示例，具有說(shuō)明時(shí)鐘漂移估計(jì)的附加信息，圖6示出了根據(jù)本發(fā)明在時(shí)鐘漂移估計(jì)中所用的相差計(jì)算的示意性示例。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的如下描述涉及實(shí)現(xiàn)單載波頻域均衡的接收設(shè)備和接收方 法。然而，本發(fā)明不限于單載波系統(tǒng)，而是還可用在多載波系統(tǒng)中。進(jìn)一步地，本發(fā)明的實(shí) 現(xiàn)在具有時(shí)域均衡的系統(tǒng)中也是有可能的。圖1示出了在本發(fā)明的接收設(shè)備和方法中所用的無(wú)線通信系統(tǒng)中發(fā)射和接收的 信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)的示意性示例。幀結(jié)構(gòu)的所示示例示出了包括同步部分(SYNC)的幀，其后面 是幀首定界符(start frame delimiter) (SFD)，SFD后面是信道估計(jì)序列(CES)，CES后面 則是數(shù)據(jù)部分，數(shù)據(jù)部分包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊。數(shù)據(jù)塊分別由保護(hù)間隔或保護(hù)序列分隔， 每一個(gè)保護(hù)序列都具有相同的長(zhǎng)度和內(nèi)容，例如具有良好關(guān)聯(lián)屬性的任何類(lèi)型的適當(dāng)序 列，諸如偽噪聲序列、格雷序列或任何其它適當(dāng)?shù)男蛄?。?shù)據(jù)塊的相應(yīng)內(nèi)容通常是變化的。應(yīng)該理解，本發(fā)明的幀可包括幾個(gè)數(shù)據(jù)部分，每個(gè)數(shù)據(jù)部分包括分別由保護(hù)序列 分隔的幾個(gè)數(shù)據(jù)塊。再者，幀可以僅由一個(gè)數(shù)據(jù)部分或者幾個(gè)數(shù)據(jù)部分(分別包括由保護(hù) 序列分隔的數(shù)據(jù)塊)構(gòu)成。備選地，每幀可包括在諸如圖1所示示例中的接收器中的處理 所必需的附加信息、序列等。在圖1的示例中，SYNC部分用在所示的接收設(shè)備1中，并且相對(duì)于圖2進(jìn)行說(shuō)明，用于自動(dòng)增益控制和粗幀定時(shí)。SFD指示同步序列的結(jié)束和CES的開(kāi) 始。CES可包括接收設(shè)備1中信道估計(jì)所用的任何類(lèi)型適當(dāng)?shù)膶?zhuān)用信道估計(jì)序列。然而，如 所提到的，本發(fā)明不限于圖1所示的幀結(jié)構(gòu)。例如，SYNC、SFD和CES部分可排列在特別專(zhuān) 用的幀中，并且數(shù)據(jù)塊可排列在排他地由所描述的數(shù)據(jù)塊和保護(hù)序列構(gòu)成的幀中。然而，其 它排列也是可能的。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明用于在無(wú)線通信系統(tǒng)中接收信號(hào)的接收設(shè)備1的實(shí)施例的 示意性框圖。已經(jīng)注意到，圖2和以下說(shuō)明僅涉及為理解本發(fā)明所必需的接收設(shè)備1的元 件和功能性。在實(shí)際實(shí)現(xiàn)中，接收設(shè)備將包含用于正常操作的附加功能性和元件。接收設(shè)備1包括適合于在無(wú)線通信系統(tǒng)中接收無(wú)線信號(hào)的天線2。所接收信號(hào)被 轉(zhuǎn)發(fā)到適合于將所接收信號(hào)從射頻向下轉(zhuǎn)換到基帶的RF(射頻)單元3等。應(yīng)該注意，本發(fā) 明不限于射頻，可以使用任何類(lèi)型的頻帶。來(lái)自RF單元3的向下轉(zhuǎn)換的信號(hào)被轉(zhuǎn)發(fā)到模擬 脈沖濾波器4，其通常具有與所發(fā)射脈沖相同的脈沖形狀。脈沖形狀的信號(hào)然后被轉(zhuǎn)發(fā)到模 數(shù)轉(zhuǎn)換器5，其適合于用適當(dāng)?shù)牟蓸勇蕦⑺邮招盘?hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字樣本，例如復(fù)樣本(complex sample)，其例如可等于所接收信號(hào)的符號(hào)率，可兩倍于所接收信號(hào)的符號(hào)率，四倍于所接 收信號(hào)符號(hào)率，等等。模數(shù)轉(zhuǎn)換器5的采樣率由給時(shí)鐘信號(hào)提供“2”采樣率的時(shí)鐘13確定。從模數(shù)轉(zhuǎn)換器5輸出的數(shù)字樣本被分成幾個(gè)分支，由此，圖2為了清楚起見(jiàn)僅示出 4個(gè)不同的分支。第一分支通往幀定時(shí)裝置7，向其提供每幀的SYNC部分的數(shù)字樣本。幀 定時(shí)裝置7適合于執(zhí)行時(shí)間同步，例如通過(guò)對(duì)SYNC部分執(zhí)行自關(guān)聯(lián)或互關(guān)聯(lián)，或者任何其 它適當(dāng)處理，以便獲得指示每幀中信道估計(jì)序列的起始位置的同步峰值。有關(guān)信道估計(jì)序 列的起始位置的信息被從幀定時(shí)裝置7提供到信道估計(jì)裝置6，其是第二分支的一部分。經(jīng)第二分支，信道估計(jì)裝置6從模數(shù)轉(zhuǎn)換器5接收信道估計(jì)序列的數(shù)字樣本。由 此，信道估計(jì)裝置6執(zhí)行自關(guān)聯(lián)、互關(guān)聯(lián)或任何其它適當(dāng)處理，以便獲得基于時(shí)域的信道估 計(jì)，其例如是信道(I和Q)時(shí)延譜(delay profile)的復(fù)估計(jì)(complex estimation)。接收設(shè)備1的第三分支是處理所接收信號(hào)的數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容數(shù)據(jù)的分支(圖2未示 出的實(shí)際實(shí)現(xiàn)中的其它分支可包含執(zhí)行頻率偏移補(bǔ)償?shù)奶幚韷K，等等)。來(lái)自模數(shù)轉(zhuǎn)換器5 的內(nèi)容數(shù)據(jù)的數(shù)字樣本被提供給向下采樣裝置9，其適合于將數(shù)字樣本向下采樣到所接收 信號(hào)的符號(hào)率。例如，如果模數(shù)轉(zhuǎn)換器5執(zhí)行兩倍過(guò)采樣，即，用兩倍于所接收信號(hào)符號(hào)率 的采樣率來(lái)采樣所接收信號(hào)，則向下采樣裝置9以之前的兩倍執(zhí)行向下采樣。相同功能性 被實(shí)現(xiàn)在向下采樣裝置8中，其向下采樣從信道估計(jì)裝置6輸出的數(shù)字樣本，之后它們被轉(zhuǎn) 發(fā)到時(shí)頻變換裝置11。類(lèi)似地，從向下采樣裝置9輸出的向下采樣的數(shù)字樣本被轉(zhuǎn)發(fā)到時(shí) 頻變換裝置12。由此，在時(shí)頻變換裝置11和12中所執(zhí)行的時(shí)頻補(bǔ)償?shù)钠鹗嘉恢梅謩e經(jīng)向 下采樣裝置8和9控制，裝置8和9分別由峰值檢測(cè)器和定時(shí)控制裝置10控制，其適合于 檢測(cè)在信道估計(jì)裝置6中所確定的信道時(shí)延譜的起始位置。由此，在時(shí)頻變換裝置11中時(shí) 頻變換的信道時(shí)延譜的起始位置由峰值檢測(cè)器和定時(shí)控制裝置10控制，并且在時(shí)頻變換 裝置12中時(shí)頻變換的數(shù)據(jù)的起始位置也由峰值檢測(cè)器和定時(shí)控制裝置10控制。從時(shí)頻變 換裝置11輸出的頻域信道時(shí)延譜被轉(zhuǎn)發(fā)到均衡裝置17，其適合于在頻域中執(zhí)行從時(shí)頻變 換裝置12輸出的內(nèi)容數(shù)據(jù)的均衡。時(shí)頻變換裝置11和12例如是快速傅里葉變換(FFT)裝置或任何其它適當(dāng)裝置。 均衡裝置17適合于執(zhí)行任何類(lèi)型適當(dāng)均衡，例如最小均方均衡(MMSE)或任何其它適當(dāng)處理。從均衡裝置17輸出的均衡數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)發(fā)到頻時(shí)變換裝置18，其例如執(zhí)行逆快速傅里葉變 換(IFFT)或任何其它適當(dāng)處理。此后，時(shí)域均衡的內(nèi)容數(shù)據(jù)例如由解調(diào)裝置19和相應(yīng)應(yīng) 用所必需的任何其它適當(dāng)處理來(lái)進(jìn)一步處理。在均衡裝置17前和時(shí)頻變換裝置12后，時(shí)鐘漂移補(bǔ)償裝置16位于第三分支，其 適合于在均衡之前對(duì)頻域內(nèi)容數(shù)據(jù)執(zhí)行時(shí)鐘漂移補(bǔ)償。時(shí)鐘漂移補(bǔ)償裝置由此補(bǔ)償在發(fā)射 在根據(jù)本發(fā)明的接收設(shè)備1中接收的信號(hào)的發(fā)射器中所用的時(shí)鐘與在根據(jù)所接收的模擬 信號(hào)生成數(shù)字(復(fù))樣本的接收器中所用的時(shí)鐘(例如時(shí)鐘13)之間的漂移。時(shí)鐘漂移由 此是發(fā)射器時(shí)鐘與接收器時(shí)鐘之間的頻率差或采樣率差。時(shí)鐘漂移補(bǔ)償裝置16適合于基 于從時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置15獲得的時(shí)鐘漂移估計(jì)補(bǔ)償頻域數(shù)據(jù)樣本中的時(shí)鐘漂移。時(shí)鐘漂 移估計(jì)裝置15是圖2所示接收設(shè)備的第四分支的一分部。在第四分支中，存在關(guān)聯(lián)裝置 14，其適合于對(duì)所接收信號(hào)的幀中的數(shù)據(jù)部分中所包括的保護(hù)序列執(zhí)行關(guān)聯(lián)。從模數(shù)轉(zhuǎn)換 裝置5輸出的保護(hù)序列的數(shù)字化樣本被提供到關(guān)聯(lián)裝置14，其在指示相應(yīng)保護(hù)序列的起始 的峰值檢測(cè)器和定時(shí)控制裝置10的定時(shí)控制下適合于對(duì)保護(hù)序列執(zhí)行關(guān)聯(lián)，諸如自關(guān)聯(lián) 或互關(guān)聯(lián)。來(lái)自關(guān)聯(lián)裝置14的關(guān)聯(lián)結(jié)果，即，包括例如圖3所示的一個(gè)或多個(gè)關(guān)聯(lián)峰值的 信道時(shí)延譜，然后被轉(zhuǎn)發(fā)到時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置15。在實(shí)際時(shí)鐘漂移估計(jì)之前，對(duì)應(yīng)的時(shí)頻變 換裝置將來(lái)自關(guān)聯(lián)裝置14的信道時(shí)延譜樣本從時(shí)域變換到頻域，該時(shí)頻變換裝置是時(shí)鐘 漂移估計(jì)裝置15的一部分，或位于關(guān)聯(lián)裝置14與時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置15之間的單獨(dú)單元。 換句話說(shuō)，時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置15操作在頻域。如所提到的，有關(guān)每個(gè)保護(hù)序列的開(kāi)始的信息從峰值檢測(cè)器和定時(shí)控制裝置10 獲得，該裝置10檢測(cè)多路徑環(huán)境中的最強(qiáng)通信路徑。關(guān)聯(lián)裝置14然后通過(guò)自關(guān)聯(lián)或通過(guò) 互關(guān)聯(lián)，即通過(guò)比較所接收保護(hù)序列與所存儲(chǔ)版本的保護(hù)序列，將所接收幀的數(shù)據(jù)部分的 所接收第一保護(hù)序列進(jìn)行關(guān)聯(lián)。由此，關(guān)聯(lián)裝置14獲得例如圖3所示的信道時(shí)延譜，其中 存在幾個(gè)峰值。信道時(shí)延譜，或者更具體地說(shuō)是表示信道時(shí)延譜的數(shù)字復(fù)樣本，然后被從時(shí) 域變換到頻域，并在時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置15中進(jìn)一步處理。由此，時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置15僅使用信道時(shí)延譜中最高關(guān)聯(lián)峰值周?chē)男^(qū)域或 一部分信息。這種區(qū)域在圖3中顯示為區(qū)域20。圖4示出了放大表示的具有最高關(guān)聯(lián)峰值 的區(qū)域20。由此，由關(guān)聯(lián)裝置14對(duì)于第一保護(hù)序列獲得的信道時(shí)延譜中最高關(guān)聯(lián)峰值周?chē)?區(qū)域20內(nèi)的數(shù)字復(fù)樣本由四點(diǎn)a、b、c和d表示。兩點(diǎn)b和c表示關(guān)聯(lián)峰值。小尺寸的區(qū) 域20是指例如只有4、6或8個(gè)樣本包含在所述區(qū)域20中，這是有利的，因?yàn)橹T如對(duì)于時(shí)頻 變換而言所必需的電路實(shí)現(xiàn)不太復(fù)雜。在區(qū)域20被選擇成較大，例如大于10個(gè)樣本的情 況下，所得到的電路更復(fù)雜，但是噪聲降低可能更好。圖4還示出了由所接收幀中相同數(shù)據(jù)部分的第二保護(hù)序列的關(guān)聯(lián)得到的四個(gè)數(shù) 字樣本。由第二保護(hù)序列的關(guān)聯(lián)得到的四個(gè)數(shù)字樣本由a'、b'、c'和d'表征，由此b' 和c'表示最高關(guān)聯(lián)峰值。在沒(méi)有任何時(shí)鐘漂移的情況下，樣本a和a'、b*b'、C*C'、 d和d'將在信道時(shí)延譜中分別位于正好相同的位置。然而，由于存在時(shí)鐘漂移，所以在圖 4中可見(jiàn)的相應(yīng)樣本a和a'、b*b'、(和(3'、(！和d'之間存在時(shí)間移位。通過(guò)計(jì)算或 估計(jì)這個(gè)時(shí)間移位，可以估計(jì)時(shí)鐘漂移，例如在圖5的示意性示例中所示的，其與圖4相對(duì) 應(yīng)，除了示出了樣本a和a'之間的時(shí)間移位(其是時(shí)鐘漂移)PTs。為了允許更簡(jiǎn)單但更準(zhǔn)確且有效地確定時(shí)鐘漂移，整個(gè)信道時(shí)延譜的數(shù)字樣本或僅在最高關(guān)聯(lián)峰值周?chē)膮^(qū)域20內(nèi)部的數(shù)字樣本被變換到頻域，即，時(shí)域樣本a、a'、b、 b'、c、c'、d、d'分別被變換成相應(yīng)的頻域樣本A、A'、B、B'、C、C'、D、D'。時(shí)鐘漂移 估計(jì)裝置15然后計(jì)算平均角度差，即，來(lái)自第一保護(hù)序列的頻域樣本A、B、C、D與來(lái)自第二 保護(hù)序列的頻域樣本A'、B'、C'、D'之間的平均相差。這個(gè)角度即相差允許用如下公式 在時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置15中計(jì)算時(shí)鐘漂移 其中PH是所計(jì)算的相差，Ts是符號(hào)周期，U Ts是發(fā)射器時(shí)鐘與接收器時(shí)鐘之間的 時(shí)鐘漂移，OS是過(guò)采樣率，并且M是用于時(shí)鐘漂移估計(jì)的時(shí)頻變換的大小(樣本數(shù))。上面 示出的公式描述圖5中的相應(yīng)樣本對(duì)之間的相差PH，其中由于時(shí)頻變換，上面公式中的相 差PH僅對(duì)于樣本對(duì)b和b'成立。對(duì)于樣本對(duì)c和c'，它將是2倍PH，并且對(duì)于樣本對(duì)c 和c'，它將是3倍PH(這種陳述對(duì)于4點(diǎn)時(shí)頻變換的示例成立)。在時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置15中獲得的時(shí)鐘漂移的因子P然后被轉(zhuǎn)發(fā)到時(shí)鐘漂移補(bǔ)償 裝置16，其根據(jù)如下公式對(duì)從時(shí)頻變換裝置12接收的復(fù)輸出樣本執(zhí)行時(shí)鐘漂移補(bǔ)償 由此&是從時(shí)頻變換裝置12接收的復(fù)樣本辦是從時(shí)鐘漂移補(bǔ)償裝置16到均衡 裝置17的復(fù)輸出，并且i是1與N之間的整數(shù)，N是所接收幀的數(shù)據(jù)部分中的一個(gè)數(shù)據(jù)塊 和一個(gè)保護(hù)序列的組合長(zhǎng)度(樣本數(shù))，其中N還(通常)對(duì)應(yīng)于在時(shí)頻變換裝置12中所 執(zhí)行的時(shí)頻變換的大小(例如，N = 256或者任何其它適當(dāng)?shù)臄?shù))。要注意，在關(guān)聯(lián)裝置14中獲得關(guān)聯(lián)結(jié)果所用的第一和第二保護(hù)序列可以是同一 幀的任何兩個(gè)適當(dāng)保護(hù)序列。參考圖1，例如第一保護(hù)序列可以是保護(hù)序列g(shù)l，而第二保護(hù) 序列可以是保護(hù)序列g(shù)2，使得第一與第二保護(hù)序列之間的時(shí)間距離是單個(gè)數(shù)據(jù)塊加上一個(gè) 保護(hù)序列。然而，還有可能的是，第一和/或第二保護(hù)序列是任何其它保護(hù)序列，例如保護(hù) 序列g(shù)3或保護(hù)序列g(shù)L-1或保護(hù)序列g(shù)L(L是整數(shù)，并表征幀的一個(gè)數(shù)據(jù)部分內(nèi)的保護(hù)序列 數(shù))。第一與第二保護(hù)序列之間的時(shí)間距離因此是數(shù)據(jù)塊加上保護(hù)序列的長(zhǎng)度的整數(shù)倍。 由此，被選擇用于關(guān)聯(lián)和時(shí)鐘漂移估計(jì)的第一與第二保護(hù)序列之間的時(shí)間差可以以可變方 式設(shè)置，例如可取決于發(fā)射器時(shí)鐘與接收器時(shí)鐘之間的實(shí)際時(shí)鐘差。例如，如果發(fā)射器時(shí)鐘 與接收器時(shí)鐘之間的時(shí)鐘差相對(duì)高，則第一與第二保護(hù)序列之間的時(shí)間差可相對(duì)小。然而， 當(dāng)發(fā)射器時(shí)鐘與接收器時(shí)鐘之間的時(shí)鐘差減小時(shí)，優(yōu)選的是，第一與第二保護(hù)序列之間的 時(shí)間差增大。還要注意，所述關(guān)聯(lián)裝置14還可適合于對(duì)所述幀的至少一個(gè)另外保護(hù)序列執(zhí)行 至少一個(gè)另外關(guān)聯(lián)，并且所述時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置15則可適合于基于第一、第二和至少一個(gè) 另外關(guān)聯(lián)的平均關(guān)聯(lián)結(jié)果執(zhí)行所述時(shí)鐘漂移估計(jì)。例如，可對(duì)任何適當(dāng)保護(hù)序列對(duì)(例如 第一和第二保護(hù)序列以及第一和第三保護(hù)序列，或者第一和第二保護(hù)序列以及第三和第四 保護(hù)序列等)執(zhí)行關(guān)聯(lián)和時(shí)鐘漂移估計(jì)，并且來(lái)自每對(duì)的所得到的時(shí)鐘漂移估計(jì)然后可以 任何適當(dāng)方式進(jìn)行平均，以獲得最終的準(zhǔn)確時(shí)鐘漂移估計(jì)。由此，可進(jìn)一步減小噪聲影響。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，包括分隔數(shù)據(jù)部分的數(shù)據(jù)塊的保護(hù)間隔的保護(hù)序列和保護(hù)間隔 不僅用作用于均衡的循環(huán)前綴，而且用于時(shí)鐘漂移補(bǔ)償，使得減少任何附加開(kāi)銷(xiāo)。進(jìn)一步 地，通過(guò)在頻域中執(zhí)行時(shí)鐘漂移補(bǔ)償可實(shí)現(xiàn)更好的分辨率和低復(fù)雜性。雖然本發(fā)明在以高
9速率傳送數(shù)據(jù)的無(wú)線通信系統(tǒng)中 特別有效，但本發(fā)明也可成功應(yīng)用在低速率通信系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
接收設(shè)備(1)，用于在通信系統(tǒng)中接收信號(hào)，其中基于幀發(fā)射信號(hào)，每幀包括包含數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)部分，其中所述數(shù)據(jù)塊分別由保護(hù)序列分隔，所述接收設(shè)備(1)包括關(guān)聯(lián)裝置(14)，適合于對(duì)所接收信號(hào)的所述保護(hù)序列執(zhí)行關(guān)聯(lián)；時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置(15)，適合于基于來(lái)自所述關(guān)聯(lián)裝置(14)的關(guān)聯(lián)結(jié)果在頻域中執(zhí)行時(shí)鐘漂移估計(jì)，以及時(shí)鐘漂移補(bǔ)償裝置(16)，適合于基于所述時(shí)鐘漂移估計(jì)補(bǔ)償所接收信號(hào)的所述時(shí)鐘漂移。
2.如權(quán)利要求1所述的接收設(shè)備(1)，其中所述關(guān)聯(lián)裝置(14)適合于對(duì)所接收信號(hào) 的幀的第一保護(hù)序列執(zhí)行第一關(guān)聯(lián)，并對(duì)所述幀的第二保護(hù)序列執(zhí)行第二關(guān)聯(lián)，并且其中 所述時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置(15)適合于基于第一和第二關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)結(jié)果執(zhí)行所述時(shí)鐘漂移估 計(jì)。
3.如權(quán)利要求2所述的接收設(shè)備(1)，其中所述時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置(15)適合于基于所 述第一與所述第二關(guān)聯(lián)結(jié)果之間的相差執(zhí)行所述時(shí)鐘漂移估計(jì)。
4.如權(quán)利要求2所述的接收設(shè)備(1)，其中所述時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置(15)適合于基于來(lái) 自所述關(guān)聯(lián)裝置(14)的所述關(guān)聯(lián)結(jié)果(5)的僅一部分執(zhí)行所述時(shí)鐘漂移估計(jì)。
5.如權(quán)利要求2所述的接收設(shè)備(1)，其中所述時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置(15)適合于基于一 個(gè)或多個(gè)所述關(guān)聯(lián)結(jié)果的最高峰值執(zhí)行所述時(shí)鐘漂移估計(jì)。
6.如權(quán)利要求2所述的接收設(shè)備(1)，其中所述時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置(15)所執(zhí)行的第一 與第二關(guān)聯(lián)之間的時(shí)間距離是可變的。
7.如權(quán)利要求2所述的接收設(shè)備(1)，其中所述關(guān)聯(lián)裝置(14)適合于對(duì)所述幀的至少 一個(gè)另外保護(hù)序列執(zhí)行至少一個(gè)另外關(guān)聯(lián)，并且其中所述時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置(15)適合于 基于第一、第二和所述至少一個(gè)另外關(guān)聯(lián)的平均關(guān)聯(lián)結(jié)果執(zhí)行所述時(shí)鐘漂移估計(jì)。
8.一種用于在通信系統(tǒng)中接收信號(hào)的接收方法，其中基于幀發(fā)射所述信號(hào)，每幀包括 包含數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)部分，其中所述數(shù)據(jù)塊分別由保護(hù)序列分隔，所述接收方法包括如下步 驟對(duì)所接收信號(hào)的所述保護(hù)序列執(zhí)行關(guān)聯(lián)，基于來(lái)自關(guān)聯(lián)步驟的關(guān)聯(lián)結(jié)果在頻域中執(zhí)行時(shí)鐘漂移估計(jì)，以及基于所述時(shí)鐘漂移估計(jì)補(bǔ)償所接收信號(hào)的所述時(shí)鐘漂移。
9.如權(quán)利要求8所述的接收方法，其中在所述關(guān)聯(lián)步驟中，對(duì)所接收信號(hào)的幀的第一 保護(hù)序列執(zhí)行第一關(guān)聯(lián)，并對(duì)所述幀的第二保護(hù)序列執(zhí)行第二關(guān)聯(lián)，并且其中基于第一和 第二關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)結(jié)果執(zhí)行所述時(shí)鐘漂移估計(jì)。
10.如權(quán)利要求9所述的接收方法，其中基于所述第一與所述第二關(guān)聯(lián)結(jié)果之間的相 差執(zhí)行所述時(shí)鐘漂移估計(jì)。
11.如權(quán)利要求9所述的接收方法，其中基于來(lái)自所述關(guān)聯(lián)裝置的所述關(guān)聯(lián)結(jié)果(5)的 僅一部分執(zhí)行所述時(shí)鐘漂移估計(jì)。
12.如權(quán)利要求9所述的接收方法，其中基于一個(gè)或多個(gè)所述關(guān)聯(lián)結(jié)果的最高峰值執(zhí) 行所述時(shí)鐘漂移估計(jì)。
13.如權(quán)利要求9所述的接收方法，其中在所述時(shí)鐘漂移估計(jì)步驟中所執(zhí)行的第一與 第二關(guān)聯(lián)之間的時(shí)間距離是可變的。
14.如權(quán)利要求9所述的接收方法，其中在所述關(guān)聯(lián)步驟中，對(duì)所述幀的至少一個(gè)另外 保護(hù)序列執(zhí)行至少一個(gè)另外關(guān)聯(lián)，并且其中基于第一、第二和所述至少一個(gè)另外關(guān)聯(lián)的平 均關(guān)聯(lián)結(jié)果執(zhí)行所述時(shí)鐘漂移估計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有時(shí)鐘漂移估計(jì)和補(bǔ)償?shù)慕邮赵O(shè)備和方法。本發(fā)明涉及用于在通信系統(tǒng)中接收信號(hào)的接收設(shè)備(1)，其中基于幀發(fā)射信號(hào)，每幀包括包含數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)部分，其中所述數(shù)據(jù)塊分別由保護(hù)序列分隔，所述接收設(shè)備(1)包括關(guān)聯(lián)裝置(14)，適合于對(duì)所接收信號(hào)的保護(hù)序列執(zhí)行關(guān)聯(lián)；時(shí)鐘漂移估計(jì)裝置(15)，適合于基于來(lái)自關(guān)聯(lián)裝置(14)的關(guān)聯(lián)結(jié)果在頻域中執(zhí)行時(shí)鐘漂移估計(jì)；以及時(shí)鐘漂移補(bǔ)償裝置(16)，適合于基于時(shí)鐘漂移估計(jì)補(bǔ)償所接收信號(hào)的時(shí)鐘漂移。本發(fā)明還涉及對(duì)應(yīng)的接收方法。
文檔編號(hào)H04L25/03GK101867538SQ201010163379
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者Q·王, R·博恩克, R·斯特林-加拉赫, Z·王 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社